Địa kỹ thuật trong xây dựng công trình ngầm dân dụng và công nghiệp

Mục tiêu chính của khảo sát kỹ thuật - nhận được sô liệu để dự tính tải trọng tác dựng lên kết cấu công trình ngầm, đê lựa chọn sơ đồ tính toán công trình, các phương pháp đào đất, các t

LỜI NÓI Đ Ầ U

K h a i th á c k h ô n g g ia n n g ầ m g iá i q u yết được n h iề u v ă n đ ề K in h tê -

X ã hội, đ ấ t đ a i xâ y d ự n g đô thị, m ôi trường Do đó x â y d ự n g công tr ìn h

n g ầ m đ a n g trở th à n h m ộ t x u h ư ớ n g tấ t y ế u tro n g x â y d ự n g các đô th ị

h iện đại.

N h a n h ch ó n g tiếp cận với n h ữ n g kỹ th u ậ t k h a i th á c k h ô n g g ia n

n g ầ m là m ộ t bài toán th ự c tế, rấ t cần th iết đôi với k ỹ s ư x â y dựng.

X ả y d ự n g công tr ìn h n g ầ m d â n d ụ n g công n g h iệp là m ộ t bài toá n khó

k h ă n liên q u a n đ ến n h iề u v ấ n đ ề p h ứ c tạp về đ ịa c h ấ t công tr ìn h , đ ịa

ch ấ t th u ỷ vă n, n ền và m óng.

T à i liệu được biên soạn n h ằ m g iả i q u y ế t m ộ t p h ầ n kh ó k h ă n trong lĩn h vực đ ịa kỹ th u ậ t xâ y d ự n g công tr ìn h n g ầ m th i công b ă n g p h ư ơ n g

p h á p lộ th iên

T ro n g tà i liệu trìn h bày n h ữ n g v ấ n đ ề cơ bản liê n q u a n đ ến tín h toán

th iế t kê n ề n m ó n g , k ế t cấu công tr ìn h n g ầ m d â n d ụ n g và công nghiệp.

T à i liệu s ử d ụ n g tro n g việc g iả n g d ạ y và học tậ p cho s in h viên n g à n h

x à / d ự n g công tr in h n g ầ m đô th ị và có th ê là m tà i liệu th a m k h ả o cho

n h ữ n g a i q u a n tâ m đ ến lĩn h vực x ả y d ự n g n g ầ m n ói riên g và x â y d ự n g

cơ b ả n nói chung.

T ác g iả x in c h â n th à n h cám ơn n h ữ n g ỷ k iế n góp ỷ q u ỷ b á u của

Công tác k h ảo sát địa chất (KSĐC) bao gồm: thu thập, phân tích và khái quát hoá diều kiện tự nhiên của vùng xây dựng, trong đó có các tài liệu đã thăm dò trong quá khứ, các tài liệu đã c ó nhưng chưa hệ thống về địa chất công trình Công tác KSĐC được tiến hành trên cơ sở nhiệm vụ kháo sát Nhiệm vụ KSĐC kỹ thuật do đon vị thiết k ế lập, được chủ đầu tư chấp nhận và chuyển cho đơn vị khảo sát Đ ó là tài liệu cơ bản đê thực hiện công tác k h ả o sát, nội dung cần thê hiện đầy đủ các giai đoạn thiết kế, địa điểm, các đặc điếm kết cấu, tải trọng, đặc điểm thi công, thông số cơ bản của cồng trình, các lài liệu đã điều tra trước đây.

1.1 N H Ũ N G Đ Ặ C ĐIỂM C Ủ A C Ỏ N G T Á C K H Ả O S Á T ĐỊA C H A T XÂY DỤNG

Do phạm vi ảnh hưởng và chịu ảnh hường của công trình ngầm lớn theo cả chiều sâu

và trên m ặt bằng, nên khi khảo sát cần miêu tả tỉ mỉ sự thay đổi địa chất, thuỷ văn trong

Mức độ thay đổi có thể xác định bằng tỷ số giữa m ô đ u n biến dạng lớn nhất và bé nhất ở các vị trí khác nhau, sự thay đối tính chất của đất đặc trưng bằng hệ số thay đổi

áp lực bèn, tính như tý số các áp lực hên theo 2 bán kính vuông góc với nhau và hệ số thay đổi độ bền giới hạn của đất dưới tường, m óng cô n g trình Mức độ thay đổi này có thế được đánh giá trên cơ sở kết quả khảo sát bằng phương pháp xuyên tĩnh.

1.2 C Á C G I A I Đ O Ạ N VÀ P H Ư Ơ N G P H Á P K H Ả O S Á T Đ ỊA C H Ấ T (K S D C ) C T NCông tác khảo sát được chia thành nhiều giai đoạn tương ứng với các giai đoạn thiết kế:

• G iai đoạn lập báo cáo đầu tư, lập d ự án - thiết k ế c ơ sở): Công tác kháo sát được

tiến hành với khối lượng đảm bảo nhận đưực tài liệu đ ịa chất còng trình đủ để:

- Lựa chọn phương án, định vị, vạch tuyến tối ưu cho cô n g trình;

- Lựa chon loại kết cấu và các phương pháp thi công hợp lý cũng như giảm thiếu ánh hưởng tới môi trường xung quanh;

- Thiết kế cơ sở các tuyến liên kết, đường lên xuống, bản thân công trình, các giếng đứng, những công trình ngầm và nổi khác

ơ giai đoạn này cần nghiên cứu tài liệu lưu trữ và các văn bản liên quan Khi lựa chọn phương án địa điểm xây dựng, nghiên cứu khái quát khu vực, quan sát lộ trình, có thể phải tiến hành quan trắc bằng máy bay Tiến hành khoan, xuyên với số lượng hạn c h ế nhưng cần có độ sâu đủ lớn (vào tới lớp đất có thê làm nền cho m óng công trình ít nhất

(hố, rãnh, giếng)

• G iai đoạn khảo sát kỹ thuật: Ớ giai đoạn này công tác khảo sát được tiến hành

nhằm m ục đích chi tiết hoá những thông tin về điều kiện đ ịa chất công trình, chính xác hoá tình hình địa chất - công trình trên các khu vực sử dụ n g các phương pháp chuyên dùng và khi cần thiết, có thể tiến hành theo dõi tình hình địa chất thuỷ văn

Mục tiêu chính của khảo sát kỹ thuật - nhận được sô liệu để dự tính tải trọng tác dựng lên kết cấu công trình ngầm, đê lựa chọn sơ đồ tính toán công trình, các phương pháp đào đất, các thông số ổn định tạm thời v.v cũng như dự đ o án tính động học của sự phái triển các quá trình địa vật lý, các trạng thái ứng suất - biến d ạng của khối đất, các c h ế độ nhiệt và nước ngẩm

Ở giai đoạn này cần xác định vùng dân cư, vùng cô n g nghiệp, vùng nghỉ ngơi, các vùng nhạy cảm phát triển giao thông Đế làm việc này cần dựa trên các bản đồ phan vùng địa chất công trình của khu vực, bán đồ địa chất cô n g trình vùng lân cận thành phố, các bán đồ được thành lập trong quá trình đo vẽ địa chất c ô n g trình Kết q u ả khảo sát địa chất thực hiện trong giai đoạn này phục vụ việc quyết định cuối cùng tổng mặt bằng bõ trí các hạng mục công trình, các giải pháp kết cấu và quy hoạch, giá thành xây dưng công trình và đề xuất các biện pháp bảo vệ môi trường

Nội dung khảo sát bao gồm những công tác cơ bản sau:

- Thu thạp, tổng hợp và phân tích các tài liệu địa chất công trình lưu trữ;

- T hăm dò, điều tra vị trí và dọc tuyến công trình;

- Vấn đề đảm bảo an toàn cho công trình ngầm;

- Đ ào các hố thăm dò;

- Nghiên cứu đất tại hiện trường, trong đó có xuyên tĩnh, xuyên động;

- Nghiên cứu địa vật lý;

- Nghiên cứu các tính chất củ a đất và thành phần hoá học của nước ngầm trong phòngthí nghiệm;

- X ử lý sô liệu, lập báo cáo khảo sát và các bảng biểu

Trong các điều kiện địa chất công trình phức tạp, khi cần thiết, nên tiến hành các cóng tác nghiên cứu khoa học

Việc thăm dò địa chất công trình được bắt đầu khi đã biết (mặc dừ là sơ bộ) ranh giới cửa nhà và công trình lân cận, tác động tương hỗ của chííng với mỏi trường địa chất

• G iai đoạn khả o sát thi công: Trong giai đoạn này chủ yếu nghiên cứu sự thay đổi

tính chất của đất trong quá trình thi cồng, chi tiết hoá những khu vực phát sinh hoặc dự đoán chưa đầy đủ trong giai đ oạn khảo sát kỹ thuật, nghiên cứu khả năng ảnh hưởng đến các công trình lân cận, theo dõi khả năng biến dạng của nền đất xung quanh, nguồn nước ngầm trong quá trình thi công

Tỷ lệ khối lượng công tác kháo sát trong giai đoạn lập dự án có thể đạt tới: 30- 40%; lập hổ sơ thiết kế: 60-50% và trong giai đoạn thi công khoảng: 10% tống khối lượng khảo sát cho công trình

khi có đủ thông tin lưu trữ về điều kiện địa chất công trình, công tác khảo sát địa chất có ihc liến hành trong một giai đoạn

Ngoài các cồng tác khảo sát nêu trên, khi hoàn thành xây dựng công trình ngầm, cần tiên hành quan trắc lâu dài trạng thái ổn định của bản thân công trình và các công trình lan cận

C ác phươnụ p h á p khảo sú t c ơ bản: đirợc lựa chọn sau khi nghiên cứu nhiệm vụ kỹ

thuật và các thông tin ban đầu Các phương pháp KSĐC bao gồm: đào hang, khoan, địa vật lý, nghiên cứu hiên trường (quan sát, thí nghiệm, xuyên), nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và quan sát lâu dài Trước khi thăm dò Đ C C T thường đã có quy hoạch vùng hoặc sơ đồ tổng m ặt bằng xây dựng công trình tại khu vực

- Phương pháp khoan thăm dò:

Đế lấy m ẫu nguyên dạng sử dụng các phương pháp hạ ống m ẫu như sau: đóng, ép, khoan, chấn động và xoay Đ ường kính lỗ khoan ít nhất là 108mm - trong sét, cát và 89m m - trong đá

Ngày nay người ta tạo ra các m áy khoan nằm ngang kết hợp lấy mẫu, cho phép khoan

lỗ đường kính 45-Hl20mm tới chiều sâu đến 500m và lớn hơn, với tốc đ ộ tới lOOrn/ngày đêm Lỗ khoan ngang có thể tạo khả năng giảm khối lượng khoan rất nhiều và tăng độ chính xác cho việc dự đoán các điều địa chất công trình

C h iê u sá u lỗ k h o a n : phụ thuộc vào chiều sâu vùng chịu nén Chiều sâu vùng chịu

nén phụ thuộc vào thể tích công trình, tải trọng, kích thước m ặt bằng Khi đặt sâu thì lực m a sát giữa m ặt bên công trình và khối địa tầng tăng, mực nước ngầm cao khả năng đẩy nổi cũng lớn, trong trường hợp này, vùng chú đ ộ ng tạo ra không phải do tái trọng plui m à do d ỡ tải khối địa tầng Trong tài liệu tiêu ch u ẩn không có những chí dẫn

rõ ràng về vùng chủ động này Q uy ước lấy bằng 1/2 chiều rộng công trình khi chiều sâu công trình đến 50m, bằng 1/4 chiều rộng khi chiểu sâu từ 5CM 00m G iếng hạ có

Chiểu sâu lỗ khoan thường sâu hơn đáy công trình ngầm ÓH-lOm hoặc khoan sâu vào

Đối với kết cấu “tường trong đ ất” chiều sâu các lỗ khoan kiến nghị bằng l,5 H + 5 m (H- chiểu sâu tường)

Khi nghiên cứu th ế nằm của các lớp đất cần đào hang ngầm Ưu điểm của đào hang là nhận được những thông tin tin cậy hơn về thành phần và thế nằm của đất đá, có thể trực tiếp thử và ép tĩnh trên diện tích lớn

Vị trí và khoảng cách giữa các l ố khoan, hô' đào: xác định tuỳ thuộc vào khuôn khổ

công trình, kết cấu công trình, mức độ nghiên cứu của chúng, phương pháp thi cóng, tính phức tạp của điều kiện địa chất Những điểm khảo sát nên bố trí trong vùng có đặl các tải trọng tập trung, bố trí theo cha vi tường công trình, dưới đáy công trình, những chỗ giao nhau của các trục nơi tập trung các tải trọng từ cột, thiết bị lớn

Đối với các công trình ngầm kéo dài (các đường hầm giao thông và bộ hành, các gara dạng tuyến), các lỗ khoan được bố trí dọc trục và theo phương vuông góc với trục của chúng, cách nhau 1504-200m (cho giai đoạn thiết k ế kỹ thuật) cho thế nằm của các lớp đất đều đặn, 100-r 150m cho khu vực có các lớp đất uốn nếp, địa tầng khá phức tạp, nước ngầm nằm cao hơn cao trình chôn móng, 60-ỉ-100m cho khu vực địa tầng uốn nép phức tạp, có các hiện tượng địa vật lý phức tạp, mức nước ngầm nằm cao hơn cao trình dự kiến chôn móng

Khi khảo sát theo tuyến công trình ngầm có kích thước giới hạn trong mặt bằng ớ cao độ lối đi bộ và gara dạng phòng ngăn, các tổ họp giao thông v.v , các lỗ khoan được bố trí theo chu vi tường và theo trục cột của kết cấu, trong đó khoảng cách giữa các

Tuỳ thuộc vào công trình và phương pháp thi công, số lượng và chiều sâu lỗ khoan cho một công trình có thể có sự khác nhau Ví dụ: khi hạ giếng đường kính <15m thì sô

lượng lỗ khoan không nhỏ hơn 3, khoan sâu hơn độ sâu đặt giếng là 6m Đc thi công

- Đ ào iỊÌê/UỊ th ă m dò:

Để quan sát cấu tạo khối đất bằng mắt, lấy mẫu từng lớp đất, xác định đặc tính độ bổn và biến dạng, ngoài khoan lấy mẫu, người ta còn đào h ố thăm dò: giếng, h ố đào, các giếng đứng, các đường hầm nhánh Các h ố đào này thường kết hợp tại vị trí sẽ bố trí giếng đứng, giếng nghiêng cứa công trình

- CôiiiỊ túc lấy m ầu:

Mấu đất được thu thập nhằm m ục đích xác định các chi tiêu cơ lý trong phòng thí

dày thì lấy 3 m ẫu (trên, giữa và dưới lớp đất) nhưng kho ản g cách theo chiều sâu giữa các vị trí lấy m ẫ u không quá 3-ỉ-5m Thông thường việc lấy m ẫu đất được tiến hành Iheo lớp 0,5-^lm

X ác định các đ ặ c trưng cơ lý c ơ bản của đất:

Tính chất của đ ấ t quyết định công nghệ xây lắp, phương pháp đào và đắp đất, loại gia

cố tạm thời Đặc điểm tính chất của đất cần thiết để xác định giá trị tải trọng lên kết cấu ngầm, lựa chọn sơ đồ tính toán công trình ngầm, xác định các thông số gia cố tạm thời Phương pháp thí nghiệm trong phòng là phương pháp chính để xác định độ bền của đất cho từng dạng xây dựng Cần dùng phương pháp này để xác định m a sát trong và ma sát ngoài của đất, các chỉ tiêu vật lý và cơ học của đất, phương pháp này cũng có thể xác đinh chỉ tiêu biến dạng khi nén cố kết

- C ác c h ỉ tiêu vật lý: dung trọng của đất, độ ẩm (W TN, W c, w u) Các chỉ tiêu cần được

xác định là độ rỗng, hệ số rỗng, mức độ ẩm, chỉ số dẻo, độ sệt, giới hạn nhão

- C ác ch i tiêu c ơ học: gồm chỉ tiêu biến dạng (m ôđun biến dạng, hệ số biến dạng

ngang - hệ sô pausson, hệ số áp lực bên ) và chỉ tiêu độ bền ( íó c nội m a sát, lực dính,

Ngoài những chí tiêu tính chất cơ lý của đất nêu trên, khi cần thiết xác định tốc độ sóng dọc và ngang, các hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung và nhiệt riêng, giới hạn độ bền chịu kéo, trương nở và áp lực trương nở tương đối của đất sét, các tính chất từ biến, hệ số lựckháng đàn hồi, tính mài mòn và tính nhớt của đất

Khi xác định các chỉ tiêu độ bền nên dùng phương pháp xuyên (động, tĩnh) Sử dụng phương pháp này cũng có thể xác định chỉ tiêu biến dạng ở độ sâu đến 20m Trong đó,

thiết bị chuyên d ụ n g - thiết bị đo áp lực và đo chuyển vị

Đ á n h giá tín h c h ấ t x â y d ự n g c ủ a đ ấ t th eo từ n g lớp:

Việc nghiên cứu tỷ mi hình học, thành phần và tính chất cơ lý của các lớp đất riêng rẽ

là cơ sở của việc đánh giá địa tầng

Cần đặc biệt lưu ý thành phần, trang thái và tính chất đặc biệt của các lớp đất trony phạm vi vùng tác đ ộ n g tương hỗ, ví dụ như hang động, castơ, trương nở, lún sập trong quá trình thi còng c ũ n g n h ư khai thác

Cần nêu được cá c điểm đặc biệt của điều kiện địa chất: Kha năng thay đổi c h ế đ ộ nước ngầm, sự xói m òn, sự phát triển c ủa các quá trình và hiện tượng địa vật lý bất lợi trong quá trình thi cô n g và khai thác côn g trình

- H iếu biết tính c h ấ t của đ ấ t theo sô liệu th í nghiệm vẫn chưa đủ dê th iết kê các cô/iiỊ trình ngầm:

Một loại đất cùng tính chất như nhau có thể có th ế n ằm khác nhau trên tuyến công trình ngầm Theo đặc đ iểm thành tạo có thể là đồng nhất nhưng các tính chất của tầng đất yếu vẫn thay đổi theo chiều rộng (mặt b ằn g ) và chiều sâu (khi trọng lượng công trình

có thể nhỏ hơn trọng lượng lớp đất, độ lún dưới còng trình có thể không có nhưng chính những lớp đất này x u n g q u an h công trình với áp lực tự nhiên đủ lớn có thể vẫn lún, ncn đất vẫn võng xuống)

Quá trình thi cóng cần theo dõi sự phù hợp điều kiện đ ịa chất thực tế (nhất là m ẫu đất

và thành phần hạt) với điểu kiện áp dụn g trong thiết kế, khi cần thiết có thẻ phái tiến hành khảo sát bổ sung

Cần kết hợp chặt chẽ giữa kỹ sư k hảo sát với các nhà thiết k ế trong quá trình khảo sát, thiết k ế cũng như q u á trình thi công

Khi thiết k ế và x â y dựng các công trình n gầm cần tính đến trạng thái động học của khu vực đô thị có ảnh hưởng nhiều đến điều kiện đ ịa chất công trình xây dựng Trạng thái động học được biểu thị bằng khả n ăng xuất hiện và tăng cường độ các hiện tượng và quá trình địa vật lý không thuận lợi: trượt lở, các dò n g ch ảy , sự xói lở cũ và mới, sự phá hoại kiến tạo, động đất, các dòng thấm N goài những hiện tượng địa vật lý, cần lưu ý đến các quá trình và các hiện tượng địa chất cô n g trình gắn với xây dựng công trình nổi

có thể dùng ờ mặt đất, dưới sâu, trong các lỗ khoan, đường hầm:

- p h ư ơ u ạ p h á p địa chấn: đo tốc độ truyền sóng âm (tỷ số giữa khoảng cách truyền

sóng và thời gian truyền sóng của khối đá), có phương p háp phản xạ và khúc xạ sóng

;ìm N guồn phát xạ có thể là búa, súng lục, kíp nổ, m áy thu có thể là 1 bộ chuyển đổi diện áp hoặc m áy địa âm điện từ

- Phương p h á p (ío diện tr ỏ su ấ t: Đ iện trở suất củ a đất được chia thành 12 bậc, dựa

vào đó có thê xác định được ranh giới các lớp đất đá Phương pháp này dùng 4 điện cực

cho biết điện trở của đất đá, tăng kho ản g cách giữa các cực sẽ đo được sâu hơn

- P hư ơ nẹ plìủp ra đa xu yên đất: Sử dụng sóng điện từ dải từ Ì-flOOOMHZ dế phát

lìiện ranh giới địa chất, mực nước ngầm , các vật dị thường trong đất

- Phương p h á p đo trọng lực và từ lực: D ùng trọng lực kế, các vật dị thường được phát

hiện qua đường đẳng trị

- C úc phương p h á p đo địa vật lỷ lổ khoan:

+ Kính ngắm: Là ống soi kính viễn vọng ở 1 đầu, lắp gương nghiêng và chiếu sáng ở đẩu kia giúp thu thập thông tin về nứt nẻ đến vỡ vụn của đá ở lỗ khoan

+ C am êra lỗ khoan: D ùng các c a m êra treo hoặc truyền hình, ch ú n g có gương phẳng hoặc láp nghiêng đế nhìn m ặt bên củ a thành lỗ khoan C ác cam ê ra truyền hình ảnh về màn hình đặt ở m ặt đất có thế sao chép

+ Nút đánh dấu: Là m ột biện pháp kỹ thuật thu nh ận th ôn g tin về đặc điểm nứt nẻ của thành lỗ khoan Một ống nút bằng cao su đặc biệt được thả tới vị trí cần thiết thổi phồng cho đến khi tiếp xúc với đất đá thành lỗ khoan, cao su lưu giữ các vết nứt khi nó bị ép, sau đó tháo hơi kéo lên m ặt đất và đo vết nứt

-f Karôta lỗ khoan: L à tổ hợp các phương p háp đ ịa vật lý ng h iên cứu đất bằng cách đo các đặc tính cùa chúng trực tiếp trong các lỗ khoan H ạ thiết bị địa vật lý (những dụng

cu karôta) vào lỗ khoan đê xác định đạc tính khác nhau củ a đất đá m ột cách liên tục Các Ihỏim số đo thường là vận tốc âm , điện trở suất, điện trường thiên nhiên trong dung dịch lỗ khoan và bức xạ hạt nhân tự nhiên hoặc bức xạ c ủ a đất đá với bức xạ hạt nhân thoát ra từ đầu dò K arôta lỗ khoan có thể xác địn h độ rỗng, độ chặt, độ bão hoà, hàin lượng sét và các thông tin cơ học liên quan khác

U n thế cơ bán của phương pháp đ ịa vật lý thăm d ò địa ch ất công trình là ở chỗ, nó có khá năng nghiên cứu vùng rộng lớn củ a nền đất, trong khi đ ó khoan thăm dò chỉ cho phép nhận được s ố liệu từng điểm Nhược điểm của các phương pháp thăm dò địa vật lý

là khó diễn giải kết quả nhận được Do đó các phương p háp địa vật lý nên sử dụng kết hợp với các phương pháp thăm dò truyền thống

1.3 K H Ả O SÁ T ĐỊA C H A T T H U Ỷ VẢN

Điều kiện địa chất thuỷ văn có ý nghĩa quan trọng không những trong thiết kế, thi công m à còn trong quá trình khai thác Độ sâu đặt công trình ngầm có thê đạt đến lOOm

và hơn nữa nên hầu như công trình ngầm nào cũng có nước ngầm

- Nguồn nước ngầm : từ những hang nước tự nhiên, các tầng đất chứa nước, sông ngòi,

ao hồ, nước mặt, đặc biệt là các nguồn nước có áp chảy vào công trình ngầm nhờ tính thám thấu và các vết nứt của đất đá

- K ết quả đo: cần nhận được chi tiết tất cả các tầng chứa nước, loại nước, thành phần

của địa tầng, các điều kiện thế nằm của m ặt bão hoà, mật độ bão hoà, thành phần hoấ học, các điều kiện tiếp nhận, chuyến động, giảm tải của nước, các số liệu dự báo sự thay đối của chúng

- L ỗ khoan: thăm dò địa chất có thể dùng để khảo sát địa chất thuỷ vãn.

- P hạm vi khảo sút: cần nghiên cứu điều kiện địa chất thuỷ văn trong diện rộng đê

biết rõ về sự tác động tương hỗ giữa cỏng trình và môi trường địa chất

- C úc thông s ố địa chất tỉìuỷ van bao gồm: hệ số thấm, hệ số hút nước, thoát nước, hệ

số thoát nước đàn hồi, độ rỗng tích cực, hệ số mao dẫn, hệ số chảy quá, độ ngậm nước dơn vị, độ bão hoà không khí đơn vị Xác định hệ số thấm (để tính toán hạ mực nước ngầm ) có thê theo bảng, theo công thức và thực nghiệm trong phòng thí nghiệm và hiện tnrờng, theo kết q uả quan trắc lâu dài (mốc quan trắc được bố trí trên mặt bằng từ dính phân thuỷ đến các điểm dỡ tải - vị trí thoát nước) theo tất cả các phân tố địa chất

- H o ạ t dộng của con người cũng làm ảnh hưởng xấu đến môi trường địa chất Có 4

đạng nhiễm bẩn nước ngầm: hoá học, sinh học, nhiệt và phóng xạ Cần dự báo lính nhiễm bẩn và tính xâm thực đối với kết cấu

- M ưu nước: nên lấy trong từng lóp nước, trong mỗi vùng khảo sát lấy ít nhất 3 m ẫu

(phía trên, phía giữa và phía đáy lớp nước)

- M ực nước ngầm : được xác định qua giếng có sẵn hoặc đào mới, thông qua cấc

giếng này còn có thể xác định nhiệt độ, hướng và tốc độ dòng chảy

Mực nước ngầm trong đất nâng cao do nước mặt hoặc áp lực nước ngầm , nước thoát

từ các nguồn và nước trong đất, nước chảy dò từ các tuyến ống dẫn nước v.v có thê gây nên sự đẩy nổi, làm ngập công trình ngầm , thay đổi độ sâu đông kết, làm trương

nở đất v.v

Mực nước trong nền đất bị giảm do khai thác các nguồn nước mặt, xây dựng các hệ thống giếng nước, hạ mực nước ngầm làm cho khối đất bị ép lún, nền biến dạng do thoát nước

Tất cá các điều đó cuối cùng, làm cho đất chặt hơn hoặc dãn nở, tạo nên các mặt nuhiêng và mái dốc không ổn định cùng với sự biến dạng, trượt của đất, phá hoại độ ổn

Nêu công trình ngầm đặt ở vùng đất chứa khí, cần có các biện pháp dặc biệt đế ngăn ngừa khá năng cháy và nổ, cũng như loại trừ tác động của khí lên con người và lên vật liệu cong trình, các lớp ốp lát Đế làm được điểu đó, tnrớc tiên cần xác định loại khí ngầm, vị trí thoát ra và khối lượng khả dĩ

Khi thiết k ế các công trình ngầm, cần hiếu biết cả điều kiện khí hậu của vùng đô thị

dó Nỏ có thế ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn hệ thống và các chí số thông gió nhân tạo của công trình ngầm, sự chiếu sáng lối ra vào của xe và người đi bộ, hệ thống Ihoát nước, các phương pháp cấp nhiệt cho từng đoạn đường ngầm giao thông và các lối xuống của đường ngầm bộ hành

Trong trường hợp cần thiết, đê dự đoán sự tác động tương hỗ của kết cấu ngầm với đất, có thế nghiên cứu thực nghiêm ở giai đoạn khảo sát địa chất công trình

Các lỗ khoan trong quá trình khảo sát bắt buộc phải loại trừ bằng cách chèn vữa dọc

lỗ khoan Biên bản chèn vữa lỏ khoan, có chí dẫn phương pháp, được đưa vào số liệu khào sát

Khi lỗ khoan nằm trong tiết diện h ố đào sâu của công trình thiết k ế hoặc lỗ khoan năm cách chu tuyến công trình một khoảng nhò hơn lOm, biên bán chèn vữa và toạ độ

lò khoan chuyến cho dơn vị thi công đê thành lập dồ án thi cồng trong vùng có lỗ khoan

1.4 Y Ê U C Ẩ U Đ Ố I VỚI BÁ O C Á O , K Ế T Q U Ả K H À O SÁ T , N H Ũ N G Đ IỂ M

CẨ N LƯU Ý

Bấo cáo kết quá khảo sát địa chất công trình cần phải có các phẩn sau:

- M ớ (tần: nêu m ục đích và nhiệm vụ khảo sát, chương trình KS, lập luận về độ phức

lạp, tính tương hỗ cùa công trình và môi trường, đặc trưng công trình, nhiệm vụ, khối lượng, phương pháp KS

- Các điêu kiện địa vật /v tự nhién: Điều kiện khí hậu, đặc điếm vùng lãnh thổ chưa

khai phá, các vùng giống nước có ảnh hưởng đến thiết k ế và thi công

- Si/ ỉhc/y (lỏi cúc điêu kiện tự nhiên: Những thăm dò nghiên cứu trước đây, công trình

chia các yếu tô địa chất, đặc tính của chúng; giới hạn thế nằm; mức độ nứt nẻ của đấ; cao dỏ nước ngẩm, vị trí các lớp trong không gian, phều castơ, dường trượt; cần đối chiếu kết q uá thí nghiệm trong phòng với hiện trường (vì việc phân chia theo độ chặt độ sệt chỉ là quy ước không sát thực tế, các mặt cắt địa chất không phân chia thành các phẩn ỉử địa chất, các vị trí phức tạp chưa được chú ý); cần phân tích điều kiện thế nám,

góc phương vị và góc dốc của các lớp địa chất; cần liệt kê tỷ I11Í đặc tính của các mặt bão hoà nước, dự báo lượng nước ngầm vào h ố m óng từ các khu vực xung quanh; cơ sở thoát

và hạ nước ngầm , các hiện tượng trương nở; đề xuất các biện pháp chống thấm, thoát nước ngầm, tính xâm thực của nước ngầm và đất, nhiệt độ nước ngầm và đất

- Các quá trình và hiện tượng địa vật lý: Cần vẽ hiên của khu vực, vùng phát triển

m ạnh các hiện tượng địa vật lý, hiện tượng castơ, các đoạn có khả năng trượt, các quy luật pliát triển và cách m ô tả chúng

- Cúc tínli chất cơ lý cùa đất: Nghiên cứu trong phòng và hiện trường, nghiên cứu chi

tiêu đê giải bài toán cụ thể, ví dụ thành phần hạt dùng đế xác định hệ số thấm, suy luận

về góc dốc tự nhiên, tính nén, chiều cao m ao dẫn; có thê phân tích các chí tiêu xác định bằng các phương pháp khác nhau; các chỉ tiêu, tính chất có thể thay đổi trong không gian và khả năng thay đổi khi xây dựng và khai thác

- Các điêu kiện địa ch ấ t công trình: Cần có mặt bằng theo những đặc điểm địa hình,

điều kiện thế nằm , tính chất cơ lý, điều kiện địa chất thuỷ văn, các quá trình và hiện tượng địa vật lý, tình hình hơi và khí độc

- C ác kết luận: Tóm tắt những điều kiện đất có ảnh hưởng đến việc lựa chọn các giải

pháp thiết kế, thi công, những kiến nghị cần thiết Các phụ lục về kết quả thí nghiệm , cột địa tầng

Yêu cầu nêu trên so với thực tế còn có khoảng cách (do đơn vị khảo sát, nhiệm vụ khảo sát) Do đó cần phải xem xét các tài liệu tiêu chuẩn, công trình thực tế, cần phân tích toàn diện có sự tham gia của các chuyên gia khảo sát, không nên chí sử dụng tài liệu khảo sát m ột cách m áy móc

N h ữ n g điểm cần lưu ý trong nội dung báo cáo K S tìC :

ì Cấu tạo địa tầng, rình liìnli phân lớp, thành phầ n các láp: Thuyêt m inh tý mỷ

những đoạn có cấu tạo bất lợi và khả năng về áp lực địa tầng Trong đó hao gồm các trường hợp sau:

- Tnrờng hợp các tầng đá nguyên khối

- Trường hợp tầng đá phân lớp: có thể có vết nứt, nước ngầm

+ Khi có nhiều lớp nằm ngang: áp lực địa tầng phức tạp, cần xác định độ dầy các lớp, gợi ý các biện pháp chống nước ngầm và sạt lở

+ Klii có nhiều lớp đá nghiêng: áp lực địa tầng khác nhau, không đối xúng, cần xác định mặt phàn lớp, độ nghiêng, nước ngầm chảy vào đường hầm, nên m ở rộng diện tích thăm dò tạo điều kiện thiết k ế tránh những vị trí này, khả năng trượt lóp nọ lên lớp kia khi xây dựng vỏ hầm

+ Khu vực có những lớp đá thẳng đứng: nguy cơ sụt các lớp khi m ở hầm là rất lớn vì lực dính giữa các lớp yếu

- Trường hợp tầng đá uốn nếp:

+ Khi hầm nằm song song với đường phương của nếp uốn Trong phạm vi nếp lồi: cần xác định khả năng nứt nẻ, khả năng nước ngầm chảy vào cóng trình, áp lực địa tầng (>• đày thường không lớn; công trình nằm trong nếp lõm: khi đào hầm dễ bị sụt lở vì các vết nứt có thể nhỏ ở trên to ở dưới, ở đây tích tụ nước ngầm nhiều, áp lực địa tầng khá lớn; hầm nằm trong phạm vi nếp uốn: áp lực thường lớn và không đối xứng

+ Khi hầm nằm thẳng góc với đường phương của nếp uốn: hầm cắt qua nhiều lớp, áp lực lớn và tác dụng lên vì chống khác nhau, nước ngầm nhiều, đặc biệt là đá rơi

Trường hợp hầm nằm trong vùng đứt gãy: ở đâv đất thường nát vụn, rời rạc, có nước ngầm tích tụ Trong trường hợp này cần khảo sát tỷ mỉ vị trí đường đứt gãy kiến tạo, cảnh báo cho đơn vị thiết k ế khả nãng ảnh hưởng của nó và nên bố trí tuyến hầm vuônggóc với nó

Trường hợp hầm nằm bên sườn núi có lớp phủ dầy: khi đào hầm có thể bị trượt, áp lực địa tầng tăng, cấu tạo vỏ hầm phức tạp, nên tránh và tìm cách đưa sâu vào trong lớp

đá cơ bản Do đó trong trường hợp này cần lưu ý khoan thăm dò sâu vào lớp đá và cần tranh thủ ý kiến của đơn vị thiết kế, chủ đầu tư

2 Xúc định độ kiên cố, tình hình p h o n g liocí, tính chất vật lý:

H iện tượng xói ngầm và cát chảy: x ả y ra trong các vùng đất rời rạc, cát các loại đặc biệt là cát hạt nhó, m ịn có dòn g thấm cuốn trôi các hạt nh ỏ - xói ngầm làm đất xung

q u anh bị rỗng m ấ t khả năng chịu tải và dẫn đến sụt lở; hiện tượng cát chảy thường xảy

ra trong cát đểu hạt chịu áp lực thấm Hiện tượng cát chảy sẽ xảy ra, nếu độ dốc thuỷ

sói, nếu h àm lượng hạt nhỏ ( d < 0 ,lc m ) chiếm trên 30% , nếu hàm lượng hạt nhỏ dưới

2 0% dễ xảy ra xói ngầm Đối với đất hạt nhỏ bão hoà nước, trong đó có hàm lượng sét

và hữu cơ làm cho đất có dung dịch nhờn khi không có áp lực thuỷ động cũng có thể

có hiện tượng cát chảy

Hiện tượng chảy dẻo: Đối với đất sét có độ chênh lệch về ứng suất chính thường phát sinh hiện tượng chảy dẻo, bung nền Hệ số ổn định sau đây nhỏ hơn 1 có thể m ất

ổn định:

Hiện tượng phong hoá: Do tác động của khí hậu, thời tiết thành phần khoáng vật có thế biến dổi thành hạt sét (silicat thứ sinh) có cường độ và lực dính giảm làm cho cấu Iriic thay đổi Trong các tầng phong hoá đá trờ nên rời rạc, lẫn bùn và đá m ồ côi, khi đào hầm dề bị sạt lở, nước ngầm, áp lực địa tầng lớn

Hiện tượng hang động: Hay xảy ra trong đá vôi, đá bạch vân, đá thạch cao Khi thiết

k ế cần tránh hoặc nhồi bê tông vào các ngách hoặc có các biện pháp gia cố thích hợp

Tính chất đất đá: Anh hưởng lớn đến cấu tạo và biện phấp thi công công trình.

ngẩm , nhưng khi nằm dưới sâu thì nhiệt độ thường cao, vỏ hầm trong đá này có the

kh ô n g cán làm, chí cần trát đám báo Iĩìỹ quan

+ Đ á trầm tích có độ dính kết kém hoặc có khe nứt: Thường có nước ngầm , đôi khi có khí C O : và hơi độc Loại đá này có kết cấu, độ kiên cố, thê nằm rất khác nhau nên kết cấu vò và phương pháp thi công cũng cần phải khác nhau

+ Đất đá rời rạc: Hình thành do trầm tích hiện đại nên chưa được dính kết với nhau Khi đào hầm có áp lực lớn, nước ngầm nhiều, có thê gặp xói ngầm, cát cháy

thăm dò chi tiết để chọn cấu tạo và biện pháp thi công hợp lý

3 Tì/ìlì lììỉìlì nước ngâm (nguồn gốc, trữ lượng, ílỉủnlì p h ú n hoú học, tốc độ ílc/iy chay, lượng nước có thê chảy vào công trình) Nước ngầm gây rất nhiều khó khăn khi thi

công giếng đứng, giếng xiên, dễ gây tai nạn bất ngờ, làm tăng áp lực địa tầng, tăng nhiệt

độ khi có nguồn nước nóng Tất cả các yêu tố ảnh hưởng của nước ngầm cần được >ác định trong khi kháo sát và xét đến trong thiết kế

4 Tình hình độỉìg đất Đ ộng đất ít ảnh hưởng đến công trình ngẩm hơn so với công

trình nhà cao tầng, nhưng công trình ngầm không nên xây dựng ờ nhữ ng vùng động (lất cấp 9 trở lên

5 Tình hình n h iệt độ trong hổm : Công trình đặt càng sâu nhiệt độ càng lớn, nó ánh

hưởng đến sức khoẻ và năng suất lao động nhất là khi độ ẩm lớn

6 T ình hình cúc loại hoi độc, hơi cháy: Đ ó là các chất nguy hiểm như mê tan C I14, khí các bô ních C O : , sun phua hyđrồ H :S

7 C ác hiện tượng địa chất khúc có thê ảnh hưởng đến cóng trình.

- Bán đồ nước ngầm, kết quả thí nghiệm hút nước và thành phần nước;

- H ồ sơ thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất đá

trình ngầm

- Cốt cao độ các h ố khoan so với cốt chuẩn.

Đ ế đạt được những nội dung trên cẩn tiến hành theo các hước sau: Điều tra các tài liệu lưu trữ hiện có củ a khu vực, quan sát sơ bộ đê xác định hành trình khảo sát; tiến hành khảo sát thực địa theo lộ trình đã vạch ra và theo địa hình thực tế; dùng các thiết bị thám dò địa vật lý đê’ bố sung các tài liệu đã có và xác định các điểm cần khảo sát kỹ bằng khoan hay đ à o hang thăm dò; tiến hành thí nghiệm các chi tiêu cơ lý trong phòng

và ngoài hiện trường

Những thông tin đó cần xét đến đặc điểm công trình và sự hợp tác giữa kỹ sư xây dựng và kỹ sư địa chất công trình kế từ khi khảo sát, chọn mặt bằng xây dựng và trong suốt quá trình thiết k ế và thi công, giám sát còng trình Trong quá trình này cần chính xác hoá lại điều kiện thê nằm của địa tầng, nước ngầm, thành phần và tính chất của đất

đá, chính xác hoá sự thay đổi của đất trong điều kiện địa chất phức tạp

ĐAI HỌC QUỐC GIA HÀ NÔI TRUNG ĨÂM THÕNG TIN ĨHƯ VIỆN

Trong khi đó, ứng suất tiếp xúc phụ thuộc vào tính chất khối đất, tnrờng ứng suất trong khối đất, hình dạng m ặt cắt hầm đào, sơ đồ, độ mềm và tính biến dạng của kết cẩu

vỏ công trình Ngoài ra, tính chất CƯ học của kết cấu và khối đất thay đổi trong quá trình xây dựng và khai thác CTN, chúng phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ m ở hầm và tác động của cóng trình

Những điều đó tạo nên sự khác biệt trong tính toán kết cấu, nền móng CTN so với các công trình trên m ặt đất và dược giải thích bằng sự tồn tại của nhiều phương pháp tính toán dựa trên các giả thiết khác nhau về nguyên lý

nền đất xung quanh

/ H ướnạ thử nhất: Ap lực đất lên CTN được coi như tổng tải trọng chủ động và bị

động của đất Tải trọng chủ động thông thường được cho trcn một phần chu vi vỏ cồng trình, còn phán lực bị động xác định trên phẩn kia của chu vi, nơi vò công trình bị biến dạng dưới tấc dộng của áp lực chủ động về hướng khối đất Ví dụ, tái trọng chủ động là

áp lực đất lên m ái hoặc phán vòm của vỏ hầm, còn áp lực bị động xác định theo chu vi tường bên và đáy công trình Ví dụ khác dễ hiểu hơn - tường chán mòng: Trên một phần chu vi vỏ cho áp lực chu động còn phần kia - xác định sức kháng bị động - phản lực Phản lực bị động giảm nhẹ điều kiện làm việc cho CTN bằng cách hạn c h ế biến dạng của chúng và giảm giá trị m ô m en uốn

Hướng giải quyết nêu trên gọi là tính toán theo tai trọny chủ động cho trước Trong

đó, tải trọng chủ độ n g được lấy không phụ thuộc vào tính biến dạng và độ m ềm cua kết cấu CTN Theo hướng này tổn tại nhiều phương pháp tính toán khác nhau dựa trên sự phân bố và cường độ phán lực bị động Phương plìáp chặt chẽ hơn cả là xét đến điều kiện

c ù n g chuyến vị vỏ công trình và khối đất xung quanh trên đoạn chu vi vỏ tương ứng Phương pháp đơn gian nhất là xác định giá trị phản lực bị động không tính đến điều kiện

cu ihê tác dộng tương hỗ vỏ công trình với đất

Nhược điểm cơ bản của các phương pháp tính toán theo tải trọng cho trước là không tính hét các diều kiện tác động tương hỗ thực tê của vỏ công trình với khối đất xung quanh

ánh hưởng tương hỗ với khối đất, khi tính toán, vỏ hầm và khối đất xung quanh được xét

nh ư một khối thống nhất, v ỏ được xét như khung kín (dạng bất kỳ), gắn m ép hầm đào trong nền đất chịu tải trọng của lực trọng trường Trong đó có thê tính đến tính chất từ biên thục của đất, vỏ công trình và các đặc điểm công nghệ đưa vỏ vào làm việc

Phương pháp tính toán của hướng thứ 2 rất phức tạp và đồ sộ, được sử dụng kết hợp

m áy tính chủ yếu đế tính toán công trình xây dựng bằng phương pháp kín (đào ngầm, kích đẩy)

Đ ể tính toán CTN trong xây dựng dân dụng và công nghệp thi công bằng phương

p háp lộ thiên, thông thường sử dụng bước tiếp cận thứ nhất, nghĩa là tính toán trên tải trọng chú động cho trước Tính toán được tiến hành theo 2 bước: bước 1 là xác định tải

xét đến tác động tương hỗ của nó với khối đất xung quanh

Kết cấu CTN và nền của chúng được tính toán theo nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất

BTCT, gạch đá và kết cấu kim loại, nền và m óng công trình, v ỏ công trình được tính toán iheo cường độ, biến dạng và m ở rộng vết nứt, nền theo ổn định và biến dạng

Kết ( ấu CTN tạm thời, không tính đến m ở rộng vết nứt

Khi xây dựng CTN trong đất no nước, cần kiểm tra độ ổn định chống nổi của chúng Tái trọng từ nền đất tác dụng lên công trình bao gồm áp lực đồng thời của nước và đất

n o n g trạng thái đáy nối

Tính toán kết cấu, nền móng CTN tiến hành với tố hợp tải Irọng bất lợi nhất:

- Trong thời gian xây dựng - theo các sơ đồ tính toán xét đến trình tự thi công và sự lổn tại trên mặt đất các m áy móc xây dựng, thiết bị bốc dỡ, các phương tiện vận chuyển, vật liệu xếp đống;

- Trong điều kiện khai thác - theo các sơ đồ tính toán xét đến sự tồn tại của tường bên trong, cột sàn, đáy và sự tồn tại của tải trọng từ thiết bị bên trong, kết cấu bên trên, tải trọng trên mặt đất, tải trọng từ công trình lân cận Tất cả tính toán theo nhóm trạng thái mới hạn thứ nhất được thực hiện trên tổ hợp cơ bản và đặc biệt của tải trọng tính toán với sức kháng tính toán của vật liệu kết cấu và đất Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai chi tiến hành đối với tổ hợp cơ bản, tải trọng tiêu chuẩn và các đặc tính tiêu chuẩn của vật liệu và đất

Kêì cấu các CTN có chiều dài lớn (chiều dài lớn hơn chiều rộng rất nhiều), nằm tronạ nền đất đồng nhất được tính toán theo các điều kiện bài toán phẳng Nếu kích thước các mặt cắt ngang tương đương với chiều dài công trình, ngoại tải thay đổi nhiều llieo chiểu dài hoặc nền xuất hiện độ lún không đều thì cần giải bài toán không gian.

Thông thường khi thiết k ế các kết cấu CTN, người ta sử dụng các phương pháp tính toán gần đúng khá đơn gián kết hợp với các phương pháp cơ học kết cấu Đ ầu tiên xác định tất cả các tải trọng chú động tác dụng lên vỏ công trình, sau dó tính toán chúng như

hệ thanh có xét đến hoặc không xct đến gối tựa đàn hồi củ a đất Cấc phương pháp tính toán dựa trên lời giải của các bài toán tiếp xúc theo lý thuyết môi trường liên tục, sử dụng lý thuyết đàn hồi dẻo hoặc cân bằng giới hạn T rạng thái ứng suất của kết cấu ngầm và khối đất được xác định từ điều kiện kết hợp ch u y ến vị của vò và chu tuyến hầm đào Trong đó, nội lực trong vỏ có thể nhận được bằng phương p háp cơ học kết cấu

Ngày nay tự động hoá quá trình tính toán bằng cách sử dụng m áy tính điện tử giảm

độ khó nhọc rất nhiều và nhanh chóng nhận được kết q u ả cần tìm Trong đó, có thê xét được nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc tĩnh của kết cấu, tăng độ chính xác của kết

Khi tính toán CTN xét đến các tải trọng và tác độ n g xuất hiện trong các điều kiện xây dựng và khai thác, còn đối với cấu kiện lắp ghép cả tải trọ n g xuất hiện khi sản xuất, vận chuyển, xếp chồng và lắp đặt chúng

Tất cả các dạng tải trọng có thể được chia ra loại thường xuyên, tạm thời (dài hạn, ngắn hạn), tải trọng đặc biệt

- C úc tái trọng thường xu yên : Bao gồm trọng lượng bản thân CTN, trọng lượng các

lớp áo đường và các m ạng kỹ thuật, áp lực đất và nước cũng như tải trọng do trọng lượng nhà và còng trình lân cận h ố đào ngầm gây nên, lượng ứng suất trước của cốt thép, lựccăng nco

- T a i trọniỊ rụm thời dài hạn bao gồm : T rọng lương các thiết bị c ố định của CTN

(máy móc, m ô tơ, băng tải, vật thể cứng và inrớc, thiết bị bơm phụt v.v ); áp lực thuý tĩnh nước ngầm; áp lực chất lỏng và kh í dốt trong bể chứa; tái trọng lên vách ngăn tư khối vật liệu trên m ặt đất; tác động của công nghệ, nhiệt độ, tải trọng do con người lên mái, sàn; các tải trọng tạo nên do hấp thụ độ ẩm m ưa và từ biến vật liệu

- T ủ i trọn ạ tạm thời ngắn hạ n b a o {Ịồm: Á p lực bổ sung của đất do tái trọng chuyên

(lộng bô trí trên m ặt đất tạo nên (từ m á y bốc dỡ, phương tiện vận chuyên, các cơ cấu lắp ráp); các tác dộng nhiệt độ, k h í hậu

- T à i trọniỊ đ ặ c b iệ t b a o ỊỊồm: Tải trọng đ ộ n g đất, tác động nổ mìn; các tác động

gây nên do biến d ạ n g nền khi ẩm ướt, đất lún sụt và đỏ n g lạnh đất hoặc do sự cố nào

đó gây nên

2.2.2 Tải trọng thường xuyên

Tải trọng bản thân kết cấu được coi là phân b ố đều trên mái CTN Trọng lượng các lóp áo đường và các m ạ n g kỹ thuật, áp lực đất và nước cũng như tải trọng do trọng lượng nhà và công trình lân cận tạo nên áp lực đứng và áp lực ngang lên tường bên CTN

2.2.3 Tải trọng tạm thời từ các phưưnịỊ tiện giao thỏnịí

Tái trong động tạm thời từ các phương tiện giao thông lên CTN được xác định dựa vào chiều sâu chôn ngầm của chúng, vị trí phần đường xe chạy và d ạng phương tiện giao thông Tái trọng tạm thời tạo nên áp lực thẳng đứng và áp lực ngang tác động lên CTN.Khi tính toán kết cấu CTN dặt nông, cần xét đến tải trọng động của các phương tiện giao thòng chuyển động trên phố và trên các đường trục m à dưới dó có CTN Ngoài ra, trong quá trình thi công CTN bằng phương pháp lộ thiên, trên khối trượt có thể tác đ ộ ng tài trọng từ các m áy móc xây dựng và các phương tiện vận chuyển (loại xe nhiều bánh

SO tấn, loại xe xích T60 loại Belaz — 540, 548, 549 sức chở 30, 45 và 75 tấn)

Hình 2.2 Sơ dồ chất tài tạm thời từ cút' phươỉìẹ tiện giao thỏnq H.30 và II.so

Khi chiều sâu đặt mái của CTN lớn hơn 1,0h- 1,5 m tải trọng tạm thời được thay bằng các lớp đất tương đương có chiều cao:

3, 4 và lớn hơn

Tải trọng bánh xe HK-80 thường được bố trí vuông góc với trục CTN ở vị trí bất lợi nhất nhưng kh ôn g gần hơn 25cm tính từ vành bánh đến m ép đường (hình 2.2c)

Tải trọng đ ứ n g tạm thời từ các phương tiện di chuyển, trên các tuyến đường công

Tái trọng di độ ng được bố trí dọc hoặc ngang công trình, trên mái và trên các khối trượt, c ố gắng lựa chọn tổ hợp tải trọng gây nên nội lực lớn nhất trong kết cấu công trình Theo n g u yên tắc, điều kiện bất lợi nhất đối với sự làm việc của kết cấu công trình xuất hiện khi có tải trọng di động như sau (hình 2.3):

14000-16000

0

LOo0up

0 0

Bảng 2.1

Tái trọng

Tái trọng tiêu chuẩn lên bánh xe (xích), KN

Ghi chú: a0- chiều dài tiếp xúc bánh xe với mặt đường (dọc tuyến chuyến động);

b0- chiều rộng tiếp xúc bánh xe với mặt đường (ngang tuyến chuyến động),

D0- khoáng cách giữa các mép ngoài bánh xe hoặc bánh xích

2.2.4 C ác dạng tái trọng khác

Ngoài nhưng tải trọng nêu trên, kết cấu CTN có thể chịu tác động của nhiều tải trọng động và tĩnh xuất hiện ở giai đoạn xây dựng và khai thác

- T ả i trọng tạm thời từ các đoàn người đi trên hoặc trong CTN Chịu tác dụng của các

tái trọng đó là các kết cấu đường n gầm giao thông cơ giới và đường ngầm bộ hành đặt nóng so với m ặt đất và dầm, sàn của các gara và các CTN khác Tải trọng từ đoàn người chí được tính trong trường hợp, nếu không có tải trọng của các phương tiện giao thông Tải trọng tiêu chuẩn tạm thời từ các đoàn người được coi là phân bố đều có cường độ

4 0 0 0 N / n r (4kN /m 2)

- T á c đ ộ n g của n h iệt độ lên kết cấu CTN có thê xuất hiện ngoài các kết cấu siêu tĩnh

và được xác định dựa vào nhiệt đ ộ không khí, có xél đến hình dạng CTN và tính chất nhiệt vật lý của vật liệu kết cấu Giá trị nhiệt độ tiêu chuẩn được xác định theo đường đắng nhiệt tương ứng với vị trí của CTN, chiều sâu chôn m óng của nó và mức độ xàm nhập nhiệt độ nóng và lạnh của không khí Chúng được tính đến khi dao động nhiệt độ theo m ùa lớn hơn 30°c

- T ác độm> của lực trưotìg n ơ lên các CTN đật ở các vùng đất sét ám hoặc cát bụi chịu

đông lạnh theo m ùa (hoặc gia cường bằng phương pháp đông lạnh)

Trong m ột số trường hợp, người ta xét đến các tải trọng lên CTN do co ngót và từ biến của bê tông cũng như độ lún của nền gây nên

Trong tải trọng đặc biệt lên CTN có tải trọng động đất, tải trọng va đập, tải trọng xung kích do nổ m ìn, trọng lượng chìm hoặc nổi của tàu và các tải trọng có tính chất tức thời và sự cố khác

Tất cả các loại tải trọng có thể tác dụng lên CTN đồng thời hoặc vào các thời điểm khác nhau, do các tổ hợp tải trọng khác nhau, gây nên các trạng thái ứng suất khác nhau

trong kết cấu Trong tính toán cần tính theo tổ hợp tải trọng bất lợi nhất từ các tố hợp cơhan và đặc biệt.

T ro ng tố hợp c ơ bản bao gồm các tải trọng thường x uyên và các tải trọng tạm thời

do các phương tiện giao thông gây nên, kể cả các tải trọng khai thác và xây dựng

một trong sô các tải trọng đặc biệt

Tải trọng tạm thời đưa vào tố hợp được nhân với hệ số tổ hợp T < 1, giá trị của chúng phu thuộc vào số lượng tải trọng tạm thời tác dụng đồng thời Đưa các tải trọng này hay tái trọng khác vào tố hợp cơ bản hoặc tổ hợp đặc biệt m an g tính chất quy ước và phụ thuộc vào tình hình cụ thể, trong đó cùng một tải trọng có thế nằm trong tổ hợp đặc biệt

và cơ bản Trong nhiều trường hợp, tính toán được tiến hành theo tổ hợp tải trọng cơ bản

va kiêm tra cho tổ hợp đặc biệt

Tất cả tải trọng n ằm trong tổ hợp cơ bán và đặc biệt là những tải trọng tiêu chuẩn Tương ứng với các tiêu chuẩn hiện hành, tính toán tĩnh học c ủa CTN được tiến hành theo tái trọng tính toán, giá trị của chúng xác định bằng cách nhân giá trị tiêu chuẩn của nó với hệ số vượt tải tương ứng

Hệ số vượt tái kj được chia nhỏ cho từng loại tải trọng cũng như cho từng tổ hợp tải trọng Đối với cùng loại tải trọng trong giới hạn nhất định của đường ngầm , các hệ số vượt tái được lấy nh ư nhau Hệ số vượt tải đối với một số tải trọng thường xuyên cho

Bô tông, BTCT, gạch đá, gạch đá

1 CÔI thép và g ỗ

Các lớp cách ly, làm phảng, hoàn thiện

(tàm, vạt liệu băng cuộn, đất đáp, vữa .)

được thực hiện:

/ 2 Ị 1

Ap lực ngang bổ sung của đất do độ

nghiêng của lớp đất gây nên

Áp lực ngang bố sung của đất do tải trọng

cô định trên mặt đất găy nên

Ap lực ngang bổ sung của đất do tải trọng

tạm thời trên mặt đất gây nên (các máy

Từ các phương tiện vận chuyển ôtó (AK)

Tải trọng máy kéo(HK80) và bánh xích

T-60 và tác động của chúng

1,2

1,15-1,2

Ap lực từ lớp cách nước, từ các lớp báo vệ khác cũng như từ áo đường của phán dường xe chạy

và các vỉa hè

1,5(0,9)

• Trong ngoặc cho giá trị các hệ s ố vượt tải cần chọn khi giảm giá trị tải trạm* (lẫn đến

tài hất lợi cho kết cấu.

• Giá trị trong ngoặc sử dụng trong các trường hợp, khi sự giảm tài trọnẹ làm kớĩìì di diều kiện ìàm việc của kết cấu.

• Giá trị tron ỊỊ ngoặc sử (lụng trong các trường hợp khi sư giam tai trọng làm kem di điều kiện làm việc của kết cấu.

Hệ số vượt tải đối với tải trọng tạm thời được xác định dựa vào loại tổ hợp tải trọng (bảng 2.3)

B ả n g 2.3 H ệ sô vượt tải đói với tải trọ n g tạm thòi

Đường băng và đường lăn 1,0

** Giá trị hệ s ố vượt tái đối với tái trọnỵ Ã ây dựng khi cần phái diều chình có xét đến điều

kiệìì tạ i c h ỗ theo công nghệ t h i công.

Khi xác định áp lực đất lên vách ngăn CTN, trong tính to án sử d ụ ng các đặc tính củamẫu đất không phá hoại trong trạng thái tự nhiên và khối đắp

Khi có các số liệu thí n gh iệm chỉ tiêu cơ lý cửa đất, các giá trị tính toán của chúng được xác định theo cỏ n g thức:

yg - hệ số vượt tải theo đất, được xác định tương ứng với T C V N 2737-1995

Hệ số vượt tải theo đất phụ thuộc vào độ chi tiết của c ác chỉ tiêu, s ố lượng xác định

và giá trị sác xuất tin cậy a , thông thường trong tính toán trạng thái giới hạn theo nhóm

thứ nhất lấy a = 0,95, còn theo trạng thái giới hạn thứ 2: a = 0,85.

Khi không có các chỉ tiêu thí n g h iệm về đ ộ bền c ủ a đất, tro n g tính to án sơ bộ tường CTN loại 1 và tính to án thiết k ế thi c ô n g tường cô n g trình loại II và loại III có thể tham kháo các giá trị tiêu c h u ẩn đ ộ bển và biến d ạn g theo các ch ỉ tiêu vật lý lương ứng trong

X NIP 2.02.01-83 T h e o đ ó giá trị hệ vượt tải theo đất có thể lấy nh ư sau: T ro n g tính

’/ , ( ) = I -5; đối với góc m a sát tron g c u a cát Yg(lp ) = 1.1; c ũ n g vậy đối với đất sét - bụi

đàì can lây Yr = 1,2 (0,8)

Đối với đất đáp lu lèn chặt theo yêu cáu tiêu ch u ẩn tới 9 5 % độ chặt trong trạng thái tự

nhiên, cho phép xác định giá trị chỉ tieu tính toán y , cp’, C' theo giá trị của chúng trong

Khi tính toán theo trạng thái giới hạn nhóm thứ nhất (I):

ỵ , = 0 9 5 y j : <p'j = 0 9 ( p,: C j = 0 , 5 C , :

Klii lính toán theo trạ n s thái giới hạn nhóm thứ hai (II):

YII = 0,95y„; ọ ' , , = 0.9cpn; cr„ = 0,5C,;

trong đó: Yi (Ỵ||) - trọng lượng riêng;

cpị ((p||)- góc m a sát trong;

C| (C||) - lực dính riêng của đất trạng thái tự nhiên, tính theo trạng thái giới

hạn I (theo trạng thái giới hạn II)

Lực dính riêng lớn nhất của đất đắp không (tược vượt quá những giá trị sau đây:

Khi độ chôn sâu công trình lớn hơn 3m so ' ới m ặt đất:

C, = 7 K P a ; c„.== Ỉ O K P a ;

Khi độ chôn sâu công trình nhó hơn 3m so với m ật đất:

c , = 5 KPa; c „ = 7 KPa;

Khi độ chôn sâu công trình nhỏ hơn l,5 m lưc dính riêng của đất đắp lấy bằng 0

Đặc điểm làm việc của kết cấu tác động lương hỗ với đất như tường cừ, tường trong

2.3 ÁP L ự c THẲNG ĐÚNG LÊN CTN

2.3.1 Áp lực thẳng đứng của đất (tái trọng thường xuyên)

Nếu kích thước ngang tối thiểu cứa CTN b (chiều rộng hoặc D) bằng hoặc lớn hơn chiều dày lớp đất trên mái h (hình 2.4a), thì áp lực đứng lên mái công trình bằng toàn bõ trọng lượng cột đất lên công trình:

Yv= ẳ Yik i + q (khi 7- > 1) ( 2 4)

trong đó: Yj, kj - trọng lượng thê tích (có xét đến đẩy nổi) và chiều dày lớp đất trên mái;

q - tải trọng phân bố đều liên tục trên mặt đất

Nếu — < 1 và công trình thi công bằng phương p háp lô thiên thì áp lưc đứng của đất h

đắp phụ thuộc nhiều vào hình dạng và kích thước h ố đào Nếu hố đào hẹp và có tường đứng (hào) thì việc treo đất đắp lên thành hào sẽ giảm áp lực lên công trình nhiều (hình 2.4b) Ngược lại nếu chiều rộng hố đào lớn hơn chiều rộng công trình thì độ lún đất đáp

có thê gày nên sự treo đất xung quanh trên cột đất nằm trên công trình và tăng tải trọng lên công trình (hình 2.4c)

Khi thi cồng công trình trong đất đắp hoặc trong hào, áp lực lên mái công trình dược xác định bằng còng thức:

ơ v = k vY'h (khi - <1)

h

trong đó: Ỵ , h -trọng lượng riêng và chiều cao đất đắp trên công trình.

(2.5)

Hình 2.4 Các sơ đồ xác dịnli áp lực đứng của đất

Giá trị hệ số k v có thể được xác định theo đồ thị của giáo sư Klein (hình 2.5) đối với điíờns hào hoặc Iheo công thức:

y ',C ',( p '- trọnq lượng riêng, lực dính và góc m a sát trong của đất đắp;

h, b - độ sâu và chiều rộng hào cao hơn mái công trình;

Áp lực đất lên vỏ công trình thi công

hđược tính như áp lực mỏ

Tải trọng lên đáy công trình từ phía

đất được lấy phàn bố đều và bằng tổng

toàn bộ áp lực đất lên m ái cộng với

trọng lượng bản thân công trình

Nếu các đoạn CTN đặt nông nằm trực

tiếp dưới móng các nhà thì tải trọng lên

kết cấu ngầm cần phải tính thêm tải

trọng thắng đứng truyền từ nhà

phưưng tiện g ia o th ò n g (tải trọn g

tạm thòi)

Tải trọng đứng tiêu chuẩn tạm thời

Pv lên mái khi độ sâu m ép trên của nó

nhỏ hơn 1-r l,5m xác định từ các bánh

xe kết hợp, phân b ố trong giới hạn chiều

dày áo đường và chiều dày khối đất đắp

Áp lực trong áo đường đirợc coi là phân

bố đều dưới góc 45°, còn trong đất dưới

góc p so với đường thẳng đứng bắt đầu

từ mép vệt tiếp xúc bánh xc với áo

h/b

Hình 2.5 Đổ thi cíé xác dinh hê sỏ kv

áp lực thắng đứng cùa đất:

sét đắp, cát, đất vụn ẩm; 3- đối với sét dẻo; 4- đối với sét dẻo nhão; 5- đối với sét chảy;

và sét cứng; 9- đối với đá và nứa đá

Đê xác định giá trị áp lực cần tính diện tích chất tải, kích thước của nó phụ thuộc vào

+ 2S„ - vuông góc với hướng chuyển động Ở đây ao, b() - các kích thước diện tích tiếp xúc của cặp bánh xe ôtô với mặt đường theo hướng dọc và hướng ngang

Khi vị trí của 2 bánh xe ỏtô trên CTN có trục cách nhau giá trị A, kích thước diện

hướng chuyên động Biết được kích thước diện chất tải, giá trị tải trọng đứng tạm thời có thế xác định lại theo công thức:

P v = ?trong dó: p - giá trị tải trọng tập trung tạm thời;

1

a o X b o )

H K -8 0

Hình 2.6 Sơ dồ hô trí các phương tiện giao thông và máy móc thi công trên CTN:

a) Khi bô trí tíii trọn di động vuông góc với tường,

h ) Khi b ố trí tài trạm* (li động song song với tường

Trên hình 2.6 trình bày sơ đồ phân bố áp lực đứng từ m ộ t số bánh xe Tới độ sâu nào

dỏ lì < h k nơi đường phân b ố áp lực cắt nhau, áp lực xác định theo công thức:

(h + a„ + S pr)(h + b 0 + ô pr)trong đó: ỗ - chiều dày lớp áo đường

Dưới độ sâu h Kp tái trọng coi như phân bố đ ều và dược xác định llico cồng thức sau:

Từ các loa tàu ch u y ể n đ ộ n g trên đường sắt:

V

l + h

Từ các phương tiện ô tô trên đường đô thị (ngoài tải trọng AK, trong các trường hợp

do khóng xét đến), cũ n g như trên các đường thuộc nhà m ấy, xí nghiệp công nghiệp:

hưởng a lh = 0,5 nhưng không lớn hơn 19,6 K kN/M;

/s - chiều dài tà vẹt bằng 2,7m;

b - chiều rộng CTN theo chu vi bên ngoài, m;

h - khoảng cách từ đáy ray hoặc đỉnh áo đường đến cao độ xem xét khi xác định

áp lực đứng, m ;

q và ao" tải trọng phân bố, KN/M và chiều dài đoạn tính toán phân hố của chúng, m.Khi tính toán, các số liệu trên có thế tham khảo trong T C V N -2 2 T C N -2 0 0 7 và XNIP 2.05.03-84

Trong thời gian xây dựng, cũng như trong những trường hợp khi tuyến chuyến động

là đường tạm thời, tính toán CTN được tiến hành theo tác động của từng xe hoặc máy móc riêng biệt và tổ hợp của chúng Trong trường hợp đó, tải trọng phân bố đều thẳng đứng tạm thời ở mức mái CTN xác định theo công thức:

trong đó:

p - tải trọng thẳng đứng toàn phần từ các m áy m óc hoặc thiết bị;

c r chiều dài vùng tựa quy ước (dọc đường chạy) của m áy hoặc thiết bị lấy đối với tải trọng: A K-1.7m , H K-80-3,8m , T-60-5,0m ,

jKhi không tồn tại tải trọng cụ thể trên mặt đất thì lấy tải trọng đứng tạm thời tiêu chuẩn được quy ước là phân bố đều liên tục có cường độ 10,0 KPa

2.4 ÁP L ự c NGANG LÊN CTN

2.4.1 Áp lực ngang của đất lên CTN đặt nông

Áp lực ngang của đất lên CTN đặt nông được xác định có tính đến sự phân bô dạng tam giác theo chiều cao, còn hệ số áp lực bên được biếu thị qua góc m a sát trong hoặc hệ

số Pausson

Tường CTN được tính toán chịu áp lực ngang của đất có xét đến tái trọng nằm trên khu vực lân cận Á p lực từ trọng lượng đất xung quanh thường được gọi là áp lực cơ bản, còn áp lực từ tải trọng bề mặt - áp lực bổ sung

Áp lực đất phụ thuộc vào độ cứng, khả năng chuyển vị và xoay tường Trong các trường hợp, khi kết cấu tường cho phép thực hiện phần nào ch u y ển vị và xoay, áp lực chủ động của đất do lăng thể trượt tạo ra tác dụng lên m ặt sau tường Á p lực bị động của đất - phản lực tác dụng lên phần dưới mặt trước tường nằm phía dưới đáy h ố đào

Trong đicu kiện Ihoát nước, thành phán nằm ngang của áp lực chú động và bị dộng

khi cóc n ehiéng cua urờng £ (dương) không lớn (tg e < l/3 ) được tính theo công thức:

irong dó: y - giá tri tính toán trọng lượng riêng cua đất;

z - khoán lí cách kê từ mặt đất;

C |- tái trọng phan bố đều liên tục trên mật đất;

Ằ.ah, À.ph - cấc hệ số áp lực ngang chủ động và bị động của li ất, xác định theo

cos(c + Ị3) cos(c — ô)

Khi £ = 0, 5 = 0:

Biếu dồ áp lực chú đ ộ n g được trình bày trên hình 2.7

chủ động và bị độn g có dạng:

Áp lực chú động: C7;jh =(yz + q) - 2 C{] (2.1 Ia)

Ap lực chù động cua dất dính khòne lác dụng trẽn toàn bộ chicu cao lường m à chí baiđầu lừ đô sàu cách mãt đất

Hình 2.7, Biếu đồ áp lực chủ (lộm* của dứt khi có các lớp cỉấí khác nhau (a)

và úp lực dất trạnsị thúi tĩnh lén {Ịối tựa, neo khi có lớp bền nước (b).

Thành phán ngang cân bằng của áp lực chủ động và bị độ n g được xác định như diện tích biểu dỏ tương ứng cua áp l ự c ơ ah và ơ h Giá trị toàn bộ áp lực chu đ ộ n g và bị dọnglệch đối với pháp tuyến tường chắn m ột góc ± 5 và được xác định theo công tlìức:

Tài trọng bố sưng trên mặt dát từ các máy nâng chuyên và vạt liệu xây dựng lấy tronq dạng ấp lực phân b ố hoặc lực tập trung, nguyên tắc xác định chu ne như sau:

Khi klìống tồn tại tải trọnu cu thê trên lãng thê trượt, tường dược lính toán có xét đến

sự tồn tại tai trọng tiêu chuẩn tạm thời phân bố đều trên bc m ặt, bàng q= 1 0K P a (vật liệu xáy clựne chất đống theo khôi không lớn) Tải trọng này tạo ncn áp lực n g ang chủ động,

p c,h = q- >-ah

/í) '

" V

/

p

H ình 2.8 Ánh hưởng của tải trọìiạ phún h ố đều trên mật đất

- Khi lai trọng liên tuc q nằm trên khoáng cách a cách tườne (hình 2.8), áp lưc Pqk đặt

- Khi lái trong q tác đ ộ n g theo dái rộng b đặt dọc công trình trên khoáng a cách

Góc ngh iên g m ặt phảng trượt của lãng thể tnrợt đối với mặt pháng đứng lấy băng:

Tirờiig CTN có gối đỡ hoặc neo có độ cứng lớn được tính chịu áp lực ngang của đất trong trạng thái tĩnh (hình 2.7) Ap lực ngang cơ bản của đất ơ ko lên tường tại độ sâu z xác định iheo cô n g thức sau:

- Cao hơn lớp bền nước:

nổi cùa nước ngầm ;

BC độ sâu lóp bền nước so với mặt đất;

d w - độ sâu m ực nước ngầm;

yw - trọng lượng riêng của nước, bằng 0 ,9 8 0 6 6 5 K N /n r ;

Yị và kị - trọng lượng riêng và chiều dày lớp đất nằm cao hơn tiết diện xem xét tại chiều sâu z

Ap lực nganỉĩ tác d ụne lên tường từ phía hô đào (thấp hơn đáy hố đào) được tính theoCOIIÍI thức (2.20) và ( 2 2 1) trừ đi giá trị / từ đáy hô đào (hình 2.8).

Tác dung đẩy nổi cua nước ngầm được tính cho tất cá các loại đất có hệ sỏ thấm

Vì vậy áp lực ngang được coi là trung gian giữa giá trị áp lực chủ đ ộn g và ấp lực trong trạng thái tĩnh, xác định theo cóng thức:

Đối với tường neo:

q« = q. 1 + V s i n a

)

ơ h0- thành phần hợp lực ngang của của áp lực đất trong trạng thái tĩnh;

Eah - giá trị tính toán tổng hợp lực của áp lực ngang

với tường từ kết q u ả tính toán tĩnh học đối với tường

Tái Irọng tiêu ch uẩn từ việc kéo thcp trong các kết cấu bê tông dự ứng lực dược xác định lương ứng với giá trị lực kco lớn nhất theo đồ án thiết kế

Áp lực ngang c ủ a đất lên kết cấu công trình đứng (giếng đứng, giếng hạ chìm ) cũng dược xác định như đối với tường đứng của CTN - tải trọng thay đối dọc chiều sâu theo định luật thuỷ tĩnh

Giếng chìm d ạ n g tròn hạ trong lớp áo xức biến dược tính toán theo tải trọng hướnglàm cím đất và h u yền phù xúc biến thay đổi theo định luật:

(2.27)

trong đó: q (X - áp lực hướng tâm lên vòng vỏ tại điểm cắt có toạ độ a ;

Tỷ lệ — đối với huyền phù xúc biến lấy bằng 1,1, còn đối với đất trong giới hạn

Mi

phần đào của giến g -1,25

Ngoài ra, trong tính toán giếng chìm cần xél đến áp lực bên bố sung của đất do mặt nghiêng của lớp đ ấ t nằm trong giới hạn khối trượt, clo giếng bị nghiêng

Lực đày cửa lăng thế tnrợt là:

R = Ea- Ep trong đó: E a - tổng hợp lực chủ động:

E;,= yo (q i + yyo /2 )Ầ ah;

- < p /2)

(2.36)sin(90° + cp)

Lực T() gây nên áp lực thẳng đứng N0 tác dụng lên bản đáy CTN:

Hình 2.10 Sự plìân h ố áp lực đẩy trồi bàn d ủ \ CTN:

a) Klii lăng thớ trượt tiếp xúc nhan; b) K lii lăng thề trượt giao nhau;

c) Khi lăng thê trượt không tiếp xúc nhau

2.4.3 Ap lực nj»anịỉ từ các phương tiện giao thông lẻn C T N đặt nông

Áp lực ngang từ tải trọng di động tạm thời dược tính toán như khi xác định áp lực ngang cua đất lên tường chắn cho đường lên xuống và tường CTN Áp lực ngang chủ dộng tù các phương tiện giao thông và m áy móc xây dựng được xác định llieo còng thức

Khi tính toán tường CTN, tải trọng di động từ các phương tiện giao thông và m áy móc xây d ự n g được bố trí vào vị trí bất lợi nhất trong giới hạn dải Bnp (hình 2.11), chiểu rộng c ủ a nó được xác định iheo công thức:

trong đó: H()- độ sâu chôn đáy móng tường CTN kê từ m ặt đất;

h()- khoảng cách từ mặt đất đến đinh mái

Xác định tái trọng di động trên đoạn có chiểu rộng Bnp bằng cách tính diện tích chất tải, kích thước của nó khi vị trí tải trọng di động dọc trục đường ngầm là bxc, ở đây:

b - chiều rộng m ặt tiếp xúc của bánh có xét đến sự phân bô của áp lực trong áo đường dưới góc 45°, c - giá trị bằng chiều cao tường nhưng không lớn hơn 4m đối với tái trọng 11-30, và 3,6m đối với HK-80 Giá trị c cũng không được lớn hơn chiều dài đoạn lường tính toán Phân b ố áp lực dọc tường đường ngầm được tính nhờ hệ số p, giá trị của nó có thể tham kháo trong CH 200-62 và TCVN- TC N -2007 (tiêu chuẩn thiết kế đường ô tỏ).Nếu tải trọng chuyển dộng vuông góc với trục đường ngầm , kích thước diện chất tải

là a + d, ở đây: a - chiều dài phần tiếp xúc mặt nghiêng của bánh ỏtỏ H-30 hoặc chiều

d - khoảng cách giữa các cạnh nghiêng phía ngoài của các bánh xc lân cận ôtô H-30 hoặc m ép bánh xe HK-80

Chất tải trọng tạm thời lên khối trượt, có thể xác định được giá trị áp lực ngang do tải trọng dó gây nên dọc trục CTN

Khi vị trí tải trọng tạm thời vuông góc với trục công trình giá trị áp lực ngang là:

trong đó: A - giá trị bằng chiều dài hoặc chiều rộng mặt tiếp xúc nghiêng của ôlỏ có xét đến phân bỏ áp lực trong áo đường dưới góc 45°

Tác động động học từ các phương tiện giao thòng di chuyển được tính bàng cách nhân tải trọng với hệ số động học l + Ị i Giá trị này phụ thuộc vào chiều dài đoạn chất tái

tạm thời lCT.

- Khi chiều sâu đinh mái CTN nhỏ hơn 0,5m, tải trọng tạm thời từ I ỉ-30, giá trị đó là

trong đó: p - tải trọng tập trung tạm thời

Chiều dài đoạn chất tải của tường xác định theo công thức (hình 2.11):

- Khi độ chôn sâu đính mái > l m , hệ số l + |i lấy bằng 1,0 Khi độ sâu chôn mái trung

Siian, giá trị ị + ịi lấy theo tỷ lệ.

I lẹ số động học để xác định tải trọng từ các phương tiện giao thông bánh hơi và bánh

H ìn h 2.11 Sơ đồ xúc dinh úp lực ngang từ các phương tiện iỊÌao thông

2.4.4 Ap lực n g a n g từ còng trình hiện có:

Khi CTN nằm gần các công trình đang tồn tại, cần tính đến áp lực từ móng nhà nếu các nhà nằm trong giới hạn khối trượt Áp lực từ m óng được truyền dưới góc 30-r45° so

đó giá trị áp lực đứng c ủa đất lên kết cấu CTN

dược xác định Po = ọ/acp, còn áp lực ngang theo

Cần lưu ý rằng: khi xác định áp lực ngang tính

íoún do tái irọng đ ứ nc tạm thòi di độníi gây nên

di 5° khi k < 1 (k - hệ số vượt tải, xem bảng 2.1)

Hình 2.12 Sơ dồ xác định úp lực

lên côm* trình ngầm do móng công trình lán cận gây nên