VIII. CÁC HỆ THỐNG HẠT ẦNG KỸ THUẬT KHÁC CẮT QUA NÚT
8.1 HỆ THỐNG CÁP THễNG TIN VÀ CÁP ĐIỆN LỰC
Hệ hống cỏp thụng tin đựơc bố trớ trong lớp đất đắp ở phớa trờn cửa hầm. Với chiều dày đất đắp là 600mm đảm bảo thoả món tiờu chuẩn.
A B
quạt thông gió loại J600 - Bêtông asphan dμy 75mm - Bêtông chèn M200 - Bêtông kết cấu M300 - Bêtông bảo vệ - Lớp phòng n−ớc mềm loại PVC - Bêtông lót nền M150 - Lớp đá dăm đệm 2x4 - Đất nền 1.5 % 1.5 % đ−ờng cáp kỹ thuật Hỡnh 21 Đặt cỏp kỹ thuật 8.2. HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC CễNG CỘNG
Được bố trớ ở hai bờn hầm, cỏch hầm là 5m do vậy toàn bộ hệ thống nước của hầm được thu về hầm được bơm hỳt, và thải ra hệ thống thoỏt nước cụng cộng.
IX. BIỆN PHÁP THI CễNG CHỈ ĐẠO
Trong phương phỏp lộ thiờn, giải phỏp kết cấu vỏ hầm khụng đa dạng như khi xõy dựng bằng phương phỏp kớn. Do vỏ hầm được thi cụng trong hầm mở sơ đồ nguyờn lý kết cấu ớt phụ thuộc vào điều kiện địa chất cụng trỡnh trờn tuyến đường ngầm mà chủ yếu được xỏc định bằng dạng vật liệu sử dụng tại chỗ cỏc cụng nghệ và kĩ thuật triển khai.
9.1.1 PHƯƠNG ÁN 1 • Thõn hầm dài 52m
• Hầm dẫn hai bờn mỗi bờn dài 195 m và 213 m
• Phương ỏn này sử dụng hệ KCBT đổ toàn khối dạng tường chắn đất
o Phần hầm dẫn bao gồm: tường bờn là cỏc khối BTCT dạng hỡnh thang chiều dày dưới múng là 1,25m và 0,5m trờn đỉnh. Cỏc tường bờn này ngàm vào khối BT đỏy dày 2m. Để chống lại mụ men lật và để đảm bảo tớnh ổn định cho tường chắn, phần đỏy múng mở rộng ra ngoài về phớa nền đất mỗi chiều 1,5m.
o Phần hầm kớn cũng gồm hệ kết cấu tường chắn và đỏy BTCT như phần hầm dẫn. Phần núc hầm đổ BTCT toàn khối tại chỗ dạng 2 nhịp, khẩu độ mỗi nhịp là 10m Phần tiếp giỏp với hầm dẫn cú bố trớ khe lỳn.
• Giải phỏp thi cụng:
o Giai đoạn 1: xõy dựng một nửa hầm đến giữa nỳt, để phần đường cũn lại cho xe lưu thụng. Sau khi xõy dựng xong nửa đầu và một nửa đoạn hầm đú lấp lại và xõy dựng kết cấu của đường phớa trờn hầm cho xe chạy qua và chuyển sang giai đoạn 2.
o Giai đoạn 2: Hoàn thành phần hầm cũn lại, cho xe chạy qua hầm phớa trờn vừa xõy dựng xong trong giai đoạn 1
o Giai đoạn 3: Hoàn thành nốt cỏc phần cũn lại
Cỏc biện phỏp cụ thể như sau:
Biện phỏp giữ thành hốđào:
Sử dụng cừ thộp và neo để giữ thành hốđào và chống nước xõm nhập vào hốđào. Chiều dài cừ thộp trung bỡnh từ 6,5m-18,5m
Để hạn chế tiếng ồn và chấn động phỏt sinh, dự kiến sử dụng biện phỏp bỳa rung để hạ cọc. Thi cụng đúng cọc vỏn thộp xong trước rồi mới thi cụng cỏc hạng mục khỏc.
Sử dụng cỏc thanh chống để hạn chế sự dịch chuyển ngang của nền đất. Biện phỏp đào:
Thi cụng phũng nước, cỏc giếng bơm thoỏt nước ra ngoài phạm vi cụng trỡnh để hạ mực nước ngầm và thu nước mặt thẩm thấu vào cụng trỡnh qua tường cừ.
Tổ chức đào từ hai phớa về tõm cụng trỡnh, mặt bằng khỏ thụng thoỏng cho phộp thi cụng bằng cơ
giới
Trong quỏ trỡnh đào phải thường xuyờn theo dừi chuyển vị của cọc vỏn thộp. Biện phỏp thi cụng kết cấu hầm:
Phương ỏn đổ BT tại chỗđược lựa chọn vỡ: Kết cấu hầm liền khối làm tăng độ cứng và khả năng chống thấm, khụng đũi hỏi thiết bị thi cụng hiện đại. Trỡnh tự thi cụng như sau:
Thi cụng bản đỏy từng cụng đoạn theo cao độ thiết kế: Thi cụng đệm đỏ dăm và lớp bờ tụng mỏc nghốo M150 theo tiờu chuẩn thiết kế. Tiến hành đặt cốt thộp rồi đổ BT bản đỏy dày 1m. Đểđảm bảo tiến độ cũng như chất lượng cụng trỡnh, BT dựng để thi cụng là BT thương phẩm.
Sau khi thi cụng bản đỏy, tiến hành lắp đặt cốt thộp cốt pha cho tường và đổ BT tường. Lắp đặt hệ thống cốt pha và cốt thộp núc hầm, rồi tiến hành đổ BT núc hầm.
Phương ỏn 2
Thõn hầm dài 52m
Hầm dẫn hai bờn mỗi bờn dài 195m và 213m,
Phương ỏn này sử dụng gải phỏp tường trong đất cho hệ kết cấu hầm
Kết cấu phần hầm dẫn cú dạng 1 khung cứng, hở phớa trờn, hai tường chắn hai bờn sử dụng hai tường BTCT dày 1m, cú chiều sõu thay đổi từ 0m đến 8,5m thi cụng theo phương phỏp tường trong đất. Hai tường chắn này chịu ỏp lực ngang của đất đảm bảo sựổn định của cụng trỡnh. Kết cấu đỏy chịu ỏp lực đẩy nổi và tải trọng của làn xe bờn trờn nờn sử dụng lớp BTCT dầy 1m, ở
dưới cú xử lý nền bằng lớp đệm cỏt dày 0,5m. Phần tiếp giỏp giữa hầm chớnh và hầm dẫn cú bố
trớ khe lỳn.
Phần hầm kớn gồm 2 tường bờn dầy 0.8 m; tường ngăn dày 0,5m; dầm đỏy dầy 1m; dầm núc dày 0.8 m.
Giai đoạn 1: xõy dựng một nửa hầm đến giữa nỳt, để phần đường cũn lại cho xe lưu thụng. Sau khi xõy dựng xong nửa đầu và một nửa đaọn hầm đú lấp lại và xõy dựng kết cấu của đường phớa trờn hầm cho xe chạy qua và chuyển sang giai đoạn 2.
Giai đoạn 2: Hoàn thành phần hầm cũn lại, cho xe chạy qua hầm phớa trờn vừa xõy dựng xong trong giai đoạn 1
Giai đoạn 3: Hoàn thành nốt cỏc phần cũn lại
Cỏc biện phỏp cụ thể như sau:
Thi cụng cỏc tường chắn đất rộng 1m bằng cụng nghệtường trong đất
Sau đú tiến hành đổ BT núc hầm dày 0.8m Tiến hành đào đất dưới tấm trần hầm
Đổ lớp đệm cỏt và thi cụng đỏy hầm
Biện phỏp thi cụng tường trong đất:
Thi cụng cỏc tường định vị
Sử dụng cỏc mỏy khoan chuyờn dụng đào cỏc hào rộng 1m cỏch nhau từng đoạn một. Trong quỏ trỡnh khoan sử dụng Bentonit để giữ thành hốđào. Sử dụng cỏc ống casing để dẫn hướng cho cỏc hố khoan. Chiều sõu khoan trung bỡnh phần thõn hầm là 17m, phần đường dẫn là 5m-17m.
Sau khi khoan xong, tiến hành thổi rửa đỏy hố khoan, sau đú tiến hành hạ cỏc lồng cốt thộp Sau khi định vịđỳng tim trục, độ cao lồng thộp tiến hành đổ BT bằng phương phỏp ống rỳt thẳng
đứng
Tiến hành thi cụng cỏc đoạn cũn lại sau khi đổ BT cỏc đoạn trước đó đủ cường độ
Biện phỏp đào hầm:
Do núc hầm BT cốt thộp đó đổ trước cựng với cỏc tường trong đất chống đỡ ỏp lực ngang của đất hai bờn nờn khụng cần hệ thống cọc cừ chống đỡ như phương ỏn 1. Vỡ vậy cú thể sử dụng tối đa cỏc phương tiện mỏy múc cơ giới.
Biện phỏp thi cụng cỏc kết cấu hầm:
Thi cụng đổ BT tại chỗ giống như phương ỏn 1 nhưng thi cụng tấm đào, chống thấm và thi cụng ỏo đường ngay trả lại hiện trạng cho giao thụng hoạt động bỡnh thường. Sau khi đào đất xong thỡ thi cụng lớp đệm cỏt rồi thi cụng đỏy hầm.
Thi cụng theo phương ỏn 2 cụng nghệ thi cụng đơn giản ớt ảnh hưởng đến giao thụng. Vỡ thi cụng trần hầm trước khi đào nờn cú thể tận dụng đất làm vỏn khuụn đểđổ tấm trần hầm nờn khụng tốn
đà giỏo vỏn khuụn./.
Với mặt bằng thi cụng tương đối rộng em chọn phương ỏn thi cụng hầm theo phương phỏp đào hở.
9.2 BIỆN PHÁP THI CễNG
9.2.1 BIỆN PHÁP ĐÀO VÀ CHỐNG HỐ VÁCH
• Sử dụng cừ thộp để giữ thành hốđào và chống nước xõm nhập vào hốđào. • Chiều dài cừ thộp trung bỡnh từ 6,5m-18,5m
• Để hạn chế tiếng ồn và chấn động phỏt sinh, dự kiến sử dụng biện phỏp bỳa rung để hạ cọc.
• Thi cụng đúng cọc vỏn thộp xong trước rồi mới thi cụng cỏc hạng mục khỏc. • Sử dụng cỏc thanh chống để hạn chế sự dịch chuyển ngang của nền đất.
Biện phỏp làm khụ nền đào
• Thi cụng phũng nước, cỏc giếng bơm thoỏt nước ra ngoài phạm vi cụng trỡnh để hạ mực nước ngầm và thu nước mặt thẩm thấu vào cụng trỡnh qua tường cừ.
Biện phỏp đào đất
• Tổ chức đào từ hai phớa về tõm cụng trỡnh, mặt bằng khỏ thụng thoỏng cho phộp thi cụng bằng cơ giới là mỏy đào gầu ngoạm.
• Trong quỏ trỡnh đào phải thường xuyờn theo dừi chuyển vị của cọc vỏn thộp.
Phương ỏn đổ BT tại chỗ được lựa chọn vỡ: Kết cấu hầm liền khối làm tăng độ cứng và khả năng chống thấm, khụng đũi hỏi thiết bị thi cụng hiện đại. Trỡnh tự thi cụng như sau:
• Thi cụng bản đỏy từng cụng đoạn theo cao độ thiết kế: Thi cụng đệm đỏ dăm và lớp bờ tụng mỏc nghốo M150 theo tiờu chuẩn thiết kế. Tiến hành đặt cốt thộp rồi đổ BT bản đỏy dày 1m. Để đảm bảo tiến độ cũng như chất lượng cụng trỡnh, BT dựng để thi cụng là BT thương phẩm.
• Sau khi thi cụng bản đỏy, tiến hành lắp đặt cốt thộp cốt pha cho tường và đổ BT tường.
• Lắp đặt hệ thống cốt pha và cốt thộp núc hầm, rồi tiến hành đổ BT núc hầm.
Biện phỏp đảm bảo giao thụng
Khi thi cụng phần hầm chớnh và mụt bờn hầm dẫn thỡ vẫn làm đường hàm trỏnh bờn hầm dẫn cũn lại đểđảm bảo giao thụng. Do võy giao thụng vẫn thụng suốt.
PHƯƠNG ÁN II:
THIẾT KẾ CẦU VƯỢT TRấN ĐƯỜNG KIM MÃ.
Xõy dựng cầu vượt dọc theo hướng Kim Mó Cầu Giấy. Gồm một cầu vượt nhỏ. Bề rộng toàn bộ cầu là 16m, gồm 4 làn xe.
• Độ dốc dọc của cầu vượt hai phớa là 3,5%, tĩnh khụng tại nhịp thụng xe là 5,5m. • Tổng chiều dài cầu là 434m. Bao gồm: phần cầu dài 320m, đường dẫn hai phớa là
2x57 = 114m. Sơđồ: 40x8= 320m.
• Chiều dài nhịp thụng xe vượt qua đường Kim Mó 40m.
Phương ỏn này ưu tiờn cho dũng xe cơ giới chạy thẳng trờn trục đường Kim Mó theo cả hai chiều ( hiện tại chiếm 30% tổng lượng xe qua nỳt ).
Cỏc dũng xe cơ giới rẽ phải, rẽ trỏi, dũng xe thụ sơ chạy trờn trục đường này cũng như toàn bộ xe chạy trờn trục đường Nguyễn Chớ Thanh-Liễu Giai được tổ chức chạy trờn mặt đất.
SO SÁNH ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ KIẾN NGHỊ PHƯƠNG ÁN LÀM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
PHƯƠNG ÁN 1
• Phự hợp với định hướng quy hoạch Thành Phố là hạn chế tầm cao kiến trỳc khụng gian trong phạm vi vành đai 2 vào trung tõm, phự hợp với kiến trỳc xung quanh của khu vực nỳt Kim Mó.
• Phự hợp và khụng ảnh hưởng tới tuyến đường đụ thị đang khai thỏc
• Phự hợp và khụng ảnh hưởng tới dự ỏn Quy hoạch giao thụng vận tải Thành Phố trong tương lai.
• Xõy dựng đường hầm qua nỳt giao thụng Kim Mó theo hướng Kim Mó - Cầu Giấy là để duy trỡ trục giao thụng khụng Kim Mó-Cầu Giấy phải điều khiển bằng đốn tớn hiệu, làm tăng mức độ an toàn giao thụng qua nỳt. Nhờđú giảm lượng khớ thải độc hại, tiếng ồn do quỏ trỡnh dừng xe chờ thụng qua nỳt.
• Đảm bảo khả năng thụng xe và vận tốc xe chạy trong thời gian hiện tại cũng như • trong tương lại tối ưu nhất.
• Khả năng thụng xe và vận tốc xe chạy theo cấp đường • Đảm bảo cỏc yờu cầu kĩ thuật và tầm nhỡn.
• Nỳt giao thụng phải được thiết kế hiện đại, đảm bảo tớnh mỹ quan khụng phỏ vỡ cảnh quan kiến trỳc khu vực và cỏc cụng trỡnh lõn cận.
• Phương ỏn phải phự hợp với tỡnh hỡnh qui hoạch chung của thành phố.
• Đảm bảo điều kiện vệ sinh mụi trường, hạn chế đến mức thấp nhất ảnh hưởng xấu tới mụi trường như: ụ nhiễm mụi trường, tiếng ồn, bụi, nước mặt, cỏc khu vực trồng hoa, cõy cỏ…
• Nỳt giao thụng phải cú biện phỏp phũng nước, thoỏt nước tốt nhất, trỏnh tỡnh trạng ngập lụt trong mựa mưa.
• Phương ỏn phải đảm bảo trong thời gian thi cụng giao thụng vẫn đảm bảo bỡnh thường.
PHƯƠNG ÁN 2
• Dự làm cầu vượt theo hướng Bắc-Nam hay Đụng - Tõy thỡ đều phỏ vỡ cảnh quan kiến trỳc khu vực
• Với cầu dài 434m so với phần chớnh của hầm vượt là 52 m theo định tớnh ta thấy rằng về kinh tế thỡ làm hầm vượt là kinh tế hơn.
Kết luận: Từ sự phõn tớch đỏnh giỏ ưu nhược điểm của cỏc phương ỏn đưa ra : Phương ỏn làm đường hầm theo hướng Kim Mó-Cầu Giấy là phương ỏn lựa chọn phự hợp với quy hoạch, cảnh quan kiến trỳc, đỏp ứng tốt nhất cỏc yờu cầu đặt ra.
PHẦN III
THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN NỘI LỰC KẾT CẤU VỎ HẦM CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THẫP
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC, NỀN ĐƯỜNG, MẶT ĐƯỜNG VÀ CÁC HẠNG MỤC KĨ THUẬT KHÁC
CHƯƠNG I
1.1. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VỎ HẦM
1.1.1. SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT
• Lớp kết cấu ỏo đường: dày 0,5m; ϕ = 450; c = 30 KN/m2 ; γ =22,5 KN/m3 • Lớp đất đắp : dày 0,6 m; ϕ = 300; c = 0 KN/m2; γ =18,7 KN/m3
• Lớp đất sột dẻo cứng đến nửa cứng dày 4,5m ϕ = 9o; c = 0,0 KN/m2, γ = 18,1 KN/m3
• Sột pha, màu xỏm nõu trạng thỏi dẻo cứng, dày 3,1m, ϕ = 13o45’; c = 0 KN/m2 ; γ = 21,1KN/m3
• Cỏt hạt mịn , màu xỏm ,kết cấu xốp đến chặt vừa, dày 10,5m ; ϕ =25o; c =17.7 KN/m2, γ = 18,9 KN/m3
1.1.2. ĐẶC TRƯNG KẾT CẤU
• Đặc trưng hỡnh học của kết cấu cho 1m dài hầm :
o Dầm núc: bề rộng b=1m, chiều cao mặt cắt h=0,7 m. o Tường bờn: bề rộng b=1m, chiều cao mặt cắt h=0,8m. o Dầm đỏy: bề rộng b=1m, chiều cao mặt cắt h=1m. • Thụng số kĩ thuật của bờtụng :
o Mỏc bờtụng f’c=40Mpa.
o Trong lượng riờng γ = 24,5KN/m3
o Mụđun đàn hồi E=0,043.( .100) .γ 1,5 fc' =32980MPa
• Mụmen quỏn tớnh tại cỏc tiết diện:
3 3 4 1 1 0,8 0,043 12 12 bh I = = ì = m
o Mụmen quỏn tớnh của dầm đỏy là :
3 3 4 2 1 1 0,08 12 12 bh I = = ì = m
o Mụmen quỏn tớnh của tường bờn là :
3 3 4 1 1 0,8 0,043 12 12 bh I = = ì = m 1.1.3. SỐ LIỆU TẢI TRỌNG 1.1.3.1. Xỏc định tải trọng thẳng đứng tỏc dụng lờn kết cấu hầm: a. Với tải trọng động xe HL – 93:
Độ lớn do hoại tải tỏc dụng lờn cụng trỡnh ngầm phụ thuộc vào chiều sõu cụng trỡnh, phõn bố của dải đường và loại phương tiện giao thụng.
Với cỏc cụng trỡnh đặt nụng, tải trọng động tỏc dụng lờn cụng trỡnh là từ cỏc phương tiện giao thụng của mạng lưới giao thụng trờn mặt đất.
Tải trọng tạm thời do hoại tải HL-93 được bố trớ ở những vị trớ bõt lợi nhất núc cụng trỡnh ngầm hoặc ở trong phạm vi lăng thể trụ phỏ hoại. Căn cứ vào kớch thước của hầm và hiện trạng giao thụng trong tương lai thỡ vị trớ bất lợi nhất đối với hầm khi cú 2 xe HL93 chạy song song. Khi chiều sõu cụng trỡnh lớn hơn 0,7-0,8m và với kết cấu nằm ngang tải trọng tạm thời được qui đổi thành tải trọng rải đều.
Loại xe: • Xe tải thiết kế
3 5 k N 1 4 5 k N 1 4 5 k N 4 3 0 0 m m 4 3 0 0 m m tớ i 9 0 0 m m 6 0 0 m m n ó i c h u n g 3 0 0 m m m ú t th ừ a c ủ a m ặ t c ầ u L à n t h iế t k ế 3 6 0 0 m m 35 KN 4300145 KN 4300 - 9000145 KN 1800 3500 a a a = 0.3 đến mộp bản cỏnh hẫng; a = 0.6 đến mộp làn. + Xe hai trục 110 KN 1200110 KN 1800 3500 Hỡnh 21 Xe tải HL93
Xe hai cú trọng lượng trục tải nhỏ hơn xe tải thiết kế nhưng cự ly cỏc trục ngắn hơn nờn khống chế hiệu ứng lực phỏt sinh trong cỏc cấu kiện ngắn. Tuỳ theo khẩu độ L mà xếp tải: Khi L < 4300mm xếp xe hai trục; L ≥ 4300mm xếp xe 3 trục. • Tải trọng làn thiết kế: là một tải trọng phõn bố q = 9,3 N/mm, dải phõn bố: rộng