CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CƠ SỞ
1. Vỏ hầm từ bêtông và BTCT đổ tại chổ Vỏ hầm đổ tại chổ dùng cho các trường hợp sau
a. Trong đất đá, nửa đá chủ yếu xây dựng bằng phương pháp đào mỏ:
- Trong đất đá ít nứt nẻ không ngập nước, có hệ số độ kiên cố theo Protodiakonov f = 8 - 10:
+ Có thể xây dựng vòm thoải tựa lên đất (H.1.31σ). Vòm có thể có độ cứng không đổi hoặc thay đổi - chiều cao tiết diện chịu lực của vòm tăng từ khối khoá (H3 = 200 - 300 mm) đến chân vòm (HP = 400 - 500 mm).
+ Chân vòm nghiêng với mặt phẳng nằm ngang 1 góc R = 15 - 200 sao cho nội lực cân bằng trong chân vòm hướng vào phía trong khối đất. Để tăng ổn định chân vòm, tốt nhất xây dựng mấu lồi - mép bảo vệ rộng 0,2 - 0,3 m.
+ Thành hầm được ốp bằng bêtông phun dầy từ 5 - 10 cm.
- Trong đất đá nứt nẻ kém ổn định (f = 6 - 8) kết cấu chịu lực cần được gia cường trên toàn bộ chu vi và vỏ hầm trở thành dạng vòm nâng (H.1.31b), chiều dày được lấy HCB = 300 - 350 mm.
- Để giảm chiều dày thành vỏ, tại chân vòm cần mở rộng (H.1.31i).
Hình 1.31: Vỏ đường ngầm 1 tuyến từ BTCT toàn khối
a. Giai đoạn đầu của tàu điện ngầm Matxcơva; σ. Vòm thoải tựa lên đất; b, i. Vòm nâng;
1.Áo BTCT; 2. Vỏ hầm từ BTCT toàn khối; 3. Bêtông phun; 4. Bêtông nền đường chạy;
5. Chu vi khổ CMK
- Theo mức độ giảm độ bền của đất (f ≤ 4) và tăng cả áp lực đứng lẫn áp lực ngang lên vỏ, thành và phần bản đáy được tạo dạng đường cong (H.1.31i). Vòm ngược ngăn ngừa chuyển vị của tường dưới tác động của áp lực bên, phân bố áp lực đứng lên diện tích lớn và tiếp nhận áp lực từ phía dưới.
b. Trong đất yếu kém ổn định thường kết hợp hệ chống Bernonda
Kết cấu hệ chống Bernonđa là khiên ván khuôn thép bố trí theo chu tuyến hầm đào với khe hở 150 - 200 mm và cốt thép tấm được bêtông hoá (Hình 1.32). Khoảng không giữa các khiên và bề mặt hầm đào được nhồi vữa bêtông dẻo, chúng thấm vào các khe của tấm trong quá trình rung và toàn khối hoá ván khuôn tấm, đảm bảo độ dính kết của nó với bêtông trên toàn bộ bề mặt tiếp xúc. Sau đó bề mặt bên trong của vỏ hầm BTCT được phủ 1 lớp bêtông coi như lớp bảo vệ chống rỉ cho cốt thép.
c. Khi mở hầm bằng phương pháp khiên đào
Trong trường hợp này nó được gọi là vỏ hầm ép - toàn khối vì nó được tạo nên bằng cách ép vữa bêtông tươi đổ sau ván khuôn vòng. Ép được tiên hành bằng lực của trụ thuỷ lực khiên theo hướng trục đường ngầm hoặc theo hướng tâm.
- Ưu điểm của vỏ hầm ép - toàn khối là:
+ Khả năng sử dụng trong điều kiện điạ chất khác nhau (nền đất độ ẩm tự nhiên bất kỳ có khả năng kháng lại vữa bêtông trong quá trình ép chúng).
+ Vỏ hầm tiếp xúc chặt chẽ với nền đất xung quanh tạo nên hệ “vỏ hầm - đất”và giảm độ lún bề mặt khá nhiều;
+ Không cần thiết phải bơm vữa xi măng giai đoạn đầu và kết thúc phía sau vỏ hầm;
+ Loại trừ được công tác cách nước mối nối vốn cần thiết cho vỏ hầm lắp ghép.
+ Tổ hợp mở hầm để lại sau mình đường hầm đã được chuẩn bị đầy đủ cho việc lắp ráp các thiết bị cố định và lắp đặt cơ cấu phía trên của đường tàu điện ngầm (Hình 1.33).
+ Công nghệ này giảm được mức độ nặng nhọc so với xây dựng đường ngầm có vỏ lắp ghép 15 - 20 %. Mức độ tiết kiệm thép trên 1md đường hầm đạt tới 200kg.
+ Các tổ hợp khiên cơ giới hiện nay được chế tạo để mở hầm cho phép nhận được vỏ hầm ép - toàn khối dày 250 - 300 mm.
− Nhược điểm chính của vỏ ép - toàn khối là: độ bền nứt bêtông không cốt thép thấp và kết quả là dễ thấm.
Có thể khắc phục bằng cách:
+ Ứng dụng bêtông cốt kim để tăng độ bền chống nứt cho vỏ ép - toàn khối.
+ Tạo vỏ hầm bêtông 2 lớp có lớp cách nước trung gian. Lớp ngoài của vỏ làm từ bêtông ép - toàn khối và được coi là kết cấu chịu lực chính tiếp nhận áp lực mỏ.
Trên bề mặt phía trong của nó được phủ 1 lớp nhựa pôlime cách nước. Lớp vỏ bên trong lớp cách nước tiếp nhận áp lực thuỷ tĩnh và tải trọng thường xuyên của mạng kỹ thuật đường tàu điện ngầm.
− Vỏ hầm BTCT toàn khối chỉ nên dùng cho đường ngầm 2 tuyến xây dựng trên đoạn có áp lực mỏ lớn hoặc trên các đoạn đường tàu điện ngầm bố trí ở các vùng động đất mạnh (do điều kiện gia công cốt thép chật chội và thi công gặp nhiều khó khăn).
Hình 1.32: Vỏ hầm có ván khuôn thép Bernonda (a) và các tấm ván khuôn (σ) 1. Chu vi khổ CMC; 2. Tấm dập sẵn; 3. Bêtông toàn khối; 4. Bêtông phun; 5. Đoạn được
phủ chồng các tấm ván khuôn bên cạnh; 6. Chốt lắp ráp.
Hình 1.33: Vỏ hầm nối ga bêtông ép toàn khối. a. dạng chung; kết cấu (σ)
2. Vỏ hầm hỗn hợp sử dụng bêtông phun