2.3. THI CÔNG BÊ TÔNG ĐƯỜNG HẦM
2.3.3. Phân khoảnh đổ bê tông
Đường hầm dài, nên ta chia đường hầm ra nhiều đoạn để đổ bê tông. Đối với kiểu áo hầm bằng bê tông cốt thép số 4 và số 5, chia mỗi khoảnh tường và vòm hầm dài 5m. Đối với đáy hầm kiểu 4 và 5 thì chia khoảnh đổ đáy dài 10m, đáy hầm kiểu 2 và 3 thì chia khoảnh dài 40m.
Thi công bêtông tường vòm hầm dùng cốp pha trượt, được chế tạo với khẩu độ xác định. Ở đây ta dùng một loại cốp pha có khẩu độ 5m bằng với chiều dài một khoảnh đổ.
Kích thước khối đổ trên mặt bằng phải đảm bảo thoát được nhiệt trong khối, đảm bảo cho bêtông đông cứng được tốt với tính liền khối lớn, đảm bảo không phát sinh khe lạnh. Điều kiện đó là khi đổ lớp bêtông bên trên thì lớp bêtông bên dưới chưa bắt đầu ninh kết. Điều kiện này thỏa mãn từ công thức sau:
Quá trình đổ bê tông đường hầm được thực hiện theo 1 mũi thi. Ta bố trí mỗi mũi thi công 1 trạm trộn với năng suất trạm Ntr = 7 m3/h. Bê tông được vận chuyển vào hầm bằng ô tô chuyên dụng, đổ bê tông bằng máy bơm bê tông qua hệ thống ống dẫn di động.
Kích thước khối đổ trên mặt bằng phải đảm bảo thoát được nhiệt trong khối, đảm bảo cho bêtông đông cứng được tốt với tính liền khối lớn, đảm bảo không phát sinh khe lạnh. Điều kiện đó là khi đổ lớp bêtông bên trên thì lớp bêtông bên dưới chưa bắt đầu ninh kết. Điều kiện này thỏa mãn từ công thức sau:
Trong đó:
Ntr – Năng suất trạm trộn vữa bêtông chuyển đến khối đổ đang xét Ntr = 7 (m3/h)
K – Hệ số xét đến sự trở ngại khi vận chuyển, k = 0,8
t1 – Thời gian vận chuyển từ trạm trộn tới nơi đổ, chọn t1 = 15 phút tnk – Thời gian ngưng kết ban đầu, tnk = 100 phút
tc – Thời gian chờ để đổ vào khoảnh, tc = 5 phút
h – Chiều dày lớp vữa bêtông trong khối đổ, phụ thuộc thiết bị đầm. Với công tác bê tông hầm, chọn h = 0,4 m đối với công tác bê tông tường và đỉnh hầm, h = 0,2 m đối với công tác bê tông bản đáy hầm
Vậy diện tích khoảnh đổ cho phép đối với kiểu 4 và 5 để đảm bảo không phát sinh hiện tượng khe lạnh là:
Công tác bê tông đáy hầm
[ ] . .( 1 ) 7 0,8 (100 15 5) 2
37,33(
60 0, 2 )
tr nk c
đ
N K t t t
F m
h
− − ì ì − −
= = =
ì Công tác bê tông tường và đỉnh hầm
Thi công đổ bê tông trong hầm ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ cũng như ảnh hưởng của thời tiết nên ta có thể đổ liên tục, do đó điều kiện thể tích khống chế V <
[V] không cần. Đối với kiểu 2 và 3, vì chiều chiều lớp đổ < 0,3m nên không cần kiểm tra điều kiện khống chế [F].
Kết quả tính toán phân khoảnh thể hiện ở Bảng 2.33.
Bảng 2.37. Bảng phân chia khoảnh đổ bê tông đường hầm áp lực Tên khoảnh
đổ
Số lượng khoảnh
đổ
Kiểu vỏ hầm
Bước đổ
Phương pháp đổ bê tông
vào khoảnh (m) (m2) (m2) (m) (m3) (m3) (m3/h)
Đ1 ÷ Đ2 2 5 ĐH 10 34 37.33 0.25 16.8 16.8 7 Lên đều
H1 ÷ H4 4 5 TH 5 4 18.67 0.4 6.8 18.74 Lên đều
VH 5 12.4 18.67 0.4 11.94 Lên đều
Đ3 ÷ Đ11 9 4 ĐH 10 34 37.33 0.25 12 12 7 Lên đều
H5 ÷ H22 18 TH 5 3 18.67 0.4 5.4 14.18 Lên đều
VH 5 10.5 18.67 0.4 8.78 Lên đều
Đ12 ÷ Đ13 2 5 ĐH 10 34 37.33 0.25 16.8 16.8 7 Lên đều
H23 ÷ H26 4 5 TH 5 4 18.67 0.4 6.8 18.74 Lên đều
VH 5 12.4 18.67 0.4 11.94 Lên đều
Đ14 ÷ Đ20 7 2 ĐH 40 164 0.25 8.2 8.2 7 Lên đều
Đ21 ÷ Đ23 3 5 ĐH 10 34 37.33 0.25 16.8 16.8 7 Lên đều
H27 ÷ H32 6 5 TH 5 4 18.67 0.4 6.8 18.74 Lên đều
VH 5 12.4 18.67 0.4 11.94 Lên đều
Đ24 ÷ Đ27 16 2 ĐH 40 164 0.25 8.2 8.2 7 Lên đều
Đ28 ÷ Đ34 7 5 ĐH 10 34 37.33 0.25 16.8 16.8 7 Lên đều
H33 ÷ H46 14 5 TH 5 4 18.67 0.4 6.8 18.74 Lên đều
VH 5 12.4 18.67 0.4 11.94 Lên đều
Đ35 ÷Đ40 6 3 ĐH 40 160 0.25 8 8 7 Lên đều
Đ41 ÷Đ49 10 2 ĐH 40 164 0.25 5.76 5.76 7 Lên đều
Tên khoảnh đổ
Số lượng khoảnh
Kiểu vỏ hầm
Bước đổ
Chiều dài bước
đổ
Diện tích lớp đổ lớn nhất
Diện tích khống
Chiều cao lớp
đổ h
Thể tích bước đổ
Thể tích khoảnh
đổ
Cường độ khống
chế [Q]
Phương pháp đổ bê tông (m) (m2) (m2) (m) (m3) (m3) (m3/h)
Đ50 1 2 ĐH 40.8 167.28 0.25 8.2 8.2 7 Lên đều
Đ51 ÷ Đ53 3 5 ĐH 10 34 37.33 0.25 16.8 16.8 7 Lên đều
H47 ÷ H52 6 5 TH 5 4 18.67 0.4 6.8 18.74 Lên đều
VH 5 12.4 18.67 0.4 11.94 Lên đều
Đ54 ÷ Đ87 34 2 ĐH 40 164 0.25 8.2 8.2 7 Lên đều
Đ88 1 2 ĐH 41.9 171.79 0.25 5.08 5.08 7 Lên đều
Đ89 ÷ Đ90 2 5 ĐH 10 34 37.33 0.25 16.8 16.8 7 Lên đều
H53 ÷ H56 4 5 TH 5 4 18.67 0.4 6.8 18.74 Lên đều
VH 5 12.4 18.67 0.4 11.94 Lên đều
Đ91 1 2 ĐH 50 205 0.25 8.2 8.2 7 Lên đều
Đ92 1 2 ĐH 48.7 199.67 0.25 8.2 8.2 7 Lên đều
Đ93 ÷ Đ94 2 5 ĐH 10 34 37.33 0.25 16.8 16.8 7 Lên đều
H57 ÷ H60 4 5 TH 5 4 18.67 0.4 6.8 18.74 Lên đều
VH 5 12.4 18.67 0.4 11.94 Lên đều
Đ95 ÷ Đ103 9 2 ĐH 40 164 0.25 8.2 8.2 7 Lên đều
Đ104 1 2 ĐH 33.4 136.9 0.25 5.08 5.08 7 Lên đều
2.3.4. Biện pháp tổ chức thi công đổ bê tông đường hầm 2.3.4.1. Tẩy phần vòm và dọn nền hầm, vệ sinh hầm a. Tẩy phần vòm và vách hầm
Để chuẩn bị phục vụ công tác đổ bê tông hầm chính, tiến hành kiểm tra lại kích thước toàn bộ đường hầm những đoạn chuẩn bị đổ bê tông bằng máy toàn đạc điện tử.
Khi phát hiện tại những chỗ nổ thiếu chưa đúng kích thước thiết kế sẽ được đánh dấu lại bằng sơn màu sáng để tiến hành nổ tẩy.
Phương án khoan tẩy dùng máy khoan hầm kết hợp với khoan tay, phương án nổ tẩy bằng thuốc nổ hoặc bằng kíp điện tuỳ theo khối lượng của từng vị trí còn thiếu.
Sau đó dùng máy đào kết hợp với nhân lực xúc dọn hết khối lượng nổ tẩy lên xe vận chuyển ra bãi thải quy định.
Kiểm tra lại bằng máy toàn đạc điện tử trước khi cậy dọn nền hầm và vệ sinh hầm.
b. Cậy dọn nền hầm và vệ sinh hầm
Theo yêu cầu kỹ thuật đơn vị sẽ cậy dọn nền hầm bằng thủ công đến biên đào thiết kế. Dọn vệ sinh hầm theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật với phương án như sau:
- Dùng lao động thủ công cạy dọn sạch hết đá om đá nền hầm bằng búa căn, đá vụn trên nền hầm được thu dọn bằng xô xúc vận chuyển lên gầu máy đào đổ lên ô tô vận chuyển ra ngoài bãi thải.
- Để rửa sạch nền hầm theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật quy định, nhà thầu sử dụng vòi nước có áp lực cao. Nước được lấy từ hệ thống ống nước đường hầm kết hợp với áp lực được trích từ máy nén khí thổi sạch nền hầm theo tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu.
- Công tác dọn vệ sinh và thoát nước nền hầm trước khi đổ bê tông đảm bảo theo tiêu chuẩn kỹ thuật quy định, tại mỗi vị trí thi công sử dụng 01 máy bơm
2.3.4.2. Đổ đầm sỏi
Công tác đổ đầm chặt sỏi được thực hiện ngay sau công tác vệ sinh hầm. Vệ sinh hầm đến đâu đổ đầm sỏi ngay đến đó nhằm chống phong hoá bề mặt những nơi thiết kế đầm sỏi.
2.3.4.3. Lắp đặt cốt thép tường hầm vào vòm hầm
Trước khi lắp đặt, định vị ván khuôn, ta tiến hành lắp đặt kết cấu thép chịu lực phần tường hầm và vòm hầm
Cốt thép gia công tại xưởng được bố trí ở khu phụ trợ kết hợp gia công tại vị trí công trình theo đúng kích thước thiết kế, đúng tiêu chuẩn thi công, cốt thép sau đó vận chuyển đến hiện trường bằng ô tô chuyên dùng, lắp dựng bằng cần trục 16 T kết hợp thủ công.
a. Phương án liên kết
Sử dụng liên kết buộc: liên kết nối buộc lấy chẵn 500 mm.
b. Phương án cắt thép
Căn cứ theo bản vẽ thiết kế đổ bê tông cốt thép hầm chính và kích thước thiết kế di chuyển đổ bê tông của bộ cốt pha hầm.
Căn cứ theo cây thép có chiều dài phổ biến tại thị trường là 11,7 m do đó việc cắt thép phải đảm bảo quy định trong tiêu chuẩn bố trí cốt thép 02 mặt cắt liền kề không có mối nối trùng nhau và thuận lợi trong thi công, đạt hiệu quả kinh tế cao nhất, vì vậy chọn phương án cắt thép như sau:
- Đối với tất cả các thanh thép chạy dọc hầm được dùng cây 11,7 m, nối buộc đảm bảo ≥ 500 mm và 02 mặt cắt liền kề không có mối nối trùng nhau.
- Đối với các vòng thép theo mặt cắt ngang hầm được cắt chi tiết các theo các dạng sau đổ bê tông.
Cốt thép tường hầm và vòm hầm có thể lắp vượt trước một đoạn rồi tiến hành lắp đặt định vị cốp pha đổ bê tông.
2.3.4.4. Lắp đặt ván khuôn
Sử dụng ván khuôn thép di động có giá đỡ điều chỉnh bằng kích, di chuyển trên xe lăn dọc theo hầm dẫn.
a. Quy trình vận hành
Cốp pha được vận hành bằng toàn bộ hệ thống thủy lực hai đầu của cốp pha được gắn hai bộ điều khiển bằng thủy lực có thể di chuyển lên xuống, sang phải sang trái.
Mọi hoạt động căn chỉnh đều được thực hiện ở hai đầu.
Sau khi tiến hành khối đổ tiếp theo thì một đầu của cốp pha đã được định vị vào phần bê tông của khoảnh trước 12 cm, vì thế chỉ cần căn chỉnh một đầu bằng hệ thống thủy lực.
b. Di chuyển ván khuôn
Sau mỗi khối đổ bê tông đều tiến hành di chuyển dầm đỡ chính và thân cốp pha.
Lúc thân cốp pha còn nằm trên khối bê tông đã đủ ngày tuổi, thân cốp pha được cố định trong khối bê tông.
Sau khi bê tông đã đủ tuổi, tiến hành di chuyển cốp pha sang khối đổ mới bằng cách dùng các hệ thống điều khiển điều chỉnh các tăng đơ được bố trí bên trong cốp pha làm cho phần vỏ của cốp pha co lại. Sau khi phần vỏ đã co lại dùng hệ thống thủy lực hạ chân của bộ đỡ chính co lên, toàn bộ trọng lượng của cốp pha được tì lên bốn cặp bánh xe lăn của thân cốp pha di chuyển bằng mô tơ gắn ở đầu cốp pha.
Phần khung của cốp pha được chạy trên hệ thống bánh xe đến vị trí tiến hành định vị bằng hai chân đỡ của cốp pha sau đó di chuyển hệ thống ray sang vị trí chờ để di chuyển sang khoảnh khác.
2.3.4.5. Lắp đặt cốt thép bản đáy hầm
Sử dụng liên kết buộc: liên kết nối buộc lấy chẵn 500 mm.
Căn cứ theo bản vẽ thiết kế đổ bê tông cốt thép hầm chính và kích thước thiết kế di chuyển đổ bê tông của bộ cốt pha hầm.
Căn cứ theo cây thép có chiều dài phổ biến tại thị trường là 11,7 m do đó việc cắt thép phải đảm bảo quy định trong tiêu chuẩn bố trí cốt thép 02 mặt cắt liền kề không có mối nối trùng nhau và thuận lợi trong thi công, đạt hiệu quả kinh tế cao nhất, vì vậy chọn phương án cắt thép như sau:
+ Đối với tất cả các thanh thép chạy dọc hầm được dùng cây 11,7 m, nối buộc đảm bảo ≥ 500 mm và 02 mặt cắt liền kề không có mối nối trùng nhau.
+ Đối với các vòng thép theo mặt cắt ngang hầm được cắt chi tiết các theo các dạng sau đổ bê tông.
2.3.4.6. Công tác bê tông vỏ hầm a. Đổ bê tông vỏ hầm
Phần cốt thép được lắp đặt trước toàn tiết diện trước khi cốt pha được di chuyển đến khoảnh đổ.
Trắc địa định vị chính xác vị trí, lý trình của mỗi khoảnh đổ bê tông, thợ vận hành tiến hành căn chỉnh theo đúng kích thước theo hướng dẫn của trắc địa.
Sau khi hoàn thiện công tác vệ sinh, định vị, bịt đầu cốt pha, lắp ống bơm bê tông chuẩn bị công tác đổ bê tông.
Vữa bê tông được sản xuất tại trạm bê tông năng suất 7 m3/h, bê tông được vận chuyển vào hầm bằng ô tô chuyên dụng, đổ bê tông bằng máy bơm bê tông qua hệ thống ống dẫn di động. Bước đổ bê tông phụ thuộc vào bộ ván khuôn được chế tạo đốt 5 m.
* Đổ bê tông đáy hầm áp lực
+ Trước khi trộn bê tông vật liệu đầu vào phải mời kỹ thuật A ra hiện trường kiểm tra và nghiệm thu.
+ Bê tông được trộn tại hai trạm trộn tại hai mũi thi công và được vận chuyển vào vị trí bằng xe chuyên dụng.
+ Bê tông vận chuyển đến vị trí đổ phải được kiểm tra độ sụt trước khi đổ do kỹ thuật A và kỹ thuật B kiểm tra nếu đủ điều kiện thi công, bê tông được chuyển từ xe chuyên dụng sang máy bơm bê tông.
+ Sau khi đổ bê tông lót, kiểm tra nghiệm thu cốt thép, cốp pha đã được định vị, tiến hành cho đổ bê tông phần đáy hầm áp lực thông qua hệ thống cửa sổ.
+ Bê tông được bơm qua hệ thống ống bơm và có van giảm áp hệ thống ống này có thể tháo nối được, bê tông được bơm vào khối đổ qua hệ thống cửa sổ.
+ Bê tông phải bơm liên tục, không được nghỉ quá lâu trong quá trình bơm bê tông để tránh hiện tượng phân tầng trong bê tông.
* Đổ bê tông tường hầm
+ Sau khi bê tông đáy hầm đã được đổ và đầm xong tiến hành đổ bê tông hai bên tường hầm phải được thực hiện đều ở hai bên thành cốp pha, tuyệt đối không đổ bê tông lệch 1 bên, khi đó sẽ làm biến dạng cốp pha.
+ Bê tông được bơm từ máy bơm thông qua hệ thống ống bơm bê tông. Bê tông được bơm theo lượt từ trong ra ngoài, sau khi đạt độ dày thì không bơm nữa, mà chuyển đầm bê tông. Chuyển vòi bơm sang tường hầm bê kia.
+ Cứ tiến hành như thế cho đến khi bê tông đến cửa sổ thì đóng cửa sổ lại và chuyển sang đổ bê tông vòm hầm.
* Đổ bê tông vòm hầm
+ Sau khi bê tông hai bên thành hầm áp lực đổ xong và đầm xong, tiến hành đổ bê tông vòm hầm thông qua hệ thống cửa sổ.
+ Đổ bê tông vòm hầm tiến hành từ trong ra ngoài qua hệ thống cửa sổ, bơm gần đến cửa sổ thì đóng lại và chuyển vòi bơm sang cửa sổ tiếp theo. Sau đó cứ như thế cho đến khi hết Block.
+ Đối với bê tông vòm hầm tiến hành đổ từng bên một sau đó đầm bê tông từng bên bằng hệ thống đầm rung và đầm dùi.
+ Sau khi hoàn thiện công tác đổ bê tông trong một bua, các ống bơm được tháo dời và tiến hành công tác vệ sinh ngay cho từng ống.
b. Đầm bê tông
Đầm bê tông được thực hiện bằng đầm điện rung gắn trên ván khuôn, kết hợp với hệ thống đầm dùi đảm bảo độ chặt đều của bê tông theo thiết kế.
Đối với những chỗ có diện tích hẹp, độ sụt của bê tông từ 6 cm trở lên, những chỗ bố trí cốt thép dày phải dùng thanh sắt thọc đều và khi lên đến lớp trên cùng phải dùng bàn đập bằng gỗ vỗ mặt cho đều.
Đầm bê tông phải đảm bảo sao cho sau khi đầm bê tông được đầm chặt và không bị rỗ.
Thời gian đầm tại mỗi vị trí đảm bảo cho bê tông được đầm kỹ. Dấu hiệu để nhận biết bê tông đã được đầm kỹ là vữa xi măng nổi lên bề mặt và bọt khí không còn nữa.
Sử dụng đầm dùi, bước di chuyển của đầm dùi không vượt quá 1,5 bán kính tác dụng của đầm và phải cắm sâu vào lớp bê tông đã đổ trước 10 cm.
Thời gian đầm tại mỗi vị trí khoảng 30 ÷ 60 giây, dừng khi thấy bọt khi bắt sửi lên.
c. Bảo dưỡng bê tông
Công tác bảo dưỡng bê tông là công tác rất quan trọng nó quyết định đến sự phát triển tốt của cường độ bê tông.
Sau khi đổ bê tông mỗi lớp bắt đầu quá trình bảo dưỡng tưới phun nước bề mặt trong 2 ngày.
d. Mạch ngừng thi công
Trước khi đổ bê tông mới, bê mặt bê tông cũ đầu dốc được xử lý, làm nhám, làm ẩm và trong khi đổ phải đầm lèn sao cho lớp bê tông mới bám chặt vào lớp bê tông cũ đảm bảo tính liền khối của kết cấu.
e. Công tác hoàn thiện
Sau khi đổ xong bê tông bề mặt bê tông được hoàn thiện thỏa mãn yêu cầu về chất lượng, độ phẳng và độ đồng đều theo quy định của thiết kế. Sau khi tháo cốp pha, bề mặt bê tông được sửa chữa các khuyết tật và hoàn thiện để đảm bảo độ phẳng nhẵn và đồng đều. Mức độ đồng đều của bề mặt bê tông khi đo áp sát bằng thước 2 m không vượt quá 5 mm.
Sau khi hoàn chỉnh đổ bê tông toàn bộ đường hầm tiến hành khoan phụt vữa xi măng phần đỉnh hầm để bù vào phần co ngót bê tông đỉnh hầm.
2.3.5. Phân đợt đổ bê tông đường hầm
Căn cứ vào cách phân chia khoảnh đổ ở trên, căn cứ vào thời gian và cường độ đổ bê tông khống chế, tình hình máy móc thiết bị phục vụ cho công tác thi công bêtông, tình hình cung ứng nguyên vật liệu và nhân lực, điều kiện thời tiết,… ta tiến hành phân chia đợt đổ như sau:
Bảng 2.38. Bảng phân đoạn, phân đợt đổ bê tông
TT Khoảnh đổ
cùng đợt
Số đợt đổ
Thời gian đổ 1 khoảnh
(h)
Thể tích đợt đổ (m³)
Cường độ đổ (m³/h)
1 H60 ÷ H57 4 3 20.34 6.78
2 H56 ÷ H53 4 3 20.34 6.78
3 H52÷ H47 6 3 20.34 6.78
4 H46 ÷ H33 14 3 20.34 6.78
5 H32 ÷ H27 6 3 20.34 6.78
6 H26 ÷ H23 4 3 20.34 6.78
7 H22 ÷ H5 18 3 15.02 5.01
8 H4 ÷ H1 4 3 20.34 6.78
9 Đ104 1 4 27.38 6.85
10 Đ103 ÷ Đ95 9 5 32.8 6.56
11 Đ94 ÷ Đ93 2 2 13.6 6.80
12 Đ92 1 6 39.93 6.66
13 Đ91 1 6 41 6.83
14 Đ90 ÷ Đ89 2 2 13.6 6.80
TT Khoảnh đổ cùng đợt
Số đợt đổ
Thời gian đổ 1 khoảnh
(h)
Thể tích đợt đổ (m³)
Cường độ đổ (m³/h)
15 Đ88 1 5 34.36 6.87
16 Đ87 ÷ Đ54 34 5 32.8 6.56
17 Đ53 ÷ Đ51 3 2 13.6 6.80
18 Đ50 1 5 33.46 6.69
19 Đ49 ÷Đ41 9 5 32.8 6.56
20 Đ40 ÷Đ35 6 5 32 6.40
21 Đ34 ÷ Đ28 7 2 13.6 6.80
22 Đ27 ÷ Đ24 4 5 32.8 6.56
23 Đ23 ÷ Đ21 3 2 13.6 6.80
24 Đ20 ÷ Đ14 7 5 32.8 6.56
25 Đ13 ÷ Đ12 2 2 13.6 6.80
26 Đ11 ÷ Đ3 9 2 10.2 5.10
27 Đ2 ÷ Đ1 2 2 13.6 6.80
2.3.6. Chọn loại máy thi công, tính năng suất, xác định nhu cầu máy móc,