TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN KÊT CÂU CHẮN GIỮ
3) Nếu dùng tường liên tục trons cỉất chí đỏ’ làm tường chan đất tạm thời trong giai đoạn ihi công thì giá thành khá cao. khỏne kinh tế
Giá thành của tường liên tục tronu đất cao hơn cọc hàng hoặc cọc trộn sâu. Phải so sánh kỹ theo độ sâu hố dào, tình hình IÌCIÌ, tình hình chán giữ v.v... nếu thấy hựp lý về kinh lố và kỹ thuạt thì mới sử dụnc. Nói chmm, khi hố đào sâu trên lOm trong tầng đất yếu, yèu cáu cao vc chống lún và chuyên dịch cùa các còne trình xày dựng và đường ống ở xung quanh, hoặc khi tưừmĩ là một phán của kết cáu chính của cône trình hoặc khi ấp dụng phươnii pháp thi còim n<urợc thì nên dùnc tơừiìíĩ iiên tục trong dất.
101
Thực chất của phương pháp tường trone đất là đào vào đất một hào hẹp (0,6 - 0,8 m) và sâu (có thể đến hàng trăm nict), dù nu dung dịch sct đê oiữ cho thành hào không bị sụt lở do tạo ra áp lực thuỷ tĩnh dư (lớn hơn) so với áp lực đất và nước chung quanh lcn thành hào. Sau đó, tu ỳ theo kết cấư và chức năng công trình, ta đổ hê tôiìíĩ tai chỗ hoặc lắp ghép các cấu kiện hẻ tônu cốt thép đúc sẵn hay vật liệu chốna thấm vào hào. Kết quá của cồng nghệ vừa nêu là ta có được một tường chịu lực của công trình hoặc được màng chống thấm.
7.2. S ơ ĐỔ K Ế T C Ấ U C Ô N G T R ÌN H T H I C Ô N G T H E O PH Ư Ơ N G P H Á P T Ư Ờ N G T R O N G Đ Ấ T
Việc đam b;io ổn định và độ bền của tường lúc đào đất phía bên tro ne tườnc có thế đạt được thông qua các giải pháp sau đây (hình 7.2):
- Với công trình có đáy sâu 5-6m thì dùng đáv công trình đế siữ tườno (tường cỏngxon);
- Với còng trình có đáy sâu 7 - 8m thì dùng dầm đai ở tường, thanh chống hoặc neo ở đầu tường và đám báo ngàm chắc chắn chân tường sâu vào đất;
- Với công trình có đáy sâu 8 - 9m thì dùng hệ thanh chống và neo ở 2 - 3 tầng với chôn ngàm chân tường;
- Trong những còng trình tròn có đường kính và độ sâu đến 30m thì ncn tính đến sự làm việc không gian của chúng.
7
a) ,,,É; r ...
4 3
b)
■w/77j7?rr/77:.
.1
’/ / / / / \
c )
/1 ' ị 1
ị
i / f — ị /
0
I l ỉ n h 7.2. Sơ đồ kết cấu của tường công trình ỉìgáni troỉìsị thòi ạian thi cân í’ đào cíấĩ trong công trình
ƠỊ Tườỉiq c h ắ n k iểu côtỉq.xon; b ) Ni>àm (ỷ ch â n và neo ở p h í a đ â u tưởỉìi>;
c) Tưởfỉí> có ỉilìié a ỉcìfií> cliofìí>; d) Tườnq có n hiên ỉầtìg neo; e) C ho ng g iữ tường bảềi^ clai cứìUị vù bầnq d ầ n iị; f ) C ô iìq trìn h có mặt bằng lììnlì tròn.
I . Tường; 2. Đáy còng trình. 3. Dâv neo; 4. Bán neo; 5. Neo đất sàu; 6. Đai cứnm 7. Thanh chổnu Thanh chống (vãna ch ốn s) có thể là tạm thời hoặc vĩnh cừu. Sau khi làm tường thì thanh chốne llìực hiện chức năng của sàn (khi chủng trở thành dấm lẫn vào sàn). Neo
:igang hoặc neo xiên đặt ờ phấn phía trên CÌKI tườnu trước khi 'Jào đất hoặc dặt ở các mức khác nhau tuỳ theo việc dào đút (rong hố.
Đ ô sâu của tirờnc dưới đáy cỏĩie trình neám xác định từ đicu V;iện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn, kết cấu clươc chấp nhận của tườne, cỏne ncĩhệ thi công; chiều sâu chấp nhận của tường cần phài kicm tra xuất phát từ VC11 cẩu íínlì toán tường và nền íheo irạnc thái giới hạn về cường độ và biến đạnc.
Trons đất bao hoà nưức\ nuoài tính toán tĩnh cần xct hài toán ve hạn chế dòng chảy ám nước vào hố đào. Trong nluìnc tnrởim hơp khi đầu nước có án ơ cìirới đáy công trình 2- 3m thì tường côn £ trình nên căỉ nước cỏ áp ờ đỏ sâu khỏnìi ít hơn 0,5 - lm trong đá áriì£ chác, khònc ít hưn 0,75 - lõ m ironc sét chãt và khỏnc ít licni 1,5 - 2m tron£ sét và sét deo. Nói chung cần kiểm tra ổn dinh ihàm cua tường trong những trường họp vừa nêu.
Lựa chon hệ kết cấu của cóim trình được quyết định trên cơ sớ tính toán độ bền và ổn dinh cua cỏnc trình ứ tất cá các ciai đoạn xàv đựng cùa nó có kẻ đen còng nghệ thi CỎI1C định đùn Sỉ.
Khi xây dựnu theo phưưna pháp từ trên xuốnẹ (top - đcnvn) thì tườns bao của công trình ngầm dược chông giữ bằn tỉ hẹ sàn hoặc hệ dầm còn theo phương pháp từ dưới lên (plurưnu pháp truvền thôim) thì tườiiíi đươc chốns eiữ hằiis thanh chống hoặc neo theo quá trình dào. Khi xây dưng cònu trình có kích thước mặt bằns lớn thì phương pháp từ dưới lên cho phép rút ngắn í hòi ei;m xâv dưnii do dùne rộim rãi các loại máy trong công lác đào đất và láp các cấu kiện lớn.
7.3. TÍNH TOÁN NÒI L ự c VÀ ( HHYKN VỊ CỦA TƯỜN(; TRONG DẢ I 7 . 3 . 1 . M ộ t s o q u y đ ị n h c h u n g
Như trcn dã nêu, urờiiỉỊ tronc dát khi xâv dựiiỉỉ cóng Irình ngầm tlnrờng là một bộ phận kết cấu vĩnh cửu của cỏne trình imám ấy. Vì vậy t;ii iroiH’ vù tác động lên còng trình phải lấy đầy đủ theo chỉ dẫn noi (V chương 3 và ihco tiêu chuẩn tải trọng và tác đong TCVN 2737 : 1995.
Việc tính toán phải theo tổ hợp tai trọn ụ; và tác động hrít lơi nhất đối với tìmg cấu kiện, tiết diện hoặc toàn bộ kết cấu nói chune, chúng có thè xuất hiện khi khai thác công trình và tronc quá trình xây dựng. Khi lính kêt cấu theo tổ hợp cơ bán của tải trọng có một tải trong IIsắn hạn thì trị của tái neãn han khòng được giảm thấp còn khi tính theo tổ hợp cơ bàn có hai hoặc hơn hai tái trong imãn hạn thi trị tính toán cùa tải ngán hạn này hoặc nội lực tirơns ứng của nó nhân cho hệ số tổ hơp n = 0,9. Khi tính toán kết cấu và nền theo tổ hợp đặc hiệt của tải trong thì trị tính toán cùa tải II2ãII hại; hoặc nói lực tương ứng của nó phai nhân cho hệ số tổ hợp II = O.K. nếu như tronc tiêu ct.Hiẩn thiết kê' kết cấu và nền khống đưa ra trị số nào khác.
T à i t r ọ n g v à t á c đ ộ n u x u ấ t h i ệ n tronII thời s i a n thi c ỏ i m xã v dỊŨMiĩ l à tải t r ọ n g c ủ a đ ấ t và nước của mỏi trườne chung quanh, tai trọng cua máv móc và vặt Jiệu ở trên mặt đất
103
nằm gần hố đào. Tường công trình ngầm thường bằng bê tông cốt thcp đổ tại chỏ hoặc đúc sẵn, về mặt kết cấu có the là tường mềm hoặc là vỏ mỏng có dạng khác nhau trcn mặt bằng. Trạng thái ứng suất của các kết cấu như thế phụ ỉhuộc vào tính chất cơ lý của đất, sơ đổ kết cấu của công trình, độ mềm của chúng, mức độ đàn hổi của neo/ thanh chống V . V . . . .
Vì áp lực tiếp xúc của đất lên tường chịu uốn là một hàm số của độ võng nên việc xây dựng biểu đồ áp lực đất là một bài toán rất phức tạp ngay cá trong trường hợp đơn giản nhất là đối với đất đồng nhất. Hiện nay có rất nhiều nghiệm đủ chặt chẽ cho vấn đé này nhime không thuận tiện cho việc áp dụng hàng loạt trong thiết kế. D o đó trong thực tế hiện nay của thiết kế vẫn dùng biếu đổ áp lực đất theo lý thuyết cổ điển Coulomb với một số hiệu chỉnh trên cơ sở số liệu thí nghiệm.
7.3.2. T ín h to á n tư ờ n g g ồ m n h iề u th a n h c h ố n g /n e o c ủ a c ò n g tr ìn h n g ầ m c ó m ặt b à n g c h ữ nhật và tròn
Phương pháp đơn giản đc tính khi xcm tường là mỏng làm việc như côngxon, có một hoặc nhiều thanh chống như dã trình bày ở chương 5 và chương 6, trong đó hộ kết cấu được xem là bài toán phẳng.
Ớ đây khi hẹ tường và sàn của công trình ngầm làm việc như hệ không gian và cũng đà có phương pháp giải tích và biểu đồ - giải tích để tính tường cỏ nhicií gối tựa, trong đỏ có dùng lý thuyết đàn hồi kế đến sự cùng làm việc của tường và đất, đàn hồi của tường và cùa gối lựa (thanh chống/neo) (xem 113]).
Nếu côim trình ngầm là kết cấu không gian cứng có nhiều ngăn thì có thế xem nó như một cái hộp và tính nó như một móng hộp (xem Ị 14]). Đày là loại kết cấu thường gặp ớ các táng hầm cùa nhà cao táng khi dùng nó làm táng kỹ thuật, kho chứa, ga ra ô ló ngẩm, dịch vụ cônu cộng v.v...
Trcn hình 7,3 trình bày sơ đổ tính toán công trình ngầm có hai tầng chống iheo chicu sau tường trong thòi gian thi công đào đất. Như thấy trên hình, tường của còng trình được xem xét theo từng giai đoạn thi công:
a) b) c ) d )
H ỉ n h 7 . 3 . Sơ dó tính c ô nq tr ìn h có tường gồm n h iê u tần g chố n g
a) Sơ đổ tư<fng; b), c ), d) Sơ đ ồ tính tườỉìiỊ ở r ú c độ sâu k h á c ỉìhưií theo ĩ i ì i côn g dào đất ỉ - Tường; 2- TJ á m đai kmn tường; 3- Thanh chống ngang (hoặc neo); 4- Đáy còng írình.
G i a i đ o ạ n 1 : Đất đào đến cốt cho phcp dặt táng thanh chốn” thứ nhất. Lúc này tường được xem như tường chắn mòng khỏnc neo (íường cỏngxon) (hình 7.3b);
G i a i đ o ạ n 2 : Đất đào đến cốt cho phép dặt tầng thanh chống thứ 2. Thanh chống thứ
nhái tiếp thu toàn bộ tái trọng. Tường công lĩlnh trong trườn £ hợp này là tường chắn mong có một lầnq neo và được tính bằng các phương pháp chính xác hoặc gần đúng đã biết (hình 7.3c);
- G ia i doựỉỉ 3: Đất đào đến cốt nền của đáy cônq trình. Tầng thanh chống thứ nhất và thứ hai tiếp thu toàn bộ tải trọng. Tường của công trình troim irường hợp này được xem như dam licn tục đặt trẽn 2 hoặc nhiều ẹối tựa chịu tải trọns hình thang (hình 7.3d).
Tlico phương pháp trên thì lực của thanh chốne/nco và mò men của các gối và giữa nhịp tường đirực tính từ bài toán dầm liên tục nhiều nhịp dã quen biết trong cơ học kết cáu. Có thế tham kháo cách giái bài toán này trong [15].
7 .3 ,3 . P h ư ơ n g p h á p S a c h ip a n a [7]
Tườne có nhiều táng thanh clìốns, co sư tương tấc giữa tường và đất khi trong đất ỡ phía chân tường hình thành vù ne đàn hói và vùng dèo được tính loán dựa trẽn cấc siá thiết sau đây:
1) Sau khi đặt tầng chống dưới, lực trục cua táng chống trên hầu như không dổi, hoặc là chí thay đổi chút ít;
2) Chuyến vị của than tường lừ diêm chống dưới nò' lên, phần lỏ'11 đa Xay NI tnrớc khi -láp đặt tầiìg chống dưới (xem hình 7.4).
3 ) Ự77Ĩ777T'
c ) 777Ĩ777T
-y
I I ì n h 7.5. S ơ d ó tíỉilỉ c h ín h .xác th eo phi(o'fHỊ p h á p S a c h i p a n a I . Vùim đéo; 2. Vùng đàn hổi
H ỉ n h 7.4. Sơ dồ qium hệ cùa thanh ch ố n ạ với chuyên vị cùa íhàii tườnx íì onịị q u á trình d à o chít
a ) , h ì , ( ) l ủ ỉ ì ì n ì i Ị ự c l ù o
I . Chuyừn vị của nrờnỉ; s;ằu lần đào thứ nhất;
2, 3. Chuvón VI Siiu lan đào thứ 2 và thứ 3 3) Mô incn uốn cua thàn tưừnu từ điểm chống dưới trở lên, phần lớn trị số của nó là phần còn dư lại từ trước khi lắp dật tầng chòng dưới -
Căn cứ vào các hiện tượng thực đo này Sachipana dưa ra phươnu pháp tính lưc trục thanh chống và mô men thán (ương không biến đổi theo quá trình đào đất, nhữim giá định cơ bân cùa nó là (xem hình 7.5):
1) Trong đất có tính dính, thân tường xem là đàn hồi và dài vô hạn;
2) Ấp lực đất lên thân tườnsỉ từ mặt đào trở lên phân bố theo hình tam giác, từ mặt đào tro' xuống phân bố theo hình chữ nhật (dà trừ áp lực đất tĩnh ở bên phía đào đất);
105
3) Phản lực chống hướng ngang của đất bên dưới mặt đào chia làm 2 vùng: vùnơ dco đạt tới áp lực đất bị động có độ cao là 1 và vùng đàn hổi có quan hệ dường thắng V Ớ I biến dạnc của thân tường;