Tính Toán Vòm 3 Tâm đối Với CTN, Chính Xác Lại Bằng Phần Mềm.

Tải bản đầy đủ (.docx) (101 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ thuật
>>
3. Kiến trúc - Xây dựng

Tính toán Vòm 3 tâm đối với CTN, chính xác lại bằng phần mềm.

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.81 MB, 101 trang )

1ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ảnh hưởng của tự trọng vỏ chống bê tông đếngiá trị nội lực trong vỏ chốngMỤC LỤC[1]2TrangMỤC LỤCDANH MỤC BẢNG BIỂUDANH MỤC TỪ VIẾT TẮTCHƯƠNG I. Đặt vấn đềCHƯƠNG II. Vỏ chống bê tông, bê tông cốt thép2.1. Các công trình ngầm trong mỏ2.2. Trong các công trình ngầm giao thông, thủy lợi, thủy điệnCHƯƠNG III. Tính toán kết cấu bê tông liền khối, gạch đá3.1. Tính toán sơ bộ vỏ chống bê tông, gạch đá liền khối.3.1.1. Các công thức xác định sơ bộ kích thước vỏ chống3.1.2. Tính chiều cao vòm3.1.3. Bán kính cong của vòm bán nguyệt và góc mở của vòm nóc3.1.4. Chiều dày đỉnh vòm nóc3.1.5. Chiều dày chân vòm dcv3.1.6. Các kích thước khác3.2. Tính toán nôi lực trong kết cấu chống3.3. Tính toán kết cấu ngầm dạng vòm có tường thẳng3.3.1. Vỏ hầm dạng vòm có tường thẳng, trục kết cấu không liên tục3.3.2. Vỏ hầm dạng vòm, tường thẳng có trục kết cấu liên tục3.4 Những hạn chế3.5. Ví dụ tính toán kết cấu bê tông liền khốiCHƯƠNG IV. Mô phỏng tự trọng vỏ chống4.1. Mô hình chính xác hóa4.1.1. So sánh mô hình hình thang và mô hình chính xác hóa.4.1.2. Phân tích mô hình chính xác hóa.4.2. Mô phỏng bài toán với phần mềm Abaqus4.2.1. Mô phỏng so sánh vòm 3 tâm với phương pháp hình thang vàphương pháp chính xác hóa4.2.2. Mô phỏng thay đổi chiều dày vỏ chống4.2.3. Mô phỏng thay đổi độ cứng vỏ chống bê tông4.3. Kết luậnCHƯƠNG V. Kết luận và kiến nghị khoa họcTÀI LIỆU THAM KHẢO2334661131313132333333333434354849505858585859596365686970DANH MỤC BẢNG BIỂUTrang[2]3Bảng 2.1. Giá trị mác bê tông với giá thành, thời gian thi công.Bảng 2.2: Yêu cầu kiểm tra và nghiệm thu cốt thép trong khối đổBảng 2.3: Thông số lỗ khoan phụt vữa lấp đầyBảng 2.4. Bảng tra hệ số kΦBảng 3.1. Giá trị f và βBảng 3.3. Giá trị các hàm số ΦiBảng 3.4. Các hàm số ρ1 ÷ ρ6Bảng 3.5. Giá trị các hàm số ρ7 ÷ ρ10Bảng 3.6. Giá trị các hàm ηiBảng 3.7. Giá trị nội lực trong ngoài vỏ vòm.Bảng 3.8. Tính giá trị momen.Bảng 3.9. Bảng tính lực dọc, lực cắt.Bảng 3.10. Độ lệch tâm giữa M, NBảng 4.1. Kích thước theo phương pháp chính xác hóa từ phần mềm Autocad.Bảng 4.2. Giá trị tự trọng.Bảng 4.3: Kết quả so sánh giá trị ứng suất trong hai phương pháp.Bảng 4.4. Kết quả so sánh khi thay đổi tiết diện kết cấu chống.Bảng 4.5. Kết quả so sánh khi thay đổi độ cứng kết cấu chống với E thay đổi.DANH MỤC TỪ VIẾT TẮTCTN: Công trình ngầmQLKT: Quản lý kỹ thuậtKCC: Kết cấu chốngCHƯƠNG I. ĐẶT VẤN ĐỀ[3]1823273032394445475455565660606165674Trong lĩnh vực xây dựng công trình ngầm dân dụng và công nghiệp, các vỏ chốngxây bằng gạch, đá đã được sử dụng trong thời kỳ phát triển đầu tiên. Ngày nay, do tiếnbộ kỹ thuật, do các yêu cầu về tiến độ thi công, nên các loại kết cấu đó được thay thếbằng các kết cấu từ bê tông, ở dạng bê tông phun cũng như bê tông cốp pha đổ tại chỗ.Vỏ chống bê tông và bê tông cốt thép được dùng để chống giữ các đường lò các côngtrình ngầm dân dụng và công nghiệp có thời hạn phục vụ lớn, tiết diện lớn. Vỏ chốngbê tông được sử dụng cho các đường lò chịu áp lực lớn, không chịu ảnh hưởng của cáccông tác khai thác như các đường lò, hầm trạm sân giếng, các đường lò xuyên vỉachính, đoạn cửa của các đường lò mở từ phía ngoài mặt đất. Riêng vỏ chống bằng bêtông cốt thép liền khối được dùng để chống giữ các đường lò cơ bản quan trọng nhất,hoặc các đoạn lò có áp lực mỏ lớn phân bố không đều, hoặc có tác dụng không đốixứng. Đây là những vỏ chống có tính liền khối lớn, có khả năng cách nước cao, khảnăng chịu lực rất lớn có thể sử dụng trong những điều kiện khác nhau với nhiều dạngđộ bền khác nhau. Ngày nay, do tiến bộ kỹ thuật, do các yêu cầu về tiến độ thi công,nên các loại kết cấu đó được thay thế bằng các kết cấu từ bê tông, ở dạng bê tông phuncũng như bê tông cốp pha đổ tại chỗ. Với vỏ chống bê tông, bê tông cốt thép dạng vòm3 tâm tường thẳng, thành phần tự trọng vỏ chống ảnh hưởng đáng kể đến giá trị nộilực trong vỏ chống , do đó ảnh hưởng đến việc kiểm tra bền cho vỏ chống. Việc sửdụng vỏ dạng vòm ba tâm cho phép giảm đáng kể được tiết diện đào và tăng đáng kểtiết diện sử dụng so với dạng vòm một tâm tường thẳng đứng. Tuy nhiên do hình dạngphức tạp nên trong quá trình thiết kế đồ án môn học đồ án tốt nghiệp hình dạng vỏ nàyít được đề cập. Việc chính xác hóa giá trị tự trọng, hoàn thiện sơ đồ tính góp phầnhoàn thiện phương pháp tính toán vỏ chống bê tông dạng 3 tâm tường thẳng đứng.Do vậy, việc nghiên cứu sự ảnh hưởng của tự trọng vỏ chống bê tông đến giá trị nộilực trong vỏ chống là điều cần thiết.Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo vòm 3 tâm thường dùng: a) Vòm thấp dạng nửa ô van.b) Vòm cao nửa ô van đứng.[4]5Một số hình ảnh minh họa vòm 3 tâm thực tế:Hình 1.2. Union Station Rotunda Hình 1.3. Cổng vòng cung Gateway Arch, St. LouisHình 1.4. Cổng dẫn nước của RomaHình 1.5. Cầu AskewTrong thời gian qua đã có rất nhiều tác giả trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứuhoàn thiện phương pháp tính toán vỏ chống bê tông bê tông cốt thép như PGS.TS.PhíVăn Lịch, GS.TS.Nguyễn Quang Phích, GS.TS.Võ Trọng Hùng. Việc tiếp tục nghiêncứu và hoàn thiện phương pháp tính toán là hết sức cần thiết.•Mục tiêu của đề tài này nhằm: Chính xác hóa sơ đồ tính toán kết cấu vỏ chống bêtông có dạng vòm ba tâm, tường thẳng khi thi công trong xây dựng công trình ngầmdân dụng và công nghiệp.•Với nghiên cứu này sẽ giúp tối ưu và chính xác hóa lại các tính toán việc sử dụngvỏ chống bê tông trong công trình ngầm có dạng vòm 3 tâm nói riêng và trong tất cảcác công trình ngầm nói riêng.[5]6CHƯƠNG II. VỎ CHỐNG BÊ TÔNG, BÊ TÔNG CỐT THÉPGiới thiệu phương pháp chống giữ lò bằng, lò nghiêng với vỏ chống bê tôngliền khối.2.1. Các công trình ngầm trong mỏa. Phạm vi sử dụngVỏ chống bê tông và bê tông cốt thép được dùng để chống giữ các đường lò có thờihạn phục vụ lớn, chịu áp lực mỏ lớn, không chịu ảnh hưởng của các công tác khai thácnhư các đường lò, hầm trạm sân giếng, các đường lò xuyên vỉa chính, đoạn cửa củacác đường lò mở từ phía ngoài mặt đất.Riêng vỏ chống bằng bê tông cốt thép liền khối được dùng để chống giữ các đường lòcơ bản quan trọng nhất, hoặc các đoạn lò có áp lực mỏ lớn phân bố không đều, hoặc cótác dụng không đối xứng.Đây là những vỏ chống có tính liền khối lớn, có khả năng cách nước cao, khả năngchịu lực rất lớn có thể sử dụng trong những điều kiện khác nhau với nhiều dạng độbền khác nhau. Đây là dạng kết cấu vỏ chống được sử dụng nhiều nhất để chống giữcác đường lò cơ bản trong mỏ. ở nước ta, dạng vỏ chống này đã được sử dụng rất hiệuquả để chống giữ hàng nghìn mét lò cơ bản trong mỏ Mạo Khê.b. Ưu nhược điểm- Ưu điểm: độ bền vững cao, khả năng chống cháy tốt, sức cản khí động họcnhỏ, tính chống thấm của vỏ chống tốt, vỏ chống và đất đá bao quanh có sự liên kết tốtcó lợi cho sự làm việc của vỏ chống.- Nhược điểm: không có khả năng chịu tải ngay sau khi lắp dựng, không pháthuy hiệu quả trong điều kiện tải trọng đất đá phân bố không đều và giá trị dịch chuyểncủa biên lò lớn (vượt quá 50mm).Trong đa số các trường hợp, đòi hỏi phải áp dụng biện pháp chống tạm trước khi thicông lắp dựng vỏ chống bê tông liền khối, kết quả là làm tăng chi phí thi công. Khi sửdụng loại vỏ chống bê tông liền khối trong môi trường có tính ăn mòn, xâm thực lớn,tuổi thọ của kết cấu chống giảm.c. Đặc điểm cấu tạo:Về hình dạng, vỏ chống liền khối có các dạng sau: vỏ chống bê tông hình vòm,tường thẳng; vỏ chống bê tông hình vòm, tường thẳng có vòm ngược; vỏ chống bêtông hình vòm, tường cong, có vòm ngược (bao gồm cả hình tròn); vỏ chống bằng bêtông phun; vỏ chống bê tông với cốt thép mềm; vỏ chống bê tông với cốt thép cứng.Trong đó, kết cấu vỏ chống bê tông hình vòm, tường thẳng đứng được sử dụng rộng[6]7rãi nhất, đây là dạng kết cấu chịu áp lực lớn theo phương thẳng đứng rất tốt. Dạng kếtcấu vỏ chống hình vòm, tường cong được sử dụng trong khối đá xuất hiện cả áp lựchông lớn. Trong trường hợp xuất hiện cả áp lực đất đá ở phía nền thì sử dụng dạng kếtcấu vỏ chống có vòm ngược hoặc vỏ chống hình tròn.Để tăng phạm vi áp dụng của loại vỏ chống này, đảm bảo cho khả năng làm việc bìnhthường của vỏ chống trong những điều kiện mức độ dịch chuyển của biên lò lớn, cóthể kết hợp vỏ chống bê tông liền khối với một lớp vật liệu lấp đầy sau khoảng trốnggiữ bề mặt ngoài của vỏ chống với đất đá bao quanh có tính linh hoạt.Do khả năng chịu kéo của bê tông kém nên khi lực gây ứng suất kéo trong vỏ chốngbê tông lớn đòi hỏi phải bố trí cốt thép trong vỏ chống. Cốt thép chịu lực đường kínhthay đổi từ 8 đến 25mm được lắp dựng theo phương vuông góc với trục dọc đường lò,chiều dầy lớp bê tông bảo vệ lấy theo quy phạm bê tông cốt thép hiện hành. Trongthực tế, do sự biến đổi của biểu đồ mômen dọc theo vỏ chống trên mặt cắt ngang nênđể thuận tiện cho thi công thường sử dụng vỏ chống bê tông với cốt kép (cốt thép đượclắp dựng ở cả mặt trong và mặt ngoài của vỏ chống).Trong nhiều trường hợp, khi khối đá mất ổn định không cho phép tháo vì thép chốngtạm trước khi đổ vỏ bê tông liền khối thì có thể lưu vì thép lại trong vỏ chống bê tôngđể làm cốt thép cứng. Cốt thép cứng có thể làm bằng vì thép I, thép lòng máng. Vỏchống dạng này có thể chế tạo dưới hai dạng: kết cấu chống kín hoặc kết cấu chốnghở.Hình 2.1. Vỏ bê tông cốt thép liền khối hình vòm tường thẳngMột trong những nhược điểm của dạng vỏ chống với khung cốt chịu lực chữ I là khảnăng linh hoạt không cao. Vì thế, để khắc phục nhược điểm trên có thể thay thế khungcốt thép cứng chữ I bằng khung cốt thép linh hoạt cấu tạo bằng thép lòng máng. Cáckhung thép lòng máng linh hoạt được lắp dựng ngay sát gương lò đóng vai trò làmkhung chống tạm. Sau khi mất hết khả năng linh hoạt và chuyển sang chế độ làm việc[7]8“cứng”, ta sẽ tiến hành đổ vỏ bê tông liền khối và khi đó khung cốt thép đóng vai tròlàm cốt cứng.d. Thi công vỏ chống* Các sơ đồ thi côngTheo quan hệ với công tác đào mà công tác xây vỏ chống bằng bê tông, bê tông cốtthép có thể thi công theo các sơ đồ khác nhau:- Sơ đồ nối tiếp: sau khi đào, khoảng cách từ gương đào đến vị trí xây vỏ chốngbằng khoảng 30-50m. Sơ đồ này thường dùng cho các đường lò dài và rộng, trong đócác công tác đào và xây vỏ không ảnh hưởng lẫn nhau, kết cấu chống tạm không lớnvà có thể sử dụng lại.- Sơ đồ nối tiếp toàn phần: xây vỏ sau khi đào xong công trình, sơ đồ này dùngcho các công trình không dài và rộng lắm, đất đá khá vững chắc. Việc thi công vỏchống cố định bằng bê tông được thực hiện sau khi đã chống tạm.- Sơ đồ thi công song song: xây vỏ chống đồng thời với công tác đào gương: sơđồ này dùng cho các hầm trạm lớn, công tác đào và xây được tiến hành đồng thời màkhông ảnh hưởng đến nhau.* Phương pháp thi công:- Phương pháp thi công bằng thủ công: được sử dụng khi khối lượng đổ bê tôngđổ nhỏ, hạn chế tại các đường lò có diện tích nhỏ và chiều dài ngắn. Phương pháp nàyđòi hỏi một khối lượng nhân lực lớn, chất lượng vỏ chống thấp, làm giảm giá thànhxây dựng và tăng tốc độ đào lò. Tuy nhiên ở nước ta hiện nay thì đây vẫn là phươngpháp thi công cơ bản áp dụng tại các đường lò, hầm trạm tại sân giếng.- Phương pháp thi công bằng cơ giới: bê tông được vận chuyển và đổ vào phíasau cốp pha nhờ hệ thống máy móc chuyên dùng. Cốp pha kim loại lắp ghép bằng cáctấm lớn, hoặc cốp pha di động chạy trên đường ray tại các đường lò có tiết diện hìnhvòm và hình tròn. Hiện nay tại các mỏ hầm lò nước ta chưa sử dụng loại cốp pha diđộng.* Trình tự thi côngKhi thi công vỏ chống bê tông liền khối các công việc được tiến hành theo trình tự:tháo vì chống tạm, đào móng, sửa tường, đổ bê tông móng, dựng cột và lắp dựng vánkhuôn phần tường, đổ bê tông phần tường, lắp ván khuôn phần vòm, lát ván và đổ bêtông vòm.Khi thi công vỏ chống bê tông, bê tông cốt thép, để tạo cho vỏ chống có hình dạng cầnthiết và tạm giữ khối xây bê tông chưa đông cứng, người ta dùng các khuôn kim loại[8]9hoặc gỗ đặt trong lò, các khuôn này được gọi là ván khuôn (cốp pha). Kết cấu chịu tảicủa ván khuôn là vòm khuôn, vòm khuôn chịu toàn bộ trọng lượng của khối bê tông vàtrong một số trường hợp còn chịu cả trọng lượng đá nóc. Vòm khuôn có thể uốn bằngthép chữ I, thép chữ C hoặc ray nhỏ theo đường biên lò. Vòm khuôn cũng có thể ghépbằng gỗ, đóng đinh lại với nhau. Trong các đường lò tiết diện lớn, vòm khuôn gỗ đượctăng sức bằng các cột đứng và cột xiên.2000÷ 30003000÷ 4000Hình 2.2: Cấu tạo ván khuôn gỗ phần vòm6560034321120012001- DÇm däc2- Cét khu«n3- Nªm hai chiÒu4- V¸m l¸t5- Cèppha vßmHình 2.3. Trình tự đổ bê tông với ván khuôn gỗVòm khuôn được đặt trên cột qua nêm 2 chiều. Giữa các cột phải có văng dọc.Trước hết cần có biện pháp xử lý vỏ chống tạm thời tại vị trí đổ bê tông. Nếu đất đátương đối ổn định không có nguy cơ sập lở cục bộ, có thể tháo vì chống tạm. Ngượclại nếu đất đá mềm yếu, bở rời có nguy cơ sập lở cục bộ, áp lực đất đá lớn, cần giữnguyên vì chống tạm, chỉ bắn dịch vào phía trong, gia cố cẩn thận. Mục đích của biệnpháp xử lý vỏ chống tạm thời là giải pháp tiện thi công, bảo đảm cho người và thiết bịkhỏi nguy cơ sập lở cụ bộ, đồng thời giảm tải trọng (áp lực đất đá) lên ván khuôn vàkhối bê tông mới đổ vỏ chống.Móng tường được đào sâu 25÷30cm xuống nền lò. Chiều sâu móng chọn phụ thuộcvào độ kiên cố của đất đá, khi đất đá nền có hệ số kiên cố vững chắc, chiều sâu móngcó thể giảm đi. Móng được đào bằng cuốc xẻng, xà beng hoặc búa chèn. Bê tông đổvào móng cần được đầm kỹ.[9]10Các công việc được tiến hành theo thứ tự tháo bỏ hoặc bắn dịch khung chống tạm vàophía trong, đào móng, sửa tường, đổ móng, dựng cột và lắp ván khuôn phần tường, đổbê tông tường, lắp ván khuôn, lát ván và đổ vòm. Nếu có cốt thép thì cốt thép phảiđược buộc (hoặc hàn) thành lưới và định vị chắc chắn trước khi đổ bê tông.- Bê tông chỉ được trộn ngay tại chỗ hoặc trộn từ xa chuyển bằng băng chuyềnhoặc đường ống. Thời gian từ lúc đổ nước vào máy trộn đến khi đổ bê tông không quá30÷45 phút.- Việc đổ bê tông phải đảm bảo cho bê tông liền khối (không bị phân lớp).Muốn vậy phải đổ bê tông liên tục, tính chiều dày mỗi lớp đổ, cách đổ và cấp phối bêtông đúng theo thiết kế.- Bê tông được đổ thành từng lớp, mỗi lớp dày 20÷30cm tuỳ thuộc vào kíchthước các hạt cốt liệu, loại máy đầm. Ví dụ với bê tông cốt cứng, đầm tay thì chiều dàymỗi lớp đổ bằng 3 lần kích thước các hạt cốt liệu lớn nhất.- Khi đổ phải đầm để tăng độ liên kết, tăng độ bền và độ chống thấm của bêtông, giảm chi phí xi măng (20÷30%) và cho phép sớm dỡ cốp pha.Chân vòm là nơi dễ bị phá hoại nên không được đổ phân lớp tại chỗ này. Nếu đang đổtường mà vì lý do nào đó phải dừng lại thì tốt nhất nên dừng lại ở phía dưới chân vòmmột đoạn. Sau khi bê tông đã đông cứng và đạt trên 70% độ bền thiết kế thì có thể dỡván khuôn.e. Vỏ chống bê tông và bê tông cốt thép cho lò nghiêngVỏ chống bê tông và bê tông cốt thép được sử dụng trong các đường lò nghiêng cơbản. Hình dạng chủ yếu của vỏ chống trong các đường lò này là dạng vòm với tườngthẳng hoặc tường cong.- Khi góc dốc α ≤ 150 kết cấu vỏ chống liền khối bằng bê tông, bêtông cốt thépgiống như kết cấu vỏ chống liền khối ở lò bằng.- Khi góc nghiêng α = 150÷ 300, móng của vỏ chống cần có đáy bằng vì vậyngười ta thường xây móng bậc với chiều cao bậc tì 0,4÷1m.- Khi góc nghiêng α > 300 nền được chống giữ bằng vòm ngược dạng bậc, bằngcác neo kim loại hoặc vì neo bê tông cốt thép.- Khi góc nghiêng α = 45÷750 vỏ chống có dạng vòm, hoặc vòm có đáy ngược.Cách 10÷20 m theo chiều dài lò nghiêng phải xây dựng một vành đế theo toàn bộđường biên .Việc đào đất đá trong khâu nằm giữa hai vành đế được tiến hành dưới cácvì chống tạm, còn vỏ chống cố định được xây dựng theo hướng từ dưới lên trên.- Khi góc dốc α > 750 vỏ chống liên khối ở lò nghiêng giống như vỏ chống liềnkhối ở giếng đứng.[10]11Vỏ chống liền khối bằng bê tông cốt thép được sử dụng để chống giữ lònghiêng khi áp lực mỏ lớn hoặc phân bố không đều, hay tác dụng không đối xứng.2.2. Trong các công trình ngầm giao thông, thuỷ lợi thuỷ điệnVỏ hầm bê tông liền khối đổ tại chỗ hiện nay được sử dụng khá rộng rãi trongcác CTN giao thông, thuỷ lợi, v.v… đóng vai trò là vỏ chống cố định có các chức năngchịu lực, cách nước, chống thấm, tạo thẩm mỹ, v.v… và được thi công sau cùng khi đãkết thúc công tác đào và gia cố tạm tại vị trí mặt cắt đổ bê tông. Vỏ bê tông có thể cóhoặc không có cốt thép tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật, chức năng làm việc.Tuỳ thuộc vào đặc điểm làm việc và chức năng sử dụng, bê tông có chiều dàykhác nhau. Chiều dày vỏ, cốt và chiều dày lớp phủ theo chỉ dẫn của Hội công trìnhngầm thế giới (ITA - International Tunnelling Association), chiều dày lớp vỏ trongcho các tuynen thường không nhỏ hơn 30cm. Đối với bê tông cốt thép và bê tôngchống thấm, chiều dày vỏ không nên dưới 35cm.Vì vỏ bê tông liền khối được coi là kết cấu chống cứng có khả năng biến dạng,dịch chuyển hạn chế nên tại thời điểm đổ vỏ chống cố định, công tác đào công trìnhngầm có thể đã kết thúc, hoặc vị trí đổ bê tông cách đủ xa so với gương đang tiến hànhđào, kết cấu chống tạm đã hoàn chỉnh, biến dạng và dịch chuyển của khối đá đã ngừnglại. Tuỳ thuộc vào sơ đồ thi công đã chọn, vỏ bê tông liền khối có thể tiến hành: Sơ đồsong song: Sơ đồ nối tiếp toàn phần: Sơ đồ nối tiếp từng phần, sơ đồ phối hợp.Các yêu cầu về tính năng Yêu cầu về độ bềnNói chung độ bền của bê tông phải thoả mãn các yêu cầu theo bài toán tĩnh học.Tuy nhiên để chống sự hình thành các vết nứt, không nên sử dụng bê tông có độ bềnquá cao, bởi lẽ do tác dụng của nhiệt độ trong quá trình ninh kết, bê tông có độ bềncàng cao thì khả năng tiếp nhận công cơ học càng kém, nghĩa là bê tông càng dòn. Độbền của lớp vỏ ngoài được ấn định thông qua thiết kế, ví dụ một lớp vỏ hình trụ tròn,đường kính 15m, nên có khả năng mang tải là 30MN/m 2. Yêu cầu về khả năng cách nướcNói chung có nhiều giải pháp phòng nước. Trường hợp sử dụng bê tông cáchnước nhất thiết phải chú ý đến các tiêu chuẩn hiện hành có thể thống nhất giữa bêngiao thầu và nhận thầu. Chẳng hạn đối với các đường hầm đường sắt hay đường bộ, bêtông cách nước không cho phép nước xâm nhập sâu hơn 30 mm. Ngoài ra cần chú ý[11]12đến khả năng xuất hiện các vết nứt. Chẳng hạn chiều rộng hay độ mở của các khe nứtkhông vượt quá 0,15 đến 0,20mm. Các tính chất đặc biệtVỏ bê tông phải có tính bền sulphát, do nước có thể chứa muối sulphát(>600mgSO4/l) hoặc khối đá có thành phần sulphát (>3000mg SO 4/kg). Trong cáctrường hợp này phải sử dụng xi măng có tính bền sulphát cao. Trường hợp hàm lượngsulphát trong nước ngầm đến trên 1500mg/l, cần sử dụng tro bay trong thành phần củachất độn.a.Cốp pha đổ bê tôngĐể thi công vỏ bê tông liền khối đổ tại chỗ bắt buộc phải sử dụng cốp pha (vánkhuôn). Có hai loại cốp pha là: cốp pha lắp ghép tại chỗ và cốp pha di động.Cốp pha là kết cấu chuyên dụng, đảm bảo nghiêm ngặt hình dạng, kích thước theothiết kế của lớp vỏ bê tông.Cốp pha lắp ghép chủ yếu được sử dụng để thi công những đoạn hầm có tiết diệnngang thay đổi phức tạp (ngã ba, đoạn hầm cong với bán kính cong nhỏ, v.v…), khốilượng thi công vỏ bê tông nhỏ. Cốp pha lắp ghép được ghép nối từ các tấm, mảnh chếtạo sẵn và có thể tái sử dụng nhiều lần. Các phần chính của cốp pha là giá vòm và cáctấm cốp pha (tấm sheet). Nhược điểm của loại cốp pha lắp ghép là tốc độ đổ bê tôngkhông cao.Hiện nay, để thi công vỏ bê tông trong CTN chủ yếu sử dụng cốp pha di động. Cấu tạocủa ván khuôn di động thường bao gồm 1 xe mang dạng cổng (để cho các thiết bị vẫncó thể di chuyển qua vị trí cốp pha đổ bê tông) và bộ phận ván khuôn có nhiều phầnnối với nhau bằng khớp, giữa xe mang và ván khuôn có bố trí các kích thuỷ lực đểnâng hạ.Chiều dài cốp pha thường dao động từ 6-9 m, có trường hợp tới 12m (chiều dài cốppha liên quan đến tốc độ đổ yêu cầu, bán kính cong nhỏ nhất dọc theo tuyến cần đổ,khả năng ổn định của cốp pha theo trục dọc, năng lực thiết bị đổ bê tông, v.v…), cácđốt cách nhau bởi khe co dãn.Cùng với sự phát triển của lĩnh vực xây dựng CTN, để đáp ứng nhu cầu ngày càng caotrong công tác đổ bê tông, hiện nay có nhiều loại cốp pha di động khác nhau, phân loạitheo nguyên lý hoạt động:Sử dụng để thi công đổ bê tôngcác đường hầm tiết diện trung bình vàlớn, khung dạng khớp để chống lại lựckhi đổ bê tông. Cốp pha trang bị hệthống tự di chuyển dạng thuỷ lực, hệ[12]thống phun tia với thiết bị phân phốikiểu “DCL” và hệ thống đầm rung tạihông.13Hình 2.4. Cốp pha đổ toàn tiết diện kiểu ống lồng[13]14Cốp pha ICốp pha IIHộp trượtKhung dạng TelescopeCốp pha nền từ đốt n-2Cốp pha nền, giai đoạn n+1nCốp phan - 1n-2TấmKhớpTăng đơKhung dạngtelescope(khung ngangtrước và sau)Khung telescopeCốp pha II, trạng thái di chuyểnCốp pha I, trạng thái đổ bê tôngTấm cốp pha nền (trong trường hợp này đặc trước)Hình 4.4: Cấu tạo cốp phe képTăng đơ đỡ[14]15Cốp pha Cifa dạng khớp, trang bị khung đỡ nếu cần thiết sử dụng cho CTN tiết diện nhỏ; hiện có cả cốp pha đặc biệt sử dụng cho CTN tiết diện lHình 2.5. Cốp pha đổ bê tông ống ngầm và công trình ngầm với tiết[15]16Cốp pha sử dụng cho đổ toàn tiết diện hoặc CTN thi công lộ thiên với khung mang tích hợp, có thể di chuyển tương đối về phía trước dọc theo đHìĐối với các công trình ngầm giao thông, với các kích thước thông thường tốt nhất là nên sử dụng hai dàn cốp pha di động riêngcho phần vòm và phần nền. Trong trường hợp tuy nen có kích thước nhỏ có thể sử dụng loại cốp pha kín toàn chu vi; với loại này cóthể chế tạo mỗi đốt đổ ngay trong một công đoạn.[16]17Cốp pha sử dụng để đổ bê tông CTN tiết diện trung bình và lớn, định vị bằng vòng móc hoặc đinh ghim có thể táI sử dụng. Hệ thống di chHình 2.7. CốpSử dụng dàn hay hệ thống cốp pha tách riêng cho phần vòm và phần nền có ưu điểm là có thể lắp dựng và di chuyển các dàncốp pha nhẹ nhàng, đơn giản hơn, đồng thời lượng bê tông đổ trong một lần cũng có giới hạn. Khi đổ từng phần thông thường là đổvòm và tường đồng thời còn nền được đổ sau cùng (có thể không dùng cốp pha tuỳ thuộc vào chiều dày và hình dạng của mặt nền).Khi đổ nền, hướng đổ bê tông giật lùi từ giữa hầm ra phía cửa để tránh hiện tượng di chuyển thiết bị trên nền bê tông tươi. Tuy nhiênnhược điểm chính của trường hợp này là có khe công tác giữa phần vòm và phần nền.Bằng dàn cốp pha kín toàn chu vi hay toàn vòng có thể khắc phục được khe công tác và những yếu điểm đi kèm (khả năngchống thấm, các tác động trong quá trình đông cứng. Ngoài ra, loại cốp pha này cũng có ưu điểm hơn so với trường hợp hai dàn táchbiệt ở chỗ tiết kiệm được thời gian lắp ghép dàn cốp pha và đổ bê tông. Đồng thời cũng giảm được công việc khi bố trí cốt tại khecông tác. Đương nhiên để có các thuận lợi này thường đòi hỏi đầu tư lớn hơn; kết cấu của dàn phải có chiều dài tối thiểu trên hai lần[17]18chiều dài đốt đổ và phần nhô ra phải được chốt chặt lên phía trên và phía dưới. Nếu áp dụng cách nước bằng vải nhựa, cần phải cóbiện pháp bảo vệ hợp lí.Chiều dài dàn cốp pha được xác định trước hết sao cho thuận tiện khi sử dụng, phụ thuộc vào lượng bê tông giới hạn đổ trongmột lần, chiều dài kết cấu cho phép và cả tiến độ thi công yêu cầu. Chẳng hạn tại Đức quy định là với lớp vỏ trong cách nước cho cáctuy nen đường sắt, đường bộ, chiều dài một đốt đổ không nên quá 10m. Chiều dài không quá 12,5m khi sử dụng màng cách nướcbằng vải nhựa.Số lượng và kích thước của các cửa sổ trên dàn cốp pha cần thiết kế cho hợp lý, sao cho việc đưa bê tông vào được dễ dàng vàquá trình đổ bê tông có thể quan sát, theo dõi nhờ các cửa sổ lân cận và khối bê tông không được rót vào khối đổ từ độ cao lớn hơn1m. Khe dãn cáchXuất hiện giữa hai khối đổ liên tiếp với mục đích chính là tránh hiện tượng bê tông bị nứt khi co giãn, tuy nhiên chiều rộng khedãn cách cần phải được tính toán cụ thể để đảm bảo sau quá trình giãn nở của bê tông thì khe công tác gần như được lấp kín. Chiềurộng của khe công tác phụ thuộc vào loại bê tông được dùng, nhiệt độ bê tông khi đổ và kích thước khối đổ. Trong trường hợp có sựchênh lệch lớn về nhiệt độ, nhất thiết phải sử dụng các băng (dải) chèn khe thích hợp, để có thể tạo ra kết cấu hợp lí. Nếu chênh lệchvề biến đổi nhiệt độ không đáng kể, có thể dùng vật liệu chèn khe dạng nén ép vào. Nếu lớp vỏ bên trong là bê tông cách nước, bắtbuộc phải sử dụng các tấm chèn khe cách nước có chiều dày không dưới 30cm. Khe công tácKhi sử dụng dàn hay hệ thống cốp pha tách riêng cho vòm và nền thì giữa chúng suất hiện khe công tác giữa phần vòm và phầnnền.Theo quy phạm, khe công tác phải đảm bảo không tạo ra sự phân cách lớn giữa hai phần bê tông vòm và nền, vì vậy tại bề mặtcông tác khi thi công phải được thi công sao cho ảnh hưởng của khe công tác đến điều kiện làm việc của bê tông là ít nhất.[18]19Để cải thiện vấn đề này tại các công trường nên quan tâm đến công tác đầm bê tông cũng như khống chế thời gian từ lúc trộnbê tông cho tới khi đổ bê tông để tránh tình trạng xuất hiện các khe nối phân tầng giữa các lớp bê tông. Để làm tốt việc này thì bề mặtthi công đã thi công trước tại chỗ nối nên được tạo nhám cẩn thận và vệ sinh sạch sẽ.b.Thành phần cấp phối Xi măngKhi tính toán lượng xi măng, nhiều khi phải chú ý các yêu cầu trái ngược nhau là một mặt cần có bê tông độ bền cao, đặc biệtlà độ bền sớm (liên quan với thời gian tháo cốp pha), mặt khác là hạn chế nhiệt độ trong quá trình ninh kết để tránh nứt nẻ. Do vậycần phải tiến hành thử nghiệm. Nhiều nước đã chuẩn hoá loại xi măng và lượng xi măng trong thành phần cấp phối. Ví dụ, có thểdùng xi măng Portland 32,5R với hàm lượng 280 đến 300kg/m3 vào mùa hè; 300 đến 330kg/m3 vào mùa đông. Chất độnPhụ thuộc vào lượng xi măng, theo kinh nghiệm trên thế giới, nên sử dụng tro bay, như vậy tạo điều kiện dễ chế biến, hạn chếhiện tượng bất lợi là tiết vôi, góp phần làm bê tông chặt hơn và giảm nhiệt độ trong quá trình thuỷ phân. Chẳng hạn lượng tro bay cóthể thêm vào tới 60kg/m3 bê tông. Chất phụ giaĐể thuận tiện cho chế biến (nhào trộn, bơm, đổ) nên sử dụng phụ gia hoá dẻo. Phụ gia làm chậm đông cứng chỉ nên sử dụngtrong trường hợp đặc biệt. Cốt liệuĐể đảm bảo độ bền và mật độ của bê tông, cũng như nhu cầu về lượng nước hợp lý, cần sử dụng cốt liệu với thành phần cỡ hạt(biểu đồ cỡ hạt) theo quy định. Kích thước hạt lớn nhất cần phải chọn cho phù hợp với mật độ của cốt thép, tuy nhiên không nên quá32mm.[19]20Để giảm mức độ co ngót, nên giữ cho lượng nước ở mức 1701/m 3. Khi sử dụng cốt liệu có kích thước hạt lớn nhất đến 32mmthì lượng cát mịn cho vào nên ở mức là 400kg/m 3, còn với hạt lớn nhất là 16mm thì lượng cát mịn tương ứng là 450kg/m 3. Để hạn chếtác động của nhiệt lượng sinh ra trong quá trình đông cứng, nên sử dụng các loại cốt liệu có hệ số dãn nở nhiệt thấp (ví dụ đá ba dan,đá vôi), sẽ thuận lợi hơn là loại cốt liệu có hệ số dãn nở nhiệt cao như đá chứa thạch anh. Cốt liệu là đá dăm cũng góp phần làm giảmxu hướng nứt nẻ, nhờ làm tăng khả năng chịu kéo tốt hơn của bê tông. Để đảm bảo tính đồng đều của bê tông, thành phần cốt liệutrong hỗn hợp không được sai lệch quá 7,5 % trọng lượng. Sợi thépBê tông sợi thép có thể sử dụng thay cho bê tông cốt thép trong những trường hợp nhất định. Khi sử dụng sợi thép, các vết nứtvà chiều rộng chiều sâu sẽ dàn trải ra và thuận lợi hơn so với khi sử dụng cốt thép và do vậy cải thiện tính năng sử dụng của bê tông(hình 10-17). Mặt khác sẽ không cần các công tác đặt cốt. Càng tăng lượng sợi thép sẽ làm tăng khả năng mang tải của bê tông. Tuynhiên do hạn chế của quá trình chế biến mà hàm lượng sợi thép cũng chỉ có giới hạn. Nếu kết cấu vỏ có màng cách nước bằng vảinhựa thì cần giải trình biện pháp trước khi thi công, để không gây hại đến màng chống thấm. NướcNước sử dụng cần được kiểm tra theo quy định, khi sử dụng lại nước thừa, cần chú ý để tránh ảnh hưởng của các chất phụ giacho vào trước đó đến quá trình ninh kết.Bảng 2.1. Giá trị mác bê tông với giá thành, thời gian thi công.Mác Mác Mác OKbêthấxicmtôngDmIax%N Chi phí vật liệu cho 1m3 bê tông ThờiXM (kg)gianTK[20]21300m(W)12măngPC30PC30PC30PC30PC40mm8-10 20300123001030010398-10 20PC408-10 2010PC308-10 203001 10PC308-10 203001 10803001 108030080CĐPG0,4XNM550 2206259750390,4490 1956755,888-10 20400,5440 2206808-10 20400,5410 2057058-10 20420,54360 19577010501015105510600,54360 195400,5400 2037101060400,5390 1957251080427701060[21]00,944,32Sellfill3,6R800-S1,031lít132R4,68litSellfill9/19969/19969/19969/19961/19971/19974/19974/1997223001 1080c.PC308-10 20400,5390 19571010803,9 lit 4/199.R80 70STổ chức thi công đổ bê tôngTổ chức hướng đổ bê tông: tuỳ thuộc vào chiều dài đoạn hầm cần đổ bê tông, tốc độ đổ bê tông yêu cầu, năng lực thiết bị của nhà thầumà có thể sử dụng 1 hay nhiều bộ cốp pha để đổ bê tông. Trường hợp có 1 bộ cốp pha thì tiến hành đổ từ lần lượt từ điểm cuối ra đếncửa hầm. Trường hợp có từ 2 bộ cốp pha trở lên (thường với 2 lối tiếp cận vào đoạn hầm chỉ dùng tối đa 2 bộ cốp pha) thì tiến hànhchia đoạn hầm cần đổ thành số đoạn tương ứng và tiến hành đổ từng đoạn theo hướng từ giữa ra phía đầu đoạn hầm có lối thông vớimặt đất.Không gia cốCó cốt thép[22]23Có sợi thépHình 2.8. Phân bố khe nứt khi sử dụng sợi thép so với khikhông có cốt thép và có cốt thépTrình tự đổ bê tông từng đốt:1. Căn tẩy, chỉnh sửa biên CTN theo đúng thiết kế;2. Vệ sinh, làm sạch bề mặt biên hầm (phun nước, khí nén);3. Lắp dựng cốt thép cho khối đổ (có thể sử dụng hoặc không sử dụng cốp pha lắp thép tuỳ thuộc vào kích thước CTN), đặt các ống chờsẵn xuyên qua khối đổ phục vụ công tác bơm phụt lấp đầy sau khối đổ;4. Di chuyển cốp pha đổ bê tông tới vị trí khối đổ, căn chỉnh cốp pha phù hợp với biên khối đổ theo thiết kế;5. Lắp dựng cốp pha đầu đốc (bằng lưới thép mắt cáo kết hợp thanh thép gai tăng cứng hoặc các tấm sheet gỗ);6. Đổ bê tông (thiết bị vận chuyển bê tông, bơm bê tông) song song với công tác đầm chặt (bằng đầm dùi qua các cửa sổ chờ bố trí trêncốp pha, đàm rung gắn trên thành cốp pha);7. Tháo ván khuôn khi bê tông đạt tối thiểu 70% cường độ thiết kế (trong điều kiện biên hầm ổn định) và 100% cường độ thiết kế (khibiên hầm không ổn định);8. Bảo dưỡng bê tông theo đúng tiêu chuẩn;9. Bơm phụt lấp đầy phía sau khoảng trống giữa mặt ngoài vỏ bê tông và khối đá.Trên hình 10-18 giới thiệu trình tự công nghệ đổ bê tông đường hầm giao thông có lắp đặt lớp màng chống thấm phía sau vỏ bê tông.[23]24 Vệ sinh bề mặt khối đổNền đá để đổ bê tông (của tường và vòm) khi gõ phải có tiếng vang. Khi gõ vào đá mà không phát ra tiếng vang tức là đã bịlong rời và phải được loại bỏ. Cho phép để lại những khối đá riêng rẽ không thể cạy dọn được bằng thủ công nhưng phải được gắn kếtbằng vữa xi măng (loại trừ những chỗ có vỏ thép) và phải được vẽ đường bao đánh dấu tại thực địa và đưa vào bản vẽ hoàn công củakhối đổ. Các lỗ khoan còn lại cũng như các chỗ lõm sâu cục bộ trong đá hoặc trong bê tông (không bị lấp đầy khi đổ bê tông cũng nhưkhi phun xi măng) sẽ được lấp đầy riêng rẽ từng chỗ bằng vữa và được thể hiện trên bề mặt bê tông ở bản vẽ hoàn công. Trường hợpcó nước ngầm chảy ra từ các vết nứt của đá thì phải thu và dẫn ra khỏi khối đổ.Các bề mặt đá và bê tông phải được rửa sạch bằng vòi nước có áp lực và được thổi bằng khí nén. Không cho phép có nướcđọng hoặc có vết dầu mỡ trên bề mặt nền, đồng thời phải loại bỏ các màng xi măng trên mặt bê tông sẽ đổ.Tất cả các khe nứt có độ mở ≥ 20 mm phải được chèn vữa xi măng. Khe nứt có độ mở từ 20 mm đến 1 m phải được dọn sạchtới độ sâu ít nhất bằng hai lần chiều rộng khe nứt và được lấp đầy bằng vữa xi măng hoặc bê tông tuỳ theo chiều rộng dọn sạch chohết độ sâu vữa ngấm vào khe nứt. Công tác cốt thép:Cốt thép trong vỏ bê tông có thể là cốt thép cứng (khung thép hình dùng làm kết cấu chống tạm sau đó giữ lại trong vỏ bê tông), cốtthép mềm (cốt thép tròn (thường là loại có gai) liên kết theo dạng lưới: cốt thép đơn (chỉ có một lớp cốt thép) hoặc cốt thép kép (có 2lớp cốt thép); hoặc liên kết dưới dạng thép tổ hợp (lactice girder) đặt cách quãng theo trục dọc CTN.Cốt thép mềm trong vỏ bê tông được lắp dựng tại khối đổ trước khi di chuyển cốp pha tới vị trí khối đổ và đổ bê tông. Cốt thép đượcuốn sẵn bên ngoài hầm và vận chuyển vào vị trí khối đổ bằng các thiết bị chuyên dụng. Khi kích thước tiết diện ngang CTN lớn phảicó giá lắp cốt thép (sàn công tác) hỗ trợ cho công tác này. Lưới cốt thép liên kết với nhau chủ yếu bằng hàn điện. Liên kết bằng hànbuộc chỉ áp dụng trong CTN có kích thước nhỏ hoặc khi có sử dụng lớp màng chống thấm bằng vải địa kỹ thuật hoặc nhựa không chophép dùng hàn điện dễ gây ra các lỗ thủng trên đó.[24]25 Những yêu cầu của công tác lắp dựng cốt thépĐể công tác lắp đặt cốt thép có chất lượng cao thì khi thi công lắp đặt thép ta phải thực hiện các yêu cầu sau:-Phải dùng đúng số hiệu (mác), đường kính, hình dáng, kích thước của cốt thép.-Phải lắp đặt đúng vị trí thiết kế của từng thanh đảm bảo đúng độ dày của lớp bảo vệ-Thép phải sạch (không được dính bùn, đất, dầu, mỡ) và không bị han rỉ.-Phải đảm bảo độ vững chắc và ổn định ở các mối nối. Lắp dựng cốt thépLắp đặt cốt thép được tiến hành theo trình tự sau: Chuẩn bị, lắp đặt cốt thép, nghiệm thu công tác lắp đặt cốt thép.oCông tác chuẩn bị gồm các việc sau: Chuẩn bị thép, xác định vị trí lắp đặt cốt thép, đưa sàn công tác vào vị trí.•Trước khi lắp đặt thép thì thép phải được chuẩn bị cả về số lượng và chất lượng. Các thanh thép được gia công đúng thiết kế tại phânxưởng gia công, những người gia công thép phải có tay nghề cao. Sau khi gia công xong thép được vận chuyển đến vị trí gần nơi lắpdựng theo từng lô, từng chủng loại . Để phục vụ cho công tác đánh giá chất lượng cốt thép và công tác đánh giá khả năng đổ bê tôngthì trước khi đưa thép vào lắp đặt thép phải có bản lý lịch của nhà máy sản xuất và các bản phân tích của phòng thí nghiệm, các biênbản nghiệm thu cốt thép gia công ở xưởng, biên bản thí nghiệm cơ học của cốt thép chịu lực theo quy định trong thiết kế.•Vị trí lắp đặt cốt thép được đội trắc địa xác định sau đó bàn giao cho đội thi công cốt thép.•Sau khi xác định được vị trí lắp dựng cốt thép thì đội thi công cốt thép tiến hành đưa sàn công tác (sàn để hỗ trợ việc lắp dựng cốtthép) vào vị trí làm việc.•Lắp đặt cốt thép.Khi lắp đặt thép thì có thể kết hợp lắp các thanh khác nhau để công tác định vị được dễ dàng. Dựa vào bản vẽ thiết kế xác định loạithanh thép cần được lắp, vị trí của thanh (khoảng cách của thanh với các thanh bên cạnh và các thanh khác). Lựa chọn thanh thépchuẩn bị lắp đặt trong số các thanh thép đã gia công, đưa thanh thép vào vị trí lắp đặt bằng thủ công sau đó định vị thanh thép. Trướckhi định vị thanh thép người công nhân lắp đặt thép phải kiểm tra lại vị trí, khoảng cách của thanh thép với các thanh khác có đúng[25]

Tài liệu liên quan

• CHUONG3 Những vấn đề KT cần quan tâm đối với hệ thống thông tin quang WDM.DOC
  • 22
  • 842
  • 3
• Tìm hiểu công tác quản lí nhà nước đối với hoạt động quảng cáo bằng panô, áp phích tấm lớn trên địa bàn Hà nội.docx
  • 31
  • 1
  • 5
• Tìm hiểu công tác quản lí nhà nước đối với hoạt động quảng cáo bằng panô, áp phích tấm lớn trên địa bàn Hà nội
  • 33
  • 575
  • 0
• Hoàn thiện quy trình kiểm toán chi ngân sách đối với đơn vị hành chính sự sự nghiệp.pdf
  • 135
  • 568
  • 1
• Ảnh hưởng của tình trạng đô la hoá đối với nền kinh tế VN hiện nay.nguyên nhân và Giải pháp khắc phục.
  • 25
  • 897
  • 3
• Tình hình cho vay vốn đối với hộ sản xuất tại Ngân Hàng Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn chi nhánh Huyện Giồng Riềng
  • 92
  • 428
  • 2
• Thông tin cần quan tâm đối với nhà đầu tư trên thị trường chứng khoán
  • 26
  • 451
  • 0
• THIẾT KẾ CẦN TRỤC CHÂN ĐẾ DẠNG CỔNG SỨC NÂNG Q = 36T. TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP : CẦN & VÒI.
  • 56
  • 1
  • 3
• Các kiến nghị nhằm hoàn thiện công tác kế toán chi phí sản xuất và tính giá thành sản phẩm đối với doanh nghiệp xây lắp
  • 25
  • 388
  • 0