Giáo trình cơ học kết cấu công trình ngầm 8 docx

Li thộp v tm Bernold
Trong thực tế lới thép và tấm Bernold thờng đợc sử dụng làm các
cấu kiện phụ trợ cho các kết cấu chống khác, ví dụ với neo, khung chống.
Chúng không thuộc vào nhóm kết cấu chng tích hợp, song để tiện theo dõi,
khi nhắc đến trong các loại kết cấu chống sau, ở đây giới thiệu sơ lợc thêm
hai loại cấu kiện này

Lới thép
Lới thép hay lới chèn là loại lới đặc biệt, đợc chế tạo trớc với
cấu tạo đặc biệt tại vị trí kết nối và xếp chồng lên nhau. Lới thép loại này
thờng đợc sử dụng phối hợp với khung thép làm kết cấu chống tạm.

móc để treo thanh cốt ngang
bẻ móc lại để xếp các tấm lới
Thi công một ô(vòm) bảo vệ bằng ống thép
















Tấm Bernold (thép cốp pha và cốt)

Khi gặp khối đá có thời gian ổn định nhiều giờ, có thể sử dụng các
loại thép tấm đặc biệt vừa làm cốp pha vừa có thể làm cốt thép. Một trong
loại này là tấm Bernold. Với dạng cấu tạo đặc biệt nên các tấm Bernold
cũng còn gọi là tấm tôn lợn sóng, có khe hở (Hình).















Sau khi thực hiện công tác đào, xúc bốc vận chuyển đá, lắp dụng
khung chống, các tấm tôn đợc xếp lên các khung thép và tiếp theo vữa đợc
bơm vào sau khi đã lắp các tấm cốp pha đầu rồi sau đó có thể phun bê tông
lên bề mặt tấm thép. Các khung thép cũng nh tấm tôn có thể đợc đợc tháo
gỡ ra, sử dụng cho chu kỳ đào tiếp theo, tùy thuộc vào mức độ ổn định của
trải lới
mặt B
mặt A
khối đá cũng nh yêu cầu về kết cấu chống tạm. Vì các tấm có khe hở và
lợn sóng nên tạo đợc liên kết tốt với vữa nhng vữa vẫn không bị tràn ra.
Các tấm này đợc ép khoằm lõm hai đầu (khớp móc), do vậy có thể lắp

dựng và tháo dỡ dễ dàng, cũng có thể kéo ra cả mảng để lắp dựng tiếp tục ở
phía trớc. Lớp bê tông phun mỏng phủ lên mặt ngoài của tấm tôn thờng có
chức năng chống ăn mòn. Chu trình sử dụng tấm Bernold đợc minh họa trên
hình












Trong xây dựng công trình ngầm, tấm Bernold đợc sử dụng khá rộng
rãi và cho thấy có các u, nhợc điểm sau:

Ưu điểm.
Một bộ phận hay toàn bộ kết cấu chống tạm có thể đợc sử dụng làm
kết cấu chống cố định,
Vừa làm cốp pha đồng thời cũng làm vai trò là cốt thép,
Không đòi hỏi cấu kiện đặc biệt cho cốp pha,
Cấu tạo bề mặt đặc biệt của tấm Bernold cho phép tạo tiếp xúc tốt với
khối bê tông hoặc bê tông phun tiếp theo,
Tổn thất bê tông ít hơn so với sử dụng bê tông phun,
Khả năng mang tải ban đầu của khung thép đợc phối hợp với khả
năng mang tải của bê tông sau khi hóa cứng.

Nhợc điểm.
Đòi hỏi khối đá có thời gian tồn tại ổn định nhiều giờ, nếu không
cũng phải kết hợp với phun bê tông trớc đó,
Tiếp xúc với khối đá chỉ có đợc sau tối thiểu hai giờ, khi bê tông đã
hóa cứng,
Phải tháo hoặc dẫn nớc tạo môi trờng khô ráo,
Rất khó kết hợp với neo.
khung
t
h
ép

tấm ván
Bernold
bê
tông
p
hun
Hình. Ví dụ sử
dụng tấm Bernold
NQP-CHCTN
45
2.3 Kết cấu Neo

2. 3.1 Khái niệm và tính năng cơ học

Neo đợc cấu thành từ cấu kiện (dạng thanh, cáp) chịu kéo, tích hợp
trong khối đất/ đá (đợc cắm vào lỗ khoan trong khối đất/đá), liên kết trực
tiếp (neo cơ học) hay gián tiếp (neo dính kết) với khối đất/đá.
Neo có thể đóng vai trò làm cốt liệu trong khối đá, có thể liên kết

các phần khác nhau của khối đá, cũng nh có thể tạo ra ứng lực trớc, do vậy
neo có thể làm tăng khả năng mang tải của khối đá và cũng có thể thực hiện
các chức năng chốt, giữ. ở trạng thái đợc kéo căng trớc neo tạo nên ứng
suất nén trong khối đá (neo dự ứng lực) vừa cải thiện trạng thái ứng suất
trong khối đá, vừa ép chặt các phần khối đá lại với nhau.

Treo, liên kết Dầm chịu tải Vòm chịu tải
1a Treo các lớp yếu
vào lớp cứng vững
1b Treo, chốt các khối
đá riêng rẽ
2a Liên kết các lớp
thành một dầm
2b Thanh neo đợc coi
là cốt chịu kéo của dầm
3a Tạo vòm thấp
3b Tạo vòm bao quanh
phần vòm của công
trình ngầm
NQP-CHCTN
46

Neo thờng đợc bố trí lắp dựng tỏa, xuyên vào trong khối đá theo
hớng xuyên tâm so với trục của công trình ngầm, theo một mạng lới hay
hệ thống nhất định, nhng cũng có thể đợc sử dụng đơn lẻ để ngăn ngừa khả
năng tróc vỡ, tróc lở của các khối nứt dạng nêm (khối nêm), các tấm đá xung
quanh công trình ngầm.
Neo liên kết các phần khác nhau của khối đá có thể tạo nên các tổ hợp
neo - khối đá có khả năng mang tải tốt hơn (dầm mang tải, vòm chịu tải); có
thể coi nh cốt liệu trong khối đá và do vậy làm tăng khả năng chịu tải và
giảm khả năng biến dạng của tổ hợp neo-khối đá. Neo dự ứng lực sẽ gây ra
ứng suất hớng tâm, tạo ra trạng thái ứng suất ba trục có lợi về tác động cơ
học đối với khối đá.
Đặc biệt là khi kết hợp neo với các kết cấu chống khác nh bê tông
phun, lới thép, khung thép sẽ tạo nên một tổ hợp kết cấu chống - khối đá
có khả năng chịu tải cao. Chẳng hạn tổ hợp bê tông phun-neo-khối đá, với
chiều dài neo và chiều dày bê tông phun hợp lý là một trong dạng kêt cấu
chống lý tởng đã và đạng đợc áp dụng và nghiên cứu hoàn thiện trên thế
giới.

2.3.2 Các loại neo
Cho đến nay đã xuất hiện khá nhiều loại neo, nếu phân biệt theo các
dấu hiệu khác nhau chẳng hạn theo vật liệu, cấu tạo hoặc tính năng kỹ
thuật Tuy nhiên để cho đơn giản có thể phân ra ba nhóm theo sự liên kết
của các loại neo trong khối đá là:
Neo cơ học;
Neo dính kết và
Neo hỗn hợp hay kết hợp (kết hợp hai loại trên)
Các loại cơ bản đợc thể hiện trên sơ đồ hình 2.1

p
hân
tố
Neo cải tạo trạng thái ứng suấ
t





NQP-CHCTN
47









Hình 8.1. Phân nhóm các loại neo phổ biến

Trong bảng 2.1 giới thiệu đặc điểm cơ bản và phạm vi áp dụng của hai loại
neo cơ học và neo dính kết

cánh xòe
neo nêm chẻ
nêm trợt

cánh nêm
nêm c
hẻ

đầ
u nêm
vòng chốt
vòng
lò xo
cánh nêm nêm
neo
ố
ng rãn
h

hở
rãnh
neo
ố
ng p
hồ
ng,
h
ay
ố
ng
é
p
é
p

p
hồ
ng
lỗ
neo Perfo
tấm thép có lỗ
thanh neo vữa xi măng
neo dính kết đầu neo
vành roăng
neo c
á
n
h
x
ò
e +
dí
n
h

kết

đầ
u trộn c
hấ
t
hó
a c
ứ
ng

nhựa
neo ống kết hợp dính kết
neo ốn
g
neo dính kết
vữa xi măng
neo ống phồng và dính kết
ốn
g

p
hồn
g
thanh neo chất dính kết
tấm
đệm
Neo
cơ
học
Neo
dính
kết
Neo
kết
hợp
Các loại neo phổ biến
Neo cơ học Neo hỗn hợp Neo dính kết
Kết hợp
cơ học + dính kết
Neo

đầu
nở
Neo
ma
sát
Dính
kết
bê
tông
Dính
kết
chất
dẻo