PP thi cong lo thien o cac khu vuc do thi docx

HẦM THI CÔNG THEO
HẦM THI CÔNG THEO
PHƯƠNG PHÁP LỘ THIÊN
PHƯƠNG PHÁP LỘ THIÊN
TẠI KHU VỰC ĐÔ THỊ
TẠI KHU VỰC ĐÔ THỊ
Hà Nội - 2007
Hà Nội - 2007
Trường Đại học Giao thông vận tải
Trường Đại học Giao thông vận tải
Bộ môn Cầu - Hầm
Bộ môn Cầu - Hầm

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Giới thiệu
Giới thiệu
Hệ thống chống đỡ
Hệ thống chống đỡ
Áp lực thành bên, ổn định móng và lún nền
Áp lực thành bên, ổn định móng và lún nền
Ví dụ: Hệ thống đường sắt nhẹ tuyến Izmir
Ví dụ: Hệ thống đường sắt nhẹ tuyến Izmir
Kết luận
Kết luận

1
1
3
3
4
4
5
5
2
2
2
2
/48
/48

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Giới thiệu
Giới thiệu
1
1
3
3
/48
/48
Phương pháp lộ thiên đã được sử dụng từ
Phương pháp lộ thiên đã được sử dụng từ
nhiều năm nay để thi công các công trình giao

nhiều năm nay để thi công các công trình giao
thông ngầm dưới đất
thông ngầm dưới đất
Phương pháp này bao gồm các công việc như
Phương pháp này bao gồm các công việc như
lắp đặt các tường tạm thời để chống đỡ các
lắp đặt các tường tạm thời để chống đỡ các
thành bên của hố đào, hệ thống thanh chống,
thành bên của hố đào, hệ thống thanh chống,
kiểm soát nước ngầm và chống đỡ cho các
kiểm soát nước ngầm và chống đỡ cho các
công trình lân cận khi cần
công trình lân cận khi cần

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Giới thiệu
Giới thiệu
1
1
4
4
/48
/48
Các công trình giao thông nên đặt càng gần mặt đất càng
Các công trình giao thông nên đặt càng gần mặt đất càng
tốt và nên được thi công theo kỹ thuật đào mở lộ thiên hơn
tốt và nên được thi công theo kỹ thuật đào mở lộ thiên hơn

là bằng phương pháp đào hầm. Các hầm chôn nông thi
là bằng phương pháp đào hầm. Các hầm chôn nông thi
công theo pp lộ thiên có 1 số ưu điểm như dễ đi xuống từ
công theo pp lộ thiên có 1 số ưu điểm như dễ đi xuống từ
trên đường phố
trên đường phố
Nhược điểm chính của hầm dạng này là dễ bị thủng, bị sập
Nhược điểm chính của hầm dạng này là dễ bị thủng, bị sập
tại những nơi thành thị đông người qua lại
tại những nơi thành thị đông người qua lại
Chi phí thi công theo pp lộ thiên tăng theo chiều sâu đào.
Chi phí thi công theo pp lộ thiên tăng theo chiều sâu đào.
Giá thành các hầm nông TC theo pp đào hầm thông
Giá thành các hầm nông TC theo pp đào hầm thông
thường cao hơn các hầm TC theo kỹ thuật đào mở lộ thiên.
thường cao hơn các hầm TC theo kỹ thuật đào mở lộ thiên.

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hệ thống chống đỡ
Hệ thống chống đỡ
2
2
5
5
/48
/48
Hợp đồng thi công thông thường cho phép 1 nhà thầu thiết

Hợp đồng thi công thông thường cho phép 1 nhà thầu thiết
kế hệ thống chống đỡ
kế hệ thống chống đỡ
Các tiêu chí thiết kế tối thiểu bao gồm pp tính toán áp lực
Các tiêu chí thiết kế tối thiểu bao gồm pp tính toán áp lực
thành bên trong tình trạng có nước và không có nước, tải
thành bên trong tình trạng có nước và không có nước, tải
trọng xe cộ và thiết bị, tải trọng nhà cửa, các tiêu chuẩn
trọng xe cộ và thiết bị, tải trọng nhà cửa, các tiêu chuẩn
thiết kế đã được sử dụng trong việc thiết kế hệ thống
thiết kế đã được sử dụng trong việc thiết kế hệ thống
chống đỡ khi đào
chống đỡ khi đào
Các bước trung gian trong quá trình thi công thông thường
Các bước trung gian trong quá trình thi công thông thường
quan trọng hơn bước cuối cùng, nó quyết định việc thiết kế
quan trọng hơn bước cuối cùng, nó quyết định việc thiết kế
các bộ phận kết cấu
các bộ phận kết cấu

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hệ thống chống đỡ
Hệ thống chống đỡ
2
2
6
6

/48
/48
1 số loại hệ thống chống đỡ đã được sử dụng, dùng
1 số loại hệ thống chống đỡ đã được sử dụng, dùng
các kỹ thuật và vật liệu khác nhau, các hệ thống này
các kỹ thuật và vật liệu khác nhau, các hệ thống này
có thể được chia thành hệ thống tường mềm và nửa
có thể được chia thành hệ thống tường mềm và nửa
cứng (Wickham và Tiedemann, 1976). Độ đàn hồi và
cứng (Wickham và Tiedemann, 1976). Độ đàn hồi và
độ mềm là sự khác biệt chủ yếu giữa 2 hệ thống này
độ mềm là sự khác biệt chủ yếu giữa 2 hệ thống này
các ví dụ tường nửa cứng đó là các tường ngang
các ví dụ tường nửa cứng đó là các tường ngang
như các tường bê tông và các cọc bê tông chồng vào
như các tường bê tông và các cọc bê tông chồng vào
nhau. 1 ví dụ về tường mềm đó là các cọc ván thép
nhau. 1 ví dụ về tường mềm đó là các cọc ván thép

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hệ thống chống đỡ
Hệ thống chống đỡ
2
2
7
7
/48

/48
Các hệ thống chống đỡ khi đào (Wilton, 1996):
Các hệ thống chống đỡ khi đào (Wilton, 1996):

Cọc chống đứng và ván lát ngang
Cọc chống đứng và ván lát ngang
: các cọc thép
: các cọc thép
hình tròn hay các cọc BTCT được dùng làm cọc
hình tròn hay các cọc BTCT được dùng làm cọc
chống đứng
chống đứng

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hệ thống chống đỡ
Hệ thống chống đỡ
2
2
8
8
/48
/48

Cọc ván thép
Cọc ván thép

“

“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hệ thống chống đỡ
Hệ thống chống đỡ
2
2
9
9
/48
/48

Các cọc BTCT đặt sát nhau:
Các cọc BTCT đặt sát nhau:
Các cọc đặt sát vào
Các cọc đặt sát vào
nhau được gọi chung là hệ cọc tiếp tuyến còn
nhau được gọi chung là hệ cọc tiếp tuyến còn
những cọc chồng lên nhau gọi là hệ cọc cắt nhau
những cọc chồng lên nhau gọi là hệ cọc cắt nhau

Cọc chống đứng là cọc BTCT đổ tại chỗ
Cọc chống đứng là cọc BTCT đổ tại chỗ

Tường bê tông phun
Tường bê tông phun

Tường BTCT đổ tại chỗ
Tường BTCT đổ tại chỗ


Các đốt bê tông đúc sẵn được nối ghép thành
Các đốt bê tông đúc sẵn được nối ghép thành
tường dưới đất
tường dưới đất

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hệ thống chống đỡ
Hệ thống chống đỡ
2
2
10
10
/48
/48
Loại hệ giằng
Loại hệ giằng
Hiện nay đang sử dụng 1 số loại hệ giằng. Việc lựa
Hiện nay đang sử dụng 1 số loại hệ giằng. Việc lựa
chọn giằng liên quan mật thiết đến hệ chống đào,
chọn giằng liên quan mật thiết đến hệ chống đào,
cách đào và thi công kết cấu vĩnh cữu
cách đào và thi công kết cấu vĩnh cữu

Các thanh chống truyền thống: Đây là hệ giằng
Các thanh chống truyền thống: Đây là hệ giằng
bên trong
bên trong


Neo gia cố
Neo gia cố

Hệ thống kết hợp
Hệ thống kết hợp

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Áp lực đất thành bên
Áp lực đất thành bên
3
3
11
11
/48
/48
Tường bên thông thường quay xung quanh chân của nó.
Tường bên thông thường quay xung quanh chân của nó.
Trong trường hợp này áp lực thành bên bằng với áp lực
Trong trường hợp này áp lực thành bên bằng với áp lực
thu được theo lý thuyết của Rankine. Ngược lại, hố đào
thu được theo lý thuyết của Rankine. Ngược lại, hố đào
cho thấy 1 dạng dịch chuyển khác của tường
cho thấy 1 dạng dịch chuyển khác của tường

“
“

Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Áp lực đất thành bên
Áp lực đất thành bên
3
3
12
12
/48
/48
Peck (1969) đề nghị dùng đường bao áp lực thiết kế hố đào
Peck (1969) đề nghị dùng đường bao áp lực thiết kế hố đào
trong cát và đất sét
trong cát và đất sét
Cát
Cát
Sét mềm
Sét mềm
Sét cứng
Sét cứng

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Áp lực đất thành bên
Áp lực đất thành bên
3
3
13

13
/48
/48
Giới hạn đối với đường bao áp lực:
Giới hạn đối với đường bao áp lực:
Đường bao áp lực đôi khi là các đường bao áp lực rõ
Đường bao áp lực đôi khi là các đường bao áp lực rõ
ràng. Sự phân bố áp lực thực sự là 1 hàm của các bước
ràng. Sự phân bố áp lực thực sự là 1 hàm của các bước
thi công và độ cứng tương ứng của tường
thi công và độ cứng tương ứng của tường
Áp dụng đào các công trình sâu hơn 6m
Áp dụng đào các công trình sâu hơn 6m
Dựa trên giả thiết rằng mực nước ngầm thấp hơn cao độ
Dựa trên giả thiết rằng mực nước ngầm thấp hơn cao độ
đáy hố đào
đáy hố đào
Cát được giả thiết thấm nước tốt, áp lực thủy tĩnh bằng 0
Cát được giả thiết thấm nước tốt, áp lực thủy tĩnh bằng 0
Sét được giả thiết không thấm nước và áp lực thủy tĩnh là
Sét được giả thiết không thấm nước và áp lực thủy tĩnh là
chưa xác định
chưa xác định

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Ổn định đáy móng
Ổn định đáy móng

3
3
14
14
/48
/48
Sụp đáy
Sụp đáy
hố đào
hố đào
trong đất sét
trong đất sét
Terzaghi (1943)
Terzaghi (1943)

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Ổn định đáy móng
Ổn định đáy móng
3
3
15
15
/48
/48
Sụp đáy
Sụp đáy
hố đào

hố đào
trong đất sét
trong đất sét
Bjerrum và Eide (1956)
Bjerrum và Eide (1956)

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Ổn định đáy móng
Ổn định đáy móng
3
3
16
16
/48
/48
Ổn định đáy hố đào trong cát
Ổn định đáy hố đào trong cát

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Lún nền
Lún nền
3
3
17

17
/48
/48
Độ uốn cong thành bên phụ thuộc vào 1 số yếu tố,
Độ uốn cong thành bên phụ thuộc vào 1 số yếu tố,
trong đó quan trọng nhất là thời gian từ lúc đào đến khi
trong đó quan trọng nhất là thời gian từ lúc đào đến khi
lắp đặt hệ chống tạm
lắp đặt hệ chống tạm
Tường bên bị uốn cong gây ra lún khu vực xung quanh
Tường bên bị uốn cong gây ra lún khu vực xung quanh
Độ uốn cong tường bên phụ thuộc chủ yếu loại đất bên
Độ uốn cong tường bên phụ thuộc chủ yếu loại đất bên
dưới đáy hố đào
dưới đáy hố đào


Nếu 1 lớp đất cứng nằm bên dưới lớp sét ở đáy hố
Nếu 1 lớp đất cứng nằm bên dưới lớp sét ở đáy hố
đào thì các cọc cần được tựa trên lớp địa chất tốt hơn.
đào thì các cọc cần được tựa trên lớp địa chất tốt hơn.
Nó thông thường giúp tường hố đào ít bị uốn cong hơn
Nó thông thường giúp tường hố đào ít bị uốn cong hơn

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Lún nền
Lún nền

3
3
18
18
/48
/48
Chuyển vị lớn nhất của tường bên (
Chuyển vị lớn nhất của tường bên (
δ
δ
H(max)
H(max)
) có mối
) có mối
quan hệ mật thiết với hệ số an toàn chống sụp
quan hệ mật thiết với hệ số an toàn chống sụp

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Lún nền
Lún nền
3
3
19
19
/48
/48
Tường bên bị uốn cong thông thường gây ra lún nền

Tường bên bị uốn cong thông thường gây ra lún nền
xung quanh hố đào,
xung quanh hố đào,
δ
δ
V
V
Biến thiên độ lún của nền theo
Biến thiên độ lún của nền theo
khoảng cách (Peck 1969)
khoảng cách (Peck 1969)
Biến thiên độ cong tường
Biến thiên độ cong tường
bên theo lún nền
bên theo lún nền
(Mana và Clough 1981)
(Mana và Clough 1981)

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hệ thống đường sắt nhẹ Izmir
Hệ thống đường sắt nhẹ Izmir
4
4
20
20
/48
/48

IZRAY là bộ phận chính của Hệ thống Vận tải chủ
IZRAY là bộ phận chính của Hệ thống Vận tải chủ
lực Izmir trong đó có hệ thống đường sắt khi hoàn
lực Izmir trong đó có hệ thống đường sắt khi hoàn
thành xong sẽ có chiều dài tới 45km
thành xong sẽ có chiều dài tới 45km
Giai đoạn đầu tiên của dự án là tuyến đường dài
Giai đoạn đầu tiên của dự án là tuyến đường dài
11.6 km giữa 2 ga Ucyol và Bornova đang được
11.6 km giữa 2 ga Ucyol và Bornova đang được
xây dựng
xây dựng
Có tổng cộng 10 ga trong giai đoạn đầu của dự
Có tổng cộng 10 ga trong giai đoạn đầu của dự
án. 3 trong số này là các ga ngầm, 2 ga trên cao
án. 3 trong số này là các ga ngầm, 2 ga trên cao
còn các ga còn lại ở trên mặt đất.
còn các ga còn lại ở trên mặt đất.

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hệ thống đường sắt nhẹ Izmir
Hệ thống đường sắt nhẹ Izmir
4
4
21
21
/48

/48

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hệ thống đường sắt nhẹ Izmir
Hệ thống đường sắt nhẹ Izmir
4
4
22
22
/48
/48
2 hầm đôi dài 1.7km nối giữa Ucyol và Bahribaba
2 hầm đôi dài 1.7km nối giữa Ucyol và Bahribaba
xuyên qua tầng đá andesite, thi công theo công
xuyên qua tầng đá andesite, thi công theo công
nghệ NATM. Diện tích mỗi hầm là 70m
nghệ NATM. Diện tích mỗi hầm là 70m
2
2
.
.
2 hầm này dẫn đến ga Konak, 1 công trình ngầm
2 hầm này dẫn đến ga Konak, 1 công trình ngầm
dài 410m thi công theo phương pháp lộ thiên
dài 410m thi công theo phương pháp lộ thiên
Tiếp sau ga Konak là 2 hầm đôi dài 2.8km xuyên
Tiếp sau ga Konak là 2 hầm đôi dài 2.8km xuyên

qua tầng đất yếu, 2 hầm này được thi công theo
qua tầng đất yếu, 2 hầm này được thi công theo
phương pháp khiên đào cân bằng áp lực đất
phương pháp khiên đào cân bằng áp lực đất

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hệ thống đường sắt nhẹ Izmir
Hệ thống đường sắt nhẹ Izmir
4
4
23
23
/48
/48
2 hầm đôi thi công theo phương pháp EPB
2 hầm đôi thi công theo phương pháp EPB

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hệ thống đường sắt nhẹ Izmir
Hệ thống đường sắt nhẹ Izmir
4
4
24
24

/48
/48
Các ga Konak, Cankaya và Basmane đều được
Các ga Konak, Cankaya và Basmane đều được
thi công theo phương pháp lộ thiên, mỗi ga dài
thi công theo phương pháp lộ thiên, mỗi ga dài
gần 200m và tất cả các ga ngầm này đều nối với
gần 200m và tất cả các ga ngầm này đều nối với
hệ thống hầm đôi trên
hệ thống hầm đôi trên
Sau khi qua đoạn ga Basmane dài 533m tuyến
Sau khi qua đoạn ga Basmane dài 533m tuyến
ĐS trồi lên mặt đất và tiếp tục trên mặt đất hoặc
ĐS trồi lên mặt đất và tiếp tục trên mặt đất hoặc
trên cao. Hệ thống ĐS công cộng này được đưa
trên cao. Hệ thống ĐS công cộng này được đưa
vào sử dụng từ năm 1998
vào sử dụng từ năm 1998

“
“
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hầm TC theo PP lộ thiên tại khu vực đô thị”
Hệ thống đường sắt nhẹ Izmir
Hệ thống đường sắt nhẹ Izmir
4
4
25
25
/48

/48
Mặt cắt địa chất:
Mặt cắt địa chất:
Ngay dưới mặt đất là lớp đất nhân tạo không đồng nhất có
Ngay dưới mặt đất là lớp đất nhân tạo không đồng nhất có
chiều sâu từ 2 đến 6m
chiều sâu từ 2 đến 6m
Trầm tích biển nằm ở độ sâu khoảng 6 đến 15m. Những
Trầm tích biển nằm ở độ sâu khoảng 6 đến 15m. Những
trầm tích này được tạo bởi các lớp cuội sỏi, bùn sét và sét
trầm tích này được tạo bởi các lớp cuội sỏi, bùn sét và sét
xám có hàm lượng trung bình
xám có hàm lượng trung bình
Lớp cuội sét và cuội sỏi có tuổi Neogene nằm ở độ sâu
Lớp cuội sét và cuội sỏi có tuổi Neogene nằm ở độ sâu
15m. Chỉ số SPT của lớp sét N=14
15m. Chỉ số SPT của lớp sét N=14
÷30 và tăng theo chiều
÷30 và tăng theo chiều
sâu.
sâu.
Lớp đá gốc là andesite tuổi Miocene. Lớp đá gốc không bị
Lớp đá gốc là andesite tuổi Miocene. Lớp đá gốc không bị
phong hóa ước tính nằm ở chiều sâu 50÷60m.
phong hóa ước tính nằm ở chiều sâu 50÷60m.