Nghiên cứu ảnh hưởng lún bề mặt do thi công đường hầm metro đặt nông trong đất bằng máy đào tổ hợp TBM

chuyên ngành: xây dựng cầu – hầm m∙ số: 60-58-25 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Ng−ời h−ớng dẫn khoa học: 1. pgs.ts đỗ nh− tráng 2. TS. Nguyễn ph−ơng duy hà nội – 2007 Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Mục lục mở đầu .........................................................................................................................................1 Ch−ơng 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu ...................................................................3 1.1 Giới thiệu các công nghệ thi công hầm đặt nông trong đất.............3 1.1.1 Ph−ơng pháp đào hở (đào lộ thiên)............................................................................3 1.1.2 Ph−ơng pháp đào d−ới nắp ......................................................................................8 1.1.3 Ph−ơng pháp đào kín ...............................................................................................11 1.1.3.1 Ph−ơng pháp ngầm thông th−ờng .............................................................................11 1.1.3.2 Ph−ơng pháp khiên đào...............................................................................................14 1.1.3.3 Ph−ơng pháp tổ hợp khoan đào TBM.......................................................................18 1.2 Sự cần thiết của đề tài.....................................................................................21 1.2.1 ảnh h−ởng của quá trình thi công đ−ờng hầm bằng tổ hợp đào hầm đến lún bề mặt ................................................................................................................22 1.2.2 Mục tiêu của đề tài ...................................................................................................27 1.2.3 Giới hạn của đề tài ....................................................................................................28 Ch−ơng 2: Các ph−ơng pháp tính lún mặt đất khi thi công công trình ngầm bằng TBM......................................................................................................................30 2.1 Các nghiên cứu dựa theo kinh nghiệm và bán kinh nghiệm ......................................................................................................................................30 a. Ph−ơng pháp nghiên cứu kinh nghiệm...............................................................31 b. Ph−ơng pháp nghiên cứu bán kinh nghiệm ......................................................32 2.2 Các nghiên cứu dựa trên ph−ơng pháp thí nghiệm .......................41 2.3 Các nghiên cứu dựa trên ph−ơng pháp pthh:Error! Bookmark not def 2.4 Các ph−ơng pháp tính ổn định mặt g−ơng đào:Error! Bookmark not d Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Mục lục bùi văn d−ỡng 1 Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm a. Ph−ơng pháp dựa trên cơ sở thiết kế theo trạng thái giới hạn của Leca và Dormiex (1990) .........................................................................................................47 b. Ph−ơng pháp phân tích theo cân bằng giới hạn của Covári và Anagnostou (1996)...................................................................................................................51 Ch−ơng 3: Mô hình tính và lời giải của bài toánError! Bookmark not defined. 3.1 Xây dựng mô hình tính .....................................................................................59 3.1.1 Phân tích quá trình thi công bằng TBM ................................................................59 3.1.2 Xây dựng mô hình tính...............................................................................................61 3.2 lời giải của bài toán..........................................................................................66 3.2.1 Giới thiệu về ch−ơng trình sử dụng trong tính toán ............................................66 3.2.2 Xây dựng lời giải........................................................................................................67 Ch−ơng 4: Khảo sát số, kết luận và kiến nghị...............................................................75 4.1 Các ví dụ khảo sát...............................................................................................75 4.1.1 Số liệu đầu vào của các bài toán khảo sát ..............................................................75 4.1.2 So sánh mô hình tính của đồ án với ph−ơng pháp đ−ờng cong Gaussian .....................................................................................................................................76 4.1.3 Khảo sát mối quan hệ H-D đến ảnh h−ởng lún tổng cộng bề mặt...........79 4.1.4 Khảo sát giá trị lún bề mặt lớn nhất ở mỗi giai đoạn thi công..................85 4.2 kết luận.....................................................................................................................87 4.3 kiến nghị....................................................................................................................88 tài liệu tham khảo ............................................................................................................89 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Mục lục bùi văn d−ỡng 2 Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phần Mở đầu - 1 - bùi văn d−ỡng Mở đầu Các đô thị lớn ở n−ớc ta hiện nay đang trên đà phát triển mạnh mẽ, tăng tr−ởng kinh tế cao. Điều này cũng kèm theo sự gia tăng mạnh mẽ về quy mô dân số đô thị, dẫn đến nhu cầu về mặt bằng xây dựng các công trình dân dụng, các công trình công cộng nh−: siêu thị, các bãi đỗ xe và đặc biệt là các công trình phục vụ nhu cầu đi lại của ng−ời dân. Trong khi đó quỹ đất của các thành phố là có hạn, điều này đã đặt ra nhu cầu xây dựng các công trình trên cao cũng nh− đặt sâu trong lòng đất. Loại hình công trình ngầm có quy mô lớn nhất trong các công trình nói trên phải kể đến là công trình đ−ờng hầm giao thông phục vụ cho việc đi lại của ng−ời dân trong thành phố ( mêtrô ). Tập trung dân số đô thị Thiếu không gian sinh hoạt, c− trú Nhu cầu về ph−ơng tiện đi lại tăng Thiếu quỹ đất, giá đất tăng cao Mở rộng các công trình ngầm khác: khu th−ơng mại, điểm đỗ xe… Khai thác không gian c− trú ngầm và trên cao Phát triển giao thông công cộng Tăng l−ợng sở hữu xe cá nhân Hệ thống đ−ờng giao thông đô thị trên cao và đi ngầm Đ−ờng ôtô trên cao và ngầm Bãi đỗ xe ngầm và trên cao Việc xây dựng hệ thống đ−ờng hầm giao thông trong thành phố là nhu cầu tất yếu và là giải pháp hiệu quả nhất để giảm thiểu hiện t−ợng tắc nghẽn giao thông, ô nhiễm môi tr−ờng nh− hiện nay ở các thành phố lớn của Việt Nam. Đây là cách mà các n−ớc phát triển trên thế giới đã thực hiện và cho thấy rõ hiệu quả rất cao. Tuy nhiên ở các n−ớc này cũng đã xảy ra các hiện t−ợng ngay trong khi xây dựng hoặc sau một thời gian tồn tại của các công trình ngầm nêu trên trong lòng đất đã gây ra hiện t−ợng bề mặt đất bị lún làm ảnh h−ởng rất lớn đến các công trình đang có trên mặt đất. Đặc biết trong quá trình thi công các công trình ngầm với chiều sâu đặt của nó là không sâu với các công nghệ thi công khác nhau đã gây ra lún không nhỏ trên bề mặt đất, ảnh h−ởng nghiêm trọng đến các công trình xây dựng trên mặt đất xung quanh khu vực đó. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phần Mở đầu - 2 - bùi văn d−ỡng Với sự phát triển nh− vũ bão của khoa học công nghệ thì các công nghệ cũng nh− thiết bị thi công hầm cũng không ngừng phát triển theo. Một trong những công nghệ đang đ−ợc coi là đạt đ−ợc hiệu quả cao trong tiến độ thi công, an toàn và dễ kiểm soát hiện nay chính là công nghệ sử dụng tổ hợp khoan đào toàn tiết diện TBM. Loại thiết bị này hiện nay có thể thi công đ−ợc trong hầu nh− tất cả các địa chất khác nhau, các loại hình dạng mặt cắt ngang và kích th−ớc có thể đạt đến trên 15m. Tuy nhiên, với Việt Nam thì công nghệ này còn khá mới mẻ và đắt tiền. Chính vì vậy để có thể áp dụng đ−ợc vào thi công các công trình ngầm ở n−ớc ta thì đòi hỏi đội ngũ các nhà khoa học, kỹ s− cần có rất nhiều nghiên cứu khác nhau để từ đó lựa chọn và đ−a ra đ−ợc quyết định hợp lý về mặt kỹ thuật, kinh tế và môi tr−ờng. Đặc biệt là khi áp dụng cho các công trình ngầm trong khu đô thị, tránh hiện t−ợng đầu t− lãng phí. Một trong các nghiên cứu cần phải đặt ra đó chính là vấn đề lún bề mặt đất khi thi công các hầm đặt không sâu bằng máy khoan đào tổ hợp toàn tiết diện TBM. Sau đây tác giả sẽ giới thiệu một nghiên cứu của riêng mình trong đề tài tốt nghiệp thạc sỹ kỹ thuật. Với trình độ nghiên cứu còn non nớt cùng với các hiểu biết còn rất hạn chế nên đề tài không có mong muốn gì hơn là mang tính chất tham khảo và đ−a ra các h−ớng nghiên cứu tiếp theo hoàn chỉnh hơn và mang tính thực tiễn cao hơn. Vì vậy, tác giả rất mong nhận đ−ợc những đóng góp quý báu của các vị tiền bối, các nhà chuyên môn để hoàn thiện mình hơn. Xin chân thành cảm ơn! Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 3 - bùi văn d−ỡng Ch−ơng 1 : Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 1.1. Giới thiệu các công nghệ thi công hầm đặt nông trong đất. Có thể chia hầm đặt nông ra hai loại: đặt nông toàn tuyến và đặt nông bộ phận. Các ph−ơng pháp thi công chủ yếu th−ờng đ−ợc áp dụng cho loại hầm này là: đào hở (đào lộ thiên), t−ờng liên tục (t−ờng trong đất), đào d−ới nắp, đào ngầm nông và ph−ơng pháp khiên đào. 1.1.1. Ph−ơng pháp đào hở (đào lộ thiên): Đặc điểm của thi công lộ thiên là các bộ phận kết cấu gần t−ơng tự nh− khi thi công các công trình khác trên mặt đất nên ở đây chỉ giới thiệu các ph−ơng pháp đào mở. a. Đào mở không che chống: Ph−ơng pháp này áp dụng cho hầm đặt rất gần mặt đất, nó ảnh h−ởng nhiều đến môi tr−ờng xung quanh khi thi công. Việc đào hố móng chỉ dựa vào việc tạo ra mái dốc thích hợp để có thể tự giữ ổn định. Khối l−ợng đào đắp lớn, chiếm dụng mặt bằng thi công nhiều nh−ng nó lại có tốc độ thi công nhanh và chất l−ợng của công trình dễ dàng kiểm soát b. Thi công hố đào có sử dụng các thiết bị che chống xung quanh hố móng: - Có các kết cấu che chống (ổn định thành hố đào) chủ yếu: Kết gỗ; BTCT hoặc bằng các kết cấu thép chế tạo sẵn. - Đối với kết cấu che chống bằng BTCT có thể là các tấm BTCT hoặc là các cọc BTCT chế tạo sẵn. Cũng có thể sử dụng các loại cọc hoặc t−ờng BTCT đúc tại chỗ (cọc khoan…) liên kết lại thành t−ờng liên tục. - Đối với các kết cấu che chống bằng thép có thể sử dụng các loại cọc ván thép có sẵn hoặc có thể là các loại cọc thép tự chế tạo. c. Sử dụng t−ờng liên tục trong đất: T−ờng liên tục d−ới đất đ−ợc phân chia thành các loại chủ yếu sau: - T−ờng liên tục d−ới đất đổ tại chỗ. - T−ờng liên tục d−ới đất đúc sẵn lắp ghép. - T−ờng liên tục d−ới đất gồm các hàng cọc. Các thao tác công nghệ chính đ−ợc thực hiện nh− sau: Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 4 - bùi văn d−ỡng do dt H t H t dt do H B Thi công đoà hào Đổ bê tông t−ờng Đào d−ới nắpĐào và thi công nắp đỉnh Hình 1.1: Các thao tác công nghệ chính của ph−ơng pháp t−ờng trong đất + T−ờng liên tục d−ới đất đổ tại chỗ: Đào một đoạn rãnh hẹp và dài trong đất, lắp lồng ghép vào trong rãnh, đổ bê tông thành một đoạn t−ờng bê tông cốt thép, nối liền từng tấm thành một bức t−ờngliên tục d−ới đất. Đó là một cách thi công t−ờng liên tục d−ới đất. Dây truyền thi công t−ờng liên tục d−ới đất xem hình vẽ: Công tác chuẩn bị Thi công t−òng dẫn Khoan lỗ Đào lỗ Dọn sạch đáy Cẩu lồng thép Thả ống phiễu đổ bê tông Đỗ bê tông Hút vữa sét trong hào lên Đ−a giá đổ bê tông vào vị trí Chế tạo lồng thép Xử lý tái sinh vữa sét Trộn vữa sét Đo đạc chiều thẳng đứng vào vách hào K Cẩu ống chốt vào Rút ống chốt lên Sửa lại sai lệch K<Kcho phép Đ−ợc Hình 1.2: Dây chuyền thi công t−ờng d−ới đất Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 5 - bùi văn d−ỡng Một số loại máy đào hào: Dựa theo cơ lí đào hào máy có thể phân chia làm hai loại lớn: kiểu máy đào hào bằng gầu, kiểu khoan. - Máy đào rãnh bằng gầu đào Loại máy này tiến hành phá hoại đất bằng gầu và chuyển nó ra khỏi rãnh. Máy dùng để thi công tầng đất mềm yếu, máy này có gầu ngoạm,gầu xúc, gầu quay, gầu xoắn v.v… Hình1.3: Gầu ngoạm chạy trên bánh xích MHL (Trung Quốc) - Máy đào rãnh bằng mũi khoan. Loại máy này dùng mũi khoan phá nát đất địa tầng, nhờ tuần hoàn của vữa sét mang đất đá vụn đẩy ra ngoài rãnh đào. Dựa vào ph−ơng thức phá nát đất địa tầng có thể chia ra : máy đào kiểu xung kích, kiểu quay, kiểu đục gọt và máy phay rãnh hai bánh. Máy đ−ợc lắp trên giá chuyên dụng hoặc cần cẩu bánh xích. Th−ờng dùng là các loại máy đào xung kích, kiểu quay và máy phay rãnh hai bánh. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 6 - bùi văn d−ỡng Hình 1.4: Nguyên lý công tác của khoan quay nhiều đầu Thi công đào rãnh: - Phân chia và thi công cơ giới các đoạn rãnh . Việc lựa chọn chiều dài các đoạn rãnh, cần dựa vào các yếu tố nh− địa chất, mức n−ớc ngầm, có hay không các đ−ờng ống d−ới đất v.v… có chú ý xem xét tính ổn định của vách rãnh, và trọng l−ợng lồng cốt thép nói chung chiều dài đoạn rãnh vào khoảng 4m ữ 6m. Nếu tầng đất xấu có thể 2m ữ 3m, điều kiện địa chất tốt có thể dùng đến 7mữ 8m. Chỗ ngoặt góc cần rút ngắn lại, cách bố trí có thể kiểu một đoạn và nhiều đoạn. a b Kiểu 1 đoạn Kiểu 2 đoạn Kiểu 3 đoạn 2b-a 3b-2a Hình 1.5: Phân đoạn rãnh đào b a Lỗ dẫn Hình 1.6: Đào rãnh Khoan lỗ Thông lỗ Sửa vách Hình 1.7: Sơ đồ công nghệ chắp các lỗ khoan thành rãnh Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 7 - bùi văn d−ỡng + T−ờng liên tục d−ới đất đúc sẵn: T−ờng liên tục d−ới đất đúc sẵn có hai dạng chủ yếu : tấm và tấm + dầm. Trong ph−ơng pháp tấm + dầm, tác dụng của tấm là đem áp lực chuyền cho dầm. Dầm cũng dài nh− tấm và có bố trí neo. Ng−ời ta th−ờng dùng là ph−ơng pháp tấm + tấm. Ph−ơng pháp này lại chia làm hai hệ thống : hệ thống rãnh gồm các tấm có mộng, hệ thống tấm thép có rãnh ghép tấm. Dầm Tấm Dầm Tấm + dầm Tấm ghép mộng Tấm ghép chốt Hình 1.8: Một số dạng t−ờng đúc sẵn Trình tự chủ yếu của thi công t−ờng liên tục d−ới đất đúc sẵn có : 1) thi công t−ờng dẫn ;2) chế tạo vữa sét bảo vệ vách ;3) đào rãnh; 4) Vét sạch đáy và xoa vách;5) dùng vữa xi măng gắn chắc thay thế vữa sét; 6) Cẩu lắp tấm t−ờng đúc sẵn ;7) xử lý mối nối. Xử lý mối nối giữa các tấm:1) khe đơn giản có thể dùng vữa xi măng bơm vào khe hở giữa hai tấm ;2) Để nâng cao c−ờng độ chống cắt của mối nối, có thể lắp thêm bê tông cốt thép vào trong khe nối ;3) Trong vữa xi măng đặt giải cách n−ớc. Vữa xi măng Chêm bê tôngVữa xi măng Vữa xi măng Giải cách n−ớc Hình 1.9: Xử lý khe nối giữa các tấm + T−ờng liên tục d−ới đất bằng hàng cọc: T−ờng liên tục d−ới đất bằng cọc là loại t−ờng đựơc thi công bằng cách nối liền mỗi cọc độc lập thành một hàng cọc thống nhất. (1). T−ờng liên tục d−ới đất bằng hàng cọc khoan và xung. Dùng ph−ơng pháp khoan hai lỗ tức là dựa trên khoảng cách nhất định khoan lỗ và đúc cọc bê tông cốt thép, sau đó xung lỗ vào giữa hai cọc và đổ bê tông cốt thép, hình thành t−ờng liên tục d−ới đất với hàng cọc. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 8 - bùi văn d−ỡng Ph−ơng pháo này t−ơng đối thích hợp với vùng đất hẹp, bị hạn hẹp chế về chiều cao tĩnh không, có nhiều đá sỏi lớn và trong tình hình không có máy khoan rãnh cỡ lớn. Cọc xung lỗ Cọc khoan lỗ Hình 1.10: T−ờng liên tục d−ới đất bằng cọc khoan và xung - Ph−ơng pháp thi công. Hai trình tự, chế tạo vữa sét và thi công t−ờng dẫn t−ơng tự với t−ờng liên tục d−ới đất đổ tại chỗ. Khi đào lỗ để tạo thành t−ờng liên tục d−ới đất bằng hàng cọc yêu cầu mỗi lỗ cọc đều phải thoả mãn yêu cầu độ chính xác thẳng đứng. Khi đổ bê tông d−ới n−ớc, để đảm bảo tầng bảo vệ bằng bê tông của cọc khoan lỗ; trên h−ớng dọc của t−ờng liên tục, lồng cốt thép của cọc cần treo 2 ống thép định vị hai bên, trên h−ớng ngang của lồng cốt thép cần hàn miếng thép định vị. Sau khi đổ bê tông xong rút ống thép lên. Trên h−ớng dọc và h−ớng ngang của lồng cốt thép của cọc xung lỗ đều phải bố trí các miếng thép định vị . (2). T−ờng liên tục d−ới đất bằng hàng cọc đào. Tại vùng không bị ảnh h−ởng n−ớc ngầm lớn, thích hợp với công tác đào lỗ bằng nhân công khi xây dựng t−ờng liên tục d−ới đất bằng các hàng cọc đào làm kết cấu che chắn hoặc một bộ phận kết cấu chính. Ưu điểm của ph−ơng pháp này là có thể mở nhiều mặt công tác đồng thời thi công tăng thêm tốc độ; không cần thiết bị cỡ lớn để nhổ cọc, cẩu lắp đào rãnh dễ đảm bảo; thi công giản tiện, tốn ít vật liệu, giá thành hạ. Cọc đào lỗ th−ờng dùng cọt vuông kèm theo vách chắn. Hình 1.11: Sơ đồ mặt bằng thi công t−ờng liên tục d−ới đất bằng hàng cọc đào 1.1.2. Ph−ơng pháp đào d−ới nắp: Ph−ơng pháp đào d−ới nắp là tr−ớc tiên dùng cách làm lại mặt đ−ờng họăc dùng kết cấu che chắn tấm đỉnh bảo đảm cho mặt đất thông suốt rồi thi công Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 9 - bùi văn d−ỡng xuống d−ới. Thời kỳ đầu ph−ơng pháp đào d−ới nắp đ−ợc tiến hành bằng cách lắp dầm thép trên cọc thép cho chống hố đào, lát mặt đ−ờng để đảm bảo giao thông trên mặt đất. Sau khi đào xuống đến đáy móng xong, đổ bê tông d−ới móng rồi dùng ph−ơng pháp thi công thuận đến đổ bê tông tấm đỉnh. Về sau ng−ời ta dùng ph−ơng pháp thi công đào d−ới nắp nghịch. Có nghĩa là dùng kết cấu che chống có độ cứng lớn thay thế cọc thép, dùng kết cấu tấm đỉnh làm hệ thống mặt đ−ờng và hệ chống. Dùng ph−ơng pháp thi công nghịch, trình tự thi công nh− sau: kết cấu che chống- tấm đỉnh - đào đất - che chống xây t−ờng giữa - tiếp tục đào cho đến đáy, xây hệ chống và t−ờng đáy. Ưu điểm của thi công bằng ph−ơng pháp đào d−ới nắp: chuyển vị ngang của kết cấu nhỏ; tấm kết cấu dùng làm hệ thống để đào hố móng, tiết kiệm hệ thống tạm thời rút ngắn thời gian cắt đ−ờng, giảm thiểu cản trở đi lại trên mặt đất; bị ảnh h−ởng khí hậu bên ngoài ít. Khuyết điểm của nó là: đ−a đất ra không tiện lợi, thi công nối đầu cột và tấm nhiều, cần tiến hành xử lý phòng n−ớc; hiệu suất thấp, tốc độ chậm, tr−ớc lúc hình thành kết cấu chung, cột đứng ở giữa chỉ chịu đ−ợc tải trọng bên trên một cách hạn chế. Ph−ơng pháp thi công: - Thi công bằng ph−ơng pháp d−ới nắp có máy loại sau đây: + Ph−ơng pháp đào d−ới nắp thuận. + Ph−ơng pháp đào d−ới nắp nghịch. + Ph−ơng pháp đào d−ới nắp nửa nghịch: Tổ hợp ph−ơng pháp đào d−ới nắp thuận và ph−ơng pháp đào d−ới nắp nghịch + Tổ hợp đào d−ới nắp và ph−ơng pháp đào ngầm. + Tổ hợp đào d−ới nắp và ph−ơng pháp khiên. Kết cấu t−ờng chắn Cột đứng Tấm đỉnh Thi công kết cấu t−ờng chắn, cột chống trung gian Đổ bê tông tấm đỉnh, đào xuống d−ới Đổ bt tấm chịu tải lần 1, t−ờng chắn, cột, đào đất Đổ bt tấm đáy, t−ờng chắn, cột Hình 1.12: Ph−ơng pháp thi công đào d−ới nắp nghịch Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 10 - bùi văn d−ỡng Dùng PP thuận đổ bê tông tầng 1,2, tháo dỡ công trình tạm, hồi phục mặt đ−ờng Thi công nửa trên kết cấu che chắn, cột trung gian, đào đất và lắp hệ chống, nửa phần d−ới kết cấu che chắn Thi công cột trung gian của kết cấu chính kết cấu che chắn Nửa trên Nửa trên kết cấu che chắn Cột trung gian Đổ BT sàn tầng 2 và đào đất Dựng hệ chống, đổ BT sàn tầng 3 và t−ờng bên rồi đào đất và t−ờng bên Dựng hệ chống, đổ BT sàn tầng 4 Hình 1.13: Ph−ơng pháp thi công đào d−ới nắp tổ hợp thuận và nghịch Neo bảo vệ mái dốc Đào lỗ chôn cọc Đ−ờng hầm công vụcông vụ Đ−ờng hầm (1) (2) (2) (3) (1) Hình 1.14: Tổ hợp ph−ơng pháp đào d−ới nắp và đào ngầm (1): Đào ngầm thi công hai đ−ờng hầm công vụ (2): Thi công neo bảo vệ mái dốc hoặc hàng cọc bảo vệ (3): Thi công bằng đào d−ới nắp hoàn thành nốt phần còn lại 1. Đào tầng đất phủ (áo đ−ờng) 2. Đặt nắp 3. Đào nửa phần trên bằng PP khiên 6. Lăp dựng chống đỡ phần d−ới5. Đào nửa d−ới bằng PP khiên4. Lắp hệ chống đỡ nửa trên Hình 1.15: Thi công tổ hợp đào d−ới nắp và khiên Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 11 - bùi văn d−ỡng 1.1.3. Ph−ơng pháp đào kín : 1.1.3.1. Ph−ơng pháp ngầm thông th−ờng a. Đặc điểm kỹ thuật khi thi công bằng ph−ơng pháp đào hầm nông (1) Biến dạng đất đá phát triển đến mặt đất. Trong thi công đ−ờng hầm chôn nông ảnh h−ởng lún đất nền sẽ phát triển tới mặt đất. Để tránh phá hoại công trình kiến trúc trên mặt đất và mạng đ−ờng ống chôn ngầm trong đất đồng thời bảo vệ cảnh quan tự nhiên trên mặt đất, khắc phục ảnh h−ởng giao thông qua lại, thích ứng càng tốt với các yêu cầu môi tr−ờng xung quanh thì cần khống chế một các chặt chẽ biến dạng lún trong đất và trên mặt. Về l−ợng biến dạng, không chỉ biến dạng lún trực tiếp do việc đào hầm trong đất đá gây ra, mà còn phân tích cả biến dạng do tính mềm của hệ thống che chống đất đá gây ra cũng nh− chuyển vị toàn khối kết cấu của nền móng bị lún trong các giai đoạn thi công gây ra. (2) Yêu cầu độ cứng che chống hệ thống chống cải tạo tầng đất. So với đ−ờng hầm nằm sâu, biến dạng cho phép của đ−ờng hầm nông cũng khác nhau. Khi thi công bằng ph−ơng pháp đào ngầm đ−ờng hầm chôn nông, che chống càng sớm càng tốt, độ cứng che chống cũng phải tăng lên một cách thích đáng nhằm để khống chế biến dạng lún sụt trong đất cũng nh− đất mặt. Ngoài việc phải lựa chọn ph−ơng pháp đào, ph−ơng thức che chống cùng công nghệ thi công thoả đáng ra còn phải th−ờng xuyên phải dùng biện pháp tiến hành cải thiện điều kiện đất đá ở phía tr−ớc. Đó là những biện pháp nhằm khống chế biến dạng lún của địa tầng. b. Ph−ơng pháo đào và ph−ơng thức che chống. (1) Lựa chọn ph−ơng pháp đào. Trong thi công th−ờng dùng ph−ơng pháp bậc thang và ph−ơng pháo đào bộ phận các loại thích hợp với điều kiện địa chất đặc biệt. Nói chung, đ−ờng hầm trong núi th−ờng dùng ph−ơng pháp bậc thang lớn để thi công. Đ−ờng hầm ở thành phố và phụ cận, nói chung, có thể dùng ph−ơng pháp đào bộ phận ở bậc thang trên, và ph−ơng pháp bậc thang ngắn để thi công. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 12 - bùi văn d−ỡng Hình 1.16: Ph−ơng pháp bậc thang ngắn a, Ph−ơng pháp đào bộ phận bậc thang trên; b,Ph−ơng pháp bậc thang ngắn; Đ−ờng hầm có mặt cắt lớn trong thành phố hệ chống trên núi có thể dùng ph−ơng pháp bậc thang có t−ờng ngăn ở giữa, ph−ơng pháp hào dẫn ở một bên vách, hoặc ph−ơng pháp hào dẫn ở hai bên vách (hình 1.17). Đ−ờng hầm nhiều nhịp cùng cho ga đ−ờng sắt, cho bãi đỗ xe d−ới đất v.v ... phần lớn th−ờng dùng ph−ơng pháp cột + hầm, ph−ơng pháp hầm bên hoặc ph−ơng pháp hầm ở giữa để thi công (hình 1.17). Trong thi công, cần hết sức giảm thiểu xáo động đất đá, −u tiên dùng máy đào hoặc dùng nhân lực. khi đào bằng nổ phá, cần dùng tiến độ ngắn, dùng nổ phá om, khi cần thiết phải tiến hành giám sát khống chế với chấn động nổ phá. Tiến độ nổ phá nói chung không nên quá 1,0m. Hình 1.17: a, Ph−ơng pháp bậc thang có t−ờng ngăn ở giữa; b,Ph−ơng pháp đào dẫn một bên vách c,Ph−ơng pháp đào dẫn hai bên vách Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 13 - bùi văn d−ỡng (2) Ph−ơng thức che chống. Đ−ờng hầm đ−ợc thi công bằng ph−ơng pháp đào ngầm chôn nông phần lớn đều dùng vỏ hầm hai lớp. Khi thiết kế có thể chia ra làm 3 loại: Che chống ban đầu chịu toàn bộ tải trọng, che chống lần hai (vỏ lớp trong) chỉ có tác dụng dự trữ an toàn; che chống lần đầu và che chống lần hai cùng có vai trò nh− nhau hoặc che chống lần đầu chỉ dùng làm che chống tạm thời trong thời gian thi công, che chống lần hai dùng làm kết cấu chịu tải chủ yếu. Trong điều kiện địa chất bình th−ờng, kiểu che chống thời kỳ đầu bao gồm 4 loại ph−ơng thức: Phun, neo, l−ới, giá thép hệ chống giàn mắt cáo ghép lại thành hình thức kết cấu khác nhau. Hình 1.18 a,Trình tự thi công bằng ph−ơng pháp cột + hầm; b,Trình tự thi công bằng ph−ơng pháp hầm bên; c,Trình tự thi công băng ph−ơng pháp hầm ở giữa; Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 14 - bùi văn d−ỡng Trong thi công diện tích mặt cắt lớn ở địa tầng mềm yếu dùng cách đào từng bộ phận nhỏ, che chống hầm thời kỳ đầu th−ờng kết hợp với che chống tạm thời (nh− vòm đáy tạm thời, t−ờng ngăn ở giữa), làm cho mỗi bộ phận sau khi đào xong đều đ−ợc bịt kín tạm thời. (3)Ph−ơng pháp thi công bổ trợ Trong tình hình bình th−ờng có thể dựa theo trình tự sau đây lần l−ợt lựa chọn để dùng: -Đào nửa mặt cắt trên chừa lại lõi đất hình vòng tròn ở giữa: -Phun bê tông bịt kín mặt đào; -Che chống bằng neo v−ợt lên tr−ớc hệ chống ống dẫn nhỏ v−ợt lên tr−ớc. -Phun vữa vào ống dẫn nhỏ v−ợt lên tr−ớc ở xung quanh hầm; -Bố trí vòm đáy tạm thời ; -Phun vữa vào lỗ sâu để gia cố và chặn n−ớc 1.1.3.2. Ph−ơng pháp khiên đào: - Ph−ơng pháp này đ−ợc công trình s− ng−ời Pháp Brunel đề xuất vào năm 1818 xuất phát từ việc quan sát con mọt đục gỗ trên tàu thuyền. - Khiên mở hầm là thiết bị chống di động, d−ới tác động của khiên, đất đá đ−ợc đào và vỏ hầm đ−ợc lắp đặt. - Theo hình dạng khiên có thể có các loại khiên hình tròn, vòm (móng ngựa), chữ nhật, hình nón. Trong phần lớn các tr−ờng hợp khiên th−ờng có dạng hình tròn t−ơng ứng với dạng vỏ hầm. - Theo ph−ơng pháp đào đất ng−ời ta phân khiên ra các loại: không cơ giới (đào thủ công), bán cơ giới (công tác đào đất và bốc dỡ đất đá đ−ợc cơ giới hoá từng phần) và cơ giới toàn bộ (tất cả các thao tác đào đất, bốc dỡ vận chuyển, thu dọn đất đá đều đ−ợc cơ giới hoá). - Theo cấu tạo của bộ phận tr−ớc khiên có: khiên đào ngực trần và ngực kín. - Theo ph−ơng pháp hạ n−ớc ngầm có: hạ n−ớc ngầm thủ công bằng giếng kim, loại cân bằng bùn và n−ớc, cân bằng áp lực đất, loại sử dụng khí nén cục bộ và khí nén toàn bộ… Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 15 - bùi văn d−ỡng Bảng phân loại khiên đào - Khi thi công trong các vùng có n−ớc ngầm và các hầm trong đất yếu thì phải có ph−ơng án làm giảm mực n−ớc ngầm và ổn định thành đào – một trong các ph−ơng pháp đó thì ph−ơng pháp khí nén đ−ợc coi là hữu hiệu nhất. - Có thể thấy ph−ơng pháp khiên có các −u điểm sau: + Đào và xây dựng vỏ hầm một cách an toàn d−ới sự che chống của khiên. + Tốc độ thi công nhanh, toàn bộ quá trình thi công: đào, đ−a đất ra, lắp đặt kết cấu vỏ… đều có thể cơ giới hoá đ−ợc. + Không ảnh h−ởng đến không gian trên bề mặt (đ−ờng giao thông, sông biển…) trong quá trình thi công. + Không bị ảnh bởi thời tiết và khí hậu. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 16 - bùi văn d−ỡng + Không gây tiếng ồn trong thi công và ảnh h−ởng tới môi tr−ờng xung quanh. + Ph−ơng pháp này còn đặc biệt hợp lý (về kinh tế và kỹ thuật) khi thi công trong các môi tr−ờng đất đá mềm yếu và có n−ớc ngầm ( d−ới sông biển, hầm trong thành phố…). - Tuy nhiên nó cũng có các nh−ợc điểm: + Chỉ thích hợp với các công trình hầm có chiều dài lớn (>750m) vì các thiết bị loại này th−ờng chỉ thiết kế và chế tạo cho 1 công trình cụ thể với các điều kiện phù hợp. + Khó khăn khi thi công các công trình có đ−ờng cong bán kính nhỏ. + Khi chiều dầy tầng đất phủ nhỏ đặc biệt là khi thi công d−ới đáy n−ớc. + Khi sử dụng khí nén làm khô khu vực thi công thì yêu cầu bảo hộ cho ng−ời làm việc trong hầm cao và ảnh h−ởng lớn đến sức khoẻ ng−ời lao động. 1 2 3 4 5 1. Vòng miệng 2. Vòng che chống 3. Vòng đuôi 4. S−ờn gia cố 5. S−ờn gia cố hình vòng Cấu tạo vỏ khiên Sơ đồ khiên đào thủ công Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 17 - bùi văn d−ỡng Hình 1.19: Sơ đồ các khiên đào cơ giới và bộ phận làm việc tác động rôto (a-b) Hình 1.20: Các sơ đồ khiên cơ giới hoá có bộ phận làm việc tác động lựa chọn - Để mở hầm trong các đất không dính có độ ẩm ng−ời ta đã sử dụng thành công loại khiên có sàn chia theo ph−ơng nằm ngang đua ra chút ít sau vòng dao. Nh− vậy g−ơng hầm đ−ợc chia ra nhiều tầng, đất đ−ợcc đổ nghiêng trên mỗi tầng đảm bảo ổn định cho g−ơng đào. Hình 1.21: Khiên có sàn chia đôi nằm ngang Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 18 - bùi văn d−ỡng - Khi đào trong đất không dính (rời) no n−ớc, để đảm bảo ổn định cho g−ơng ng−ời ta chia khiên ra một số tầng và mỗi tầng có bố trí các buồng. Việc đào đất đ−ợc thực hiện bằng mũi cắt phía đầu khiên, n−ớc (dung dịch bùn sét) đ−ợc dẫn vào trộn lẫn với đất, khi đó n−ớc + đất đ−ợc tạo ra một màng chắn nhằm cân bằng áp lực đất phía mặt g−ơng (ph−ơng pháp cân bằng áp lực đất). N−ớc và đất này sẽ đ−ợc đ−a ra ngoài cũng bằng các ống hút. - Trong đất rời ng−ời ta còn sử dụng ph−ơng pháp cân bằng áp lực đất trên cở sở nguyên lý và cấu tạo giống nh− ph−ơng pháp cân bằng áp lực n−ớc chỉ khác ph−ơng pháp đào đất th−ờng đ−ợc thực hiện bằng các mâm quay cắt đất. - Còn để m._.ở hầm trong đất dính no n−ớc kém ổn định ng−ời ta th−ờng sử dụng các loại khiên cơ giới có khí nén. áp lực n−ớc áp lực đất tr−ớc g−ơng áp lực đất thải Mâm cắt Băng tảii xoắn L−ỡi trộn Buồng chứađất thải Hình1.22: Khiên cân bằng áp lực đất 1.1.3.3. Ph−ơng pháp tổ hợp khoan đào TBM: - Ph−ơng pháp này xuất hiện từ những năm 1930 và đến nay vẫn đang đ−ợc phát triển và sử dụng rộng rãi. - Tr−ớc đây chủ yếu là các loại máy đào mui trần áp dụng chủ yếu cho đá cứng, sau đó đ−ợc phát triển lên các dạng máy có khiên bảo vệ nên nó dùng đ−ợc trong các điều kiện địa chất kém ổn định. Vì vậy kết hợp với những −u điểm nh− : tính thi công liên tục, tính công nghiệp hoá cao… nên năng suất thi công rất cao nên loại máy khoan đào hầm TBM ngày càng đ−ợc áp dụng rộng rãi trong thi công các công trình ngầm. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 19 - bùi văn d−ỡng - Phân loại: Có thể chia ra làm loại chủ yếu là máy đào mui trần và máy đào có khiên (loại có khiên chia ra 2 loại: khiên đơn và khiên đôi): + Loại máy đào mui trần: 1 2 3 4 3. Chân chống tr−ớc 2. Chân chống mâm dao 1. Mâm dao 4. Chân chống sau a) khoan đào đất đá b) Tiến lên c) Tiếp tục khoan đất đá Hình1.23: Cơ cấu làm việc của loại TBM mui trần. Loại máy có khiên đơn: có cấu tạo và cơ cấu làm việc đ−ợc miêu tả trong hình sau: 1 3 7 8 6 5 42 4. Máy lắp vỏ BT đúc sẵn 1. Mâm dao 2. Khiên bảo vệ 3. Kích đẩy 7. Tấm BT đang lắp 6. Máy nâng (tấm BT và các cấu kiện) 5. Máy khoan v−ợt (tạo ô) 8. Tấm BT đang lắp Hình1.24: Cấu tạo của loại TBM khiên đơn. Trong khi đào tiến lên, máy dựa vào kích đằng sau tựa vào các phiến vỏ hầm đã lắp tr−ớc đó đẩy cho mũi khiên tiến lên. Khi kết thúc một chu trình tiến lên của mũi đào các kích đẩy phía sau sẽ co lại, máy khoan đào tạm thời ngừng hoạt động để lắp các phiến bê tông tiếp theo và tiếp tục một chu trình mới. + Loại máy có khiên đôi: có cấu tạo và cơ cấu làm việc đ−ợc miêu tả trong hình sau: Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 20 - bùi văn d−ỡng 11. Tấm BT đang lắp 9. Máy khoan v−ợt (tạo ô) 10. Máy nâng (tấm BT và các cấu kiện) 8. Tấm BT đang lắp 4. Kích đẩy 2. Khiên tr−ớc 1. Mâm dao 7. Máy lắp vỏ BT đúc sẵn 3 7 9 10 11 851 12 2 3 4 6 5. Khiên sau 6. Chân giữ khiên sau 3. Chân giữ khiên tr−ớc 12. ống vận chuyể đất đá Hình 1.25: Cấu tạo của loại TBM khiên đôi. Với việc sử dụng vỏ khiên đôi đã hạn chế đ−ợc nh−ợc điểm phải dừng tạm thời tiến trình khoan đào để lắp các tấm bê tông của loại máy một khiên. * Tóm lại: + Có thể tổng hợp sự phân biệt các loại máy khoan đào TBM và khiên đào theo sơ đồ d−ới đây (ph−ơng pháp của DAUB – Hội xây dựng công trình ngầm của Đức): TBM Máy khoan đào hầm TBM TBM không có khiên TBM-S TBM có khiên SM Khiên đào SM-T Khiên đào từng phần SM-V Khiên đào toàn tiết diện SM-T1: Không chống đỡ mặt g−ơng SM-T2: Chống đỡ từng phần mặt g−ơng SM-T3: Chống đỡ mặt ng bằng khí ng−ơ én SM-T4: Chống đỡ mặt ng bằng chất lỏg−ơ ng SM-V1: Không chống đỡ mặt g−ơng SM-V2: Chống đỡ mặt g−ơng bằng kết cấu cơ học SM-V3: Chống đỡ mặt g−ơng bằng khí nén SM-V4: Chống đỡ mặt g−ơng bằng chất lỏng SM-V5: Chống đỡ mặt g−ơng cân bằng áp lực đất TM – Máy thi công hầm + Ngoài ra trong thực tế còn có các loại thiết bị đào hầm kiểu kích đẩy ống, trong đồ án này tác giả sẽ không giới thiệu thêm. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 21 - bùi văn d−ỡng + Khi đào hầm trong đất mềm yếu ng−ời ta chế tạo ra loại máy đào tổ hợp giữa máy khoan đào TBM với khiên đào và trong luận văn sẽ gọi là “tổ hợp đào hầm”. + Trong tất cả các ph−ơng pháp thi công hầm nói trên thì ph−ơng pháp sử dụng tổ hợp đào hầm có nhiều −u điểm hơn cả về tốc độ thi công, mức độ an toàn, khả năng kiểm soát các tai biến, mức độ công nghiệp hoá cao… Đặc biệt khi thi công các công trình ngầm ở các thành phố lớn có diện tích bề mặt hạn chế, yêu cầu về đảm bảo các hoạt động bình th−ờng của thành phố trong quá trình thi công… thì ph−ơng pháp này càng thể hiện đ−ợc tính −u việt của nó. Vì vậy khi xây dựng các công trình hầm giao thông trong các khu vực đô thị lớn ph−ơng pháp tổ hợp đào hầm luôn đựơc đ−a ra so sánh cần nhắc và sử dụng. 1.2. Sự cần thiết của đề tài. Cùng với các phân tích trên đây, có thể nói thêm rằng khi dự kiến ph−ơng pháp thi công các đ−ờng hầm trong thành phố nh−ng vẫn phải đảm bảo giao thông và các hoạt động khác bên trên mặt đất của thành phố diễn ra một cách bình th−ờng thì ph−ơng án −u tiên đ−ợc lựa chọn là ph−ơng pháp đào kín với vị trí đặt hầm hợp lý với các loại ph−ơng pháp thi công này cũng nh− quy hoạch các công trình ngầm của thành phố đó. Trong tất cả các ph−ơng pháp thi công đào kín đ−ợc nêu ra ở trên cùng với những phân tích thì thấy rằng ph−ơng pháp sử dụng tổ hợp đào hầm là 1 trong các ph−ơng pháp −u việt hơn cả. Tuy nhiên khi thi công hầm bằng ph−ơng pháp sử dụng tổ hợp đào hầm (đặc biệt là ở những khu vực đất mềm yếu) có thể làm cho mặt đất bị lún trong quá trình thi công và vận doanh của đ−ờng hầm sau này. Giá trị lún này đạt đến một mức độ nhất định sẽ làm ảnh h−ởng xấu đến các công trình kiến trúc trên mặt đất và của bản thân đ−ờng hầm. Có thể chia độ lún của bề mặt đất mềm yếu ra làm hai loại chính: lún ngắn hạn (xảy ra trong khoảng thời gian nhất định khi thi công) và lún dài hạn (cố kết, từ biến…). Tuy nhiên độ lún dài hạn th−ờng là không lớn và nó phát triển dần dần trong một thời gian dài tuỳ thuộc vào loại địa chất khác nhau. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 22 - bùi văn d−ỡng Do đó phải nghiên cứu cẩn thận các quy luật, các yếu tố ảnh h−ởng và giá trị lún bề mặt đất khi thi công hầm trong đất mềm yếu sử dụng tổ hợp đào hầm. 1.2.1. ảnh h−ởng của quá trình thi công đ−ờng hầm bằng tổ hợp đào hầm đến lún bề mặt: - Chuyển vị nền và chiết giảm thể tích đ−ờng hầm thi công đào ngang Biến dạng của nền là không thể tránh khỏi khi thi công CTN trong nền đất yếu. Rất khó có thể có đ−ợc một vỏ hầm có kích th−ớc và độ cứng phù hợp với vùng lỗ hổng vừa đ−ợc tạo ra. Trong thời gian đào, đất nền xung quanh sẽ chuyển vị vào phía trong nh− là sự cân phân bố lại ứng suất. Điều này dẫn đến yêu cầu đào một kích th−ớc lớn hơn kích th−ớc thực tế của hầm. Thể tích đất phải đào thêm này đ−ợc gọi là “mất mát thể tích”. Khi đào bằng các loại máy khoan cắt (TBM): trong quá trình đào đất đá phía mặt máy đào đ−ợc đào phá ra và trong quá trình đào liên tục này đất đá ở khu vực phiá trên và bên chuyển vị vào phía trong mặt g−ơng đào làm gia tăng sự mất mát thể tích mặt g−ơng đào. Viền l−ỡi đào ở đầu khiên đào cắt vào đất đá, sau khi nó v−ợt qua sẽ là cơ hội để đất đá ở khu vực này biến dạng h−ớng tâm. Tuỳ theo tỷ lệ của biến dạng (độ cứng của đất đá) và chiều dài b−ớc đào mà nó có thể áp sát ngay vào bề mặt của vỏ khiên đào. Vỏ hầm có kích th−ớc nhỏ hơn một chút so với kích th−ớc của khiên đào đ−ợc lắp đặt ngay lập tức. Vùng hở phía sau vỏ hầm sẽ đ−ợc lấp đầy bằng bơm vữa đệm phía sau vỏ. Đây là cơ hội để đất tiếp tục chuyển vị h−ớng tâm cho đến khi vữa bơm phía sau đủ c−ờng độ để chịu đ−ợc ứng suất của đất nền. Tổng cộng của các chuyển vị h−ớng tâm này đ−ợc nhóm lại và gọi là chuyển vị “h−ớng tâm”. Tổng cộng mất mát thể tích h−ớng tâm và bề mặt g−ơng đào đ−ợc gọi là mất mát thể tích trong suốt quá trình thi công ,VL, đo bằng m 3 trên 1 mét chiều dài đào. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 23 - bùi văn d−ỡng Hình 1.26: Các loại mất mát thể tích khi thi công bằng TBM - Việc xác định mối quan hệ giữa kích th−ớc biên đào ban đầu và kích th−ớc biên ngoài vỏ hầm với mức độ triết giảm thể tích là rất khó xác định. Theo nghiên cứu của Macklin và Field (1999) với đ−ờng hầm có đ−ờng kính D=2,8m trong nền sét mềm thì có đến 70% giá trị biến dạng bề mặt đất xảy ra trong giai đoạn lắp dựng vỏ lắp ghép và phun vữa phía sau vỏ (khi khiên đào đã đi qua). - Việc lựa chọn loại máy thi công đào hầm phụ thuộc chủ yếu vào khả năng đảm bảo an toàn trong quá trình đào. Hiện nay, khi lựa chọn thiết bị thi công hầm trong đất yếu ng−ời ta th−ờng lựa chọn các loại máy có thể chiết giảm mức độ mất mát thể tích bề mặt g−ơng đào nh−: máy cân bằng áp lực đất, cân bằng áp lực vữa sét … Còn trong đất cứng t−ơng đối ổn định thì có thể sử dụng các loại máy dạng ngực trần. Đối với các biến dạng h−ớng tâm thì rất khó để hạn chế các biến dạng này, một trong những cách có thể làm giảm bớt biến dạng h−ớng tâm là bơm ép vữa lỏng vào sau vỏ hầm, tuy nhiên nó phụ thuộc rất nhiều vào thời điểm bơm vữa. Một cách hiệu quả hơn để hạn chế biến dạng h−ớng tâm đó là sử dụng khí nén, tuy nhiên ph−ơng án này bị hạn chế là quá đắt. Nh− vậy việc biến dạng của nền đất h−ớng tâm là không thể tránh khỏi. Phần l−ỡi cắtMất mát h−ớng tâm Mất mát g−ơng đào Bơm vữa phía sau vỏ Vỏ hầm Khiên Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 24 - bùi văn d−ỡng Lún sụt đất nền do mặt g−ơng mất ổn định Lún đất nền do mất mát h−ớng tâm Hình 1.27 - Việc xác định đ−ợc mức độ lún đất nền đối với ng−ời thiết kế là hết sức quan trọng. Tuy nhiên ng−ời thiết kế chỉ biết đ−ợc các giá trị này thông các số liệu khảo sát mà các số liệu này không thể phản ánh hết đ−ợc tất cả các yếu tố rất phức tạp của nền đất. Kể cả loại máy với cơ chế làm việc của nó và tay nghề của công nhân cũng là những yếu tố ảnh h−ởng rất lớn đến lún bề mặt đất. Ngoài ra, trong thực tế mức độ mất mát thể tích lại không phụ thuộc vào trạng thái ứng suất của nền đất hoặc chiều sâu đặt hầm mà phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc của đất nền và trạng thái của nó. Đất lấp Sỏi sạn Sét Đá mồ côi Cát Cát tơĐá gốc Hình 1.28: Ví dụ mô tả trạng thái địa chất thực tế tại 1 công trình đ−ờng hầm Máy đào cân bằng áp lực đất và n−ớc Máy đào cân bằng áp lực đất Máy đào cân bằng áp lực khí nén Dung dịch sét + đất Đất đào ra Khí nén Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 25 - bùi văn d−ỡng - Trong quá trình thi công hầm thì các yếu tố gây ra hiện t−ợng lún bề mặt có thể kể đến là: + Do sự thay đổi cao độ mực n−ớc ngầm: Điều này phụ thuộc rất nhiều vào loại đất và phân bố của đất mà đ−ờng hầm sẽ đi qua. Trong đó phải nói đến khả năng thấm n−ớc của đất là cao hay thấp. Độ thấm cao hay thấp Độ thấm khác nhau Độ thấm khác nhau cao Thấp Cao Thấp Hình 1.29 + Do chiết giảm thể tích đất nền (Vs): Vs= VL-∆V, VL: Thể tích biến dạng của đất nền (tổng của các biến dạng tức thời xung quanh biên hầm) ∆V: Phần thể tích thay đổi trong nền đất (tăng lên hay giảm đi theo quá trình thi công). Mang dấu (+) nếu bị kéo giãn, (-) nếu bị nén ép. VS: Thể tích biến dạng lún mặt đất. VS = Thể tích VL = Thể tích mất mát tổng thể vùng biến dạng lún V = Thể tích thay đổi nội tại trong đất∆ Hình 1.30: Các loại mất mát thể tích trên theo mô hình phẳng Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 26 - bùi văn d−ỡng - Theo nh− nghiên cứu của Alan Graham Bloodworth trong luận văn tiến sỹ của mình thì khi thi công hầm bằng TBM trong thì tổng thể tích đất đá đ−ợc đào đi luôn lớn hơn từ 1% - 2% thể tích của hầm kể cả phần vỏ đã đ−ợc lắp đặt sau này. Còn đối với các hầm có đ−ờng kính 5m và 10m trong đất sét thì độ lún lớn nhất trong vùng lún bề mặt đất là 12mm và 24mm. - Thông th−ờng mức độ lún bề mặt đất đã đ−ợc tổng kết nh− sau (theo AFTES,1995): + 10 – 20% gây ra do mất mát bề mặt g−ơng đào. + 40 – 50% gây ra do khoảng trống dọc theo chiều dài thân khiên. + 30 – 50% gây ra tại khu vực sau khi khiên đào đã đi qua. - Mức độ mất mát thể tích của đất nền trong quá trình thi công có thể xảy ra phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố sau: + Đặc điểm địa chất , thuỷ văn khu vực hầm. + Ph−ơng pháp thi công và tay nghề công nhân. + Tốc độ thi công. + Kích th−ớc của đ−ờng hầm. + Hình dạng của kết cấu chống đỡ. - Biến dạng lún ngắn và dài hạn của đất nền: Mức độ biến dạng trong ứng xử cơ học của đất phụ thuộc vào yếu tố thời gian, vì vậy phải đ−a ra khái niệm về biến dạng ngắn và dài hạn: + Biến dạng lún ngắn hạn: Theo nh− các số liệu nghiên cứu trong vùng đất sét Lon Don thì biến dạng lún ngắn hạn này xảy ra trong khoảng 4 ngày đầu sau khi đào hầm. Tỷ lệ thời gian này ngắn hơn hoặc có thể so sánh đ−ợc với thời gian tiến lên của quá trình đào hầm gây ra biến dạng lún của đất nền. Báo cáo của Macklin và Field (1999) nói rằng các biến dạng lún ngắn hạn nằm tại vị trí mặt cắt trong khoảng thời gian 24 giờ tr−ớc và sau khi khiên đào v−ợt qua. Có một bằng chứng rằng biến dạng ngắn hạn của đất nền xuất hiện và kết thúc ngay tại thời điểm mà đầu đào v−ợt qua. Phản ứng của đất nền ở thể tích không đổi đã ngay lập tức thiết lập nên một trạng thái ứng suất mới của nền đất, bản chất của nó là sự gia tăng tải trọng lên xung quanh biên hầm. Xét riêng về khía cạnh của hầm thì các biến dạng này đ−ợc coi là nhỏ nên không đủ để gây ra phá hoại Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 27 - bùi văn d−ỡng hoặc biến đổi kết cấu của đất một cách đáng kể. Điều đó có thể nói rằng cấu trúc của đất không hề thay đổi trong suốt quá trình này. + Biến dạng lún dài hạn: Biến dạng dài hạn là kết quả của các quá trình: từ biến, hiện t−ợng lão hoá và cố kết, đó chính là các sự thay đổi các tính chất của đất nền d−ới tác dụng của tải trọng không đổi. Yếu tố thời gian của các hiện t−ợng này phụ thuộc vào các điều kiện của đất nền, nó có thể là hàng tuần hoặc hàng tháng với đất cát và sét mềm; hàng năm với nền sét cứng. Giá trị của biến dạng lún dài hạn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố và rất khó để xác định cụ thể. Theo các nghiên cứu số liệu lịch sử (case histories) thì biến dạng lún dài hạn có xấp xỉ 60% biến dạng ngắn hạn (theo Simsons và Som, 1970; Morton và Au, 1975). Attwell và Selby (1989) đã đánh giá biến dạng dài hạn có thể lên tới 2,5 lần biến dạng ngắn hạn, tuy nhiên bề rộng của vùng biến dạng lại rộng hơn. Điều đó có nghĩa rằng dạng đ−ờng cong của vùng lún cũng t−ơng tự nh− của biến dạng lún ngắn hạn D H Vùng biến dạng lún dài hạn Vùng biến dạng lún ngắn hạn Hình 1.31: Biến dạng lún ngắn và dài hạn Do đó có thể nói chuyển vị ngắn hạn là vấn đề băn khoăn chủ yếu mà các nhà kỹ thuật quan tâm giải quyết, đồng thời nó cũng là mục tiêu của đề tài này. 1.2.2. Mục tiêu của đề tài: Nh− tất cả các phân tích trên, có thể thấy rằng việc thi công đ−ờng hầm đặt nông trong nền đất thì bất kể là bằng ph−ơng pháp nào đều gây ra các biến dạng lún nền đất, điều này đ−ơng nhiên sẽ dẫn đến nguy hiểm cho kết cấu công trình đã có trên bề mặt đất. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 28 - bùi văn d−ỡng Trong đề tài này sẽ tập trung chủ yếu vào ph−ơng pháp thi công bằng tổ hợp khoan đào TBM. Trên thực tế, các biến dạng lún đất nền do xuất hiện và tồn tại đ−ờng hầm có thể phân chia ra hai loại là ngắn hạn, dài hạn và đề tài sẽ tập trung vào nghiên cứu các biến dạng ngắn hạn. Mục tiêu chính của đề tài là sẽ xác định ra đ−ợc phân bố lún bề mặt theo h−ớng ngang và dọc theo trục đ−ờng hầm xuất hiện theo quá trình thi công bằng máy khoan đào TBM. Đồng thời sẽ khảo sát các mối quan hệ giữa kích th−ớc đ−ờng hang với chiều sâu đặt của nó, cũng nh− sự thay đổi ph−ơng pháp (vật liệu) chèn lấp khoảng hở giữa đất nền và kết cấu vỏ, ảnh h−ởng của ph−ơng pháp ổn định mặt g−ơng đào trong quá trình thi công đến lún bề mặt đất. Từ đó sẽ so sánh với các ph−ơng pháp khác để đ−a ra các nhận xét cũng nh− khuyến cáo để tránh những rủi ro có thể gặp phải trong quá trình thi công hầm đặt nông trong nền đất. 1.2.3. Giới hạn của đề tài: Với những mục tiêu đ−a ra ở trên thì riêng với vấn đề lún bề mặt đất (trong rất nhiều vấn đề của ph−ơng pháp khoan đào TBM) khối l−ợng thực hiện của đề tài là rất lớn. Nh− đã phân tích ở trên thì vấn đề lún bề mặt này chịu ảnh h−ởng của rất nhiều yếu tố cả khách quan và chủ quan, cả yếu tố không gian và thời gian. Vì vậy một ph−ơng pháp bất kỳ nào (kinh nghiệm, thí nghiệm hay mô hình số...) đ−ợc sử dụng để tìm ra các yêu cầu nói trên là hết sức phức tạp. Trong đề tài sẽ sử dụng ph−ơng pháp phân tích số để giải quyết vấn đề này của bài toán, tuy nhiên để bao hàm đựơc hết tất cả các yếu tố ảnh h−ởng vừa nêu thì chắc chắn bài toán phải đ−ợc mô hình theo sơ đồ không gian (3-D) hoặc các sơ đồ phẳng 2-D (độc lập và cộng tác dụng) với các điều kiện địa chất thuỷ văn đầy đủ, đồng thời có kể đến rất đầy đủ quá trình thi công một cách chính xác (phụ thuộc thời gian). Mô hình vật liệu làm việc có thể là đàn hồi tuyến tính, đàn hồi phi tuyến, đàn- dẻo hoặc dẻo... Vấn đề lún bề mặt chia ra làm hai loại chủ yếu là ngắn và dài hạn, các giá trị này đ−ợc quyết định bởi các yếu tố nh− đặc điểm địa chất, điều kiện n−ớc ngầm, ph−ơng pháp thi công, hình dạng đ−ờng hầm và kích th−ớc của hầm... Và nh− vậy trong đề tài sẽ tập trung nghiên cứu các lún ngắn hạn, với điều kiện địa chất là một lớp địa chất đồng nhất, thi công bằng máy đào TBM có sử dụng biện Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 1 - 29 - bùi văn d−ỡng pháp ổn định mặt g−ơng, với đ−ờng hầm đơn dạng tròn có kích th−ớc và chiều sâu đặt thay đổi để khảo sát kết quả, không sét đến ảnh h−ởng của n−ớc d−ới đất. Kết cấu chống đỡ của hầm sẽ sử dụng là các tấm bê tông đúc sẵn, có sử dụng ph−ơng pháp phun vữa phía sau vỏ (đ−ợc gắn trực tiếp vào đuôi khiên) và cuối cùng sẽ là lớp bê tông vỏ hầm đúc tại chỗ. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 2 - 30 - bùi văn d−ỡng Ch−ơng 2: Các ph−ơng pháp tính lún mặt đất khi thi công công trình ngầm bằng TBM Hiện nay đang tồn tại các ph−ơng pháp tính ảnh h−ởng lún bề mặt đất do thi công công trình ngầm đặt nông bằng TBM chủ yếu dựa và các công thức bán kinh nghiệm, các ph−ơng pháp giải tích hoặc PTHH của nhiều tác giả khác nhau – cả các phân tích mô hình phẳng và không gian. 2.1. Các nghiên cứu dựa theo kinh nghiệm và bán kinh nghiệm: Việc dự đoán tổng giá trị mất mát thể tích tr−ớc khi đào hầm rất có lợi cho ng−ời thiết kế, tuy nhiên nó cũng rất khó vì điều này phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố mà các yếu tố đó không thể biết hoặc khó kiểm soát đ−ợc trong giai đoạn thiết kế. Các yếu tố đó là loại máy đào, trình tự thi công, và cuối cùng là tay nghề của công nhân. Ng−ời thiết kế biết một cách lý thuyết về tính chất đất đá và trạng thái ứng suất. Tr−ớc tiên phải khẳng định rằng chuyển vị lún là không thể tránh khỏi khi thi công hầm trong nền đất yếu (kể cả trong đất đá cứng). Việc tạo ra một khoảng trống và tức thời đặt một kết cấu chống đỡ đủ cứng và vừa vặn với khoảng trống đó là không thể thực hiện đ−ợc. Trong thời gian khoan đào, đất nền xung quanh hầm sẽ biến dạng vào phía trong theo quá trình giải phóng ứng suất. Do đó luôn luôn phải đào mở một phần thể tích lớn hơn phần thể tích hoàn thiện của hầm, phần thể tích cần đào thêm này đ−ợc gọi là “phần mất mát thể tích”. Thêm nữa, phần l−ỡi cắt của máy đào TBM sẽ đào phá đất đá phía tr−ớc mặt g−ơng, trong quá trình hoạt động liên tục đó vùng đất đá nhất định phía tr−ớc g−ơng sẽ có xu h−ớng chuyển vị về phía bề mặt g−ơng. Phần chuyển vị này đ−ợc gọi là mất mát thể tích mặt g−ơng. Vì vậy, yêu cầu cấu tạo của phần l−ỡi cắt máy đào phải phá đ−ợc kích th−ớc lớn hơn kích th−ớc cần thiết của hang đào. Sau khi l−ỡi cắt v−ợt qua đất đá xung quanh có thể chuyển vị h−ớng tâm về phía khiên đào, tuỳ theo tỷ số quan hệ giữa biến dạng của đất nền với chiều dài đào tiến lên mà nó có thể chuyển vị áp sát ngay lập tức vào thành khiên đào. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 2 - 31 - bùi văn d−ỡng Vỏ hầm có kích th−ớc nhỏ hơn một chút với kích th−ớc của vỏ khiên (tuỳ thuộc vào bề dầy của phần đuôi khiên) sẽ đ−ợc lắp đặt ngay lập tức phía sau khiên. Khoảng trống sau vỏ hầm thông th−ờng đ−ợc bơm vữa lấp đầy tại vị trí cách từ 1 đến 2 khoang vỏ đúc sẵn. Đây là khả năng thêm nữa để đất nền tiếp tục chuyển vị h−ớng tâm về phía vỏ hầm, cho đến khi phần vữa này đạt đủ c−ờng độ để chống lại áp lực đất. Tổng cộng của cả hai chuyển vị h−ớng tâm này đ−ợc gọi là mất mát h−ớng tâm (Hình 1.26). Tổng cộng tất cả các mất mát h−ớng tâm và mất mát g−ơng đào đ−ợc gọi là “mất mát thể tích toàn bộ” – VL, trong quá trình thi công, đ−ợc đo bằng m3/mét dài đào hầm. a. Ph−ơng pháp nghiên cứu kinh nghiệm: Macklin và Field (1999) dựa vào số liệu thực tế với đ−ờng hầm đ−ờng kính 2,8m trong đất sét London cho biết quan hệ thay đổi giữa áp lực đất thứ cấp( )1 và biến dạng lún bề mặt với tốc độ đào hầm. ở tr−ờng hợp này thì có đến 70% biến dạng lún bề mặt đất tại mặt cắt vuông góc xảy ra khi đuôi khiên đào đã v−ợt qua, trong suốt quá trình lắp đặt vỏ và bơm vữa. VL đ−ợc xác định bằng phần trăm của diện tích tổng cộng mặt cắt ngang hầm: VL%= 4/ %100. 2D VL π Trong đó: VL%: phần trăm thể tích mất mát tổng thể so với diện tích g−ơng đào. D: Đ−ờng kính g−ơng đào. Có thể nói mức độ mất mát thể tích đất đá phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố chủ quan và khách quan, vì vậy các số liệu thực tế của công trình cụ thể chỉ nên sử dụng để tham khảo tr−ớc khi nghiên cứu ảnh h−ởng này cho một công trình mới. Vì vậy, một số tác giả đã đ−a ra các công thức đánh giá ảnh h−ởng lún bề mặt đất dựa vào các số liệu đo đạc thực tế kết hợp với việc mô hình hoá bài toán ( )1 áp lực đất nền sau khi đào hầm hay còn gọi là áp lực đất thứ sinh (áp lực đất nền khi ch−a đào hầm gọi là áp lực nguyên sinh). Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 2 - 32 - bùi văn d−ỡng bằng ph−ơng pháp PTHH hoặc giải tích… có thể cộng thêm các kết quả thí nghiệm để đ−a ra các công thức dạng bán kinh nghiệm. b. Ph−ơng pháp nghiên cứu bán kinh nghiệm: ắ Ph−ơng pháp sử dụng hệ số ổn định: - Macklin (1999), Mair (1981) và O’Reilly (1988), kết hợp lịch sử và kết quả mô hình thí nghiệm ly tâm đã đề nghị một ph−ơng pháp dự đoán mất mát thể tích trong đất sét lẫn thực vật. Lý thuyết này sử dụng khái niệm hệ số ổn định: Mặt đất C Chiều cao tầng phủ Z0 Kết cấu vỏ hầm P Chiều dài không chống đỡ Hình 2.1: Các yếu tố hình học sử dụng cho tính toán hệ số ổn định ở thời điểm phá hoại (hệ số ổn đinh tới hạn) Gọi hệ số ổn định là: N ( khái niệm của Broms và Bennermark (1967)): N= (σZ-σT)/su Trong đó: σZ : áp lực tầng phủ tại vị trí trục hầm. σT : Phản lực của kết cấu chống đỡ (nếu có) Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 2 - 33 - bùi văn d−ỡng su : Sức kháng cắt không thoát n−ớc của đất. - Bằng cách sử dụng hệ số ổn định N này kết hợp với các kết quả nghiên cứu thực tế tổng cộng 14 công trình hầm đ−ợc báo cáo của các tác giả Wei-I. Chou và Antonio Bobet (2001) đã công bố bảng tổng kết đánh giá của một vài công trình nh− sau: Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 2 - 34 - bùi văn d−ỡng Tên hầm Tham khảo Chiều sâu (m) Chiều cao mực n−ớc ngầm (m) Đ−ờng kính (m) Mô đun đàn hồi của đất – E (MPa) Su (kN/m 2) Trọng l−ợng thể tích (kN/m3) Khoảng hở tổng cộng – w( )2 (mm) Lún bề mặt lớn nhất (mm) Hệ số ổn định – N Loại đất Ph−ơng pháp thi công Green Park Attewell và Farmer, 1974 28,9 2,3 4,15 50 270 19 23 6,1 2,2 Sét London Đào thủ công Tuyến 1 10,7 1,5 2,47 13 35 18 156 51 4,8 Bùn sét mềm TBM Vịnh Thunder Tuyến 2 Belshaw và Palmer, 1978 Belshaw và Palmer, 1979 10,5 1,3 2,47 13 35 18 120 49 4,8 Bùn sét mềm TBM Băng cốc Phienwej, 1997 18,0 2,2 2,67 20 15 17 37 12 3,2 Sét mềm đến cứng EBPTBM Mississauga Delory và cộng sự,1979 13,1 6,0 4,28 140 360 24 10 2,2 0,86 Sét tảng đóng băng Khiên đào Tyneside Attewell và Farmer, 1975 7,5 0,0 2,02 15 75 19 19 7,9 1,96 Sét phiến Khiên đào Frankfart Schmidt, 1974 14,6 5,6 6,5 70 130-550 19 60 32 0,5-2,0 Sét Mac- nơ Frankfart Khiên đào, vỏ BT đúc sẵn và neo Tuyến phía bắc 20,1 4,3 4,14 32 230 19 17 7 1,7 Sét London Đào thủ công, vỏ BT đúc sẵn Công viên Hoàng gia Tuyến phía nam Barratt và Tyler, 1976 34,1 4,3 4,14 56 280 19 23 5,5 2,4 Sét London Đào thủ công, vỏ BT đúc sẵn ( )2 Khoảng hở giữa biên đào và mép ngoài vỏ hầm đ−ợc các tác giả ký hiệu là: w. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 2 - 30 - bùi văn d−ỡng Cụ thể các số liệu đo đạc độ lún và kết quả mô hình tính độ lún của một số công trình đ−ợc thể hiện nh− sau: + Hầm Green Park: Chiều sâu đặt hầm 10,7m; đ−ờng kính hầm 4,15m; chiều cao n−ớc ngầm 2,3m; … các số liệu khác xem trên bảng trên. Kết quả nh− sau: Khoảng cách từ trục tim hầm (m) L ún b ề m ặt ( m ) Tính toán Kết quả đo đạc Hình 2.2: Phân bố lún bề mặt đất của đ−ờng hầm Green Park Chuyển vị thẳng đứng Tính toán Kết quả đo đạc C hi ều s âu ( m ) Hình 2.3: Chuyển vị lún thẳng đứng theo chiều sâu tại vị trí trục tim hầm Green Park Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 2 - 31 - bùi văn d−ỡng + Hầm Bangkok sewer: Chiều sâu đặt hầm 18m; đ−ờng kính hầm 2,67m; chiều cao n−ớc ngầm 2,2m; … các số liệu khác xem trên bảng trên. Kết quả nh− sau: Khoảng cách từ trục tim hầm (m) L ún b ề m ặt ( m ) Tính toán Kết quả đo đạc Hình 2.4: Phân bố lún bề mặt đất của đ−ờng hầm Bangkok Sewer Chuyển vị thẳng đứng (m) Tính toán Kết quả đo đạc C hi ều s âu ( m ) Hình 2.5: Chuyển vị lún thẳng đứng theo chiều sâu tại vị trí trục tim hầm Bangkok Sewer Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 2 - 32 - bùi văn d−ỡng Chuyển vị ngang (m) Tính toán Kết quả đo C hi ều s âu ( m ) Hình 2.6: Chuyển vị ngang bề mặt đất tại vị trí cách tim hầm 4m ở các chiều sâu khác nhau + Hầm Regent Park - London: Hai tuyến hầm đ−ợc xây dựng với đ−ờng kính 4,146m đặt cách nhau theo chiều ngang là 18m, chiều sâu đặt của hầm phía bắc là 20,1m của hầm phía nam là 34,1m; chiều cao n−ớc ngầm 4,3m; … các số liệu khác xem trên bảng trên. Kết quả nh− sau: Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 2 - 33 - bùi văn d−ỡng K/C từ trục tim hầm phía nam (m) Tính toán Kết quả đo đạc Tính toán Kết quả đo đạc L ún b ề m ặt ( m ) Hình 2.7: Phân bố lún bề mặt đất của đ−ờng hầm Regent Park Hình 2.8: Chuyển vị lún thẳng đứng theo chiều sâu tại vị trí trục tim hầm phía bắc Hình 2.9: Chuyển vị lún thẳng đứng theo chiều sâu tại vị trí trục tim hầm phía nam Chuyển vị thẳng đứng (m) Chuyển vị thẳng đứng (m) Tính toán Kết quả đo đạc Tính toán Kết quả đo đạc C hi ều s âu ( m ) C hi ều s âu ( m ) Cuối cùng các tác giả này đã đ−a ra một bảng tổng hợp kết quả so sánh giữa các ph−ơng pháp dự tính mức độ lún bề mặt với kết quả khảo sát thực tế của các công trình đã nghiên cứu: Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 2 - 34 - bùi văn d−ỡng Tên hầm Chiều sâu (m) Đ−ờng kính (m) Su (kN/m2) Khoảng hở tổng cộng – w(mm) Hệ số ổn định - N Chuyển vị lún do đo đạc (mm) Chuyển vị lún do tính toán (mm) Sai lệch (%) Green Park 28,9 4,15 270 23 2,2 6,1 7,4 21,3 Tuyến 1 10,7 2,47 35 156 4,8 51 48 -5,9 Vịnh Thunder Tuyến 2 10,5 2,47 35 120 4,8 49 51,8 5,7 Băng cốc 18,0 2,67 15 37 3,2 12 11,3 -5,8 Mississauga 13,1 4,28 360 10 0,86 2,2 3,4 54,4 Tyneside 7,5 2,02 75 19 1,96 7,9 7,83 -0,9 Frankfart 14,6 6,5 130-550 60 0,5-2,0 32 28,12 -12,1 Tuyến phía bắc 20,1 4,14 230 17 1,70 7 6,4 -8,6 Công viên Hoàng gia Tuyến phía nam 34,1 4,14 280 23 2,40 5,5 7,3 32,7 So sánh kết quả dự tính lún với kết quả đo thực tế và sai số giữa chúng Đồng thời hai ông đã đ−a ra các kết luận và nhận xét nh− sau: 1. Giải pháp phân tích đã giúp cho việc đ−a ra đánh giá rất quan trọng cho thiết kế, từ đó tất cả các thành phần có liên quan đều đ−ợc đ−a vào thành công thức kiểm soát. Tuy nhiên, nó cũng có những hạn chế khi mà sự phá hoại trong thực tế có thể xảy ra ngay cả khi đã phân tích đủ các yếu tố. 2. Các giải pháp phân tích đó đã cho thấy rằng các dự đoán là hợp lý cho thi công sử dụng khiên đào trong đất sét trung bình và cứng hoặc trong các loại đất hay đá mềm. 3. Một trong những yếu tố ảnh h−ởng nhiều đến chuyển vị lớn nhất (tại vị trí tim đ−ờng hầm) là các thông số về khoảng hở (w) giữa biên đào và mép ngoài vỏ hầm. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 2 - 35 - bùi văn d−ỡng Hình 2.10: Mối quan hệ giữa lún lớn nhất và tỉ số khoảng hở (w) và b._.ăn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 3 - 74 - bùi văn d−ỡng - Điều kiện biên xung quanh hang đào nh− sau: + Các lớp vật liệu vỏ hầm liên kết t−ơng tác toàn phần với nhau và với môi tr−ờng đất nền. + Xung quanh biên hầm chịu tác dụng bởi lực phân bố p = (1- χ).p0. Nội dung lập trình của cả hai mô hình sẽ đ−ợc thể hiện trong phụ lục 1 của đề tài. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 75 - bùi văn d−ỡng Ch−ơng 4 : Khảo sát số, kết luận và kiến nghị 4.1. Các ví dụ khảo sát. 4.1.1. Số liệu đầu vào của các bài toán khảo sát: Với các số liệu đầu vào của cùng một môi tr−ờng nền, cùng một dạng kết cấu vỏ hầm trong cùng một điều kiện thi công và sử dụng chung một loại máy khoan đào TBM có biện pháp giữ ổn định mặt g−ơng đào. Mục đích của đề tài là khảo sát quan hệ của chiều sâu (C) và kích th−ớc hang đào (D) đến giá trị và kích th−ớc vùng lún bề mặt – S (bề rộng vùng lún và chiều sâu lún). h B b a C D S Pa = aξγξγPa = a Hình 4.1: Các kích th−ớc cơ bản của vùng khảo sát Các số liệu đầu vào gồm: Các số liệu kích th−ớc vùng khảo sát (xem phụ lục 1) Các số liệu đất nền lấy theo số liệu thống kê trong tài liệu “Nền đ−ờng đắp trên đất yếu trong điều kiện Việt Nam” – vùng địa chất Hà Nội (NXB Giao thông Vận tải - 2001): Mô đun đàn hồi Eđ = 3200Mpa; góc ma sát trong ϕ = 15o. Xác định giá trị hệ số Poát xông (nở hông) ν : Ta có mối quan hệ giữa hệ số nở hông ν với hệ số áp lực ngang ξ nh− sau: ξ ξν += 1 Với ξ = tg 2(45o-ϕ/2) = 0,589. Từ đó suy ra: ν = 0,37; trọng l−ợng thể tích γ = 1,8T/m3. Các số liệu của lớp vữa bơm sau vỏ, ở đây lấy số liệu t−ơng đ−ơng với bê tông mác 150 có các đặc tr−ng sau: Mô đun đàn hồi Ev = 2,3.104 Mpa; hệ số Poát Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 76 - bùi văn d−ỡng xông ν = 0,14; trọng l−ợng thể tích γ = 2,4T/m3; chiều dày lớp vữa bằng chiều dày vỏ khiên đào t = 2cm. Các số liệu đầu vào của vật liệu vỏ hầm lắp ghép đúc sẵn sử dụng của bê tông mác 400: Mô đun đàn hồi Eđ = 3,35.10 4 Mpa; hệ số Poát xông ν = 0,12; trọng l−ợng thể tích γ = 2,5T/m3; chiều dày của vỏ hầm lắp ghép d = 20cm. Coi bán kính của phần l−ỡi đào lớn hơn bán kính ngoài của khiên đào δ = u1 = 3cm. 4.1.2. So sánh mô hình tính của đồ án với ph−ơng pháp đ−ờng cong Gaussian: - ở đây sẽ so sánh kết quả mô hình 1 theo cách tính toán của đ−ờng cong Gaussian và cách tính toán đ−ợc đ−a ra trong đồ án. Các số liệu trong tính toán: Đ−ờng kính hầm D= 6m, chiều sâu đặt hầm C = {10, 15, 20}(m) với các số liệu về vật liệu đ−ợc thể hiện ở mục 4.1.1. Các kết quả tính lún bề mặt nằm trong khoảng bề rộng bằng 6D theo ph−ơng ngang. S x x S m ax 3D Đ−ờng cong GaussianC Z 0 Hình 4.2: Mô tả của ph−ơng pháp Gaussian a. Ph−ơng pháp Gaussian: u1u1 tổng thể VL = Thể tích mất mát D u1 Công thức tính: ) 2 exp(]..)2/[( 2 2 2/1 i xiVS L −= π Với: + VL: mất mát thể tích tổng cộng, chính là phần không gian trống giữa biên đào và mép ngoài của vỏ khiên (khoảng trống u1). Cách tính gần đúng VL đ−ợc thể hiện trong hình d−ới đây. + i = 0,43z0`+ 1,1 (với đất cố kết). Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 77 - bùi văn d−ỡng + z0: chiều sâu của đ−ờng tim hầm so với mặt đất. x: khoảng cách từ trục tim thẳng đứng của mặt cắt hầm. Kết quả tính của ph−ơng pháp này đ−ợc tổng hợp trong bảng sau: Bảng giá trị lún bề mặt S (cm) tính theo ph−ơng pháp Gaussian x (m) 18 15 12 9 6 3 0 3 6 9 12 15 18 C = 10m 0.046 0.138 0.341 0.687 1.133 1.530 1.691 1.530 1.133 0.687 0.341 0.138 0.046 C = 15m 0.162 0.305 0.511 0.764 1.018 1.209 1.281 1.209 1.018 0.764 0.511 0.305 0.162 C = 20m 0.270 0.407 0.568 0.737 0.888 0.993 1.030 0.993 0.888 0.737 0.568 0.407 0.270 b. Ph−ơng pháp của đề tài: Kết quả sau khi tính toán đ−ợc tổng hợp trong bảng sau: Bảng giá trị lún bề mặt S (cm) tính theo ph−ơng pháp của đề tài x (m) 18 15 12 9 6 3 0 3 6 9 12 15 18 C = 10m 0.320 0.560 0.840 1.020 1.180 1.240 1.260 1.240 1.180 1.020 0.840 0.560 0.320 C = 15m 0.400 0.560 0.730 0.860 0.980 1.018 1.050 1.018 0.980 0.860 0.730 0.560 0.400 C = 20m 0.520 0.600 0.700 0.780 0.820 0.850 0.870 0.850 0.820 0.780 0.700 0.600 0.520 c. So sánh kết quả của hai ph−ơng pháp: Các biểu đồ d−ới đây sẽ mô tả so sánh kết quả của cả hai ph−ơng pháp tính đã nêu trên. - Với chiều sâu đặt hầm C = 10m: 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 -18 -15 -12 -9 -6 -3 0 3 6 9 12 15 18 Theo PP Gaussian Theo PP của đề tài - Với chiều sâu đặt hầm C = 15m: Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 78 - bùi văn d−ỡng 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 -18 -15 -12 -9 -6 -3 0 3 6 9 12 15 18 Theo PP Gaussian Theo PP của đề tài - Với chiều sâu đặt hầm C = 20m: 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 -18 -15 -12 -9 -6 -3 0 3 6 9 12 15 18 Theo PP Gaussian Theo PP của đề tài Nhận xét: Từ những kết quả trên đây có thể thấy: 1. Giá trị lún thẳng đứng lớn nhất khi tính theo ph−ơng pháp đ−ờng cong Gaussian lớn hơn tính theo ph−ơng pháp của đề tài (18% đến 34%). 2. Càng ra xa trục đứng của tim hầm thì giá trị lún bề mặt tính theo ph−ơng pháp của đề tài lại có xu h−ớng giảm chậm hơn giá trị cùng vị trí của ph−ơng pháp Gaussian. 3. Có thể thấy giá trị lún thẳng đứng lớn nhất của cả hai ph−ơng pháp gần với nhau hơn khi chiều sâu đặt hầm tăng lên. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 79 - bùi văn d−ỡng 4.1.3. Khảo sát mối quan hệ H-D đến ảnh h−ởng lún tổng cộng bề mặt: ở đây sẽ khảo sát thay đổi chiều sâu đặt hầm (H) có đ−ờng kính biên hang đào là D = 6m. Khi đó giá trị giải phóng ứng suất trong mỗi tr−ờng hợp sẽ đ−ợc tính toán theo công thức đã đ−a ra trong ch−ơng 3 và thể hiện trong bảng sau: Bảng xác định hệ số giải phóng ứng suất χ với mỗi tr−ờng hợp: Chiều sâu – C (m) 5 10 15 20 25 30 40 50 Hệ số giải phóng −s - χ 0,566 0,313 0,12 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 80 - bùi văn d−ỡng Kết quả tính toán nh− sau: - Chiều sâu tầng phủ là 5m: + Mô hình thứ nhất: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Đ−ờng cong phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún + Mô hình thứ hai: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 81 - bùi văn d−ỡng Đ−ờng cong phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là 10m: + Mô hình thứ nhất: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Đ−ờng cong phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 82 - bùi văn d−ỡng + Mô hình thứ hai: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Đ−ờng cong phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là 90m: + Mô hình thứ nhất: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 83 - bùi văn d−ỡng Đ−ờng cong phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún + Mô hình thứ hai: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Đ−ờng cong phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 84 - bùi văn d−ỡng - Kết quả của các tr−ờng hợp tính toán khác sẽ đ−ợc thể hiện trong phụ lục của đồ án. + Khảo sát với các chiều sâu khác thu đ−ợc các kết quả tổng hợp trong bảng d−ới đây. Các biểu đồ biểu diễn lún sẽ đ−ợc thể hiện trong phần phụ lục tính toán. Bảng tổng hợp kết quả: C (m) 5 10 15 20 25 30 35 45 55 70 80 90 χ 0,566 0,313 0,12 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 Bề rộng vùng lún lớn nhất Smax(m) 40 56 60 68 80 80 96 100 100 120 120 120 Lún thẳng đứng lớn nhất ∆max (cm) 1,407 1,262 1,065 0,885 0,82 0,62 0,62 0,402 0,402 0,42 0,22 0,20 Chuyển vị ngang lớn nhất tại mặt đất umax (cm) 0,903 0,603 0,305 0,305 0,005 0,005 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Kết quả đ−ợc thống kê trong các biểu đồ sau: 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 5 10 15 20 25 30 35 45 55 70 80 90 Chiều sâu tầng phủ S (m) Lún thẳng đứng lớn nhất Dmax (cm) Chuyển vị ngang lớn nhất tại mặt đất umax (cm) Biểu đồ giá trị lún thẳng đứng và nằm ngang t−ơng ứng với chiều sâu đặt hầm Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 85 - bùi văn d−ỡng 0 20 40 60 80 100 120 140 5 10 15 20 25 30 35 45 55 70 80 90 Chiều sâu tầng phủ S (m) Bề rộng vùng lún lớn nhất Smax(m) Biểu đồ giá trị bề rộng lún thẳng đứng t−ơng ứng với chiều sâu đặt hầm Nhận xét: Từ những kết quả trên đây có thể thấy: 1. Khảo sát với đ−ờng kính hầm 6m, với chiều sâu đặt hầm tăng dần có thể thấy rằng khi càng xuống sâu thì giá trị lún bền mặt đất nền càng giảm và ở một độ sâu nhất định thì giá trị lún này là không đáng kể (trong bài toán này là C 80m). ≥ 2. Giá trị lún ngang giảm rất nhanh theo chiều sâu đặt hầm và sấp xỉ bằng không khi chiều sâu C 25m. ≥ 3. Bề rộng vùng ảnh h−ởng lún là rất lớn và nó tỷ lệ thuận với chiều sâu đặt hầm. Tuy nhiên càng ra xa trục tim hầm thì giá trị lún càng giảm nhanh, và nh− thấy trên hình biểu diễn đ−ờng đồng mức lún thì giá trị lún đủ lớn cũng chỉ nằm trong khoảng 5 đến 6 lần đ−ờng kính hầm. 4.1.4. Khảo sát giá trị lún bề mặt lớn nhất ở mỗi giai đoạn thi công: Tr−ờng hợp này tác giả sẽ tiến hành khảo sát giá trị lún bề mặt lớn nhất t−ơng ứng với các mô hình 1 và 2. Kết quả đ−ợc tổng hợp trong bảng d−ới đây: Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 86 - bùi văn d−ỡng Chiều sâu tầng phủ – H (m) 5 10 15 20 25 30 35 45 55 70 80 90 Mô hình 1 1,6 1,26 1,05 0,87 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,4 0,2 0,2 ∆max (cm) Mô hình 2 0,006 0,012 0,015 0,015 0,020 0,020 0,020 0,002 0,002 0,020 0,020 0,000 Mô hình 1 0,6 0,4 0,3 0,3 0 0 0 0 0 0 0 0 umax (cm) Mô hình 2 0,303 0,203 0,005 0,005 0,005 0,005 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Các kết quả trên đ−ợc thống kê d−ới dạng các biểu đồ sau: 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 5 10 15 20 25 30 35 45 55 70 80 90 Chiều sâu đặt hầm (m) G iá t rị lú n th ẳn g đứ ng ( cm ) Mô hình 1 Mô hình 2 Biểu đồ so sánh giá trị lún thẳng đứng lớn nhất giữa hai mô hình Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 87 - bùi văn d−ỡng 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 5 10 15 20 25 30 35 45 55 70 80 90 Chiểu sâu đặt hầm (m) G iá t rị lú n ng an g (c m ) Mô hình 1 Mô hình 2 Biểu đồ so sánh giá trị lún ngang lớn nhất giữa hai mô hình Nhận xét: 1. Giá trị lún bề mặt đất chủ yếu xảy ra trong mô hình 1 và giảm nhanh theo chiều sâu đặt hầm. 2. Giá trị lún trong mô hình hai là không đáng kể và thay đổi giảm chậm theo chiều sâu. 4.2. kết luận. Từ các kết quả trên đây có thể đ−a ra một số kết luận sau: - Kết quả lún thẳng đứng lớn nhất của ph−ơng pháp nêu ra trong đề tài t−ơng đối gần sát với kết quả tính theo ph−ơng pháp Gaussian, đặc biệt gần nhau hơn khi chiều sâu đặt hầm tăng lên. - Bề rộng vùng lún tính toán có giá trị lớn hơn nhiều so với khoảng 5 – 6D, tuy nhiên ở ngoài khoảng 6D này thì giá trị lún bề mặt th−ờng t−ơng đối nhỏ. - Lún bề mặt đất ở giai đoạn đầu khoan đi qua (tr−ớc khi lắp đặt vỏ đúc sẵn) cho giá trị lớn hơn nhiều so với giai đoạn đã lắp vỏ và phun vữa sau vỏ. - Giá trị lún bề mặt đất khi thi công hầm trong đất bằng máy khoan đào tổ hợp TBM giảm dần theo chiều sâu đặt hầm. Với đ−ờng hầm có đ−ờng kính 6m trong điều kiện địa chất nh− trong bài toán khảo sát Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ch−ơng 4 - 88 - bùi văn d−ỡng trên đây thì ở chiều sâu 80m có thể coi là hầu nh− không ảnh h−ởng đến lún bề mặt đất. - Giá trị chuyển vị theo ph−ơng ngang tại vị trí bề mặt đất giảm nhanh hơn theo chiều sâu đặt hầm so với lún thẳng đứng và có thể coi là không đáng kể khi ở chiều sâu đặt 25m. 4.3. kiến nghị. Đề tài đã đ−a ra đ−ợc những kết quả hết sức cần thiết để đánh giá đ−ợc mức độ ảnh h−ởng lún bề mặt đất do thi công hầm bằng máy khoan đào tổ hợp TBM trong đất. Nh− đã phân tích ở trên thì có thể thấy vấn đề lún bề mặt đất là không thể tránh khỏi khi thi công hầm đặt nông trong đất bằng TBM do luôn luôn tồn tại khoảng hở giữa biên hang đào với kết cấu vỏ lắp sau này và độ cứng của kết cấu vỏ hầm. Việc nghiên cứu để đ−a ra đ−ợc kích th−ớc bề rộng vùng lún và giá trị lún để từ đó đánh giá ảnh h−ởng của nó đến các công trình xây dựng bên trên mặt đất là hết sức cần thiết. Do đó đối với mỗi công trình hầm cụ thể, ứng với mỗi loại thiết bị TBM đều cần thiết phải tính toán để dự đoán tr−ớc các yếu tố đó để có những biện pháp khắc phục, giảm thiểu các tác động không có lợi đối với các công trình xung quanh khu vực thi công hầm. Tuy nhiên đề tài cũng mới chỉ dừng lại ở nghiên cứu với mô hình phẳng, vật liệu đất nền và kết cấu vỏ hầm là đàn hồi tuyến tính, hoàn toàn đồng nhất, không xem xét đến vấn đề n−ớc d−ới đất, .v.v. Trong các nghiên cứu tiếp theo, tác giả sẽ hoàn thiện hơn với các mô hình không gian, mô hình vật liệu của đất nền hợp lý và cũng sẽ xem xét đến ảnh h−ởng của n−ớc d−ới đất. Nghiên cứu trên đây mới chỉ dừng lại ở mức độ lý thuyết đối với một lớp địa chất đại diện mà tác giả tham khảo theo số liệu thống kê trong tài liệu “Nền đ−ờng đắp trên đất yếu trong điều kiện Việt Nam” – vùng địa chất Hà Nội (NXB Giao thông Vận tải - 2001). Trong các dự án đ−ờng sắt đô thị Hà Nội tới đây, với các số liệu địa chất đầy đủ hơn tác giả sẽ nghiên cứu để có thể đ−a ra đ−ợc các kết luận mang tính thực tiễn. Tuy nhiên nghiên cứu trên đây cũng có thể tham khảo để áp dụng trong điều kiện địa chất t−ơng tự. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Tài liệu tham khảo - 89 - bùi văn d−ỡng Tài liệu tham khảo [1] Giáo trình Công trình ngầm – Phần II áp lực đất và tính toán kết cấu công trình ngầm, PGS. TS Đỗ Nh− Tráng, Học viện kỹ thuật quân sự, năm 1997. [2] Giáo trình Công trình ngầm – Phần III Thi công công trình ngầm, PGS. TS Đỗ Nh− Tráng, Học viện kỹ thuật quân sự, năm 1997. [3] Thi công hầm và công trình ngầm, Nguyễn Xuân Trọng, NXB Xây Dựng, năm 2004 [4] Công trình ngầm giao thông đô thị, GS, Viện sỹ L.V.Makốpski, NXB xây dựng, năm 2004. [5] Công trình ga và đ−ờng tầu điện ngầm, GS. IU.S.Frôlốp, GS. Đ.M. Gôlits−nski, GS. A.P.Lêđiaép, NXB Xây dựng, năm 2005. [6] Xây dựng công trình ngầm đô thị theo ph−ơng pháp đào mở, PGS.TS. Nguyễn Bá Kế, NXB Xây dựng, năm 2006. [7] Cơ học đá, PGS. TS. Nghiêm Hữu Hạnh, NXB Xây Dựng, năm 2004. [8] Cơ học đá - ứng dụng trong xây dựng công trình ngầm và khai thác mỏ, PGS.TS. Võ Trọng Hùng, TS. Phùng Mạnh Đắc, NXB Khoa học kỹ thuật, năm 2005. [9] Cơ học đá, PGS. TS Nguyễn Sỹ Ngọc, NXB Giao thông vận tải, năm 2005. [10] Cơ sở thiết kế công trình ngầm, Lê Xuân Th−ởng, Đinh Xuân Bảng, Nguyễn Tiến C−ờng, Phí Văn Lịch, NXB Khoa học kỹ thuật, năm 1981. [11] Đàn hồi ứng dụng, Lê Công Trung, NXB Khoa học kỹ thuật, năm 1999. [12] Bài tập Đàn hồi ứng dụng, Nhữ Ph−ơng Mai, Nguyễn Nhật Thăng, NXB Giáo dục, năm 2003. [13] Nền đ−ờng đắp trên đất yếu trong điều kiện Việt Nam, Pierre Laéral, Nguyễn Thành Long, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức Lục, Lê Bá L−ơng, NXB Giao thông Vận tải – 2001. [14] Tài liệu ch−ơng trình đào tạo công nghệ NATM – Dự án hầm đ−ờng bộ Hải Vân, năm 2002. [15] Tunnel Engineering Handbook, John O. Bickel, 1986-1991. [16] Three-Dimensional analysis of tunnelling effects on structures to develop design methods, Alan Graham Bloodworth, luận văn tiến sỹ đại học Oxford, năm 2002. [17] Numerical Modelling of Building Response to Tunnelling, John Anthony Pickhaver. Luận văn tiến sỹ tr−ờng đại học Oxford, năm 2006. [18] Soil Movements Around a Tunnel in Soft Soils. Chung-Jung Lee, Bing-Ru Wu, and Shean-Yau Chiou. Proc. Natl. Sci. Counc. ROC(A), Vol. 23, No. 2, 1999. Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Tài liệu tham khảo - 90 - bùi văn d−ỡng [19] Numerical Analysis of Pipe Roof Reinforcement in Soft Ground tunnelling, W.L.Tan and P.G. Ranjith, School of Civil & Environmental Engineering, Nanyang Technological University, Singapore, [20] Predictions of ground deformations in shallow tunnels in clay, Wei-I. Chou, Antonio Bobet, Tạp chí Tunnelling and Underground Space Technology số 17 năm 2002 (3-19). [21] Soil-structure Interaction in Shield Tunnelling in Soft Soil, S. Bernat, B. Cambou, tạp chí Computers and Geotechnics số 22 (221-242), năm 1998. [22] The predict of surface settlements due to tunnelling in soft ground, LiLy Chow, luận văn thạc sỹ kỹ thuật tr−ờng đại học Oxford, năm 1994. [23] Numerical modelling of damage to Masonry building due to tunnelling, Gang LIU, luận văn tiến sỹ tr−ờng đại học Oxford, năm 1997. [24] Analysis of TBM tunnelling in swelling soils, Ashraf Abu-Krisha, National Authority for Tunnels (NAT), Cairo, Egypt. Tạp chí Tunnelling and Underground Space Technology số 21, năm 2006 . [25] Face Stability Conditions with Earth-Pressure-Balanced Shields, G. Anagnostou và K. Kovári, Tạp chí Tunnelling and Underground Space Technology số 11, năm 1996 (165-173). [26] Modelling tunnelling-induced settlement of masonry buildings, H. J. Burd, G. T. Houlsby, C. E. Augarde và G. Liu. Proc. Instn Civ. Engrs Geotech, 2000, số 143. [27] Urban tunnelling in soft ground using TBM's, Kalman Kovári, Marco Ramoni. International Congress on Mechanized Tunnelling: Challenging Case Histories Politecnico di Torino, Italy – 16-19 November 2004 [28] Critical State Soil Mechanics, Andrew Schofield and Peter Wroth, Lecturers in Engineering at Cambridge University. [29] Tunnelling: Management by design, Alan Muir Wood, First published 2000 by E & FN Spon. [30] Continuum Mechanics for Engineers, Second edition. G. Thomas Mase, George E. Mase. CRC Press – 1999. [31] The ART of Tunnelling, Karoly Szechy, Akademial Kiado Budapest/1966. [32] TBM and Lining essential interfaces (luận văn thạc sỹ), Nguyễn Đức Toản, COREP – POLITECNICO DI TORINO, 2006. Bộ giáo dục và đào tạo Tr−ờng đại học giao thông vận tải -----XzW----- Bùi văn d−ỡng Nghiên cứu ảnh h−ởng lún bề mặt do thi công đ−ờng hầm mêtrô đặt nông trong đất bằng máy đào tổ hợp TBM Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ kỹ thuật Phần phụ lục hà nội - 2007 Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 1 - 1 - bùi văn d−ỡng Phụ lục 1: Nội dung lập trình của bài toán 1. mô hình một: TITLE '2D_Tunnel' COORDINATES cartesian2 { He toa do 2 chieu } VARIABLES { He thong cac bien so } U { chuyen vi theo phuong x } V {Chuyen vi theo phuong y} SELECT errlim=1e-4 DEFINITIONS R1=3.3 {Ban kinh cua bien dao, m} R2=3.27 {Ban kinh ngoai cua lop vua bom sau vo, m} C=30 A=18*2*R1 {Chieu rong vung khao sat, m } h=C+R1 {Chieu sau tu mat dat den tim ham, m} B=3*2*R1 {Khoang cach tu tim ham den gioi han duoi cua vung khao sat, m} delta=R1-R2 {khoang ho giua bien dao va lop vua bom sau vo - Khoang bien dang cuong buc, m} nu=0.37 {He so Posson cua dat nen} E=3200 {Mo dun dan hoi cua dat nen (T/m2)} C11=(1-nu)*E/((1+nu)*(1-2*nu)) C12=nu*E/((1+nu)*(1-2*nu)) C22=(1-nu)*E/((1+nu)*(1-2*nu)) C33=E/((1+nu)*2) gama=1.8 {trong luong the tich cua dat nen, T/m3} lamda=0.589 {He so ap luc ngang} EQUATIONS U: dx[C11*dx(U)+C12*dy(V)] + dy[C33*(dy(U)+dx(V))] = 0 V: dy[C12*dx(U)+C22*dy(V)] + dx[C33*(dy(U)+dx(V))] = 0 BOUNDARIES REGION 1 START(-A/2,-B) Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 1 - 2 - bùi văn d−ỡng value(U)=0 {canh ben gan goi di dong cho phep chuyen vi thang dung} LINE TO (-A/2,h) Load(U)=0 Load(V)=0 {Mat dat tu do} LINE TO (A/2,h) value(U)=0 LINE TO (A/2,-B) value(U)=0 Value(V)=0 LINE TO close {Tao bien gioi han vung dao ham va gan chuyen vi cuong buc cua bien hang dao} Start(-R1,0) value(U)=0 value(V)=0 line to (-(R1-0.01),0) value(U)=0 value(V)=0 Arc(center=0,0) angle=180 value(U)=0 value(V)=0 line to (R1,0) value(U)=-delta*x/R1 value(V)=-delta*y/R1 ARC(center=0,0) to close MONITORS { show progress } grid(x+U,y+V) PLOTS { save result displays } grid(x,y) {show innitial grid} grid(x+U,y+V) {show final deformed grid} Vector(U,V) as "Displacement" {Show displacement field} CONTOUR(U) as "X-Displacement" contour(V) as "Y-Displacement" Contour((C11*dx(U)+C12*dy(V))) as "X-Stress" Contour((C12*dx(U)+C22*dy(V))) as "Y-stress" Surface((C11*dx(U)+C12*dy(V))) as "X-Stress" Surface((C12*dx(U)+C22*dy(V))) as "Y-stress" END Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 1 - 3 - bùi văn d−ỡng 2. mô hình hai: TITLE '2D_Tunnel' COORDINATES cartesian2 { He toa do 2 chieu } VARIABLES { He thong cac bien so } U { chuyen vi theo phuong x } V {Chuyen vi theo phuong y} SELECT errlim=1e-4 DEFINITIONS R1=3.30 {Ban kinh ngoai cua lop vua bom sau vo, m} R2=3.28 {Ban kinh ngoai cua phan vo ham duc san, m} R=3.08 {Ban kin trong cua vo ham, m} A=18*2*R1 {Chieu rong vung khao sat, m } C=30 {chieu sau tu mat dat den dinh hang dao} h=C+R1 {Chieu sau tu mat dat den tim ham, m} B=3*2*R1 {Khoang cach tu tim ham den gioi han duoi cua vung khao sat, m} khi=.1 {He so giai phong ung suat, %} gama_s=1.8 {Trong luong the tich cua dat nen, T/m3} gama_g= 2.1 {Trong luong the tich cua vua bom sau vo, T/m3} gama_l=2.5 {Trong luong the tich cua vat lieu vo ham, T/m3} lamda=0.589 {He so ap luc ngang} p=(1-khi)*gama_s*h {Ap luc dat nen xung quanh vo ham, (T/m)} nu {He so Posson } E {Mo dun dan hoi cua vat lieu, (T/m2)} C11=(1-nu)*E/((1+nu)*(1-2*nu)) C12=nu*E/((1+nu)*(1-2*nu)) C22=(1-nu)*E/((1+nu)*(1-2*nu)) C33=E/((1+nu)*2) Fy=0 Fx=0 EQUATIONS U: dx[C11*dx(U)+C12*dy(V)] + dy[C33*(dy(U)+dx(V))] = 0 Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 1 - 4 - bùi văn d−ỡng V: dy[C12*dx(U)+C22*dy(V)] + dx[C33*(dy(U)+dx(V))] = 0 BOUNDARIES REGION 1 {Vung vat lieu dat nen} nu=0.37 {He so Poisson cua dat nen} E=3.200e3 {Mo dun dan hoi cua dat nen, (T/m2)} START(-A/2,-B) value(U)=0 {canh ben gan goi di dong cho phep chuyen vi thang dung} LINE TO (-A/2,h) Load(U)=0 Load(V)=0 {Mat dat tu do} LINE TO (A/2,h) value(U)=0 LINE TO (A/2,-B) value(U)=0 Value(V)=0 LINE TO close load(U)=0 load(V)=0 Start(-R1,0) ARC(center=0,0) angle=360 Region 2 {Lop vat lieu vua bom sau vo} {Cac dac trung cua lop dem (lop vua bom sau vo) E1, nu1...} nu=.14 {He so Poisson cua lop vua} E=2.3e6 {Mo dun dan hoi cua lop vua nay, (T/m2)} Fy=-gama_g*(R1-R2) Fx=0 Start (0,-R1) load(U)=0 load(V)=0 ARC(center=0,0) angle=360 load(U)=0 load(V)=0 start(-R2,0) ARC(center=0,0) angle=360 Region 3 {Lop vat lieu vo ham duc san} {Cac dac trung cua lop vo ham E2, nu2...} Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 1 - 5 - bùi văn d−ỡng nu=.12 {poisson's ratio - tam tinh} E=3.35e6 {Young's modulus of lining concrete (T/m2), E will exchange belong to property of grout to survey} Fy=-gama_g*(R2-R) Fx=0 Start (-R2,0) load(U)=0 load(V)=0 ARC(center=0,0) angle=360 load(U)=-p*x/R load(V)=-p*y/R Start(-R,0) ARC(center=0,0) angle=360 MONITORS { show progress } grid(x+U,y+V) PLOTS { save result displays } grid(x,y) {show innitial grid} grid(x+U,y+V) {show final deformed grid} Vector(U,V) as "Displacement" {Show displacement field} CONTOUR(U) as "X-Displacement" contour(V) as "Y-Displacement" Contour((C11*dx(U)+C12*dy(V))) as "X-Stress" Contour((C12*dx(U)+C22*dy(V))) as "Y-stress" Surface((C11*dx(U)+C12*dy(V))) as "X-Stress" Surface((C12*dx(U)+C22*dy(V))) as "Y-stress" END Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 2 - 6 - bùi văn d−ỡng Phụ lục 2: Tổng hợp kết quả tính toán 1. mô hình một: - Chiều sâu tầng phủ là C = 15m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là C = 20m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 2 - 7 - bùi văn d−ỡng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là C = 25m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 2 - 8 - bùi văn d−ỡng - Chiều sâu tầng phủ là C = 30m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là C = 35m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 2 - 9 - bùi văn d−ỡng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là C = 45m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 2 - 10 - bùi văn d−ỡng - Chiều sâu tầng phủ là C = 55m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là C = 70m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 2 - 11 - bùi văn d−ỡng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là C = 80m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 2 - 12 - bùi văn d−ỡng 2. mô hình hai: - Chiều sâu tầng phủ là C = 15m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là C = 20m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 2 - 13 - bùi văn d−ỡng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là C = 25m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 2 - 14 - bùi văn d−ỡng - Chiều sâu tầng phủ là C = 30m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là C = 35m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 2 - 15 - bùi văn d−ỡng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là C = 45m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 2 - 16 - bùi văn d−ỡng - Chiều sâu tầng phủ là C = 55m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là C = 70m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Tr−ờng đại học Giao thông Vận tải Phòng đào tạo ĐH&sau ĐH – Bộ môn Cầu Hầm Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Phụ lục 2 - 17 - bùi văn d−ỡng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún - Chiều sâu tầng phủ là C = 80m: Chia l−ới phần tử Đ−ờng đồng mức lún theo ph−ơng thẳng đứng Phân bố lún bề mặt đất a- Lún đứng, b- Lún ngang Véc tơ lún ._.