Luận Văn Chiều sâu không cần chống giữ hào đào khi xây dựng công trình ngầm bằng phương pháp lộ thiên trong đ

TÓM TẮT: Bài viết đề cập đến phương pháp xác định chiều sâu không cần chống giữ
khi thi công các hố đào phục vụ xây dựng các công trình ngầm bằng phương pháp lộ thiên.
Các phương pháp đã có trước đây đã xem xét bài toán đặt ra trong đất bão hòa hoặc trong
đất không bão hòa nhưng coi hàm lực dính là không đổi hoặc là thay đổi tuyến tính theo độ
sâu kể từ mặt đất đến mực nước ngầm. Trong bài viết các tác giả đã xem xét đến quy luật biến
đổi lực dính trong đất không bão hòa theo quy luật phi tuyến. Sử dụng các lý thuyết trong cơ
học đất và phần mềm toán học Maple cho phép tìm được công thức xác định chiều sâu không
cần chống giữ khi đào hào xây dựng công trình ngầm bằng phương pháp lộ thiên. Bài viết
cũng minh họa ví dụ tính toán số.
1.ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong xây dựng công trình ngầm bằng phương pháp lộ thiên như: tunnel giao thông,
tunnel dẫn nước hay các đường hầm đặt các thiết bị cơ sở hạ tầng (điện, nước, cáp thông
tin, ) thường phải tiến hành đào các hào với chiều rộng, độ sâu và chiều dài thích hợp để lắp
đặt kết cấu hầm (hình 1) theo thiết kế:
Hình 1: Hào đào trong thi công đường hầm
r - bán kính trong của kết cấu hầm tròn hoặc nửa chiều rộng hầm chữ nhật.
δ - bề dày của kết cấu;H - chiều sâu đặt hầm; D - chiều sâu mực nước ngầm;
β - góc nghiêng thành hào.
Vấn đề đặt ra là khi góc dốc mái hàoβ càng nhỏ, khối lượng đào tăng lên nhưng thành
hào sẽ ổn định và khó sụp đổ hơn. Khi thành hào dốc đứng (
2
π
β = ) thì khối lượng đào hào
là ít nhất và do đó sẽ có lợi về kinh tế, nhưng ổn định của thành hào là vấn đề cần xem xét.
Trong trường hợp này phải tiến hành chống giữ tạm thời thành hào bằng các kết cấu tạm (cừ,
ván, văng ngang, ).
Science & Technology Development, Vol 9, No.2 - 2006
Trang 82
Điều này dẫn đến những bất lợi sau:
- Làm chật hẹp không gian thi công hầm
- Tốn kém chi phi cho việc chống tạm
- Làm chậm tiến độ thi công
Trong bài viết này đề cập đến vấn đề xác định chiều sâu không cần chống giữ của thành
hào kc h với góc nghiêng lớn (
2
π
β = ) . Môi trường đất ở đây được coi là không bão hòa và
đất rời, với chiều sâu mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên là D.
Trong thực tiễn xây dựng thì chiều sâu cần đào của hào phải thoả mãn các điều kiện sau:
H ≥ (2 ư 5)2r = (4 ư10)r và D > H + m ; trong đó : m – độ dày lớp đất dưới hào đào để tránh
trường hợp bục nước từ dưới lên khi nước có áp, xác định như sau [1]:
( đ ư1)
≥
n
m h
γ
γ (1)
Trong đó: n γ ,γ đ - lần lượt là dung trọng của đất và của nước.
h - độ cao mực nước áp lực trên đáy hố khi bị bục nước.