NỘỈ CK.0000070579 ngầm đô thị i | I H kI m i r i k i u i l i l k l CO sở THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CỘNG TRÌNH _ ^ Trường Đại học Kiến trúc Hỏ Nội Bộ môn Xây dụng công trình ngầm thị NGUYỄN ĐỨ C NGN C0 SỞ THIỆT KÊ VÀ THI CÔNG CÔNG THỈNH NGẦMDÔTHỊ NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NƠI-2012 MỞ ĐẦU Cơ/iq trình nqầm đõ thị (CTNĐT) lờ cơng trình dược xảy dựng dát dô thị, hộ phận khôniỊ thể thiểu hệ thống hạ tầng kỹ thuật dô thị T ổ chức khai thác klìơnq qian ìĩíỊầni dơ thị d ể hoàn thiện hạ tâng kỹ thuật lUịẩm tă/iị’ cườnq chất lượníị sống cho người lù hùi toán cỊuan trọtuị Niịày nax khơìUị íỊÌan nqdm dơ thị dược cho tiêu tăng diêu kiện sống nhân dân tronq sách phát triển dô thị, liên quan dến việc tăng sơ lượng chất lưựnq dịch vụ chúìu> K ế hoạch chiếm lĩnh không gian ngcỉm dang phát triển mạnh nhiều nước trân thếíỊÌỨi Khai thác khơníỊ ẹian mịẩm dơ thị xu hướiìí’ tất vêu troỉ phát triển dại lìố dơ thị, dặc hiệt cần thiết dối với dcít nước ta trước rièn dõi vài Thủ dô Hà Nội Thành plĩô Hồ Chí Minh Nhận rỗ vai trị quan trọnq CTNĐT, nhà nước ta dã có nhiêu sách khuyến khích tổ chức cá nhân tham í>ìa quy hoạch khơng gian xây dipoị ní>ầm, dầu tư xây dựnq cịnq trình iiiỊầm Theo dó, nhiều văn hàn pháp quy dã dược han hành (Các ní>hị dịnlì cùa Chính phủ vê quàn lý khôn\ị pan xây dựnq nqầm dô thị, Quy chuẩn kỹ thuật Quốc p a vú cơn^ trình tàu diện lUịầm, qa ơtó nqầm, tiêu chuẩn kỹ thuật lên quan dèn thief kế thi cơnq nqlìiệm thu cơnq trình nqầm dị thị ) tạo hành lanq pháp lý cho cônq tác quy hoạch xây dựnq CTNĐT Đổnq thời Nhà nước dã có nhiều chinh sách khuyến khích, hỗ trợ ưu dãi tronq cịnq tác ddit tư xàv dựnq cịnq trình nqầm dơ thị Với sách nêu Nhà nước cônq tác xây dựnq nqầm chắn thu hút nhiều nhà dầu tư quan tâm dến lĩnh vực hò nqò ddx triến vọnq dó thị lớn nước ta Đê iỊÌái hài tốn khai thác khịnq qian nqầni trước tién cần có dội nqũ chuyên qia, kỹ thuật \’í' lĩnh vực xây dựnq nqdm hiếu hiết sâu sdc rronq lĩnh vực dịa kỹ thuật, c h ế làm việc còng trình với ddt nqun tắc tinh tốn thiết kế, Cííc cơnq Iiqhệ tiên tiên tronq thi cơnq khai thác CTNĐT Rõ râníỊ cơng tác đào tạo hổ sung kiến thức lĩnh vực xúy tlựng ngâm cho cán hộ, kỹ sưxáv dựng đáp ứng xêu cầu thị trường xáy dựng ngầm nhiệm vụ cấp hách nax nước ta Tài liệu C sở thiết ké thi cóng cóng trình ngầm thị sử dụng dớ giảng dạy cho sinh vién chuyên ngành xáx dựng công ngầm dô thị, nội dung rãi liệu hao gồm kiến thức hản lĩnh vực xáx dựng ngầm, dủp ứng phần nhu cầu cho hạn dọc quan tám dến vấn dé xáx dựng ngầm có tính thời nax Do trình dộ có hạn, q trình hiên soạn chắn cịn nhiêu thiúìi sót, mong hạn dọc thơng cảm Mọi V kiến góp V xin gửi vé Nhà xuất hán Xáx dựng Xin chân thành cảm ơn! Tác giá Chương I NHỮNG VẤN ĐỂ CHUNG 1.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI CƠNG TRÌNH NGÂM ĐƠ THỊ (CTNĐT) 1.1.1 Khái niệm CTNĐT CTNĐT cơne trình xây dựng mặt đất đô thị, bao gồm; cơng trình cơne cộns nsầm, cơng trình cơng nghiệp nsầm, cơng trình giao thơng ngầm, phần neầm cơng trình xây dựng mặt đất, mạng kỹ thuật ngầm, tổ hợp ngầm - Cớ/?g trình coni’ cộníị nqầm cơng trình phục vụ hoạt động cơng cộng, ví dụ cơng trình du lịch, thể thao, thư viện, trung tâm văn hoá thể thao, rạp hát, trung tâm nghiên cứu khoa học, cửa hàng bách hóa ngầm, nhà thờ tơn giáo khác xây dựng mặt đất - Coni’ trình coni’ nghiệp nqầm bao gồm: cơng trình đầu mối kỹ thuật, cơng trình xử lý nước thải, chất thải, trạm biến áp, trạm cấp nước, trạm gas, kho vũ khí, sân ga, kho bảo quản khác nhau, trạm sửa chữa tàu điện ngầm (đề pơ), xưỏfng sửa chữa ơtơ cơng trình phục vụ sản xuất khác xây dựng mặt đất - Cơnq trình qiao tlĩơnq ngầm cơng trình đường tàu điện ngầm, nhà ga tàu điện ngầm, hầm đường bộ, hầm cho người bộ, bến đỗ ôtô buýt, ôtô chạy điện, gara xe tải, ơtơ chun dùng cơng trình phụ trợ kết nối (kể phần đường nối phần ngầm với mặt đất - Phần ngầm cơng trình xây dựng mặt đất tầng hầm phận cơng trình nằm mặt đ ấ t, ví dụ: gara, nhà ga, cang hàng khơng, trung tâm thương mại, nhà nhà hành cao tầng - Mạng kỹ thuật ngầm, bao gồm: đường ống kỹ thuật, hào kỹ thuật để lắp đặt dường ống cấp gas, đốt đường ống cấp nước, nước; cơng trình đường dây cấp điện, thông tin, viễn thông liên lạc xây dựng mặt đất - T ổ lìựp ngâm: Các cơng trình ngầm có chức riêng cụm cơng trình ngầm kết nối với bàng đường vưọi ngầm, đường ôtô ngầm ga đường tàu điện ngầm thành tổ hợp ngầm CTNĐT thưòne xây dựne nơi tập truns đơng dân Chúng bố trí cơng trình xây dựng mặt đất, đường giao thông đô thị công viên vườn hoa, sông, hổ Tùy theo vị trí xây dựng cơng cơng trình, CTNĐT thường bỏ trí sâu mặt đất lớn 3m sâu tới hàng trăm mét lịng đất Quy hoạch khơng gian xây dựng ngầm nội dung đổ án quy hoạch thị, phải bảo đảm kết nối tương thích, cơng trình ngầm cơng trình ngầm với cơng trình mặt đất, phù hợp với hệ thống hạ tầng kỹ thuật quy hoạch phát triển đô thị, phải bảo đảm yêu cầu bảo vệ mơi trưịìig nguồn nước ngầm Cơng tác quy hoạch, thiết kế, thi công CTNĐT không làm ảnh hưởng đến cõng trình xây dựng lân cận, đồng thời phải có giải pháp bảo tồn xanh, bảo vệ di tích lịch sử, văn hóa khu vực xây dựng CTNĐT cần kết hợp với yêu cầu bảo đảm an ninh, quốc phòng cần thiết; đảm bảo đầy đủ hệ thống chiếu sáng, điều hịa, thơng gió, cấp nước, nước, cấp điện, phịng cháy, chữa cháy, hiểm hệ thống kiểm sốt khai thác vận hành cơng trình, bảo đảm yêu cầu chống thấm, chống ăn mòn xâm thực Ngồi cơng tác thiết kế, thi cổng CTNĐT cần bảo đảm việc sử dụng thuận lợi cho người khuyết tật, bảo đảm an tồn hiểm nhanh chóng có cố, đồng thời phải đề xuất nhiệm vụ quan trắc địa kỹ thuật 1.1.2 Phân loại CTNĐT Các CTNĐT có nhiều loại, cơng khác (hình 1.1) cụ thể; - Theo sơ đồ mặt bàng cơng khai thác chia ra: + Các CƠ/ỈÍỊ trình ckg tiiyến: đường hầm (tuynen) giao thông giới đường vượt ngầm, đưòaig hầm dẫn nước nhà máy thuỷ điên + Các cơuỊị trình có chiều dùi hạn c h ế (dạno diểm); cơng trình cơng cộng cơng nghiệp ngầm + Các mạn (Ị kỹ thuật mịchn + Các tầiuỊ lìcỉin nhà cao tần + Cơìỉít trình gí/ vừ dưừnỊt tàu diện n10-12m ); - Theo phưong pháp ihi công; đào hở đào ngám, phương pháp đãc biét Các CTNĐT khác \é hình dạng kích thước mặt căt loại vật liêu đãc điếm kèt cáu điều kiện thịng gió, chiếu sáng n vỏ định hình mối nối hình trụ giám chiều dài tự khối hướng tâm lực mối nối giá trị mơmen ưốn, ứng suất kéo giảm đáng kể Điều cho phép giảm chiều dày khối, giảm chi phí vật liệu giảm khối lượng đào đất Vỏ BTCT lắp ghép có khối dạng chữ nhật (hình 4.42a) dạng hình thang (hình 4.42b) Các khối chữ nhật sứ dụng để lắp ghép đoạn hầm thẳng, khối hình thang sử dụng đế lắp ghép đoạn hầm cong mặt mặt đứng Hướng mờ hầm Hướng m hầm Hình 4.42 vỏ ETCT lắp í>hép có khối hình chữ nhật (a) khối hình rhaníỊ (h) Khối tiêu chuẩn dạng chữ nhật; 2., Khối giữa; Khối khố Măt 1- c) Hình 4.43 \ ị hum lĩrCT lắp i’hcp có khói hình tlìHỊ vù VỊIIÌỊ nón íoni> hợp: a) Dụiìíị chiinỵ; h) Vịng tiêu clìiiấn; c) \'ỊIHỊ hình nóìì tổng lư/]y: (I) \ õng thũng vòng nêm vát hên phái (trái): c) \ õng ncm tổng hợp 141 Để kết nối vịng có cấu tạo từ khối hình chữ nhật, thường sử dụng - khối ngắn Nếu vòng phải liên kết khối hình nêm khối cạnh khối khố cần có hình thang Vịng vỏ hầm cấu tạo từ khối dạng hình thang kết nối khơng cần khối khố Chi tiết khai triển khối hình chữ nhật khối hình thang trình bày hình 4.43 4.4.4 Vỏ hầm nén Ngày xây dựng CTNĐT, vỏ hầm ứng suất trước sử dụng phổ biến Mục tiêu ứng suất trước nén ép mối nối hướng tâm khối cho phép tăng độ bền chống nứt chống thấm cho kết cấu, từ tiết kiệm chi phí vật liệu Các vỏ chủ yếu sử dụng đất khơ có tính đàn hồi, đất sét ổn định, đất sét, sét dẻo hoậc sét chặt, sử dụng đất rời có độ chặt cao Vịng vỏ nén vào đất cần phải mềm, khớp - biến dạng cấu tạo từ loại cấu kiện dạng khối tubing Thơng thưịng mối nối hướng tâm khối tubin làm theo dạng lồi - lõm, loại vòng tròn - phẳng, dật cấp cong Vỏ hầm ép vào đất làm từ tubing gang, bêtông BTCT A- A ù u 1111 n: m JUI JT r T 1IM Í 1 lí 1 }Tmr JOTIT ■:u JOí U I lí' ỉillUilllEliUlli;Ị ne ÃK1 1M W T J 16 W M I I 111 LỖ để kích; Vỏ tubing lắp ghép; Sườn cứng; Nêm; Tấm đệm; Kích; Cơ cấu tay địn; Tấm lót Hình 4.44 Két cấu vỏ hầm ép vào đất: a) Từ tiihing giuuị: h}Từcác khối BTCT Trên hình 4.44a trình bày vỏ ép vào đất làm từ tubing gang giảm nhẹ có mối nối hình trụ Tại vị trí thấp đường kính nằm ngang chút vịng 142 tubing bố trí lỗ đặt kích thuỷ lực để ép vòng vỏ hầm vào đất, khe hở tubing tạo nên sau ép lấp đệm gang cấu tạo từ miếng đệm nêm (hình 4 b ) Sau ép xong kích dỡ ra, cịn khe hở nhồi bêtơng Các phương pháp ép vịng vỏ hầm khác kích chun dùng có đệm điều chỉnh cấu giằng bơ' trí đỉnh vịm khối máng trình bày hình 4.45 Ép vỏ hầm vào đất dùng phương pháp ép kích đẩy khối hình thang (nêm) trụ thuỷ lực khiên Các khối nêm bố trí khố (hình 4.45a) Các kích đê ép vỏ hầm vào đất bố trí hốc thân khối tâm đáy (hình 4.45b), mặt mút khối đáy (hình 4.45c), cao độ đường kính nằm ngang (hình 4.45d) Trong thời gian ép, người ta mắc vào kích thiết bị điều chỉnh giá trị lực ép độ mở rộng khoảng cách khối Để nhồi vữa tạm thời vào khe hở, sử dụng đệm bêtơng có ký hiệu chiều cao khác giá trị khe hở vịng lân cận khác d) Hình 4.45 S đ ép rở hầtìì lấ p g h é p v o đ ấ t u ) B ằ n g k h ô i n ê m t r o n g k h o ; h ) B ằ n g trụ th u ỷ lự c t tâ m h ả n d a y ; c ) B ằ n g trạ thiiỷ lự c th e o m ặ t m ú t c iìa k h ố i d â y ; d j B ằ n g trụ th n ỷ lự c m ứ c d n g k ín h n ầ m n g a n g : Khối nêm; Trụ thuỷ lực; Các miệng đệm BTCT Tồn phương pháp ép vỏ hầm số khối nêm Trong trường hợp dùng khối nêm, vòng vỏ hầm lắp ghép với khối nêm chưa đặt hồn tồn vào vị trí, khối nêm, khối vỏ liền nhau, có cạnh nửa hình trụ liên kết với kích khiên ép vào khối đất xung quanh Chiểu dài khối nêm cần phải nhỏ chiều rộng vịng chút đê tạo điều chỉnh lực ép Do khoảng cách khối liền thường có giá trị khơng nhau, tốt có khối nêm kích thước khác theo chiều rộng chênh 0,5-1 cm 'Thay Vcào chỗ khối nêm có thê sử dụng khối bố trí tiết diện khác cúa vịng vó 143 Hợp lý bố trí nút giằng theo điều kiện làm việc tĩnh kết cấu tiêt diện khoá, nhiên, khó khăn cơng nghệ, chúng thưịng bỏ' trí đáy trước phần đáy đường ngầm Cần ý rằng, dỡ tải nén mặt cắt vịng vỏ xảy lực ép không xuât hiên lưc ma sát theo mặt ngồi vỏ hầm gây nên tơn thât lực neo V í dụ, dỡ tải vỏ hầm, đáy lực ép độ cao đường kính năm ngang khoảng 40% cịn tiết diện khố 15% lực ép kích tạo Phần giảm lực ma sát có thê đat cách bơi vào bề mặt vỏ loai mỡ chuyên dùng Lực dỡ tải ban đầu cần phải từ 1,5-2 lần lớn trọng lượng vỏ có xét đến tổn thất để thắng lực ma sát theo chu vi, đảm bảo tiếp xúc chặt vòng vỏ với khối đất Lực ép vỏ vào đất phụ thuộc vào đường kính hầm, cường độ áp lực mỏ, tính chất biên dạng đất, vật liệu vỏ hầm thông sô khác, thay đổi từ 200 đến lOOOkN lớn Im chiểu dài đường hầm Ngoài vỏ hầm lắp ghép ép vào đất, có thê sử dụng vỏ hầm ép từ bêtỏng tồn khối, vỏ hầm dày 30-50cm nên xây dựng đất nửa đá, đất cát đất sét có độ ẩm tự nhiên, vỏ hầm ép tồn khối khơng có mối nối đặc trưng cưịmg độ cao, chặt không thấm nước Cũng vỏ lắp ghép ép vào đất, sử dụng vỏ tồn khối khơng yêu cầu bơm vữa ximăng, giảm độ lún mật đất Vỏ hầm ép làm việc với đất xung quanh chúng, phần tải bên ngồi khối đất tiếp nhận Nhờ giá trị tải trọng chủ động giảm giảm chiều dày vỏ hầm, chi phí vật liệu, khối lượng đào đất giá thành giảm Khơng có khoảng trống vỏ hầm đất nên không yêu cầu phải bơm vữa ximăng vào phía sau vỏ hầm thực tế loại độ lún mặt đất, đảm bảo ổn định cho nhà cơng trình lân cận 4.5 K Ế T CẤU V ỏ TU YẾN ỐNG (TUYN EN ) MẠNG K Ỹ TH U Ậ T Vỏ tuyến ống mạng kỹ thuật có dạng trịn dạng chữ nhật, thõng thường làm BTCT Vỏ tuyến ống mạng kỹ thuật thi cơng phương pháp lắp ghép đổ chỗ Có thể thi công being phương pháp đào hở phương pháp ngầm (kích đẩy, khoan) theo đoạn từ 30-40m 90-100m Phương pháp khoan có thê tạo nên tuyến tuynen ngầm đường kính từ 200mm tới 2000mm Trong việc lắp đặt điều khiển tổ hợp máy móc khơng cán có mặt người gươnv hầm Mạng kỹ thuật ngầm đô thị nước ta cịn bố trí lẻ tẻ Các mạng đirờng dây điện, cáp điện, cáp thông tin, liên lạc nối gày an tồn mĩ quan thị Các tuyến ống cấp nước, thoát nước, cấp nhiệt quản lý bố trí độc lập với gây nhiều khó khăn cơng tác khai thác sứa chữa Họfp lý trục 144 mạng kỹ thuật nêu bố trí chung vào đường ống góp Kết cấu chúng trình bày hình 4.46 3150 Hình 4.46 Kết cấu tuyến ơng góp: a) Đường kính ,Hm; h) Đường kính 2,25m; c) Đường kính 2.8m; (I) Đường kính 3,35ni: Đường ống khí đốt; Đường ống cấp nước; Đưịng ống nước có áp; Đường ống cấp nhiệt; Cáp thông tin; Cáp điện; 145 4.6 CÁCH NƯỚC CƠNG TRÌNH NGẦM ĐƠ THỊ 4.6.1 Cách nước CTNĐT thi cơng phương pháp hở hạ dìm Tất kết cấu ngầm chịu lực bao che cần phải làm vật liệu chống thấm có lớp cách nước chuyên dùng Độ bền lâu dài công trình phụ thuộc nhiêu vào độ bền lớp bảo vệ Cách nước cho CTNĐT nhằm mục đích sau: - Cách nước chống thấm sử dụng để bảo vệ phận kêt cấu CTNĐT tránh tác động có hại (ăn mịn hố học) nước mặt nước ngầm đê chống lại gỉ dịng điện dị - Cách nước kín sử dụng để chống thấm qua liên kết mối nối két cấu CTNĐT - Cách nước nóng- ngồi việc cách nước cịn phải cách nhiệt cho cơng trình Theo phương pháp xây dựng cách nước chia ra: sơn, trát, dán, dập, thẩm thấu, bơm, đắp Theo loại vật liệu cách nước chia ra: ximăng, atsphan, bitum, pỏlime ximăng, pôlime (nhựa tổng hợp nhựa dẻo), kim loại v.v Cách nước chia theo độ tin cậy cách điện: Loại trung bình (điện trở kết cấu cách ly khơng thấp lO'^OM.M) tăng cường (không thấp lO^OM.M) Cách nước cho kết cấu CTNĐT chia loại sơ cấp thứ cấp - Cách nước sơ cáp xây dựng kết cấu từ vật liệu có độ bền hoá học khả chống thấm cao - Cách nước sơ cấp cho CTNĐT hiệu qủa kết cấu tồn khối; sử dụng bêtơng có tiêu chống thấm, độ bền hố học chống lạnh theo yêu cầu, sở sử dụng chất chèn chặt khác nhau, chất dẻo, phụ gia khác Trong mơi trường ăn mịn sử dụng bêtơng có tính chất bảo vệ cao - vữa pỏlime ximăng, pồlime - bêtông v.v Ngày nhiều loại vật liệu sản xuất bêtông chất liệu kêramic hạt nhỏ, chất dẻo tổng hợp phụ gia đảm bảo khả chống thấm tới W20 Kết cấu nhựa tổng hợp (compozit) có khả cách nước hiệu đặc biệt vùng ăn mịn mạnh Chúng có độ bền chống ãn mịn hố học cao tronc nhiều mỏi trưịiig khác so với thép khônggỉ, nhỏm, titan - Đế cách nước thứ cấp sử dụng sơn, mactit, thẩm thấu, trát, dán \ật liệu khác có độ bền cao mơi trường ăn mịn (bảng 6) 146 Bảng C ác loại lớp phủ bảo vệ kết cấu ngầm bẽtông B T C T Loại lớp bảo vệ Tên vật liệu lớp bảo vệ Bitum, pôlime bitum (bitum - sơn, bitum - narit, bitum - epôxit, bitum pịlistiưol v.v) Pơlime ximăng (ximăng - sơn, ximăng pơlivinhilaxetat, ximãng - epôxidnoamit, ximăng - phurilov V.V.) Sơn mactit Lớp phủ sơn hóa chất gốc: - Polietilen - Closulphatphinhir, nhựa epokxít dạng khác chúng - Lớp phủ sở sản phẩm pha chế xlan - Lớp sơn gia cường cốt thép - Trên sở chất dẻo tinh luyện (51G-10, U-30M), sơn Ximăng- cát có bổ sung bột bitum, chất lỏng silíc hữu v.v Pơlimeximăng có phụ gia sơn CKC-30, CKC-65GP ,MX-30 Trát Thuỷ tinh ximăng (sợi thuỷ tinh) Lớp phủ ximãng - cát - trát Phun khí nén (trên gốc nhựa BKCK ) Átphan (nóng, nguội) gốc hỗn hợp pơlime(epơkxít, sơn ) Bitum - cuộn (giấy dầu, nhựa cách nước izoplast, izoelast, zophlekx, pholgaiozol, ruberod thuỷ tinh, armobitep ) Dán Pôlietilen thẩm thấu Poliizobutilen Petrolatum Bitum biến chế Thâm nhập Átphan chế biến (krêking - chất dư) Nhựa tổng hợp (stirol - monomer, metilmetakrridat, xtirol, pôlietilen phân tử thấp ) Hợp chất silíc hữu Nhựa epơxit Dập Lắp ghép Atphan, bitum - pôlime v.v Màng polime (polixtirol, polietilen, pôlivinhiclorit, metilmetakrridat, pôliamit, pôlipropilen ) Các nhựa xốp Các kim loại Các lớp đắp Cát thạch anh ghidraphov, tro tiêu tán Sét ben tonit Huyền phù ximãng - sét ximăng - sơn Bơm Bột bít um Xilicát natri (thuv tinh lỏng) Pôlime long (các bamit, nhưa phu ran Phenolphoimaldegit v.v.) 147 Lựa chọn vật liệu cách nước công nghệ thi cơng để bảo vệ cơng trình xác định theo yêu tố sau: - Áp lực thuỷ tĩnh nước - Độ ẩm cho phép phòng theo X N IP II-3 -7 * - Độ nứt nẻ kết cấu - Tính ăn mịn mơi trường theo XNIP 2.03.11-85, X T X E V 2440-80 - Loại kết cấu cơng trình, tác động có học tác động nhiệt Các loại lớp phủ bảo vệ khuyên dùng phụ thuộc vào loại CTNĐT cho bảng 4.7 Bảng 4.7 Các loại lớp bảo vệ khuyên dùng phụ thuộc vào loại C TN Đ T Dạng lớ bảo vệ Loại Kết cấu cơng trình ngầm Sơn Trát Dán Hàn Thẩm thấu Bơm Đắp Lắp ghép Kết cấu chìm đất (cọc, giếng hạ, giếng chìm ép) + + - - + + - + Cơng trình chơn sâu phương pháp lộ thiên + + + + + - + + + + + + + + + + Móng liền khối, táng hầm, kênh, bể chứa + + + + - - Cấu kiện mềm (mối nối khớp biến dạng) - - + - - - Tường tầng hầm, kênh bể chứa, bể thu Ghi chú: D ấu " + " /ìé n d ù n g , d â u - + k h ô n g n ê n d ù n g t h e o đ i ề u k iệ n th i c ó n g Kết cấu CTNĐT, xây dựng phương pháp hở, kết cấu đơn nguyên ngầm hạ dìm, đơn nguyên hạ giếng giếng ép phần lớn trường hợp, cách nước Nếu mức nước đất nàm cao đế móng CTNĐT, lớp cách nước bố trí tồn chu vi kết cấu (hình 4.47a) Khi mực nước đất thấp đế móng C I NĐT, cần làm lớp cách nước theo tường mái kết cấu, khónc cần làm cho móng 148 Xây dựng lớp cách nước liên tục bên ngồi khơng gây nên khó khăn đặc biệt gì, thao tác tiến hành phương pháp đào hầm phương pháp hạ dìm Khi thi cơng phương pháp “tưịng đất”, việc tạo lớp cách nước bên tường CTNĐT thao tác phức tạp, đường hào gia cố vữa sét, lớp cách nước bên tường thực tế làm Trong trường hợp xây dựng lớp cách nước bên theo tường đáy cơng trình (hình 4.47b) Trong xây dựng đại trà, phổ biến loại sơn, dán, trát Sử dụng cách nước dán trường hợp, sơn trát khơng đảm bảo tính chống thấm cho cơng trình Cách nước dán làm từ vật liệu cuộn, màng Chúng tCr cuộn bitum từ nhựa tổng hợp (không có thành phần bitum nhựa đường) Khi dán cách nước cần đảm bảo tính liên tục lớp bảo vệ theo tồn chu vi cơng trình, bao gồm chi tiết đứng đáy Khi sử dụng lớp dán cách nước từ vật liệu cuộn, cần giữ gìn tránh tác động học làm hư hỏng chúng Giải pháp kết cấu cách nước dán sơn phụ thuộc vào tiêu chí độ khơ phịng tính nứt nẻ (TCVN 356-2005) kết cấu cần cách nước (xem bảng 4.8) Bảng 4.8 Tiêu chí độ khơ phịng I Loại cách nước II III Nhóm độ nứt nẻ kết cấu cách nước I ỈI III Á •)lực nước ngầm I II III I II III Một số lượng lớp cách nước * Dán: - Tấm pôlietilen (2mm) 30/1 30/1 - Tấm pồlivinhiclorit Như Như * Sơn: - Bitum nhitrit * 15/4 * - bpoxit nhựa đường * 30/3 * - Epôxit phuran 30/2 * - Epôxit sơn 10/2 * 20/3 30/3,5 Ghi chú: K ý h iệ n * 20/4 30/2 30/2 10/2 20/2, 10/3 20/4 * * 10/2 10/2 30/3,5 k hô ng nên dùng 149 Thông thường, lớp cách nước bên ngồi CTNĐT đặt nơng làm 2-3 lớp, dùng nhựa hitiim ổn định nước Lớp cách nước tường bị hư hỏng q trình đắp đất ngược lại cho cơng trình, rút cọc cừ v.v cần phu lóp vữa hoăc làm lớp tường bảo vệ gach hoăc chuyên dùng bêtông col thép nhựa Lớp cách nước dán lên mái CTNĐT bảo vệ băng lớp bêtơng B10-B15 dầy 10-15cm có lưới thép dây (đưịfng kính dây 5mm) với lưới 15 lớp vữa dày 3-5cm phủ lên lớp lưới thép dây đưịíng kính l,2m m lưới 12 X X 15cm 12cm L ớị) dán cách nước đặc trưng tính dẻo, khơng thấm nước đủ mêm, nhiên chúng có độ bền học khơng cao, khó rải đều, yêu cầu nhiều thời gian Thời gian gần đây, nhiều loại vật liệu cách nước sản xuất ứng dụng, ví dụ nhựa tổng hợp; epơcit, pơliephit; phuranơ v.v Chúng dính bám tốt với bêtơng, bền với mơi trưịng hố chất với tác dụng nhiệt độ Tuy nhiên giá thành cao, nên cách nước nhựa tổng hợp sử dụng xây dựng ngầm Vật liệ u hăng tổng liỢ Ị) (vải thuỷ tinh, dây gai thuỷ tinh, brizôn, giấy kim loại nhân tạo) sử dụng thành phần cốt sở Khác với nhựa cách nước, vật liệu có độ bền học cao, thi cống dễ dàng V í dụ lớp màng nhựa vinhixlorít tổng hợp dày l-3mm dán lên bề mật bitum nóng cách nước nhựa bitum pơlyme dán vào điểm riêng biệt neo Các vinhixlorít tổng hợp hàn chồng lên khơng khí nóng dung mơi LỚJ) nhựa cách nước từ hitinn chảy phiin lên bề mặt cách ly áp suất thiết bị chuyên dùng gia cưịíng vải lưới thuỷ tinh Lớp cách nước vải thuỷ tinh Rubepoit, nhựa thuỷ tinh cách nước (sclơlít, paxêrít v.v ) sử dụng nhiều nước Cao su - hitum chất kết dính pơìyme- hituni trộn với phụ gia dẻo, khống chất chất khử trùng thay cho bitum Lớp phủ từ vật liệu thảm tạo thành lớp có bề mặt chất lượng cao, liên kết tốt với bêtông, đảm bảo cách nước tốt áp lực thuỷ tĩnh tới 0,7-r0,8MPa (1 lớp) tới MPa (2 lớp) Ngoài ra, khả biến dạng cao nên lớp cách ly cho phép kết cấu lún phần không Sử dụng vật liệu thảm cho phép giảm độ nặng nhọc công tác chống thấm khoảng l,5-^2 lần, giảm giá thành khoảng 15-20% so với lớp cách nước hồ dán bình thưịmg Pơlyetylen cố gân vật liệu cách nước mới, sử dụng phổ biến Tấm pôlyetylen dày l-3mm rộng l,85m , mặt có gân dạng gờ hướng cấu kiện để liên kết chắn với bêtông Tấm pơlyetylen có thê sử dụng để cách nước cấu kiện BTCT riêng biệt điều kiện nhà máy Sau lắp ráp kết cấu ngầm pỏlyetylen mối nối cấu kiện hàn dính với Nhựa sơn cách nước thường sử dụng để cách nước cho CTNĐT đất ẩm tự nhiên, chúng quét lên kết cấu nhờ chổi phun Phần lớn trường hợp, 150 để phủ lớp nhựa thường sử dụng bitum nhựa atphan, dùng nhũ tưomg dựa gốc nhựa tổng hợp Vỏ toàn đơn nguyên đường ngầm hành cách nước điều kiện nhà máy cách phủ nhiều lớp nhựa cách nước (hình 4.47c) Tạo lớp cách nước nhà máy cho phép tăng chất lượng lớp cách nước đơn giản hố thao tác làm kín mối nối cấu kiện trường Để làm kín mối nối sử dụng lót kín cao su, nheopren, porôzola vật liệu đàn hồi khác Các đệm cịn dùng để ngăn ngừa vết nứt xuất tránh bị bật khỏi bề mặt trình vận chuyển lắp ráp đơn nguyên 1 u: e) ‘t \0' í/ 0; Hình 4.47 C c h n c C T N Đ T th i c ô n g h ằ n g p h n g p h p d o h ầ m (a , c , d ) d o h o ( h ) ; e ) c h i tiết d n c h n g c c ló p ( c m ) Khối BTCT; Lớp dán cách nước; Chèn vữa; Lưới thép; Mái BTCT; Lớp bảo vệ; Lớp tạo mặt phẳng; Lóp bitum; Tường bảo vệ; 10 Nền bêtông; 11 Khe rãnh; 12 Chèn; 13 Chèn gỗ; 14 Điểu hòa đồng thau; 15 Dây gai; 16 Áo đường 151 Khi xây dựng đưòng ngầm sử dung cột chống di động, mối nối each nưotc băng dây bên liên tục nhồi rãnh đăc biệt theo chu vi mạt cua đơn nguyên ép kích, sau mối nối nhồi vữa ximăng nơ khơng thấm nước Tấm đệm dày bện xếp kín dạng gemhit đường kính 30-40m m dán vào bề mặt đơn nguyên đường ngầm keo bitum chuyên dùng izolit Khi thiết kê lớp trát cách nước sử dụng chất kết dính hữu vỏ Gốc vơ sử dụng ximăng - cát Trong thành phần chúng có phụ gia chèn chặt làm tăng khả cách nước cho kết cấu Đối với lớp cách nước thi công phương pháp trát tốt sử dụng loại ximăng nở ứng suất trước khác phụ thuộc vào giá trị áp lực nước ngầm (bảng 4.9) Bảng 4.9 Áp lực nước ngầm, m Loại ximãng để trát- láng Số lượng lớp/chiều dày cách nước, mm Không có Ximăng poóc lăng 2/20-25 Tới 3m Ximăng poóc lăng 3/25-30 Tới 20m Phụ gia nở úhg suất trước 3/20-25 Vữa hoạt tính Tới 60m Vữa ximăng - huyền phù 3/16-20 Khi đặt CTNĐT vùng đất no nước với áp lực thuỷ tĩnh cao phải sử dụng ÌỚỊì cách nước kim loại Chúng làm từ thép dày - mm neo vào bêtơng theo mặt mặt ngồi kết cấu Các hàn với tạo nên lớp áo liên tục Cách nước kim loại đắt phải có bọc chống gỉ Kết cấu đơn nguyên đường ngầm hạ dìm cách nước đặc biệt cẩn thận Đơn ngun trịn phía ngồi hình đa giác trang bị mặt lớp cách nước kim loại Lớp áo kín thép dày - mm lắp đặt theo chu vi dãy đơn nguyên hình chữ nhật Lớp cách nước kim loại bảo vệ lớp bọc chống gỉ, số trường hợp: katốt Tuy nhiên, phần lớn đơn nguyên tiết diện chữ nhật có lófp cách nước kim loại làm đáy, tường mái bọc sô lớp cách nước cuộn bitum nhựa tổng hợp Lófp áo chống thấm bảo vệ lớp vữa, BTCT chất dẻo để chống va đập học Đê đảm bảo cách nước hoàn toàn cho đơn nguyên hạ giếng cần phái cách nước mối nối đơn nguyên trước Điều đạt cách hàn kim loại cách nước, ép đệm đàn hổi theo chu vi mặt bên đơn ncLivên, làm kín mối nối v.v tương tự cách nước cho đơn nguyên đường ngầm giếng chìm ép 152 Khi xây dựng lớp cách nước cho CTNĐT kéo dài, thi cơng phưoTíg pháp hở hạ dìm cần phải làm kín khe lún Thơng thường, khe hở khe lún theo chu vi nhồi bitum- khống chất, thành mái nhồi dây gai tẩm nhựa đường từ phía CTNĐT (hình 4.47e) Tại yi trí mối nối, lófp dán cách nước xoắn theo dạng dây thừng đưa vào rãnh từ phía ngồi mối nối rót bitum - khống chất từ phía Trong số trường hợp, mối nối sàn CTNĐT đóng thiết bị điều hòa - đồng thau dày 2mm hàn suốt chiều dài sàn Trong mặt cắt ngang uốn góc đặt hướng lồi phía rãnh gắn chặt khu sàn phân chia mối nối Các rãnh tạo thành nhồi dây gai tẩm nhựa đường ống nhựa cách nước đường kính 50mm nhồi đầy vải sơn, cịn từ phía rãnh dán phastúc bảo vệ nhựa cách nước rộng ,9 -Im Đôi người ta sử dụng kim loại để cách nước cho khe nhiệt khe lún 4.6.2 Cách nước cho CTNĐT, thi công phương pháp ngầm Kết cấu chịu lực CTNĐT thi công phương pháp khiên, yêu cầu cách nước đặc biệt Ngoại trừ trường hợp vỏ hầm dạng vịm bêtơng tồn khối, bêtơng tồn khối - nén ép vào đất, vỏ hầm BTCT lắp ghép đặt vùng đất khô không bị nước trôi Thông thường vỏ bêtông BTCT toàn khối cách nước màng cách nước bọc mặt ngồi mặt vỏ hầm, cịn lắp ghép - làm kín mối nối cấu kiện - Cách nước mặt làm trước đổ bêtông vỏ hầm làm đất đá đủ ổn định Để làm điều đó, bề mặt hố đào trước tiên phải làm phẳng lớp vữa bêtơng - phun dày 5-7cm, dán lớp cách nước từ 2-3 lớp bột nhựa cách nước bitum thảm cách nước (hình 4.48a) Sau đổ bêtơng vỏ hầm bơm vữa ximăng vào phía sau vỏ hầm, đảm bảo tiếp xúc chặt lớp cách nước với vỏ hầm - Cỉíclì nước phía thực tạo lớp cách nước mặt Khi áp lực nước ngầm nhỏ 0,1 MPa, sử dụng lỚỊ? cách nước cứng lóp vữa trát không thấm nước dày 30-40mm bề mặt vỏ hầm Lóp cách nước loại sử dụng khơng có độ lún lệch dao động nhiệt độ không lớn Khi áp lực nước ngầm lớn 0,1 MPa, lóp cách nước thường dùng vật liệu cuộn dán bên bảo vệ vỏ bọc BTCT dày 15-20cm (hình 4.48b) Khác với lớp ngồi, cách nước bên khơng bảo vệ vỏ hầm khỏi nước, nên nước làm gỉ cốt thép phá hỏng bêtỏng Khi có lớp cách nước bên trong, áp lực đất, đá truyền lên vỏ hầm, áp lực thuỷ tĩnh lên vỏ bọc ngoài, xây dựng theo phương pháp làm tàng khỏi lượng đào đất, tăng chi phí bêtịng Xây dựng lớp cách nước kim loại phía từ thép hàn với neo vào bêtơng (hình 4.48c) tránh vó bọc ngoài, cần phải bảo vệ chống gỉ cho thép 153 Hình 4.48 Cách nước kết CUU cơng trình tồn khối (a-c) lắp ghép (e-g), thi cơng phương pháp ngíhn Khn đường hầm; Bêtông - phun; Lớp cách nước; vỏ hầm; Vị bọc ngồi; Lớp cách nước kim loại; Neo; Bulơng; Vịng cách nước; 10 Rãnh dập; 11 Tấm lót cao su; 12 Nhồi chất dẻo; 13 Khối BTCT; 14 Tấm lót; 15 Mối nối hàn - Củcli nước cho cúc mối nối khối tấm, lỗ bulông lỗ để bơm vữa, số chỗ hư hỏng kết cấu (vết nứt, chỗ rỗ, vỡ v.v.) không ảnh hưcmg đến khả chịu lực cơng trình nói chung Gắn chặt mối nối vỏ hầm từ tubin gang - dập thực dây chì đặc đưịng kính 9-12mm lõi chì dạng ống đường kính l-13mm có lõi dây gai tẩm nhựa đường Dây chì lõi chì đưa vào rãnh dập làm kín búa gỗ bảo vệ lóp ximăng poóclăng Để làm kín CÍÍC lỗ bulóng sử dụng róngđen thép dạng chỏm cầu nhồi dây gai lẫn nhựa đường khó nóng chảy (hình 4.48d) Các rơng đen loại đảm bảo lỗ bulông không thấm nước áp lực thuỷ tĩnh đạt tới 0,5.MPa Thời gian gần đây, rơng đen làm kín nhựa tổng họp pơlyetylen bắt đáu dược sứ dụng Các lỗ đế bơm rót làm kín nút rịng đen chun dùng băng dây gai 154 tẩm nhựa đưòmg Khi xoay nút, vữa bitum nhồi vào khe hở liên kết ren làm kín lỗ Các khe mối nối vỏ hầm BTCT lắp ghép nhồi vữa từ ximăng nở khơng thấm nước Chất kết dính làm từ hỗn hợp ximăng nhơm ơxýt (ít 65% theo trọng lượng) có độ bền cao thạch cao xây dựng (cao 2 %) canxi nhôm cách nước dạng bột Người ta sử dụng hợp chất nén chặt đông cứng nhanh chứa khoảng 30% ximăng nở nhôm oxýt M400, khoảng 30% ximăng nhôm oxýt mác 400, khoảng 30% ximăng poóclăng M 400 10% amiăng khrizolit Đôi mối nối cấu kiện BTCT cách nưóc cách ép chặt đệm từ vật liệu nhựa tổng hợp nheôpren, cao su butylen v.v vào khe hở cấu kiện (hình 4.48e) Thời gian gần để làm kín mối nối cấu kiện BTCT, sử dụng loại vữa dạng bột đặc biệt, ximăng cát thơng thường cịn có phụ gia tạo bọt Thi cơng lớp vữa phương pháp giới cho phép tránh làm hư hỏng cấu kiện bị va đập búa Các lỗ bulơng, lỗ bơm rót vữa, chỗ sứt vỡ cấu kiện BTCT chèn ximăng nở, hợp chất đông cứng nhanh vữa tạo bọt Mặc dù tất mối nối, lỗ công nghệ, lắp ráp cấu kiện, BTCT cách nước chắn tin cậy, thân cấu kiện lắp ghép thực tế lại thấm nước sử dụng áp lực thuỷ tĩnh lớn 0,1 MPa Tính khơng thấm nước cấu kiện BTCT đảm bảo cách bọc mặt ngồi chúng (lưng mặt bên) lớp cách nước (hình 4.481) Tuy nhiên cách nước dạng khó đảm bảo toàn vẹn lớp bọc tháo dỡ, vận chuyển, lắp đặt cấu kiện Ngoài khả hư hỏng học thay đổi nhiệt độ mơi trường xung quanh Vì tin cậy xây dựng màng cách nước thân cấu kiện: Các dải pôlyêtylen ép theo dạng xếp chồng hướng dọc trục (ví dụ: dạng “đi én”) vào thân cấu kiện, sau đó, vị trí “trên mép” đổ bêtông đợt với cấu kiện BTCT Phương pháp cách nước hiệu cho cấu kiện vỏ hầm BTCT lắp ghép phủ mặt chúng thép dày - mm (hình 4.38m) Các neo vào bêtông sau lắp ráp vòng vỏ hầm, chúng hàn với theo mối nối vòng hướng tâm tạo thành lớp áo kín khơng thấm nước Trên hình 4.49 trình bày cấu tạo cách nước vị trí nút nước Hình 4.49 Cấu tạo nút tlìốt nước Vỏ cơng trình; Màng cách nước; Vật liệu bảo vệ - thoát nước; Liên kết lớp cách nước với đất; Liên kết màng cách nước với bêtông phun; Chèn cách nước; sỏi; ơng nước; Bêtòng phun; 10 Đất 155