Đang tải... (xem toàn văn)
LVTS31 Nghiên cứu tính toán tường trong đất trong thi công hầm vượt tại thành phố Nam Định Đăng ngày 28082011 09:12:00 AM 450 Lượt xem 258 lượt tải Giá : 0 VND Nghiên cứu tính toán tường trong đất trong thi công hầm vượt tại thành phố Nam Định Hãng sản xuất : Unknown
Bộ giáo dục và đào tạo Bộ xây dựng Trờng đại học kiến trúc hà nội đỗ nhật tân Nghiên cứu tính toán tờng trong đất trong thi công hầm vợt tại thành phố nam định luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành: xây dựng dân dụng và công nghiệp mã số: 60.58.20 Hà Nội 2011 Bộ giáo dục và đào tạo Bộ xây dựng Trờng đại học kiến trúc hà nội đỗ nhật tân Nghiên cứu tính toán tờng trong đất trong thi công hầm vợt tại thành phố nam định luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành: xây dựng dân dụng và công nghiệp mã số: 60.58.20 ngời hớng dẫn khoa học gs.ts đỗ nh tráng Hà Nội 2011 Bộ giáo dục và đào tạo Bộ xây dựng Trờng đại học kiến trúc hà nội đỗ nhật tân Nghiên cứu tính toán tờng trong đất trong thi công hầm vợt tại thành phố nam định luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành: xây dựng dân dụng và công nghiệp mã số: 60.58.20 Hà Nội 2010 mục lục Trang Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ, đồ thị Mở đầu 1 Chơng I Tổng quan về công trình hầm vợt và các phơng pháp thi công hầm vợt. Giới thiệu về phơng án hầm vợt dự kiến tại Thành phố nam định 4 1.1 Tổng quan về công trình hầm vợt 4 1.1.1 Định nghĩa và phân loại 4 1.1.2 Lịch sử xây dựng hầm vợt trên Thế giới 5 1.1.3 Tổng quan về xây dựng hầm vợt ở Việt Nam 6 1.1.4 Giới thiệu về phơng án hầm vợt dự kiến tại Thành phố Nam Định. 9 1.2 Tổng quan về các phơng pháp thi công hầm 14 1.2.1 Các phơng pháp đào kín 14 1.2.2 Các phơng pháp đào hở (lộ thiên) 15 1.2.3 Một số phơng pháp khác thi công công trình ngầm . 21 1.3 Công nghệ xây dựng tờng trong đất 24 1.3.1 Phạm vi áp dụng và các u nhợc điểm 24 1.3.2 Công nghệ xây dựng tờng trong đất 26 Chơng II Lý thuyết tờng trong đất trong thi công công trình hầm vợt. 34 2.1 Tính toán tờng trong đất 34 2.1.1 Tải trọng tác động lên tờng trong đất 34 2.1.2 Một số phơng pháp tính toán tờng trong đất 43 2.2 Tính toán tờng trong đất bằng phơng pháp phần tử hữu hạn 52 2.2.1 Xác định tải trọng 53 2.2.2 Rời rạc hóa kết cấu. 53 2.2.3 Xác định ma trận độ cứng của mỗi phần tử 54 2.2.4 Thành lập ma trận độ cứng tổng thể 56 2.3 Sơ bộ về phần mềm áp dụng trong tính toán tờng trong đất. 57 2.3.1 Phạm vi áp dụng. 58 2.3.2 Các dạng mô hình đợc thiết lập sẵn trong phần mềm 59 2.3.3 Các số liệu đầu vào và đầu ra khi tính toán 60 Chơng III Phân tích, khảo sát sự làm việc của tờng trong đất trong thi công hầm vợt và tính toán kết cấu vỏ hầm vợt 61 3.1 Tính toán tờng trong đất trong thi công hầm vợt với các điều kiện địa chất khu vực TP Nam Định. 61 3.1.1 Phân tích kết cấu tờng trong đất theo các phơng pháp hiện hành bằng chơng trình tính theo ngôn ngữ Matlab 61 3.1.2 Phân tích kết cấu tờng trong đất theo phơng pháp Sachipana 70 3.1.3 Phân tích kết cấu tờng trong đất bằng phần mềm Plaxis 73 3.2 Khảo sát ảnh hởng của nớc ngầm, chiều dày của tờng trong đất . 76 3.2.1 ảnh hởng của mực nớc ngầm đến nội lực trong kết cấu 76 3.2.2 ảnh hởng của chiều dày tờng đến nội lực trong kết cấu 77 3.3 Tính toán kết cấu vỏ hầm vợt thi công theo phơng pháp tờng trong đất trong giai đoạn khai thác. 81 3.3.1 Mô hình tính toán kết cấu vỏ hầm vợt thi công theo phơng pháp tờng trong đất trong giai đoạn khai thác 81 3.3.2 Các kết quả tính toán kết cấu vỏ hầm vợt thi công theo phơng pháp tờng trong đất trong giai đoạn khai thác 82 Kết luận và kiến nghị 84 Tài liệu tham khảo 86 Phần phụ lục Danh mục các bảng Số hiệu Tên bảng Trang 1.1 Phân loại hầm 4 3.1 Thông số địa chất 63 3.2 Thông số đầu vào của phần tử tấm Plate 63 3.3 Thông số đầu vào của phần tử thanh chống Strut 64 3.4 Nội lực kết cấu tờng trong đất tính theo Matlab 66 3.5 Nội lực kết cấu tờng trong đất tính theo Plaxis 75 Danh mục các hình vẽ, đồ thị Số hiệu Tên hình vẽ, đồ thị Trang 1.1 Công trình hầm chui ngã t Kim Liên, Hà Nội 7 1.2 Nút giao thông giao cắt giữa Quốc lộ 10 và đờng đi Hà Nội tại xã Tân An Lộc Hòa TP Nam Định 10 1.3 Mặt cắt dọc, mặt bằng hầm vợt dự kiến tại TP Nam Định 12 1.4 Mặt cắt ngang hầm 13 1.5 Sơ đồ đào lộ thiên với mái dốc tự nhiên 16 1.6 Sơ đồ mở hố đào với hệ gia cờng kiểu công son 16 1.7 Hệ gia cờng kiểu công son có biện pháp giảm tải 17 1.8 Sơ đồ kết cấu vây xung quanh và hệ thống chống ngang 18 1.9 Sơ đồ hệ thống chống xiên 19 1.10 Thi công đào lộ thiên sử dụng kết cấu chắn giữ bằng tờng trong đất 23 1.11 Sơ đồ công nghệ thi công tờng trong đất 27 1.12 Các dạng tờng hào và tờng cọc 28 1.13 Sơ đồ thi công tờng liên tục trong đất bằng cọc đào 29 Số hiệu Tên hình vẽ, đồ thị Trang 1.14 Sơ đồ thi công tờng liên tục trong đất bằng cọc khoan và xung 30 1.15 Tờng trong đất lắp ghép theo sơ đồ công nghệ thứ nhất 31 1.16 Tờng trong đất lắp ghép theo sơ đồ công nghệ thứ hai 32 1.17 Kết cấu hỗn hợp của tờng trong đất lắp ghép 33 2.1 Vòng tròn ứng suất ở điều kiện cân bằng giới hạn 36 2.2 Trạng thái chủ động và bị động Rankine 37 2.3 Tính áp lực chủ động Rankine 38 2.4 Tính áp lực chủ động của đất gồm nhiều lớp 39 2.5 áp lực chủ động khi có tải trọng trên mặt đất 40 2.6 Tính áp lực bị động Rankine 41 2.7 Tính áp lực đất và áp lực nớc 42 2.8 Sơ đồ chuyển vị của cọc bản côngson và phân bố áp lực đất 43 2.9 Sơ đồ tính tờng công son theo phơng pháp H.Blum 44 2.10 Sơ đồ tính theo Blum 45 2.11 Toán đồ để tìm nghiệm phơng trình theo Blum 46 2.12 Sơ đồ tính của phơng pháp Sachipana 47 2.13 Sơ đồ tính của phơng pháp đàn hồi Nhật Bản 49 2.14 Sơ đồ tính của phơng pháp đàn hồi sửa đổi 50 2.15 Rời rạc hữu hạn kết cấu tờng chắn 53 2.16 Sơ đồ tính phần tử dầm 53 2.17 Sơ đồ tính toán phần tử hữu hạn hệ thanh 54 3.1 Mặt cắt ngang hầm hình hộp mái phẳng có vách ngăn ở giữa 62 3.2 Sơ đồ tính tờng theo ngôn ngữ lập trình Matlab 64 3.3 Biểu đồ chuyển vị của tờng trong đất tính theo Matlab 65 3.4 Biểu đồ mômen của tờng trong đất tính theo Matlab 65 3.5 Biểu đồ lực cắt của tờng trong đất tính theo Matlab 66 Số hiệu Tên hình vẽ, đồ thị Trang 3.6 Sơ đồ tính tờng theo phơng pháp Sachipana 70 3.7 Sơ đồ và kết quả tính tờng trong đất theo Sachipana 71 3.8 Sơ đồ tính toán chống trồi hố móng 72 3.9 Sơ đồ tính toán phun trào 73 3.10 Mô hình tờng trong đất bằng phần mềm Plaxis 74 3.11 Chuyển vị ngang, mômen, lực cắt của tờng theo Plaxis 74 3.12 Quan hệ giữa chuyển vị và mực nớc ngầm 76 3.13 Quan hệ giữa lực cắt và mực nớc ngầm 77 3.14 Quan hệ giữa mômen và mực nớc ngầm 77 3.15 Quan hệ giữa chuyển vị và chiều dày tờng theo Matlab 78 3.16 Quan hệ giữa lực cắt và chiều dày tờng theo Matlab 79 3.17 Quan hệ giữa mômen và chiều dày tờng theo Matlab 79 3.18 Quan hệ giữa chuyển vị và chiều dày tờng theo Plaxis 80 3.19 Quan hệ giữa lực cắt và chiều dày tờng theo Plaxis 80 3.20 Quan hệ giữa mômen và chiều dày tờng theo Plaxis 81 3.21 Sơ đồ tính toán hầm vợt trong giai đoạn khai thác 82 3.22 Biểu đồ mômen, lực dọc của hầm vợt trong giai đoạn khai thác 82 3.23 Biểu đồ lực cắt của hầm vợt trong giai đoạn khai thác 83 -1- mở đầu * Tớnh c p thit ca t i Do nhu cầu phát triển của kinh tế, hầm vợt và không gian ngầm ngày càng đợc quan tâm. Tại các thành phố lớn hệ thống tàu điện ngầm đang đợc triển khai xây dựng. Một số dự án về hầm vợt đã đợc triển khai lập dự án, khảo sát và giải phóng mặt bằng. Rất nhiều các nhà cao tầng đã và đang xây dựng có từ một đến nhiều tầng hầm. Thi công công trình ngầm đô thị ở Việt Nam trong một số năm trở lại đây đã sử dụng nhiều phơng pháp thi công hiện đại nh phơng pháp khiên đào (TBM- tại hầm dẫn nớc công trình Thủy điện Đại Ninh Tây Nguyên- sẽ sử dụng TBM trong đất yếu, tại các công trình Metrô ở Hà nội và thành phố HCM), phơng pháp hầm dìm để thực hiện xây dựng các công trình hầm dới nớc (thi công hầm vợt Thủ Thiêm), sử dụng phơng pháp tờng trong đất Một loạt các dự án xây dựng hầm vợt đợc nghiên cứu triển khai xây dựng: dự án hầm vợt sông Thủ Thiêm (T.p Hồ Chí Minh), hầm vợt sông Hơng (Huế), dự án tàu điện ngầm tại Tp Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh, các dự án hầm vợt đờng bộ Trong đó một số dự án đã hoàn thành, một số dự án đang đợc triển khai. Trong các dự án về hầm vợt đã xây dựng chúng ta chủ yếu thi công bằng phơng pháp đào mở. Phơng pháp thi công tờng trong đất ở Việt Nam cho đến nay đợc sử dụng chủ yếu trong thi công các tầng hầm nhà cao tầng và các công trình phục vụ cho giao thông chủ yếu ở các Thành phố lớn. Hiện nay trong các dự án hầm vợt đờng bộ thờng đợc thiết kế đi ngầm trong đất và sử dụng phơng pháp thi công tờng trong đất là chủ yếu. Do những u điểm đặc biệt của phơng pháp tờng trong đất là: - Thi công đợc các công trình ngầm có độ sâu lớn. - Thích dụng trong mọi điều kiện địa chất, đặc biệt trong các vùng đất yếu, mực nớc ngầm cao. [...]... nhất định Cho nên việc nghiên cứu áp dụng tường trong đất trong thi công hầm vượt là cần thi t Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu Nghiên cứu tính toán tường trong đất trong thi công hầm vượt tại Thành phố Nam Định * Mc tiờu ti lun văn - Nghiên cứu và tính toán tường trong đất vào xây dựng công trình hầm vượt ở Việt Nam, áp dụng cụ thể cho hầm vượt dự kiến sẽ được xây dựng tại Thành phố Nam Định. .. Nam Định * Ni dung nghiờn cu ca ti Luận văn có ba chương với các nội dung chính như sau Chương 1: Tổng quan về công trình hầm vượt và các phương pháp thi công hầm vượt Giới thi u về phương án hầm vượt dự kiến tại Thành phố Nam Định -3Chương 2: Lý thuyết tường trong đất trong thi công công trình hầm vượt Chương 3: Phân tích, khảo sát sự làm việc của tường trong đất trong thi công hầm vượt và tính toán. .. toán kết cấu vỏ hầm vượt Kết luận và kiến nghị * Phương pháp nghiên cứu Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết về công trình hầm, các công nghệ thi công hầm đặc biệt là công nghệ tường trong đất trong thi công hầm vượt, kết hợp với các tài liệu thực tế thi t kế và thi công các công trình ngầm tại Việt Nam và tại Hà Nội Tiến hành nghiên cứu phân tích kết cấu tường trong đất theo quá trình thi công, từ đó đưa... tường trong đất trong thi công công trình hầm vượt với các điều kiện địa chất ở Thành phố Nam Định - Phân tích sự làm việc của kết cấu công trình ngầm thi công theo phương pháp tường trong đất, từ các kết quả nghiên cứu có thể đề xuất các kiến nghị về giải pháp kết cấu hợp lý * i tng v phm vi nghiờn cu Các công trình hầm vượt ứng dụng công nghệ tường trong đất với điều kiện địa chất tại Thành phố Nam. .. nghiên cứu và áp dụng cho chuyên ngành địa kỹ thuật, thi công và xây dựng công trình ngầm đô thị, là cơ sở khoa học để kiến nghị sử dụng công nghệ ứng dụng tường trong đất trong thi công các hầm vượt tại Thành phố Nam Định và ở những nơi có điều kiện địa chất tương tự -4Chương I- Tổng quan về công trình hầm vượt Và các phương pháp thi công hầm vượt Giới thi u về phương án hầm vượt dự kiến tại tP nam. .. của hầm Hình 1.2- Nút giao thông giao cắt giữa Quốc lộ 10 và đường đi Hà Nội tại xã Tân An Lộc Hòa TP Nam Định 1.1.4.1 Vị trí nút giao thông hầm vượt tại Thành phố Nam Định Nút giao thông hầm vượt tại Thành phố Nam Định nằm trong phạm vi giữa trung tâm Thành phố Nam Định và xã Lộc Hòa, là giao cắt giữa trục đường 10 (Thái Bình Nam Định Ninh Bình) và đường đi Hà Nội (từ -11trung tâm Thành phố Nam Định. .. dụng để đào trong đất đá cứng có độ bền nén đến 300Mpa Phương pháp thi công bằng máy đào đường hầm TBM là một phương pháp thi công hiện đại, tốc độ thi công nhanh 1.2.2 Các phương pháp đào hở (lộ thi n) Thi công theo phương pháp đào lộ thi n phức tạp nhất là khâu đào đất, còn công tác thi công kết cấu chính hoàn toàn giống như việc thi công công trình nổi trên mặt đất Trình tự thi công đào lộ thi n như... pháp thi công hầm [2, 8, 12, 17] 1.2.1 Các phương pháp đào kín 1.2.1.1 Phương pháp mỏ truyền thống Đây là phương pháp thi công phổ biến dùng để thi công các hầm lò khai thác khoáng sản Nhiều đường hầm giao thông, thủy lợi và quân sự cũng được thi công theo phương pháp này Trong đất đá cứng hầm thường được thi công bằng khoan nổ mìn Trường hợp hầm thi công trong điều kiện địa chất yếu không ổn định. .. chọn mô hình tính toán và dạng kết cấu vỏ hầm thích hợp Tiến hành khảo sát với dạng kết cấu hầm vượt dự kiến thi công tại Thành phố Nam Định với một số dạng điều kiện địa chất ở Thành phố Nam Định Việc khảo sát được thực hiện bằng các phần mềm hiện hành trong đó xây dựng một phần mềm tính toán bằng ngôn ngữ lập trình Matlab * ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Các kết quả nghiên cứu của đề tài... số ưu điểm của công nghệ thi công tường trong đất: - Thi công được các công trình ngầm có độ sâu lớn - Thích dụng trong mọi điều kiện địa chất, đặc biệt trong các vùng đất yếu, mực nước ngầm cao - Là biện pháp thi công hầu như duy nhất để xây dựng trong điều kiện thành phố chật hẹp, xây chen do khi thi công hạn chế chấn động, tiếng ồn, dễ khống chế về biến dạng lún, ít ảnh hưởng các công trình xây . nghiên cứu Nghiên cứu tính toán tờng trong đất trong thi công hầm vợt tại Thành phố Nam Định. * Mc tiờu ti lun văn - Nghiên cứu và tính toán tờng trong đất vào xây dựng công trình hầm vợt ở Việt Nam, . Nội tại xã Tân An Lộc Hòa TP Nam Định 1.1.4.1. Vị trí nút giao thông hầm vợt tại Thành phố Nam Định Nút giao thông hầm vợt tại Thành phố Nam Định nằm trong phạm vi giữa trung tâm Thành phố Nam Định. quan về công trình hầm vợt và các phơng pháp thi công hầm vợt. Giới thi u về phơng án hầm vợt dự kiến tại Thành phố Nam Định. -3- Chơng 2: Lý thuyết tờng trong đất trong thi công công trình hầm vợt Chơng