trờng đại học kiến trúc hà nội khoa xây dựng Bộ môn xây dựng công trình ngầm đô thị Đồ án môn học (mẫu tham khảo) tên đề tài : thiết kế công trình ga tàu điện ngầm chủ trì : T.S nguyễn đức nguôn thực hiện: KS hoàng ngọc phong hà nội- 2008 thiết kế công trình Ga tàu điện ngầm I ý nghĩa công trình Ga tàu điện ngầm giao thông đô thị Nền kinh tế Việt Nam, đặc biệt Hà Nội, đà có tăng trởng mạnh mẽ thập kỷ vừa qua Sự tăng trởng kinh tế dẫn đến trình đô thị hoá nhanh chóng, với việc gia tăng thu nhập bình quân cho ngời dân, mang đến hội việc làm lớn cho ngời lao động, nh giáo dục khả tiếp cận dịch vụ Tuy nhiên việc tăng dân số tăng mức độ sở hữu phơng tiện, ôtô cá nhân đe doạ đến ổn định tăng trởng kinh tế Hà Nội Lý đờng phố trở nên đông nghịt tắc nghẽn xe máy lợng ôtô cá nhân tăng thêm Năng lực vận tải đờng đà đạt mức tới hạn, khu vực trung tâm thành phố phơng tiện xe buýt phải khó khăn để giải nhu cầu lại ngời dân đà có đầu t cho dịch vụ vận tải Tốc độ đô thị hoá cao dọc hành lang Đông_Tây từ Nhổn vào trung tâm thành phố Hà Nội rõ cần thiết đầu t sở hạ tầng giao thông, đặc biệt giao thông công cộng, phục vụ cho nhu cầu lại ngày tăng ngời dân dọc theo hành lang Tất bất cập đó, đòi hỏi cấp bách phải sử dụng không gian ngầm đô thị để giải vấn đệ rộng lớn xây dựng đô thị, giao thông vận tải, toán kĩ thuật xà hội Khi sử dụng hiệu không gian ngầm cho phép: Trang ã thị Tăng cờng cấu trúc qui hoạch, kiến trúc, tiết kiệm đợc đáng kể quĩ đất đai quí giá đô ã ã Giải phóng nhiều công trình có tính chất phụ trợ khỏi mặt đất Sử dụng đất đô thị hợp lí cho việc xây dựng nhà ở, tạo công viên, bồn hoa, sân vận động, khu xanh, vùng "không có ô tô" ã Tăng cờng vệ sinh môi trờng đô thị Giảm bớt tiếng ồn khí thải đờng phố đô thị ã Giữ gìn đợc kiến trúc, cảnh quan đô thị, di sản văn hoá lich sử quí báu ã Bố trí hiệu cụm kĩ thuật ã Nâng cao mức độ tiện nghi, an toàn cho hoạt động sống ngời ã Đảm bảo an toàn tác động từ bên ( thiên nhiên, khủng bố, chiến tranh ) ã Giảm đợc tác động xấu ngành sản xuất tiềm ẩn nguy hiểm ã Trong giao thông: đảm bảo liên tục tốc độ cao phơng tiện giao thông, phân luồng tuyến giao thông, tạo nên nút giao thông thuận tiện, tổ chức tốt bến đỗ xe ô tô II Tình hình xây dựng tàu điện ngầm VN Công trình ga tàu điện ngầm đô thị nớc ta có số dự án giai đoạn gọi vốn thiết kế sở nh Dự án xây dựng tuyến tầu điện ngầm Thành Phố Hồ Chí Minh, dự án đờng hầm Thủ Thiên qua sông Sài Gòn, dự án tuyến xe điện vừa cao vừa ngầm Mai DịchTrần Hng Đạo Hà Nội, dự án xây dựng bÃi đỗ xe ngầm Hà Nội phố Hàng Đậu, Hàng Khoai, vờn hoa Chí Linh Trong tơng lai không xa phải nghĩ tới việc xây dựng tổ hợp công trình ga tàu điện ngầm thành phố lớn Hình 1: Sự cần thiết phải xây dựng ga tàu điện ngầm đô thị lớn Hỡnh2 General planning of Hanoi capital until the year 2020 Trang Ministry of Transport proposed to build urban rail transport lines, forming the main axes of the public transport network in Hanoi: (1) Yen Vien - Ngoc Hoi (25 km) (2) Ha Noi - Ha Dong (15 km) (3) Bac Co - Hanoi Station - Voi Phuc - Nhon (16 km) (4) Hanoi - Noi Bai Airport (25 km) (5) Daewoo - Trung Kinh - Hoa Lac (32 km) (6) Giap Bat - Southern Thang Long (19 km) (7) Buoi - Dong Anh - Soc Son (24 km) (8) Co Bi - Gia Lam - Kim No (26 km) Hình Nhon-Hanoi railway station - Southern Thang Long (19 km): (7) Buoi - Dong Anh - Soc Son (24 km) (8) Co Bi - Gia Lam - Kim No (26 km) III Giíi thiƯu vỊ ga tàu điện ngầm Kim Mà Khu vực địa điểm xây dựng: Công trình ga tàu điện ngầm "ga kim mÃ" đợc xây dựng Hà Nội đợc thiết kế xây dựng theo định hớng đại hoá phát triển bền vững hứa hẹn hớng cho qui hoạch phát triển đô thị Việt Nam Ga Kim Mà nằm tuyến Nhổn-Ga Hà Nội Trang Hình Vị trí khu đất xây dựng công trình (Nhìn từ vệ tinh – Google Earth 2008) Ga Kim M· - Southern Thang Long (19 km): (7) Buoi - Dong Anh - Soc Son (24 km) (8) Co Bi - Gia Lam - Kim No (26 km) Hình5 Vị trí ga Kim Mà tuyến Nhổn- Gà Hà Nội Hinh Khu vực Ga Kim Mà Quy mô, giải pháp kiến trúc kỹ thuật cho công trình: 2.1 giải pháp kiến tróc: Trang + ChiỊu dµi ga: 130m + ChiỊu rộng: 22m/25m + Cao độ đỉnh ray: -17.6m Tầng 1: Không gian siêu thị Đây mô hình mẻ Thờng siêu thị nằm mặt đất nhng kiến trúc công trình tồn khôn gian Khách hàng mua đồ trực tiếp Hơn thế, không gian có chức nh cầu/hầm qua đờng cho ngòi bộ, mang lại thuận tiện an toàn cho ngời Tầng 2: Bao gồm khu kĩ thuật chịu trách nhiêm cho hoạt động bên (phòng điều hành chung, hệ thống điện, nớc, thông gió ) dịch vụ dành cho hành khách nh quầy ba Tầng 3: Khu vực ke ga Ke ga không gian để hành khách tiếp cận trực tiếp với đoàn tàu cần phải ý đến khía cạnh an ninh nh tiện nghi cho hành khách Chiều dài ke ga đợc xác định chiều dài tàu IV Đánh giá điều kiện địa chất- công trình khu vực xây dựng - Địa chất công trình đựơc cung cấp công ty: Công ty t vấn xây dựng việt nam Theo kết khảo sát hố khoan thăm dò trờng thí nghiệm mẫu đất phòng thí nghiệm, khu vực khảo sát địa chất công trình phục vụ cho công tác thiết kế KTTC công trình: ga kim Mà cho thấy địa tầng khu vực đợc cấu tạo theo thứ tự từ xuống dới đợc phân thành lớp nh sau: Lớp 1: Đất lấp Phủ khắp phạm vi khảo sát với bề dày biến đổi từ 1,2m đến 1,8m, trung bình 1,5m Đất lấp có thành phần cát hạt mịn xám nâu, xám tro, trạng thái rời Lớp 2: Lớp sét xám nâu, xám xanh, dẻo mềm Lớp nằm dới lớp đất lấp, phân bố khắp phạm vi khảo sát với bề dày biến đổi từ 1m đến 2,4m, trung bình 1,7m Trang Đất thuộc loại sét xám nâu, xám xanh, trạng thái dẻo mềm Giá trị trung bình xuyên tiêu chuẩn SPT N/30 búa/30cm Trong lớp đà lấy 11 mẫu đất để thí nghiệm, giá trị tiêu lý nh bảng sau: Độ ẩm tự nhiên Khối lợng tự nhiên Khối lợng khô 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Trọng lợng riêng Hệ số lỗ rỗng Độ lỗ rỗng Độ bÃo hoà Độ ẩm giới hạn chảy Độ ẩm giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Độ sệt Hệ sè nÐn lón Lùc dÝnh kÕt Gãc néi ma s¸t Sức kháng xuyên đầu mũi Ma sát thành đơn vị áp lực tính toán quy ớc Môđun tổng biến dạng W γw γk γs e n G Wch Wd Id IL a1-2 C ϕ qc fs R0 E0 % g/cm3 34,9 1,74 g/cm3 1,36 g/cm 2,72 % % % % % cm2/kG kG/cm2 §é KG/cm2 KG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 1,014 50,1 93,2 43,3 25,8 17,5 0,52 0,047 0,269 8°30’ 8,00 0,333 1,10 50 Líp 3: Líp sÐt pha x¸m gơ hồng, dẻo nhÃo Lớp nằm dới lớp (2), phân bố khắp phạm vi khảo sát với bề dày biến đổi từ 1,2m đến 3,7m, trung bình 2,6 m Đất thuộc loại sét pha màu xám gụ tro, xám hồng, trạng thái dẻo nhÃo Giá trị trung bình xuyên tiêu chuẩn SPT N/30 búa/30cm Trong lớp đà lấy 07 mẫu đất để thí nghiệm, giá trị tiêu lý nh bảng sau: Độ ẩm tự nhiên W % 40,2 Khối lợng tự nhiên g/cm3 1,73 w Khối lợng khô g/cm3 1,24 γ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Trọng lợng riêng Hệ số lỗ rỗng Độ lỗ rỗng Độ bÃo hoà Độ ẩm giới hạn chảy Độ ẩm giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Độ sệt Hệ số nén lún Lực dính kết Góc nội ma sát Sức kháng xuyên đầu mũi Ma sát thành đơn vị áp lực tính toán quy ớc Môđun tổng biến dạng k s e n G Wch Wd Id IL a1-2 C ϕ qc fs R0 E0 g/cm3 % % % % % cm2/kG kG/cm2 §é KG/cm2 KG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 2,67 1,316 53,5 90,8 42,4 25,7 16,7 0,87 0,066 0,109 6°36’ 0,267 0,60 20 Líp 4: Lớp cát hạt mịn, xám tro, rời Lớp nằm dới lớp (3), phân bố khắp phạm vi khảo sát với bề dày biến đổi từ 4m đến 6m, trung bình m Cát thuộc loại hạt mịn màu xám tro, có xen kẹp dải sét pha mỏng, trạng thái rời Giá trị trung bình xuyên tiêu chuẩn SPT N/30 búa/30cm Trong lớp đà lấy 16 mẫu đất để thí nghiệm, giá trị tiêu lý nh bảng sau: Thành phần hạt có đờng kính Trang Từ 1mm ữ 0,5mm Từ 0,5mm ÷ 0,25mm Tõ 0,25mm ÷ 0,10mm Tõ 0,10mm ÷ 0,05mm Độ ẩm tự nhiên Khối lợng tự nhiên Khối lợng khô 68,0 12,0 Góc nghỉ cát khô 10 11 19,0 Hệ số lỗ rỗng Trọng lợng riêng 1,0 Góc nghỉ cát ớt Sức kháng xuyên đầu mũi Ma sát thành đơn vị áp lực tính toán quy ớc Môđun tổng biến dạng W w k e γs α kho α uot qc fs R0 E0 % g/cm3 36,4 1,8 g/cm3 1,28 g/cm3 1,086 2,67 ®é 32°30’ ®é KG/cm KG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 20°30’ 34 0,933 1,00 70 Lớp 5: Lớp cát hạt mịn xám tro, chặt vừa Lớp nằm dới lớp (4), phân bố khắp phạm vi khảo sát với bề dày biến đổi từ 2,8m đến 7m, trung bình 25,3 m Cát thuộc loại hạt mịn màu xám tro, trạng thái chặt vừa Giá trị trung bình xuyên tiêu chuẩn SPT N/30 15 búa/30cm Trong lớp đà lấy 09 mẫu đất để thí nghiệm, giá trị tiêu lý nh bảng sau: Thành phần hạt có đờng kính Từ 1mm ÷ 0,5mm 2,0 Tõ 0,5mm ÷ 0,25mm 45,0 Tõ 0,25mm ÷ 0,10mm 43,5 Tõ 0,10mm ÷ 0,05mm 9,5 §é Èm tù nhiªn W % 24 Líp 6: Líp sét Khối lợng tự nhiên g/cm3 1,86 w pha xám vàng, Khối lợng khô g/cm3 1,5 xám xanh, k dẻo cứng Hệ số lỗ rỗng e 0,773 Lớp Trọng lợng riêng g/cm 2,66 s nằm dới lớp (7), phân bố khắp Góc nghỉ cát khô độ kho 3118 phạm vi khảo sát Góc nghỉ cát ớt độ với bề dày biến uot 1930 đổi từ 12,5m Sức kháng xuyên đầu mũi qc KG/cm2 56 đến 25m, trung Ma sát thành đơn vị fs KG/cm2 1,33 bình 17 m 10 áp lực tính toán quy ớc R0 kG/cm2 1,50 Đất 11 Môđun tổng biến dạng E0 kG/cm 100 thuộc loại sét pha màu xám vàng, xám xanh trạng thái cứng Trong lớp có tồn thấu kính sét lẫn hữu dẻo mềm Giá trị trung bình xuyên tiêu chuẩn SPT N/30 là12 búa/30cm Trong lớp đà lấy 07 mẫu đất để thí nghiệm, giá trị tiêu lý nh bảng sau: Độ ẩm tự nhiên W % 29,9 Khối lợng tự nhiên g/cm3 1,85 w Khối lợng khô g/cm 1,43 Trọng lợng riêng Hệ số lỗ rỗng Độ lỗ rỗng k γs e n g/cm3 2,72 % 0,90 47,4 Trang 7 Độ bÃo hoà G % 89,7 Độ ẩm giới hạn chảy Wch % 41,6 Độ ẩm giới hạn dẻo Wd % 25,2 10 Chỉ số dẻo Id % 16,4 11 §é sƯt IL 0,27 12 HƯ sè nÐn lón a1-2 cm2/kG 0,035 13 Lùc dÝnh kÕt C kG/cm2 0,393 Góc nội ma sát Độ 14 1030 15 Sức kháng xuyên đầu mũi qc KG/cm2 32 16 Ma sát thành đơn vị fs KG/cm2 1,870 17 ¸p lùc tÝnh to¸n quy íc R0 kG/cm2 1,50 18 Môđun tổng biến dạng E0 kG/cm2 100 Lớp 7: Lớp cát hạt trung xám tro lẫn sạn, sỏi, chặt Lớp nằm dới lớp (9), phân bố khắp phạm vi khảo sát với bề dày biến đổi từ 0,8m đến 3,8m, trung bình m Cát thuộc loại hạt trung màu xám tro,lẫn sỏi, sạn, trạng thái chặt Giá trị trung bình xuyên tiêu chuẩn SPT N/30 búa/30cm Trong lớp đà lấy 06 mẫu đất để thí nghiệm, giá trị tiêu lý nh bảng sau: Thành phần hạt có đờng kính Từ 10mm ÷ 5mm 3,0 Tõ 5mm ÷ 2mm 5,5 Tõ 2mm ÷ 1mm 4,0 Tõ 1mm ÷ 0,5mm 4,5 Tõ 0,5mm ÷ 0,25mm 44,5 Tõ 0,25mm ÷ 0,10mm 30,5 Tõ 0,10mm ữ 0,05mm 8,0 Trọng lợng riêng g/cm3 2,66 s Góc nghỉ cát khô độ 3026 kho Góc nghỉ cát ớt độ uot 1819 Sức kháng xuyên đầu mũi qc KG/cm2 190 Ma sát thành đơn vị fs KG/cm2 3,67 ¸p lùc tÝnh to¸n quy íc R0 kG/cm2 3,00 Môđun tổng biến dạng E0 kG/cm2 250 Lớp 8: Lớp cuội sỏi chặt Nằm dới địa tầng khảo sát phân bố khắp phạm vi khảo sát với bề dày lớn, cha xác định Các hố khoan ë s©u 60 m vÉn cha kÕt thóc líp Từ đỉnh lớp đến độ sâu 60m, đà khoan vào líp víi bỊ dµy lín nhÊt lµ 4,9m Ci thc loại cuội Thạch Anh tròn cạnh, màu xám ghi rêu, mài mòn tốt, xếp xít Giá trị xuyên tiêu chuẩn qua 09 lần thí nghiệm cho thấy lần đóng có giá trị lớn 100 nhát/30cm Theo TCXD 45-78, cuội đạt: áp lực tính toán quy ớc Môđun tổng biến dạng R0 E0 kG/cm2 kG/cm2 8,00 500 V điều kiện địa chất thuỷ văn: Phạm vi khảo sát tồn nớc dới đất Nớc dới đất tàng trữ chủ yếu lớp (2), (3), (4),(5), (6), (7) Nguån cung cÊp cho níc dới đất chủ yếu nớc ma, nớc mặt thấm từ xuống Tại thời điểm khảo sát, mực nớc dới đất ổn định cách mặt đất chừng 1,5m Bảng Bảng tổng hợp tiêu lý lớp đất Các tiêu lí Tên lớp Độ dµy(m) 1,5 1,4 2,6 25.3 17 5,0 Trang W % - 34,9 40,2 26 24 29,9 γw g/cm3 - 1,74 1,73 1,78 1,86 1,85 γk g/cm3 - 1,36 1,24 1,413 1,5 1,43 ∆ e n G Wch Wd Id IL a1-2 C ϕ g/cm3 2,72 1,014 50,1 93,2 43,3 25,8 17,5 0,52 0,047 0,269 2,67 2,67 1,316 0,89 53,5 90,8 42,4 25,7 16,7 0,87 0,066 0,109 2,66 0,77 2,72 0,90 47,4 89,7 41,6 25,2 16,4 0,27 0,035 0,393 kho cm2/kG kG/cm2 Độ độ - uot độ - qc fs R0 E0 N30 KG/cm2 KG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 - % % % % % 8°30’ 6°36’ 24,8° 32°30’ 28,4° 31°18’ 20°30’ 19°30’ 34 0,933 1,00 70 56 1,33 1,50 100 15 8,00 0,333 1,10 50 0,267 0,60 20 10°30’ 32 1,870 1,50 100 12 28,0 17,8 16,0 2,66 0,91 30 19,10 15,70 2,66 0,81 24,8° 30°2 6’ 18°1 9’ 190 3,67 3,00 250 50 500 100 trụ địa chất công trình nh sau: Trang VI lựa chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình Lựa chọn hệ khung bên công trình Kết cấu ga tầu điện ngầm đợc phân thành loại chính: ga loại cột, loại nhịp loại trụ cầu Loại nhịp có mái phẳng vòm Các kết cấu thờng đợc làm từ BTCT lắp ghép toàn khối Giải pháp kết cấu phần sàn ga phần lớn trờng hợp, định giải pháp kết cấu toàn hạng mục lại tổ hợp công trình ga (sảnh, trạm kéo - phía dới, khoang thông gió, lò nối thông gió v.v ) Từ vị trí Ga Kim Mà nơi tập trung đông dân c ga kết hợp siêu thị phục vụ kinh doanh hiệu nên đồ án dự kiến sử dụng ga loại cột nhiều tầng nhiều nhịp với hệ chịu lực khung bê tông cốt thép Trang 10 ϕ'  ϕ   Pa = γ z tan  45 − ÷− 2c tan  450 − ÷= γ zK a − 2c K a 2 2   Trong ®ã:   Ka – hƯ số áp lực đất chủ động: K a = tan  450 − ϕ' ÷; 2 γ - trọng lợng đất (kN/m3) c, - lực dính kết (kPa) góc ma sát đất; z - độ sâu từ điểm tính toán đến mặt đất lấp (m) Trờng hợp kể đến siêu tải mặt đất (q) ta phải quy đổi siêu tải q thành áp lực ngang tác dụng lên tờng Pa = q.K a Sử dụng nguyên lý cộng tác dụng để vẽ biểu đồ áp lực đất lên tờng Tính toán áp lực nớc tác dụng lên tờng chắn: pn= n h IX Tính toán kết cấu công trình Để tính toán kết cấu công trình trớc tiên cần tính toán kết cấu tờng bao "Tờng đất" giai đoạn thi công Sau kiểm tra khả chịu lực tờng hệ khung chịu lực trình khai thác 9.1 Thiết kế tờng liên tục đất (tờng bao công trình): Trong đồ án tờng đất bao xung quanh công trình có vai trò chắn đất chịu tải trọng ngang công trình, đất, nớc truyền vào Tải trọng tác dụng lên tờng bao gồm: -Tải ngang: +áp lực đất chủ động +áp lực nớc +tải trọng từ sàn neo truyền vào -Tải đứng: Không có, công trình nằm hoàn toàn dới đất Lựa chọn sơ kích thớc tiết diện Chiều dày tờng chọn theo sở sau: + Theo yêu cầu chống thấm + Theo giá trị mômen tờng Chiều cao làm việc tờng (h0) tÝnh theo c«ng thøc: h0 = A M Với b chiều rộng dải tờng cần tính toán Trong toán này, chọn b = Rb b 1m (theo chiều cao tờng) + Căn vào công nghệ phơng tiện thi công thực tế Thờng thi công cạp tờng gầu ngoạm, có kích thớc gÇu: 600, 800, 1000, 1200mm + Chän theo kinh nghiƯm - Việc thi công tờng liên tục đất đợc thực theo đoạn Kích thớc đoạn tờng phụ thuộc vào việc lựa chọn máy thi c«ng ViƯc lùa chän kÝch thíc têng cã thĨ tham khảo bảng sau: Một số loại gầu thùng hÃng Bachy Bề dày gầu (mm) 400 500 600 800 1000 1200 1500 KL 6,5 6,8 7,0 7,5 9,0 11 - Tên kiểu gầu trọng lợng gầu (T) KE KF KJ 6,5 6,4 6,8 6,6 7,2 8,5 12 10 12 12 BAG 16 16,5 17 Trang 18 BÒ réng gầu (m) 1,8 2,2 2,8 2,8 3,6 Từ bảng ta lựa chọn kích thớc sơ gầu đào cho hệ tờng đất công trình là: b x h = 800x 2800 (mm) Tính toán tờng liên tục đất bao gồm công việc sau: *Kiểm tra sức chịu tải đất dới chân tờng * Kiểm tra ổn định chống trồi hố đào * Kiểm tra ổn định chống chảy thấm hố đào *Tính toán nội lực tờng trinh thi công nh trình sử dơng *ThiÕt kÕ cèt thÐp cho têng KiĨm tra sức chịu tải dới chân tờng - Việc kiểm tra sức chịu tải đất dới chân tờng đợc thức cách cắt dải tờng cã kÝch thíc b x h = 0,8 x (m) Tờng đất dùng làm tờng tầng hầm cho nhà cao tầng, không chịu tải trọng đứng Trong trờng hợp tổng quát, phải đảm bảo cho sức chịu tải đất dới chân tờng lớn tải trọng công trình cộng với tải trọng thân tờng gây nên chân tờng Tức là: N tc + G tc p = ≤ R tc b tc ptc: ¸p lực tiêu chuẩn dới chân tờng, KN/m2 Ntc: Tải trọng công trình mét dài, KN/m Trờng hợp Ntc= tc pxe 7,1 = 5.7,1 = 17,75 2 KN/m, tờng chịu tải phía xe cộ lại Gtc: Trọng lợng thân mét dài tờng, KN/m b: Bề rộng cđa têng ®Êt b= 800(mm); Rtc: SCT cđa ®Êt nỊn díi ch©n têng, KN/m2 R tc = A.b.γ + B.h.γ '+ D.c tc b: ChiÒu réng bøc têng (m), b= 800(mm) H: ChiỊu s©u bøc têng(m); γ : Dung trọng lớp đất dới chân tờng,KN/m3 ' :Dung trọng bình quân lớp đất từ chân tờng đến mặt đất KN/m3 c tc : Lực dính tiêu chuẩn lớp đất dới chân tờng, KN/m2 a, b, d: Các thông số phụ thuộc góc ma sát lớp đất dới chân tờng(tra bảng) Các thông số phụ thuộc vào trụ địa chất Sau Kiểm tra SCT đất dới chân tờng ta xác định đợc kích thớc sơ tờng Lựa chọn chiều cao tờng là: H= 34,5(m) Chiều sâu từ chân tờng tới mặt cos 0.00 36m Cơ sở lựa chọn độ sâu nh sau: +Dựa vào trụ địa chất công trình +Đảm bảo điều kiện chống thấm cho công trình +Đảm bảo điều kiện ổn định (Chịu lực chuyển vị) Lúc chân tờng tựa lên lớp đất thứ Cắt đoạn tờng cã kÝch thíc nh sau: b x h =0,8 x 1(m) để tính toán Ta có: Trọng lợng thân mét dài tờng,KN/m Gtc= b.h = 25.0,8.34,5= 690 (KN/m) Vậy nên áp lực tiêu chuẩn dới chân têng Trang 19 N tc + G tc 17,75 + 690 = = 884,69(kN ) b 0,8 Xác định SCT đất dới chân tờng Rtc ptc= R tc = A.b.γ + B.h.γ '+ D.c tc Ch©n têng tùa lên lớp đất có: = = 18,6(kN / m ) Têng ®Êt ®i qua lớp đất 2, 3, 4, 5, Mực nớc ngầm nằm cos -1,5(m) Ta có Trọng lợng riêng nớc n =10(kN/m3) Trọng lợng riêng đẩy líp ®Êt γ ®n = (∆2 − 1)γ n (2,72 − 1)10 = = 8,6( KN / m3 ) + e2 + 1, 01 Träng lỵng riêng đẩy lớp đất ( 1) n (2, 67 −1)10 γ ®n = = = 7, 76( KN / m ) + e3 +1,32 Trọng lợng riêng đẩy lớp ®Êt ( ∆ −1)γ n (2,67 −1)10 γ ®n = = = 8, 01( KN / m3 ) + e4 + 1, 02 Träng lỵng riêng đẩy lớp đất đn5 = (∆ − 1)γ n (2,66 − 1)10 = = 9,36( KN / m ) + e5 + 0,77 Dung trọng bình quân lớp đất từ chân tờng đến mặt đất '= 1,5.18 + 1,7.8,6 + 2,6.7,76 + 5.8,01 + 25,2.9,36 = 9,5 ( kN / m ) 36 VËy γ ' = 9,5 (kN/m3) Lực dính tiêu chuẩn lớp đất dới chân tờng, kN/m2 c tc =0 (KN/m2) Góc ma sát lớp đất dới chân tờng = 280 24' = 28,4 Tõ ®ã ta néi suy đợc giá trị A, B, D nh sau: A= 1,014; B= 5,062; D= 7,51 Các giá trị nội suy đựơc lấy từ bảng 9.1(Trang 127- tài liệu[3]) Vậy ta có đợc SCT đất dới chân tờng là: R tc = 1670,46( kN / m ) So sánh: giá trị ta thấy ptc < Rtc Nh chân tờng tựa lên lớp đất 5, với chiều sâu 36(m) đất dới chân tờng đủ khả chịu lực Kiểm tra ổn định chống trồi hố đào + Kiểm tra ổn định chống trồi hố móng đợc thỏa mÃn theo công thức Uông Bỉnh Giám Đại học Đồng Tế Trung Quốc ( đợc lấy từ tài liệu [1]): D.Nq + c.Nc KL = γ ( H + D) + q Trong đó: D - độ chôn sâu thân tờng; H - độ đào sâu hố móng; q siêu tải mặt đất; trị bình quân gia quyền trọng lợng tự nhiên lớp đất phía hố kể từ mặt đất đến đáy tờng; 1= = 9,5(kN/m3) (Đà tính trên); - trị bình quân gia quyền trọng lợng tự nhiên lớp đất phía hố kể từ mặt đào đáy tờng; 2= γ ®n = 9,36 (kN/m3) Trang 20 Nq, Nc hệ số tính toán khả chịu lực giới hạn đất áp dụng công thức Terzaghi: ϕ 3   e π − ÷tan ϕ   NqT =  2  o ϕ  cos  45 + ÷      NcT = ( NqT − 1) tan Khi dùng phơng pháp để kiểm tra hệ số an toàn chống trồi, không kể đến tác dụng chống trồi lên cờng độ chịu cắt mặt AB nên hệ số an toàn KL thêng lÊy KL≥ 1,2 – 1,3 + KiĨm tra ỉn ®Þnh chèng tråi cđa têng:   3 28,4 π   π − ÷tan 28,4   e 2.180 ÷   = 10,68 NqT =  2  o 28,   cos  45 +  ÷    NcT = (10,68 − 1) = 17,9 tan 28,4 0 a' τ h b d γd γ(h + d)+ d b' Hình Sơ đồ tính toán chống trồi đồng thời xem xét c ϕ ⇒ KL = 9,36.16,8.10,68 + 0.17,9 = 4,7 > 1,3 Thỏa mÃn điều kiện Nghĩa hố 9,5.36 + 12 đào đảm bảo điều kiện chống trồi Kiểm tra ổn định chống chảy thấm hố đào Khi đào hố móng lớp bÃo hoà nớc, phải thờng xuyên lu ý đến áp lực nớc, bảo đảm ổn định hố móng, thiết phải kiểm tra trình chảy thấm có xuất phun trào(cát chảy) hay không Khi nớc ngầm chảy từ bên dới mặt đáy hố móng lên bên mặt đáy hố móng, hạt đất đất chịu lực ®Èy nỉi cđa ¸p lùc níc thÈm thÊu, mét xt hiƯn ¸p lùc níc thÈm thÊu qu¸ lín, c¸c hạt đất rơi vào trạng thái Trang 21 huyền phù nớc lu động, tạo tợng phun trào Nh thể hình vẽ, toàn lực thẩm thấu J tác dụng phạm vi phun trào B là: J= w h.B Trong đó: h- Tổn thất cột nớc phạm vi từ chân tờng đến mặt đáy hố móng, thờng lấy h=0,5.hW= 0,5.17,7= 8,85(m) γ w : TØ träng cđa níc γ w = 10(kN/m3) B: Phạm vi xảy cát chảy, vào kết thử nghiệm, xảy phạm vi cách xa thành hố khoảng độ cắm sâu vào đất tờng chắn, tức B= 0,5.D Vậy B= 0,5.16,8= 8,4(m) Hình Sơ đồ kiểm tra trào ống Nh áp lực thẩm thấu lµ: J= γ w h.B = 10.8,85.8,4 = 743,4( kN ) Trọng lợng nớc khối đất W chống lại áp lực thẩm thấu là: W= ' D.B ' : Trọng lợng đẩy đất Ta lấy trọng lợng riêng đẩy lớp ®Êt bªn díi cos -19,2m Líp ®Êt 5: γ ®n = 9,36( kN / m ) Nh vËy trọng lợng khối đất nớc là: W= ' D.B = 9,36.16,8.8,4 = 1320,88( kN ) So s¸nh gía trị J W tính đợc ta nhận thấy W> J Tức không xảy phun trào, thoả mÃn điều kiện sau Ks = γ '.D 9,36.16,8 = = 1,78 > 1,5 γ w h 10.8,85 Ks: HƯ sè an toµn chèng phun trào, thờng lấy Ks 1,5 Nh công trình đảm bảo chống chảy thấm Tính toán nội lực Tờng liên tục đất theo giai đoạn thi công Trong trình đào hố móng, tuỳ theo vị trí tầng chống, áp lực chủ động ®Êt sau lng têng, têng sÏ xt hiƯn c¸c nội lực có giá trị khác vị trí khác Do việc kiểm tra tính toán độ bền ổn định tờng trình khai thác, thiết phải kiểm tra khả chịu lực tờng giai đoạn thi công đào hố móng chống đỡ tờng Tính toán nội lực Tờng liên tục đất chơng trình Plaxis + Tính toán cho đoạn tờng có kích thớc b x h = 1,2 x (m), độ sâu H=25(m) kể từ lớp đất 2.(Sở dĩ lớp đất tính xây dựng, mô hình hoá vào phần mềm ta bỏ qua làm việc nó) + Độ cứng chống uốn EI= b.h =4,32.106(kNm2) 12 (Bêtông tờng đất có cấp độ bền chịu nén B25, E= 30.10 3(MPa)= 30.106(kN/m2)) + §é cøng chèng kÐo, nÐn EA= 30.106.0,8.1= 24.106(kN) + chi tiêu lý đất đợc lấy từ bảng tiêu lý lớp đất + Siêu tải mặt đất: q= 12 (kN/m2) (tính toán phần tải trọng) + Mực nớc ngầm nằm cos -1,5(m) so với cos 0,00 + tầng chống neo đợc biểu thị neo cos mặt sàn tầng 1,2,3,4 + giai đoạn đào đất đợc đào đến cos sàn tầng: Từ phân tích ta đa hình vẽ nh sau để mô tả trình tính toán tờng đất công trình Trang 22 Giai đoạn 1: Thi công tờng: Giai đoạn 2: Thi công sn mái cos -2.00 m Trang 23 Giai đoạn 3: Đào đất đến cos sàn tầng 1: từ cos -2.00 đến -6.00m Giai đoạn 4: Thi công sàn tầng ngầm cos -6.00 m Trang 24 Giai đoạn 5: Đào đất đến cos sàn tầng 2: từ cos -6.00 đến -11.20 m Giai đoạn 6: Thi công sàn tầng ngầm cos -11.20 m Trang 25 Giai đoạn 7: Đào đất đến cos sàn đáy: từ cos -11.20 đến -19.20 m Giai đoạn 8: Thi công đáy cos -19.20 m Trang 26 Trang 27 Sau tiÕn hµnh nhËp liệu đầu vào cho Plaxis, phần mền tự động phân tích đa kết nội lực lớn tờng theo giai đoạn thi công Từ có đợc nội lực lớn tờng thình thi công ta lấy nội lực để tính toán bố trí cốt thép cho Tờng (Bảng kết nội lực đợc đa vào phần phụ lục tính toán) Hình.9 Bố trí thép cho tờng đất 9.2 Tính toán kết cấu khung công trình Các phơng án tải trọng tác dụng lên khung TLBT: Đây trọng lợng thân toàn công trình máy tự dồn (Không kể trọng lợng sàn) Tải đất: Trong tính toán áp lực chủ động cuả Đất Tải tác dụng vuông góc bề mặt hệ tờng đất Giá trị đợc xác định theo công thức Trong trọng lợng thể tích đơc tính với dn Trang 28 Tải nớc tĩnh: Là tải áp lực nớc tác dụng lên công trình Tải nớc tác dụng vuông góc bề mặt hệ tờng Tải đợc tính riêng với tải đất Tĩnh tải: Bao gồm trọng lợng thân sàn(sàn mái, sàn đô thị, sàn nhà vệ sinh) Hoạt tải 1, Hoạt tải 2: Là hoạt tải tác dụng lên sàn Tải đ ợc tra TCVN 2737- 1995 Hai loại hoạt tải đợc chất tải cách tầng cách nhịp Hoạt tải TP: Là hoạt tải toàn phần: (Hoạt tải 1+ Hoạt tải 2) Hoạt tải đợc chất toàn mặt sàn Mỗi sàn có loại hoạt tải riêng Phần đà đợc trình bày phần Tải trọng Đa giá trị tải trọng vào mô hình kết cấu phần mềm Các tổ hợp: Trang 29 TH1: TLBT+ tải (nớc+đất) tĩnh + tĩnh tải TH2: TLBT+ tải (nớc+đất) tĩnh+ tĩnh tải+ hoạt tải TH 3: TLBT+ tải (nớc+đất) tĩnh + tĩnh tải+ hoạt tải TH 4: TLBT+ tải (nớc+đất) tĩnh + tĩnh tải+ 0,9.(hoạt tải 1+ hoạt tải 2) THB: BAO(TH1+ TH2+ TH3+ TH4) TÝnh to¸n kÕt cÊu khung Víi phơng án tải nh ta tiến hành nhập vào máy để lấy kết nội lực Dới cho số kết nội lực cột, dầm điển hình: a) Nội lực cột 400x800 (cột điển hình C7) Story STORY1 STORY1 STORY1 STORY2 STORY2 STORY2 STORY3 STORY3 STORY3 STORY4 STORY4 STORY4 Column C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7 Load TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 TH4 Loc 2.4 4.8 2.3 4.6 2.25 4.5 b) Nội lực dầm 400x900 (dầm điển hình B4) Story Beam Load P -3874.45 -3862.33 -3850.2 -3478.48 -3449.38 -3420.28 -2876.54 -2848.66 -2820.77 -2249.64 -2222.36 -2195.08 V2 62.85 62.85 62.85 14.16 14.16 14.16 -3.82 -3.82 -3.82 4.67 4.67 4.67 M3 51.728 -11.118 -73.963 56.005 22.03 -11.945 -11.032 -2.251 6.531 2.482 -8.019 -18.519 Loc V2 M3 STORY2 B4 TH4 0.45 -38.27 -76.994 STORY2 B4 TH4 0.925 -31.64 -60.39 STORY2 B4 TH4 1.4 -25.01 -46.934 STORY2 B4 TH4 1.875 -18.39 -36.626 STORY2 B4 TH4 2.35 -11.76 -29.465 STORY2 B4 TH4 2.825 -5.14 -25.452 STORY2 B4 TH4 3.3 1.49 -24.586 STORY2 B4 TH4 3.775 8.12 -26.867 STORY2 B4 TH4 4.25 14.74 -32.296 STORY2 B4 TH4 4.725 21.37 -40.872 STORY2 B4 TH4 5.2 28 -52.596 Trang 30 STORY2 B4 TH4 5.675 34.62 -67.468 STORY2 B4 TH4 6.15 41.25 -85.487 STORY3 B4 TH4 0.45 -45.75 -63.781 STORY3 B4 TH4 0.925 -37.95 -43.902 STORY3 B4 TH4 1.4 -30.15 -27.729 STORY3 B4 TH4 1.875 -22.35 -15.262 STORY3 B4 TH4 2.35 -14.54 -6.5 STORY3 B4 TH4 2.825 -6.74 -1.445 STORY3 B4 TH4 3.3 1.06 -0.095 STORY3 B4 TH4 3.775 8.86 -2.451 STORY3 B4 TH4 4.25 16.66 -8.513 STORY3 B4 TH4 4.725 24.47 -18.281 STORY3 B4 TH4 5.2 32.27 -31.755 STORY3 B4 TH4 5.675 40.07 -48.935 STORY3 B4 TH4 6.15 47.87 -69.821 c) Bè trÝ cèt thÐp khung cho công trình Trang 31 10 14 14 10 10 11 20 18 10 10 10 10 11 19 13 10 7 10 15 15 12 8 7 20 10 10 11 18 10 8 20 10 3 19 20 10 10 10 11 14 11 10 10 15 18 10 14 10 14 15 10 20 11 10 20 10 10 18 16 17 24 11 20 20 22 18 16 12 10 10 5 10 10 10 17 12 20 11 10 20 11 10 13 10 16 23 13 19 17 10 10 10 11 16 20 10 20 20 10 10 10 16 10 10 18 10 12 11 22 16 23 17 24 20 13 13 7 b c d H×nh 10 Bè trÝ thÐp cho khung e Trang 32 ... - Gia Lam - Kim No (26 km) III Giới thiệu ga tàu điện ngầm Kim Mà Khu vực địa điểm xây dựng: Công trình ga tàu điện ngầm "ga kim mÃ" đợc xây dựng Hà Nội đợc thiết kế xây dựng theo định hớng đại. .. hình xây dựng tàu điện ngầm VN Công trình ga tàu điện ngầm đô thị nớc ta có số dự án giai đoạn gọi vốn thiết kế sở nh Dự án xây dựng tuyến tầu điện ngầm Thành Phố Hồ Chí Minh, dự án đờng hầm Thủ... 100 trụ địa chất công trình nh sau: Trang VI lựa chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình Lựa chọn hệ khung bên công trình Kết cấu ga tầu điện ngầm đợc phân thành loại chính: ga loại cột, loại