ĐỒ ÁN MÔN HỌC XÂY DỰNG CẦU

NHÓMSINH VI

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS Cù Việt

VIÊN CHẤM

Hà Nội, 04/2024

1.3 SƠ ĐỒ VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG CƠ BẢN 4

1.4 TIẾN ĐỘ THI CÔNG DỰ KIẾN 6

CHƯƠNG 2 THI CÔNG KẾT CẤU PHẦN DƯỚI 7

2.1 TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC THI CÔNG 7

2.2 THI CÔNG MÓNG CẦU 7

2.2.1 Thi công móng cọc trên cạn 7

2.2.2 Thi công móng cọc cho trụ cầu dưới nước 8

2.3 Thi công vòng vây cọc ván 9

2.3.1 Tính toán vòng vây cọc ván 9

2.3.2 Thi công hệ vòng vây cọc ván 11

2.4 THI CÔNG ĐỔ BÊ TÔNG BỊT ĐÁY DƯỚI NƯỚC 12

2.4.1 Tính toán bê tông bịt đáy 12

2.4.2 Thi công đổ bê tông bịt đáy 13

Nhóm: 06

Sinh viên: Vi Anh Tú (0146966), Doãn Cường Quốc (0142266), Thân Thế Long (0138666)

CHƯƠNG 3 THI CÔNG KẾT CẤU PHẦN TRÊN CẦU BTCT 19

3.1 TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC THI CÔNG 19

3.2 CHẾ TẠO DẦM 19

3.3 LAO LẮP DẦM 20

3.4 THI CÔNG CÁC BỘ PHẬN KẾT CẤU NHỊP KHÁc 21

TÀI LIỆU THAM KHẢO 23

Hình 2-5 Thi công thân mố và tường cánh mố 15

Hình 2-6 Hệ ván khuôn và giàn giáo thi công trụ 16

Hình 3-5 Mặt bằng bố trí hệ đỡ ván khuôn thi công dầm ngang 22

Hình 3-6 Hệ đỡ ván khuôn thi công bản mặt cầu 22

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

XÂY DỰNG CẦU

LỜI MỞ ĐẦU

1.1.1.Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 11823-2017 – Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ.

- TVVN 11815 : 2017 – Thiết kế công trình phụ trợ trong thi công cầu.

1.1.2.1 Bê tông

Bảng 1-1 Đặc trưng của vật liệu bê tông

Cường độ nén quy định của bê

Trọng lượng riêng của bê tông(kg/m3)

- Với: f '  35Mpa thì Wc  23,2- Với 35 f '  105Mpa thì

Hình 1-1 Mặt bằng công trường

- Mặt bằng công trường : lán trại, đường tạm, huy động…- Thi công móng, mố trụ.

- Thi công kết cấu nhịp.- Thi công các kết cấu khác.- Thi công đường đầu cầu.

Hình 1-2 Sơ đồ trình tự thi công cơ bản

1.4.TIẾN ĐỘ THI CÔNG DỰ KIẾN

Bảng 1-2 Bảng tiến độ thi công dự kiến

CHƯƠNG 2 THI CÔNG KẾT CẤU PHẦN DƯỚI

• Thi công mố

- Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng thi công- Bước 2: Thi công cọc ống BTCT- Bước 3: Thi công bệ mố

- Bước 4: Thi công tường thân và tường cánh mố- Bước 5: Hoàn thiện mố

• Các bước thi công chủ yếu

Bước 1: San tạo mặt bằng thi công

- Xác định phạm vi mặt bằng thi công bằng thiết bị đo đạc chuyên dụng.- Định vị tim cọc cần khoan

Bước 2: Lắp dụng máy khoan và khoan tạo lỗ

- Vận chuyển máy khoan đến công trường bằng xe chuyên dụng- Lắp dựng các bộ phận của máy khoan bằng cần cẩu và nhân công- Vận hành thử thiết bị.

- Quy trình khoan tạo lỗ gồm 3 phần:+ Khoan phá cấu trúc của đất đá+ Lấy phôi khoan ra khỏi lỗ+ Gia cố chống sạt lở hố khoan

- Thi công khoan cọc trên sông nước nên sử dụng máy khoan vận hành ngược Dùngđầu khoan căn cứ vào địa chất chủ yếu là cát nên dùng đầu khoan 4 cánh hợp kimcứng Cần khoan rỗng để gắn đầu khoan đồng thời là ống hút mùn khoan Khi đầukhoan hoạt động phá đất trộn lẫn vào nước tạo thành mùn khoan dùng máy hút hoặcnén khí để hút hoặc đẩy mùn khoan vào bể lắng Quá trình khoan tạo lỗ sử dụng ốngvách kết hợp bơm dung dịch bentonite.

- Việc khoan:

+ Khi mũi khoan đã chạm tới đáy hố máy bắt đầu quay.

+ Tốc độ quay ban đầu của mũi khoan chậm khoảng 14-16 vòng/phút sau đónhanh dần 18-22 vòng/phút.

+ Trong quá trình khoan cần khoan có thể được nâng lên hạ xuống 1-2 lần đểgiảm bớt ma sát thành và lấy đất đầy vào gầu.

+ Nên dùng tốc độ thấp khi khoan (14 v/p) để tăng mô men quay.- Rút cần khoan:

+ Việc rút cần khoan được thực hiện khi đất đã nạp đầy vào gầu khoan; từ từ rútcần khoan lên với tốc độ khoảng 0.3 tới 0.5 m/s Tốc độ rút khoan không được quá nhanh sẽ tạohiệu ứng pít-tông trong lòng hố khoan dễ gây sập thành Cho phép dùng 2 xi lanh ép cần khoan(kelly bar) để ép và rút gầu khoan lấy đất ra ngoài.

+ Đất lấy lên được tháo dỡ đổ vào nơi qui định và vận chuyển đi nơi khác.- Yêu cầu:

+ Trong quá trình khoan người lái máy phải điều chỉnh hệ thống xi lanh trongmáy khoan dể đảm bảo cần khoan luôn ở vị trí thẳng đứng Độ nghiêng của hố khoan không đượcvượt quá 1% chiều dài cọc.

+ Khi khoan qua chiều sâu của ống vách việc giữ thành hố được thực hiện bằngvữa bentonite.

+ Trong quá trình khoan dung dịch bentonite luôn được đổ đầy vào lỗ khoan.Sau mỗi lần lấy đất ra khỏi lòng hố khoan bentonite phải được đổ đầy vào trong để chiếm chỗ.Như vậy chất lượng bentonite sẽ giảm dần theo thời gian do các thành phầm của đất bị lắng đọng

lại Mực nước trong hố khoan phải luôn cao hơn mực nước ngầm tĩnh cao nhất của các tầng nướcngầm chảy qua hoặc lân cận lỗ khoan 1m.

+ Hai hố khoan ở cạnh nhau phải khoan cách nhau 2¸3 ngày để khỏi ảnh hưởngđến bê tông cọc Khoan hố mới phải cách hố khoan trước là L >=3d.

+ Kiểm tra hố khoan: Sau khi xong dừng khoảng 30 phút đo kiểm tra chiều sâuhố khoan nếu lớp bùn đất ở đáy lớn hơn 1 m thì phải khoan tiếp nếu nhỏ hơn 1 m thì có thể hạlồng cốt thép.

Bước 3: Chờ lắng, vét lắng, vệ sinh hố khoan

- Là công tác lấy đi các phần đất mùn khoan rơi vào trong hố khoan để đảm bảolỗ khoan đúng kích thước về đường kính và độ sâu không bị sạt lỡ củng như lẫn tạp chất Lớpmùn khoan có khả năng ảnh hưởng đến khả năng làm việc của cọc Vì vậy khi kiểm tra độ sâu hốkhoan cần xác định chiều sâu lớp mùn khoan cần nạo vét.

- Dùng gàu vét mùn khoan hoặc dùng máy nén khí bơm khí vào đẩy mùn racùng với đó bơm Bentonite vào thay thế Những công việc tiếp theo của thi công cọc nhồi chỉđược phép tiếp tục khi độ sâu hố khoan đạt đến độ sâu thiết kế

- Kiểm tra bằng thước dây hoặc dây dọi về chiều sâu lỗ khoan cũng như kíchthước lỗ khoan.

Bước 4: Công tác gia công lắp đặt cốt thép và lực chọn ống vách

- Công tác gia công, lắp dựng cốt thép

Trước khi gia công lồng thép phải san lấp tạo mặt bằng mặt bằng phải bố trí đủ rộng để vừa làmchỗ tập kết thép vừa gia công các lồng Lồng thép được chế tạo trên các giá quay đặt nằm ngangtheo từng đoạn ngắn

- Kiểm tra chủng loại cốt thép:

+ Khi thép nhập về công trình kỹ sư cùng với tư vấn giám sát và chủ đầu tư kiểm trachứng chỉ chất lượng của lô thép và lập biên bản nghiệm thu vật tư.

+ Căn cứ trên số lượng chủng loại tiến hành cắt mẫu thép phù hợp với tiêu chuẩn TCVN197: 1985 để tiến hành thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của thép Sau khi cắt xong mẫu thép thì cácbên tiến hành lập biên bản lấy mẫu và lập niêm phong mẫu thép và chuyển cho đơn vị thínghiệm.

+ Đơn vị thí nghiệm là đơn vị tư vấn độc lập do đơn vị thi công đệ trình và được sự chấpthuận của giám sát Khi tiến hành thí nghiệm phải có sự theo dõi đầy đủ của các bên.

+ Căn cứ vào kết quả thí nghiệm để xác định lô thép nhập về công trình có được đa vào sửdụng cho công trình hay không và cũng là cơ sỡ để quyết toán hợp đồng cung cấp vật tư thép.

- Vệ sinh đánh gỉ thép (nếu thép bị hoen gỉ hoặc dính bùn đất): Thép phải được vệ sinh bùn đất và đánh gỉ (nếu có) trước khi gia công hoặc lắp đặt vào cấu kiện Thép gỉ là thép đã bị lênvảy thép bong tróc lớp bên ngoài nếu thép chỉ bị ố vàng thì không cần vệ sinh thép Nếu lớp gỉ làm giảm tiết diện thép trên 2% thì không được sử dụng.

+ Đánh gỉ bằng bàn chải sắt hoặc bằng máy.+ Xử lý gỉ bằng hóa chất.

+ Nếu dính bùn đất có thể rửa bằng máy xịt hoặc lau chùi bằng vải ướt.

- Gia công cốt thép: Đúng với thiết kế chi tiết thép của cấu kiện và quy định chung của hồ sơ thiết kế.

+ Đọc kỹ bản vẽ chi tiết thép của cấu kiện trên mặt bằng mặt cắt bản vẽ kiến trúc…+ Triển khai bản vẽ detail gia công thép và trình giám sát phê duyệt Detail thép phải tuân thủ vị trí nối thép.

+ Giám sát trong quá trình gia công.

- Lắp dựng cốt thép: đúng vị trí đúng cao độ.Kiểm tra

chủng loại cốt

Vệ sinh

cốt thép Gia công cốt thép

Lắp dựng cốt thép

và ống siêu âm

Lắp đặt con kê

- Công tác cẩu lắp lồng thép

- Lồng cốt thép sau khi được buộc cẩn thận trên mặt đất sẽ được hạ xuống hố khoan Dùngcần cẩu nâng lồng cốt thép lên theo phương thẳng đứng rồi từ từ hạ xuống trong lòng hố khoan.đến khi đầu trên của lồng cốt thép cách miệng ống vách khoảng 120 cm thì dừng lại Dùng haiống thép tròn D60 luồng qua lồng thép và gác hai đầu ống thép lên miệng ống vách

- Tiếp tục cẩu lắp đoạn lồng thép tiếp theo như đã làm với đoạn trước điều chỉnh để cáccây thép chủ tiếp xúc dọc với nhau và đủ chiều dài nối thì thực hiện liên kết theo yêu cầu thiết kế.- Sau khi kiểm tra các liên kết thì rút hai ống thép đỡ lồng thép ra và cần cẩu tiếp tục hạlồng thép xuống theo phương thẳng đứng Công tác hạ lồng thép đựợc lặp lại cho đến khi hạ đủchiều sâu thiêt kế lồng thép được đặt cách đáy hố đào 10 cm để tạo lớp bê tông bảo vệ.

- Để tránh sự đẩy nổi lồng cốt thép khi thi công đổ bê tông cần đặt ba thanh thép sắt hìnhtạo thành một tam giác đều hàn vào ống vách để kìm giữ lồng thép lại

- Ống chống tạm được hạ và rút chủ yếu bằng thiết bị thuỷ lực hoặc thiết bị rung kèm theo máykhoan khi không có thiết bị này có thể dùng búa rung đóng kết hợp lấy đất bằng gầu hoặc hạbằng kích ép thuỷ lực.

- Đường kính trong chiều dày và chiều dài ống vách phải chọn sao cho đảm bảo về mặt độ bền.cường độ; phù hợp với đường kính cọc đường kính ngoài của đầu khoan và đặc điểm địa hình.địa tầng nơi thi công.

+ Dnk: đường kính ngoài của đầu khoan 1.2m

+ (60÷150), 1.1: mục đích dùng để điều chỉnh độ nghiêng lệch khi cần thiết đặc biệt ở nơi có bùn xô cát chảy và nơi có nước mặt như công trình cầu cảng thì

ống dễ bị nghiêng lệch.Vậy: Dtr= 1,0 +0.1=1,1 m- Độ dày ống vách:

Bước 5: Chờ lắng, vét lắng, vệ sinh hố khoan

- Là công tác lấy đi các phần đất mùn khoan rơi vào trong hố khoan để đảm bảo lỗ khoanđúng kích thước về đường kính và độ sâu không bị sạt lỡ củng như lẫn tạp chất Lớp mùn khoancó khả năng ảnh hưởng đến khả năng làm việc của cọc Vì vậy khi kiểm tra độ sâu hố khoan cầnxác định chiều sâu lớp mùn khoan cần nạo vét.

- Dùng gàu vét mùn khoan hoặc dùng máy nén khí bơm khí vào đẩy mùn ra cùng với đóbơm Bentonite vào thay thế Những công việc tiếp theo của thi công cọc nhồi chỉ được phép tiếptục khi độ sâu hố khoan đạt đến độ sâu thiết kế

- Kiểm tra bằng thước dây hoặc dây dọi về chiều sâu lỗ khoan cũng như kích thước lỗkhoan

Bước 6: Biện pháp đổ bê tông cọc

- Bê tông sau khi đổ sẽ rất khó kiểm tra nên cần chuẩn bị kỹ kế hoạch biện pháp đổ khốilượng bê tông…

+ Kiểm soát chất lượng bê tông: nguồn cung cấp vật liệu tại kho chứ trạm trộn vậnchuyển bê tông từ trạm trộn tới vị trí tập kết vận chuyển bê tông từ vị trí tập kết tới vị trí đổ bêtông cọc.

- Đổ bê tông cọc trong nước nên biện pháp thi công hiệu quả là đổ bê tông bằng ống rútthẳng đứng (phương pháp nâng ống) Các dụng cụ cần thiết khi đổ bê tông cọc khoan nhồi theophương pháp này như sau:

+ Lắp bàn đổ phía trên ống vách hoặc giá lắp ống đổ phễu đổ ống thu hồi dung dịch quảcầu ngăn nước và tấm thép ngăn bê tông hoặc dây thép giữ quả cầu:

Ống đổ bê tông được chế tạo từ nhà máy thường có đường kính 219 tới 273mm theo tổhợp 0.5 1 2 3 và 6m ống dưới cùng được tạo vát hai bên để làm cửa xả nối ống bằng ren hình

thang hoặc khớp nối dây rút đặc biệt đảm bảo kín khít không lọt dung dịch khoan vào trong mặtngoài và mặt trong ống phải nhẵn Đường kính trong của ống phải lớn hơn bốn lần kích thước cốt

liệu thô và đường kính ngoài nhỏ hơn một nửa đường kính cọc thiết kế Đáy ống đổ bê tông phảiluôn ngập trong bê tông không ít hơn 1.5m.

Phễu rót bê tông đủ cứng và ghép chặt với ống đổ bằng ren bulông gioăng cao su… tháolắp nhanh và dễ dàng độ dốc đáy phễu từ 60o tới 80o.

Cầu ngăn nước hay còn gọi là nút dịch chuyển tạm thời ( dùng phao bằng bọt biển hoặcnút cao su nút nhựa có vát côn xốp) đảm bảo cho mẻ vữa bê tông đầu tiên không tiếp xúc trựctiếp với dung dịch khoan trong ống đổ bê tông và loại trừ khoảng chân không khi đổ bê tông.

- Trình tự thực hiện công tác đổ bê tông cọc nhồi như sau:+ Lắp đặt bàn đổ trên vách hoặc giá lắp ống đổ.

+ Lắp phễu đổ lắp đặt cầu ngăn nước dưới cổ phễu.+ Lắp đặt thiết bị thu hồi dung dịch bentonite.

+ Thổi rửa sạch lỗ khoan Chiều dày lớp cặn lắng lấy lên từ mẫu khoan không vượt quágiá trị sau: 5cm đối với cọc chống 10cm với cọc vừa chống vừa ma sát.

+ Kiểm tra các chỉ tiêu dung dịch bentonite kiểm tra độ sụt lấy mẫu bê tông.

+ Bố trí tấm thép tròn phía trên cổ phễu hoặc treo quả cầu ngăn nước bằng các sợi thép Bêtông sau khi thử độ sụt đạt yêu cầu tiến hành đổ bê tông đầy vào phễu rút tấm thép lên Bê tôngsẽ tràn xuống cổ phễu dưới áp lực lớn của bê tông sẽ đẩy quả cầu ngăn nước và dung dịch rangoài ống đổ bê tông sẽ tràn ra ngoài chiếm lấy thể tích nước hoặc dung dịch ở đáy cọc bê tôngphải được cấp liên tục vào phễu để đủ áp lực chống nước hoặc dung dịch trào ngược trong ốngđổ.

+ Đo chiều cao dâng bê tông và rút dần ống đổ.

+ Đổ bê tông đến cao trình thiết kế rút ống đổ và ống vách.

+ Hoàn thiện cọc hoàn trả mặt bằng và cắm biển báo cọc đã thi công xong.- Một số lưu ý khi đổ bê tông cọc:

+ Sau khi vệ sinh lỗ khoan tối đa 2 tới 3 giờ sau phải đổ bê tông.

+ Bê tông phải có độ sụt cao 18 2cm hàm lượng xi măng tối thiểu 350 400kg/m 3 +Tốc độ đổ bê tông hợp lý: 0.6 – 0.7 m3/phút

+ Cốt liệu thô của bê tông không vượt quá 1/4 đường kính trong của ống.

+ Ống đổ phải kín nhẵn sạch không bị móp mép hay dính dị vật.

+ Tốc độ cung cấp bê tông phải đều và phù hợp với tốc độ bê tông di chuyển trong ống.không để dòng bê tông bị gián đoạn.

+ Thường xuyên đo chiều cao dâng của bê tông trong cọc so sánh khối lượng bê tông đổvới khối lượng bê tông trong cọc và khối lượng thiết kế nhằm phát hiện sớm các sự cố thất thoátbê tông hoặc sạt lở thành vách Khối lượng bê tông thực tế so với lý thuyết không được vượt quá20%.

+ Mỗi xe bê tông trước khi đổ phải kiểm tra độ sụt.

+ Trong quá trình đổ bê tông không được rung lắc ống đổ chỉ được nâng hạ nhẹ nhàng.+ Miệng ống phải ngập trong bê tông ít nhất 1.5m và không quá 9m Khối lượng bê tôngđổ đợt đầu tiên khi thoát ra ngoài phải cao hơn miệng ống ít nhất 1m để tránh nước dồn ngượcvào trong lòng ống.

+ Nếu ống đổ bị tắc sử dụng vồ gỗ để gõ Nếu không được thì nâng ống lên nhưng vẫnphải đảm bảo ống ngậm trong bê tông sau đó thả thật nhanh dựa vào quán tính sẽ đẩy bê tông rangoài Nếu không được thì tiến hành kiểm tra và thay ống bị tắc.

+ Sau khi đổ bê tông 15 tới 20 phút phải tiến hành rút vách vệ sinh vách và ống đổ sạch sẽđể sử dụng cho cọc khoan sau

Bước 7 : Công tác thử tải cọc

- Bao gồm các phương pháp sau:

+ Phương pháp thử tải trọng tĩnh truyền thống

+ Phương pháp thử tải trọng tĩnh bằng hộp tải trọng Osterberg+ Phương pháp tĩnh động Statnamic

+ Phương pháp biến dạng lớn PDA

- Do cọc thi công trên sông nước điều kiện thi công khó khăn nên việc thử động biến dạnglớn bằng thiết bị phân tích đóng cọc PDA là rất thích hợp

- Tiêu chuẩn áp dụng TCVN 11321-2016 Cọc – Phương pháp thử động biến dạng lớn:+ Vị trí cọc thí nghiệm thường tại những điểm có điều kiện đất nền tiêu biểu Trongtrường hợp điều kiện đất nền phức tạp hoặc ở khu vực tập trung tải trọng lớn thì nên chọn cọc thínghiệm tại vị trí bất lợi nhất Khi chọn cọc thí nghiệm kiểm tra thì cần chú ý thêm đến chất lượngthi công cọc thực tế.

+ Số lượng cọc thí nghiệm thông thường lấy bằng 1% tổng số cọc của công trìnhnhưng trong mọi trường hợp không ít hơn 2 cọc Với cọc khoan nhồi số lượng cọc thí nghiệm có

thể lấy theo yêu cầu trong TCVN 9395:2012 Tùy theo mức độ quan trọng của công trình mứcđộ phức tạp của điều kiện đất nền chủng loại cọc sử dụng và chất lượng thi công cọc ở hiệntrường số lượng cọc thí nghiệm có thể tăng thêm.

+ Hệ thống thiết bị thí nghiệm gồm bốn bộ phận chính: Hệ thống tạo va chạm

 Thiết bị thu nhận tín hiệu động Hệ thống thiết bị truyền dẫn tín hiệu

 Hệ thống thiết bị ghi nhận hiển thị và giảm nhiễu.

+ Bố trí và lắp đặt đầu đo theo phụ lục A – TCVN 11321-2016.- Trình tự thực hiện:

+ Bắt chặt hai cặp đầu đo gia tốc và biến dạng vào thân cọc đối xứng qua tim cọc.cách đỉnh cọc từ 2 tới 3 lần đướng kính cọc Trước đó khoan lỗ để bắt các neo bê tông chuẩn bịcho việc gắn các thiết bị thí nghiệm lên cọc.

+ Khởi động máy kiểm tra các tín hiệu đầu đo Bắt lại đầu đo nếu cần thiết.+ Dùng búa đóng cọc đóng lên đầu 5 nhát.

+ Kiểm tra chất lượng tín hiệu ghi được của từng nhát búa nếu tín hiệu không đượctốt cho đóng lại.

Các số liệu đo tại hiện trường được phân tích bằng phần mềm CAPWAP nhằm xác định sứcchịu tải tổng cộng của cọc sức chống ma sát của đất ở mặt bên và ở mũi cọc cùng một thông tinkhác về công nghệ đóng và chất lượng cọc.

ℎ𝑛 × 𝛾𝑛𝑡𝑚𝑖𝑛 =