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:
CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG CHUNG CHO CÔNG TRÌNH CẦU
SỐ LIỆU 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 Đặc trưng Ký hiệu Đơn vị Giá trị
Cường độ nén quy định của bê tông (28 ngày) 𝑓’’ 𝑐 𝑀𝑃𝑎 35
Trọng lượng riêng của bê tông
Trọng lượng riêng của bê tông cốt thép 𝛾 𝑟𝑐 𝑘𝑁/𝑚 3 24.5
Mô đun đàn hồi của bê tông 𝐸 = 0.0017𝐾 𝑊 2 𝑓’ ′ 0.33
BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG
Hình 1-1 Mặt bằng công trường
SƠ ĐỒ VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG CƠ BẢN
- 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
TIẾN ĐỘ THI CÔNG DỰ KIẾN
Bảng 1-2 Bảng tiến độ thi công dự kiến
THI CÔNG KẾT CẤU PHẦN DƯỚI
TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC THI CÔNG
• 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
• Thi công trụ - Bước 1: Chuẩn bị, thi công cọc định vị, vòng vây cọc ván, ống vách.
- Bước 2: Thi công cọc đóng BTCT - Bước 3: Thi công hố móng
- Bước 4: Thi công bệ trụ- Bước 5: Thi công thân trụ- Bước 6: Hoàn thiện trụ
THI CÔNG MÓNG CẦU
• 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 Dùng đầu khoan căn cứ vào địa chất chủ yếu là cát nên dùng đầu khoan 4 cánh hợp kim cứng Cần khoan rỗng để gắn đầu khoan đồng thời là ống hút mùn khoan Khi đầu khoan hoạt động phá đất trộn lẫn vào nước tạo thành mùn khoan dùng máy hút hoặc nén khí để hút hoặc đẩy mùn khoan vào bể lắng Quá trình khoan tạo lỗ sử dụng ống vách kết hợp bơm dung dịch bentonite.
+ 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 đó nhanh dần 18-22 vòng/phút.
+ Trong quá trình khoan cần khoan có thể được nâng lên hạ xuống 1-2 lần để giảm 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.
+ Việc rút cần khoan được thực hiện khi đất đã nạp đầy vào gầu khoan; từ từ rút cần khoan lên với tốc độ khoảng 0.3 tới 0.5 m/s Tốc độ rút khoan không được quá nhanh sẽ tạo hiệu 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.
+ Trong quá trình khoan người lái máy phải điều chỉnh hệ thống xi lanh trong máy khoan dể đảm bảo cần khoan luôn ở vị trí thẳng đứng Độ nghiêng của hố khoan không được vượt quá 1% chiều dài cọc.
+ Khi khoan qua chiều sâu của ống vách việc giữ thành hố được thực hiện bằng vữa 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 nước ngầm chảy qua hoặc lân cận lỗ khoan 1m.
+ Hai hố khoan ở cạnh nhau phải khoan cỏch nhau 2á3 ngày để khỏi ảnh hưởng đến bê tông cọc Khoan hố mới phải cách hố khoan trước là L >=.
+ Kiểm tra hố khoan: Sau khi xong dừng khoảng 30 phút đo kiểm tra chiều sâu hố khoan nếu lớp bùn đất ở đáy lớn hơn 1 m thì phải khoan tiếp nếu nhỏ hơn 1 m thì có thể hạ lồng 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 bảo lỗ khoan đúng kích thước về đường kính và độ sâu không bị sạt lỡ củng như lẫn tạp chất Lớp mùn khoan có khả năng ảnh hưởng đến khả năng làm việc của cọc Vì vậy khi kiểm tra độ sâu hố khoan 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 ra cùng với đó bơm Bentonite vào thay thế Những công việc tiếp theo của thi công cọc nhồi chỉ được 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 kích thước 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 làm chỗ tập kết thép vừa gia công các lồng Lồng thép được chế tạo trên các giá quay đặt nằm ngang theo 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 tra chứng 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 TCVN 197: 1985 để tiến hành thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của thép Sau khi cắt xong mẫu thép thì các bên tiến hành lập biên bản lấy mẫu và lập niêm phong mẫu thép và chuyển cho đơn vị thí nghiệm.
+ Đơn vị thí nghiệm là đơn vị tư vấn độc lập do đơn vị thi công đệ trình và được sự chấp thuận 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 sử dụng 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 lên vảy 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 thép
Vệ sinh cốt thép Gia công cốt thép
Lắp dựng cốt thép và ống siêu âm
- Công tác cẩu lắp lồng thép
- Lồng cốt thép sau khi được buộc cẩn thận trên mặt đất sẽ được hạ xuống hố khoan Dùng cần 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 hai ống thép tròn D60 luồng qua lồng thép và gác hai đầu ống thép lên miệng ống vách
Thi công vòng vây cọc ván
Xác định độ chôn sâu vòng vây cọc ván thép
Trong đó : + γn: Là trọng lượng riêng của nước 𝛾𝑛 = 1 (T/ m2) + γdn: Là trọng lượng riêng của đất ở trạng thái đẩy nổi,
+ γ: Là trọng lượng riêng của đất 𝛾 = 1.76 (T/ m 2 ) + hn: Khoảng cách từ đáy hố móng đến mực nước bên ngoài hố móng trong thời gian hút nước được tính bằng m, hn = 6.3 (m)
+ m: hệ số điều kiện làm việc, m = 0.9
Thay các giá trị vào công thức 2-1 ta có:
Tính toán vòng vây cọc ván thép
Cọc ván thép và văng ngang được thiết kế liên kết chặt với nhau nên không cần tính ổn định của cọc ván thép Vậy cắm cọc ván sâu hơn đáy lớp bê tông bịt đáy 3m.
Vậy chọn chiều dài cọc ván thép là: L = 10.2 m.
Tính toán cọc ván thép.
+ Hệ số áp lực đất chủ động:
+ Hệ số áp lực đất bị động:
Thời điểm tính là sau khi hút hết nước trong hố móng và đã đổ bê tông bịt đáy hố móng Lúc này ta tính cọc ván như 1 dầm liên tục kê trên 1 gối, tải trọng tác dụng như hình vẽ, tính cho 1m chiều rộng cọc ván.
Sơ đồ tính toán cọc ván như sau :
Hình 2-1 Sơ đồ tính vòng vây cọc ván
Tải trọng tác dụng bao gồm :
+ Chênh lệch mực nước khi đào : 𝑑 𝑛 = 5.8 )(𝑚 + Chiều cao cột nước trong VVCV trước khi đổ BTBĐ :
+ Áp lực thủy tĩnh: 𝑝 𝑡 = 𝛾 𝑛 × 𝑑 𝑛 = 1 × 5.8 = 5.8 (𝑇/𝑚 2 ) + Áp lực chủ động của đất:
+ Áp lực bị động của đất:
+ Khoảng cách từ ngàm A tới MNTC :𝑑 𝐴1 1 = 𝐻 𝑛 + 𝐻𝑚−(ℎ 𝑏 − 0.5) = 1.3 + 5 − (2 − 0.5) = 4.8 𝑚
+ Khoảng cách từ A đến đỉnh lớp đất ngoài VVCV :
+ Momen tại ngàm A do áp lực đất chủ động :
+ Momen tại ngàm A do áp lực thủy tĩnh :
Momen lớn nhất là Mmax = 234,87 kN.m.
Vậy mômen kháng uốn yêu cầu của cọc ván:
Trong đó: [σ] là ứng suất cho phép của thép cọc ván, [σ] = 2000 kg/cmσ] là ứng suất cho phép của thép cọc ván, [σ] = 2000 kg/cm] là ứng suất cho phép của thép cọc ván, [σ] là ứng suất cho phép của thép cọc ván, [σ] = 2000 kg/cmσ] là ứng suất cho phép của thép cọc ván, [σ] = 2000 kg/cm] = 2000 kg/cm 2 Ta chọn cọc ván tiết diện Lacxen do SNG sản xuất có: W/1m = 2200 cm 3
Hình 2-2 Chi tiết cọc ván thép
2.3.2 Thi công hệ vòng vây cọc ván
- Đóng cọc định vị I300 - Liên kết thanh nẹp với cọc định vị thành khung vây.
- Xỏ cọc ván từ các góc về giữa.
- Tiến hành đóng cọc ván đến độ chôn sâu theo thiết kế.
- Thường xuyên kiểm tra để có biện pháp xử lí kịp thời khi cọc ván bị nghiêng.
THI CÔNG ĐỔ BÊ TÔNG BỊT ĐÁY DƯỚI NƯỚC
Lớp bêtông đổ dưới nước phải để bịt đáy hố móng phải có độ dày đủ để không bị phá hoại khi hút nước chế tạo bệ móng Bề dày lớp bêtông bịt đáy phải thỏa mãn các điều kiện sau : Điều kiện 1 : Trọng lượng của lớp bêtông bịt đáy, lực ma sát giữa cọc và bêtông bịt đáy phải lớn hơn lực đẩy nổi của nước.
+ h: Là bề dày lớp bê tông bịt đáy + Ω: Là diện tích đáy hố móng (m 2 ), Ω b,5 (m 2 ) + H: Là chiều cao tính toán từ mặt nước đến đáy bệ móng (m): H = 5 (m) + m: Hệ số điều kiện làm việc, m = 0.9
+ n: Là hệ số vượt tải, n = 0.9 + γn: Là trọng lượng riêng của nước, γn = 1 (T/ m2) + γbt: Là trọng lượng riêng của bê tông, γbt = 2.5 (T/m2) + k: Số cọc trong hố móng, k = 8
+ U: Chu vi cọc, U = 3.14D = 3.14 x 1 = 3.14 (m) + τ: Lực mà sát đơn vị giữa cọc và bê tông bịt đáy, τ = 10 5 (N/ m 2 ) Thay các giá trị vào công thức 2-4 ta có:
0.9 × (0.9 × 62.5 × 2.5 + 8 × 3.14 × 10) Chọn chiều dày lớp bê tông bịt đáy h = 2 (m) Điều kiện 2 : Cường độ lớp bê tông bịt đáy chịu uốn dưới tác dụng áp lực nước đẩy lên và trọng lượng bêtông đè xuống.
8- l: Là khoảng cách giữa 2 tường cọc ván, l = 12.5 (m)
- R k : Là cường độ chịu kéo bê tông (f’c= 35 MPa), Rk= 10.5
(Kg/cm2) Rk = 105 (T/m2) - q: Là hiệu số trọng lượng bê tông và lực đấy nổi của nước:
𝑊 Thay số vào ta có
Vậy chiều dày lớp bê tông bịt đáy h = 2 (m)
2.4.2 Thi công đổ bê tông bịt đáy
- Lắp đặt các ống đổ trên hệ phao chở nổi.
- Nút ống đổ bằng cao su, hạ xuống cách đáy 15-20 (cm) - Bơm bê tông tươi vào ống đổ, nâng ống lên cách đáy khoảng 20-30 (cm)
- Tháo nút, nâng từ từ ống lên theo phương thẳng đứng, bê tông trong ống từ từ chảy ra.
- Khi bê tông đạt 50% f’c thì phá bỏ 10-15 cm phía trên.
- Đổ càng nhanh càng tốt.
- Đổ liên tục từ khi bắt đầu đến khi kết thúc.
- Đầu ống để ngập vào bêtông ≥ 0.8 (m)
- Ống đổ chỉ được dịch chuyển theo phương thẳng đứng, tuyệt đối không dịch chuyển ngang.
- Cần có biện pháp thông ống khi bị tắc, có thể gắn thêm một đầm rung công suất nhỏ vào ống để đề phòng tắc ống khi đang làm việc.
THI CÔNG MỐ
Hình 2-3 Hệ ván khuôn và giàn giáo thi công mố
- Đào hố móng đến cao độ thiết kế bằng máy xúc kết hợp thủ công.
- Xử lý đầu cọc, vệ sinh hố móng, đổ bê tông đệm móng.
- Định vị chính xác bê móng, lắp đặt đà giáo, ván khuôn, cốt thép, văng chống, chuẩn bị bê tông, các thiết bị đầm.
- Đổ bê tông bê mố liên tục đến cao độ thiết kế.
- Bảo dưỡng bê tông theo quy định.
- Khi bê tông đạt cường độ yêu cầu, itến hành tháo dỡ hệ đà giáo,ván khuôn đắp đắp trả đất tới cao dộ đỉnh bệ mố.
Hình 2-4 Thi công bệ mố
2.5.3 Thi công thân mố và tường cánh mố
- Khi bê tông bệ mố đạt cường độ yêu cầu, tiến hành lắp dựng sàn công tác, đà giáo, ván khuôn, cốt thép, văng chống, thanh xuyên táo.
- Đổ bê tông thân và tường cánh mố liên tục cho đến cao độ thiết kế.
- Bảo dưỡng bê tông theo quy định.
Hình 2-5 Thi công thân mố và tường cánh mố
THI CÔNG TRỤ
Hình 2-6 Hệ ván khuôn và giàn giáo thi công trụ
- Định vị tim bệ trụ, lắp đà giáo, ván khuôn, cốt thép, văng chống.
- Bê tông được trộn tại trạm trộn, vân chuyển bằng xe mix.
- Sử dụng máy bơm tĩnh để đổ bê tông xuống bệ.
- Khi bê tông đạt cương độ yêu cầu, tháo dỡ hệ đà giáo ván khuôn bệ.
Hình 2-7 Thi công bệ trụ
- Đắp hố móng đến cao dộ đỉnh bệ.
- Lắp dựng sàn công tác, cốt thép, ván khuôn, đà giáo, văng chống, thanh xuyên táo. tĩnh.
- Đổ và bảo dưỡng bê tông thân trụ theo các đợt cho đến cao độ xà mũ.
- Lắp đặt ván khuôn, cốt thép xà mũ.
- Đổ và bảo dưỡng bê tông xà mũ.
- Bê tông được trộn tại trạm trộn, vận chuyển bằng xe mix kết hợp máy bơm
Hình 2-8 Thi công thân trụ
THI CÔNG KẾT CẤU PHẦN TRÊN CẦU BTCT
TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC THI CÔNG
- Bước 1: Đúc dầm- Bước 2: Lao lắp dầm- Bước 3: Thi công dầm ngang, bản mặt cầu
CHẾ TẠO DẦM
- Chuẩn bị bãi đúc dầm tại công trường.
- Tiến hành đúc dầm, căng kéo cáp DƯL và bảo dưỡng bê tông.
Hình 3-1 Bố trí chung đúc dầm
Hình 3-2 Mặt cắt ngang bệ đúc dầm
LAO LẮP DẦM
- Di chuyển xe lao dầm sang vị trí thi công - Vận chuyển dầm ra vị trí thi công
- Tiến hành thi công lao lắp dầm bằng giá lao dầm - Neo giữ, cố định dầm chắc chắn
- Thi công dầm ngang, bản mặt cầu - Nhịp tiếp theo thi công tương tự
Hình 3-3 Thi công lao lắp dầm
Hình 3-4 Mặt cắt ngang xe lao dầm
THI CÔNG CÁC BỘ PHẬN KẾT CẤU NHỊP KHÁc
- Thực hiện công tác ván khuôn, đặt cốt thép đổ bê tông dầm ngang và bản mặt cầu sau khi đã đưa tất cả các phiến dầm vào vị trí.
- Bản mặt cầu được đổ phân đoạn và được nối liên tục nhiệt.
Hình 3-5 Mặt bằng bố trí hệ đỡ ván khuôn thi công dầm ngang
Hình 3-6 Hệ đỡ ván khuôn thi công bản mặt cầu
