ĐỒ án CHÍNH THỨC CẦU ĐƯỜNG....XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG

ĐỒ ÁN CHÍNH THỨC CẦU ĐƯỜNG....XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG..................................................................................................................................................................................................................................PHÙNG GIA ĐỊNH

TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG SỐ 2

KHOA: XÂY DỰNG

BỘ MÔN: THI CÔNG CẦU

- -ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: PHẠM NGỌC BẢY SINH VIÊN THỰC HÀNH : PHÙNG VĂN ĐỊNH Lớp : 10CCD3

MSSV : 1006147 STT : 25

TP.HCM: Tháng 6 – 2013

Lời nói đầu

* * *

Đồ án thi công cầu là một đồ án trình bày tổng quát về quá trình thi công cũngnhư thiết kế của một cây cầu và các công trình kèm theo…Nó gồm 2 phần: Thuyếtminh và phần Bản vẽ thiết kế…

Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinhnghiệm thực tế còn có hạn nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏinhứng thiếu sót Em xin kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thểhoàn thiện hơn Đồ án cũng như kiến thức chuyên môn của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

SINH VIÊN THỰC HÀNH

PHÙNG VĂN ĐỊNH

 Nhận xét của giáo viên đọc duyệt

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

THẦY PHẠM NGỌC BẢY

Mục lục

TỔNG QUAN

1 Điều kiện tự nhiên tại khu vực xây dựng cầu

1.1 Đặc điểm về địa hình

1.2 Đặc điểm về địa chất

2 Các phương án và phương pháp xây dựng

2.1 Quy trình thiết kế và các nguyên tắc chung

2.2 Các thông số kĩ thuật cơ bản

2.2.3 Các phương án cầu, so sánh và lựa chọn

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ

1 Giới thiệu chung về phương án

1.1 Tiêu chuẩn thiết kế

1.1.2 Thi công cọc khoan nhồi 1500 mm 1.1.3 Thi công trụ

PHẦN II: THIẾT KẾ THI CÔNG

2.Thiết kế tổ chức thi công

2.1 Thi công cọc khoan nhồi 1500 mm

2.2 Thi công trụ

2.3 Đề xuất phương án thi công trụ

+ Lớp 1b: Lớp bùn sét màu xám đen, rạng thái dẻo chảy :

+ Lớp 2 : Lớp sét màu xám đen, nâu,nâu vàng.Trạng thái cứng đến nửa cứng

+ Lớp 3a : Cát hạt trung màu nâu đỏ,vàng,vàng nâu đôi chỗ lẫn thạch anh,kết cấu chặtvừa

+ Lớp 3b : Lớp sét màu xám đen.Trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng

+ Lớp 3c : Lớp sét màu nâu vàng.Trạng thái dẻo cứng

+ Lớp 3d : Lớp sét màu vàng.Trạng thái dẻo mềm

+ Lớp 3e : Lớp cát lẫn ít sét màu xám.Trạng thái dẻo mềm

+Vì thi công cầu cạn lên đào bỏ lớp mặt đường

Hình 1-1: Sơ đồ các tầng, lớp của kết cấu áo đường mềm và kết cấu

nền - áo đường

2 Các phương án và phương pháp xây dựng

2.1 Quy trình thiết kế và các nguyên tắc chung

2.1.1 Quy trình thiết kế

- Quy trình thiết kế : Quy trình thiết kế đường ôtô 4054-98

- Quy trình thiết kế cầu cống : 22TCN – 272 – 01 (Bộ GTVT)

2.1.2 Các nguyên tắc thiết kế

- Công trình được thiết kế vĩnh cửu , có kết cấu thanh thoát phù hợp với quy mô củatuyến đường

- Đáp ứng được yêu cầu quy hoạch , phân tích tương lai của tuyến đường

- Thời gian thi công ngắn

- Thuận tiện cho công tác duy tu bảo dưỡng

- Giá thành xây dựng thấp

2.2 Các thông số kĩ thuật cơ bản.

2.2.1 Quy mô xây dựng

- Cầu được thiết kế vĩnh cửu với tuổi thọ >100 năm

2.2.2 Tải trọng thiết kế

- Sử dụng cấp tải trọng theo quy trình thiết kế cầu : 22TCN – 272 - 2001

+ Hoạt tải thiết kế : HL93

2.2.3 Các phương án cầu, so sánh và lựa chọn

- Sơ đồ nhịp cầu chính xét đến việc ứng dụng công nghệ mới nhưng có ưu tiên việc tận dụng thiết bị công nghệ thi công quen thuộc đã sử dụng trong nước

- Đảm bảo tính khả thi trong quá trình thi công

- Đạt hiệu quả kinh tế cao, giá thành rẻ

1 Giới thiệu chung về phương án

1.1 Tiêu chuẩn thiết kế

- Quy trình thiết kế : 22TCN – 272 – 01( Bộ Giao thông vân tải)

- Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN – 18 – 79 (Bộ Giao thông vân tải)

3- Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC 5-12.

4- Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:

1.2.2 Kết cấu phần dưới

1- Cấu tạo trụ cầu :

- Trụ chính dùng loại trụ đặc 2 đầu tròn đặt trên móng cọc đài cao , cọc khoan nhồi D=1500 đổ bê tông tại chỗ mác M300

- Trụ cầu dẫn dùng loại trụ đặc thân hẹp đặt trên móng cọc khoan nhồi D = 1.5m có kích thước Chiều dài 3500 , chiều rông 1500mm

THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CƠNG

-** -I.1.Chuẩn bị vật liệu và nguồn cung cấp vật liệu

- Tiếp nhận các hồ sơ thiết kế kết cấu,thiết kế thi công,dự toán công trình

- Cụ thể hóa nguồn cung cấp vật tư,kết cấu đúc sẵn

- Mở tài khoản tại ngân hàng,ký kết hợp đồng

- Xây dự láng trại,tổ chức đời sống cho công nhân tại công trình

- Làm đường trong công trình và đường vào công trình

- Tổ chức kho bãi tập kết nguyên liệu,cấu kiện đúc sẵn

- Lắp ráp các thiết bị cơ giới kết cấu,đà giáo phụ tạm

- Giải phóng mặt bằng thi công lân can.Chuẩn bị sẵn một số lượng cầnthiết về vật liệu xây dựng và các cấu kiện lắp gép đủ để khởi công côngtrình một thời gian

- Xây dựng hệ thống điện nước.thông tin chiếu sáng…v.v

- Làm các cầu tạm.cầu chống phục vụ thi công

I.2.Nguồn cung cấp vật liệu

-Công trình say dựng cách các cơ sở sản xuất không xa.Đường vận chuyển tươngđối thuận lợi cho việc vận chuyển vật lieu bằng cơ giới

-Vật liệu ở đây dễ sản xuất và khai thác.đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật

I.3.Vận chuyển vật liệu

- Cốt thép được vận chuyển tới công trình dưới dạng cuộn, thanh và phải đảmbảo chất lượng không bị hen gỉ

- Kho vật liệu thép không cách xa quá 100m

- Thép hình được thiết kế theo chủng loại, thiết kế riêng

- Khi bốc xếp chú ý không quăng, khi cẩu nặng cần có biện pháp bảo vệ,chống cong vênh và bảo vệ sơn chống gỉ

- Xi măng được vận chuyển tới công trường bằng oto.kho xi măng đảm bảo vềđiều kiện chống ẩm,chữa nhiều loại xi măng khác nhau và tiện lợi cho việcvận chuyển

- I.3.Chuẩn bị mặt bằng và vật liệu:

- Để san ủi mặt bằng thi công thì có thể sử dụng bằng máy san,máy ủi kết hợpvới công nhân.Mặt bằng cần phải bằng phẳng đử rộng để bố trí các máymóc thi công các phương tiện vận chuyển,ở mép bở sông chuẩn bị beanbãi.Cẩu xếp cho các phao vận chuyển ra vị trí thi công

- Vật liệu được tập kết về kho bãi tai công trường.có thể dùng các phương tiện

- I.4.Máy thi cơng

- Đơn vị thi công phải đảm bảo máy móc đầy đủ cho quá trình thi công nếuthiếu thì có thể đi thuê từ công ty khác nhằm đảm bảo tiến độ thi công.Baogồm các máy như sau (Máy đóng cọc.Máy đào,Cần trục,Cẩu lắp……)và cácthiết bị lao lắp và thi công móng và trụ cầu.nhân công có tay nghề cao

- I.5.Nhân lực và tình hình địa phương

- Đơn vị thi công có độ ngũ cán bộ kỹ thuật cao có năng lực và kinhnghiệm.nhiệt tình công tác.Bên cạch đó đội ngũ công nhân lành nghề với số

của công trình theo đúng thời gian quy định

- Việc thi công của đơn vị được sự trợ giúp của công ty.và sự ủng hộ của địaphương.Dân cư trong khu vực ổn định tham gia và bảo vệ tài sản và trật tự

an ninh xung quanh công trình cao

THIẾT KẾ TỔ CHỨC CÁC BƯỚC THI CÔNG

-I.1 Thi c«ng cäc khoan nhåi :

I.1.1.Chuẩn bị mặt bằng thi công

a.Định vị máy khoan:

- Sàn sắp xếp các thanh dọc ngang để đáp ứng lắp đặt máy thuận nhất và đáp ứng

đợc vị trí các lỗ khoan sao cho không phải lắp đặt qua lại nhiều lần cho một kết cấu

mố, trụ

+) Sàn có đủ độ cứng để khi kéo rút mũi khoan ống vách kẹt có lực đè lên sàn tơng

đơng 40T không bị biến dạng

+) Sàn không bị lệch, lún gây lệch khoan trong quá trình khoan cọc

- Thiết bị khoan và phụ trợ.

- Chuẩn bị đầy đủ bộ khoan nhồi GPS20 bao gồm:

+) Bộ máy chính hoàn chỉnh

+) Các cần khoan chủ và bị động

+) ống dẫn mềm

+) Bơm bùn sét, máy bơm bù áp

+) Máy bơm rửa tuần hoàn thuận nghịch

- Cần cẩu: cần cẩu phải có sức nâng 16T để có thể cẩu đT để có thể cẩu đợc máy khoan 10T đặtvào sàn tạm an toàn

- Máy trộn bê tông, ống dẫn bê tông, phễu, gầu đổ bê tông

+) Máy trộn bê tông là máy cỡng bức, nhằm đảm bảo cho bê tông đồng nhấttrong quá trình đổ BT theo mác thiết kế

+) Gầu cấp BT để cung ứng bê tông từ máy trộn vào máng phễu ống đổ BT

+ Công việc định vị máy khoan quyết định đến vị trí và chất lợng lỗ khoan

+ Căn cứ vào sàn đạo, thứ tự lỗ khoan, phơng pháp dịch chuyển khoan để đặt khoancho phù hợp

+ Đặt, dịch chuyển và cân máy sao cho tim cần khoan trùng với tim lỗ khoan

+ Thiết bị định vị máy khoan bao gồm: cần cẩu, kích, pa lăng xích, máy kinh vĩ, máythuỷ bình và quả rọi

+ Kiểm tra vị trí tim cần khoan và độ thẳng đứng của cần bằng máy kinh vĩ tr ớc khikhoan tạo lỗ

+ Kê chèn chắc chắn toàn máy nhằm không để máy khoan nghiêng lệch, xê dịch trongquá trình khoan

- Đa máy khoan vào vị trí

- Dùng búa rung, rung hạ ống vách đến cao độ thiết kế

- Đờng kính ống vách thi công cọc khoan nhồi phải to hơn đờng kính cọc khoan từ 20 -30 cm, dài từ 2 - 6T để có thể cẩu đm

* Định vị ống vách:

+Đào trớc đất nền để chân vách là chu vi đờng tròn hố đào có thể sâu 1.21,5m,m,tâm là tim lỗ khoan

+Điều chỉnh vách thẳng đứng bằng máy và quả rọi

+Dùng hai tầng định vị bằng thép hình đủ cứng để ổn định vách đảm bảo khi hạvách xuống thẳng đứng.Hai tầng định vị này liên kết vào sàn công tác ở mặt trên và d -ới

* Đóng hạ ống vách:

+Dùng búa rung 6T để có thể cẩu đ0KVA để rung hạ ống vách

+Dùng quả búa thép kết hợp với tời khoan để đóng hạ

* ống vách thi công có thể đóng một lần hoặc đóng nối nhiều lần tuỳ theo các yếu tố sau:

+Chiều dài ống vách

+Các tầng địa chất ống vách phải qua

* Khi hạ ống vách làm nhiều lần phải chú ý việc nối ống vách:

ống vách thi công nếu để nghiêng sẽ ảnh hởng tới việc khoan tạo lỗ

- Việc tính toán cho phép nghiêng vách có 2 yếu tố:

Chiều dài ống vách

Đờng kính ống vách (lớn hơn ống vách đổ BT là 20cm)

I.1.2 Công tác khoan tạo lỗ:

-Khoan tạo lỗ bằng phơng pháp khoan tuần hoàn thuận:

-Đối với các loại đất, cát pha, cát dùng mũi khoan đất Vận tốc khoan phụ thuộc vào

địa chất và độ sâu:

- Khi khoan phải chú ý đến tốc độ khoan lỗ vì tốc độ khoan có thể gây sập vách hốmóng Do vậy đối với mỗi loại địa tầng khác nhau thì ta phải điều chỉnh tốc độ khoanhợp lý

- Trong quá trình khoan tuỳ theo loại địa chất ta phải chọn mũi khoan hợp lý

+) Đối với các loại đất, cát pha, cát dùng mũi khoan đất

+)Với mũi khoan đất có thể khoan các tốc độ 26T để có thể cẩu đ, 32, 5m,6T để có thể cẩu đ vòng/phút

- Trong quá trình khoan nếu gặp đá lớn thì ta phải tiến hành sử lý theo các cách sau

+) Dùng búa phá đá

+) Dùng gầu ngoạm lấy đá lên

+) Dùng mũi khoan để khoan phá đá

I.1.3 Bentonite và Vữa Bentonite (vữa khoan)

a Cung cấp: Chất Bentonite, đặc biệt là trớc khi trộn, phải tuân thủ chỉ dẫn kỹ thuật

b Trộn:

-Bentonite phải đợc trộn trong nớc sạch để tạo ra huyền phù, duy trì độ ổn định của công tác đào cọc trong thời gian cần thiết để đổ bê tông và hoàn thiện thi công Nhiệt

độ của nớc đợc dùng để trộn thể vẩn bentonite và trộn thể vẩn khi dùng trong hố

-Khi nguồn nớc ngầm bị nhiễm mặn hay hoá chất, cần phải hết sức thận trọng khi trộnbentonite hoặc tiền hydrate hoá bentonite trong nớc sạch để vật liệu trở nên phù hợp với việc thi công cọc

c Thí nghiệm:

-Trớc khi tiến hành công việc phải đề xuất tần số tiến hành thí nghiệm dung dịch khoan, phơng pháp cũng nh qui trình thu mẫu Số lần tiến hành thí nghiệm sau đó có thể thay theo yêu cầu phụ thuộc vào tính nhất quán của các kết quả thí nghiệm thu đ-ợc

d Xử lý vữa thải:

-Tất cả các bớc hợp lý phải đợc tiến hành để thể vân bentonite trên công trờng không

bị tràn ra trên công trờng bên ngoài các hố khoan.Bentonite loại bỏ phải đợc di chuyển

ra khỏi công trờng ngay lập tức không đợc chậm trễ Bất cứ việc loại bỏ bentonite nào

đều phải tuân thủ các qui định của cơ quan chủ quản của địa phơng

I.1.4 Vệ sinh và kiểm tra lỗ khoan

a Vệ sinh lỗ khoan.

-Lỗ khoan đợc vệ sinh theo phơng pháp tuần hoàn nghịch bằng máy bơm 6T để có thể cẩu đBS

-Nớc và mùn khoan với hạt có đờng kính max<15m,0mm là hút đợc ra ngoài theo hệthống bơm hút 6T để có thể cẩu đBS

-Nớc bơm bù vào cọc là nớc sạch, lợng bơm bù phải 180m3/h đảm bảo cột nớc trong

lỗ khoan cao hơn mức nớc tĩnh bên ngoài

-Khi cần khoan tời đáy lỗ và rà hết tiết diện đáy lỗ, nớc hút ra vẫn đủ lu lợng và bêntrong không còn cát đá là đạt yêu cầu

b Kiểm tra lỗ khoan:

-Kiểm tra độ xiên của lỗ bằng cách thả mũi khoan tự do (không để trong mâm) xuống

đáy lỗ khoan Đo độ xiên của cần khoan chính là độ xiên của lỗ khoan

-Kiểm tra cao độ lỗ khoan: bằng chính cần khoan, mũi khoan đảm bảo chính xác tuyệt

đối về cao độ đáy

-Kiểm tra lỗ có gãy khúc không: bằng cách dùng lồng thép hoặc ống thép có chiều caotối thiều 1,5m,m

I.1.5 Công tác bê tông cốt thép.

a Gia công cốt thép:

- Các cốt thép đờng vận chuyển đến công trờng phải đảm bảo sạch không bị dính dầu,

mỡ, không bị rỉ (nếu bị rỉ phải đợc đánh sạch trớc khi hạ lồng cốt thép) và phải đợc bảo quản cẩn thận trong quá trình thi công

- Cốt thép chủ: Đoạn lồng cốt thép rất dài do vậy không cần phải chia thành các đoạn lồng để gia công nhiều lần rồi hạ vào lỗ khoan

- Móc treo lồng cọc phải bố trí sao cho khi cẩu lồng cốt thép không bị biến dạng lớn

- Nâng chuyển lồng thép: lồng thép phải đợc nâng chuyển tại nhiều điểm trên lồng để tránh biến dạng

- Trớc khi hạ lồng cốt thép vào lỗ khoan cần đo đạc kiểm tra lại cao độ tại 4 điểm xung quanh và 1 điểm giữa đáy lỗ khoan Cao độ đáy không đợc sai lệch vợt quá quy

định cho phép (h  100mm)

- Khi hạ lồng cốt thép đến cao độ thiết kế phải treo lồng phía trên để khi đổ bê tông lồng cốt thép không bị uốn dọc và đâm thủng nền đáy lỗ khoan.Lồng cốt thép phải đợcgiữ cách đáy hố khoan 10 cm

+Hạ từ từ lồng cốt thép vào lỗ khoan cho đến cao độ đã đợc định trớc.

+Kiểm tra cao độ phía trên của lồng cốt thép, đáy lỗ khoan

+Neo lồng cốt thép để khi đổ bê tông lồng cốt thép không bị trồi lên

I.1.6 Đổ bê tông cọc:

a Yêu cầu về vật liệu:

-Thành phần hỗn hợp bê tông phải đảm bảo các yêu cầu của thiết kế

+ Xi Măng: Dùng xi măng M300

+ Cát: Dùng cát vàng có mô đun  2.5m,, tuân thủ theo tiêu chuẩn TCVN

+ Nớc: Sạch, không có tạp chất, tuân thủ theo qui định của tiêu chuẩn

+ Phụ gia: Có thể dùng phụ gia cho bê tông

+ Tỷ lệ nớc/xi măng: theo thiết kế mác bê tông cọc

b Yêu cầu kỹ thuật về bê tông.

-Phải bảo đảm các yêu cầu của vữa bê tông khi đổ bê tông đúng quy trình quy phạmhiện hành

-Các chỉ tiêu về độ sụt, độ tách vữa và tách nớc v.v sẽ đợc qui định cụ thể trên cơ sởkết quả thí nghiệm thành phần hỗn hợp bê tông và phơng pháp bơm bê tông

c Vận chuyển bê tông

-Các phơng tiện vận chuyển bê tông phải bảo đảm kín, không làm chảy mất vữa ximăng

-Thời gian từ khi trộn bê tông xong đến khi đổ vào cọc không đợc quá 30 phút

d ống dẫn bê tông: ống dẫn phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sau:

- ống phải kín đủ chịu áp lực trong quá trình bơm bê tông

- Mỗi đốt của ống nối dài khoảng 3m, mối nối phải đợc cấu tạo để dễ tháo lắp

- Chiều dày thành ống tối thiểu là 8 mm

- Đờng kính ngoài của ống không đợc vợt quá 1/2 đờng kính danh định của cọc

- Đầu tiên dùng một nút bằng gỗ hoặc bao tải cuộn chặt hoặc một quả cầu, nút kín ốngthép Nút nằy đợc giữ bằng một dây dòng lên trên Khi đổ bê tông nút sẽ bị đẩy dần xuống chân ống lúc này đang đặt sát đắy hố móng, Tiếp đó nhấc ống lên cho chân cắch mặt đất khoảng 20-30cm và chùng dây cho nút tụt ra khỏ ống, bê tông sẽ tràn ra ngoài, lúc này phải liên tục đổ bê tông vào phễu.Lớp bê tông dới chân ống ngày càng dầy lên và ta thấy chỉ có lớp trên mặt là tiếp xúc với nớc.Vì chân ống luôn ngập vào trong bê tông Nên bê tông mới không tiếp xúc với nớc và do đó mới co thể dữ cho chấtlợng bê tông không bị giảm sút nhiều.

Nói chung phải luôn luôn đảm bảo chân ống ngập dới mặt bê tông từ 0.8-1m Khi nào

bê tông không tụt xuống phải kéo ống lên,lúc này cần thận trọng thao tác để chân ống không bị kéo lên quá cao hơn quy định nói trên

- Tuỳ vào diện tích của hố móng và bán kính phạm vi bê tông có thể tràn ra của mỗi ống mà quyết định số ống đổ bê tông

- Bán kính hoạt động của mối ống từ 3-4.5m,m phải đảm bảo đổ bê tông liên tục và yêu cầu năng xuất tối thiểu là 0.3m3/giờ cho mỗi mét diện tích hố móng Nếu đáy hố móng quá rộng thì có thể phân thành từng khối để đổ bê tông dần

- Trong quá trình đổ bê tông khối lợng bê tông thực tế đổ cho cọc so với khối lợng tínhtoán theo đờng kính quy định của cọc nếu nhiều hơn thì khối lợng bê tông đổ vợt lên này chủ yếu do chênh lệch giữa đờng kính chân cọc quy định với đờng kính tạo lỗ thực tế (đờng kính tạo lỗ thực tế thờng lớn hơn khoảng 3- 6T để có thể cẩu đcm ) Lỗ cọc bị to do vỏ của lớp vữa dữ thành bị rửa trôi Ngoài ra, còn có thể do thành lỗ bị sạt lở, va đập của nớc thấm, nớc chảy vào trong lỗ cọc, đất nền bị nén chặt lại v.v Điều đó là nguyên nhân sinh ra khối lợng bê tông tăng vợt lên

- Trong các trờng hợp bình thờng do phơng pháp thi công và tình hình địa chất có khácnhău, khối lợng bê tông đổ vợt cũng khác nhău Đối với phơng pháp thi công có ống chống vợt khoảng 4-10%, đối với phơng pháp thi công tuần hoàn nghịch hoặc phơng pháp thi công guồng xoắn vợt khoảng 10-20% Vì vậy, phải kiểm tra khối lợng đổ bê tông Phơng pháp kiểm tra thông thờng là đếm số xe chuyển bê tông đến và phiếu vận chuyển đã nhận đợc Do thành lỗ bị to ra chong quá trình thi công lỗ nên phải dùng dây thờng xuyên đo xem mặt bê tông dâng lên đợc bao nhiêu mỗi khi đổ hết một xe bêtông

I.1.7 Thi công Bệ Múng

- Dùng mắy xúc kết hợp nhân lực đào đất đến cao độ thiết kế

- Đập đầu cọc khoan nhồi (phần ngàm vào bệ mố là 1m ), làm vệ sinh hố móng