Chương III: Công tác hố móng ppt

Chơng III Công tác hố móng $1.Khái niệm chung: + Là công việc có ảnh hởng trực tiếp đến tính chất đất nền. Do đó có thể sẽ ảnh hởng đến: Chất lợng Đ/kiện làm việc CT Thời gian hoàn thành CT Nội dung: + định vị hố móng + đào đất hố móng + bảo vệ đáy và thành hố đào + làm khô hố móng + dọn nền và xây móng Các công đoạn trên cần tổ chức tốt tránh làm đất bị ẩm ớt thêm dẫn đến: làm cờng độ giảm độ lún tăng thêm Việc tổ chức thi công đợc giới thiệu trong các giáo trình thi công: nhà, cầu cống, thuỷ lợi Xét vấn đề cơ bản: bảo vệ hố móng tháo khô và tính toán vòng vây đổ bê tông dới nớc. $2. Thi công móng nông trên cạn. 1. Bảo vệ hố móng 1.1 Bảo vệ đáy hố móng Các nguyên nhân ảnh hởng đến đất đáy hố móng: - sự đi lại của công nhân và máy móc. - sự co ngót đất trong thời gian để móng lộ thiên. - gradien áp lực đất mái hố và đáy hố móng (trong đó có cả ảnh hởng của tải trọng CT bên cạnh) - gradien áp lực nớc ngầm chảy vào đáy hố - áp lực đẩy ngợc của tầng nớc có áp. Khi đào chừa lại 1 lớp đất khoảng 10-30cm tuỳ theo đào bằng cơ giới hay thủ công nằm trên cao độ đáy móng để bảo vệ chống co ngót. * Gradien áp lực giữa thành và đáy làm cho mái hố móng bị trợt sâu và đáy hố móng bị bùng lên xảy ra từ từ làm đứt gãy bê tông khi cha kịp ninh kết 48 Thanh chống Dầm đỡ Ván lót h a, b, Tránh: phải giảm gradien này: bạt thoải dùng bản cừ gia cố. Khi h m > 2m kiểm tra hiện tợng này ** Đẩy bùng do áp lực ngợc của tầng nớc có áp gây ra Từ đ/kiện: tì đ = n ìH đ - trọng lợng thể tích của đất n - trọng lợng thể tích của nớc t: chiều dày của lớp đáy cách nớc H: cột nớc có áp. *** Do nớc ngầm chảy vào làm xói ngầm, đẩy trồi: Tính toán ổn định thấm Tham khảo trong thiết kế công trình thuỷ công. 1.2 Bảo vệ mái hố móng: 1.Hố móng tự nhiên: h m không lớn đào thoai thoải hoặc không cần gia cố Sét ít ẩm : ) 2 45( 4 += o tg c h 2.Các loại kết cấu đỡ thành hố móng: Phải so sánh 2 phơng pháp: bạt thoải. gia cố mái. Ví dụ: h m >3-5m; sét mềm yếu gia cố tốt hơn cát bụi bão hoà Giảm khối lợng đất, an toàn, rút ngắn thời gian. a, Biện pháp lót ván: Phạm vi: không có nớc ngầm đất không xấu để giữ đợc thành tạm thời khi thi công. Lót ván tuỳ rộng hay hẹp mà có một số cách sau: K/C gồm: ván lót 49 H t dầm đỡ thanh chống Lu ý: dùng neo; ván lót ngang và dầm đỡ cần cắm sâu vào đất. 0.2m đất tốt 0.5-1.0m đất yếu. b,Biện pháp đóng cọc ván: Nớc ngầm cao hơn đáy hố móng lúc đó phải đảm bảo 2 điều kiện: chống đỡ thành không thấm nớc Lúc đó: tốt nhất gia cố bằng tờng cọc ván (tờng cừ) VL: thép, gỗ, BTCT: độ ổn định chiều sâu từ đáy hố móng quyết định. 50 Biện pháp lót ván khi hố móng hẹp a, b, Biện pháp lót ván khi hố móng rộng a, b, cột (trụ) gỗ cột (trụ) gỗ 2 5 - 3 0 c m 1 0 - 1 5 c m gia công mũi bọc đầu thép bản 40cm 2 4 . 7 c m t ờng cừ thép t ờng cừ BTCT h h 2 h 1 Có thể: Không cần thanh chống. Có thanh chống. Neo. Đặc trng cơ bản của cọc ván thép tham khảo các giáo trình: nền và móng. thi công cầu 3.Tính toán các kết cấu chống đõ thành hố móng : a, Hệ thống dùng ván lót thẳng đứng: Đúng: coi ván lót là dầm liên tục tính toán phức tạp Gần đúng: coi là dầm đơn giản tính mô men lớn nhất tại các nhịp của ván lót và dầm đỡ. Từ đó: xác định đợc lực nén lên thanh chống. xác định đợc kích thớc các bộ phận. 51 Sơ đồ tải trọng khi tính toán khi tính toán hệ thống ván lót thẳng đứng b, Hệ thống dùng ván lót nằm ngang: áp lực đất nh trên coi là dầm đơn giản tìm mô men lớn nhất tại các nhịp. để thiết kế kích thớc tiết diện các bộ phận. c, Ván lót có neo: Ván lót nằm ngang Dầm đỡ thẳng đứng Có neo Biểu đồ áp lực đất: ) 2 45( 8,0 2 o tgH H 5,0 d, Tờng cọc ván không neo: Xác định: độ cắm sâu của cọc ván chiều dày của cọc ván Coi có EJ lớn chỉ xoay, không uốn Biểu đồ áp lực đất có dạng: Độ ổn định của tờng theo đ/k sau: [ ] cbghD lKKlHmmqq +== )( D q - áp lực tại chân tờng cọc ván m hệ số đ/k làm việc ( m= 0,7-1,0) - trọng lợng thể tích của đất cb KK ; - hệ số áp lực đất bị động và chủ động Cơ đất Cân bằng lực trên phơng ngang và mômen đối với D cho q D và z E Biết q D và z E từ đó tính đợc M max q D kiểm tra ổn định của tờng cọc ván M max để tính toán tiết diện cọc ván 52 0.7H 0.2H 0,2H H 0.1H Đất rời Đất dính 0.8 H l Z E D Biểu đồ áp lực đất tác dụng lên T Ư ờng cọc ván không neo e, Tờng cọc ván có neo: Độ ổn định: do neo do độ cắm sâu Dạng biểu đồ áp lực nh sau: Để đ/k chân cọc ván không bị bật ra là mô men áp lực chủ động so với A( điểm neo) không vợt quá mô men của áp lực bị động so với điểm đó. - Phơng pháp phần tử hữu hạn: Sơ đồ tính ví dụ loại tờng conson. Hệ số nền hớng ngang xác định bằng thí nghiệm nén ngang hay kinh nghiệm Ghi chú: hiện nay việc tính toán áp lực đất biến dạng tờng và bài toán tính toán t- ờng chắn nói chung đã có những phần mềm trợ giúp rất mạnh nh : GEOSLOPE, PLAXIS f, Tính toán tờng cọc ván về phơng diện xói ngầm: đ/k: đn mì Iì n I : gradien thuỷ lực m: hệ số điều kiện làm việc = 2 Cơ đất 53 N A B C H l Sơ đồ áp lực đất khi T Ư ờng cọc ván có neo 2. Làm khô hố móng 2 phơng pháp: Hút nớc lộ thiên Bằng hệ thống lọc châm kim 1.1. Hút nớc lộ thiên Đào hệ thống rãnh sâu hơn đáy móng: 0.5 ữ 1m để tập trung nớc. Công việc bơm tiến hành đồng thời với việc đào đất để làm đất ráo trớc khi đào Khi đào đến cao trình th/k thì việc bơm nớc vẫn tiếp tục duy trì cho đến khi xây xong móng 1.2. Hạ thấp mực nớc ngầm Vì xảy ra xói ngầm nên hút nớc lộ thiên nên dùng trong trờng hợp nớc ngầm ổn định không cao hơn đáy móng quá 2 ữ3m Trong các trờng hợp khác hút nớc lộ thiên phải kết hợp với tờng cọc ván hoặc phải dùng biện pháp hạ mực nớc ngầm nhân tạo. 1 hệ thống giếng hoặc ống châm kim bố trí xung quanh móng bơm hút để nớc ngầm hạ xuống Tuỳ theo tính thấm nớc mà ta có thể dùng: giếng hoặc ống châm kim. Dùng giếng: là những lỗ khoan khoảng cách a = 5 đến 15m có ống chèn cấu tạo nh ống lọc đ/k ống lọc: 150 đến 250mm Nớc ngầm trong giếng đợc bơm bằng máy bơm ly tâm Hạ đợc 5-7m Q lu lợng bơm cần thiết tính toán tài liệu tham khảo. 1.3.Hệ thống ống châm kim ống châm kim là ống lọc đ/k: d= 50mm dài 1-1.25m khoảng cách a= 0.75 1.5m để dẫn nớc từ ống châm kim vào ống hút ống hút đặt nằm ngang có đ/ kính : 100-150mm lắp với máy bơm lý tâm hoặc chân không để hút không khí trong toàn bộ hệ thống. Hạ ống: Xói đầu mũi bằng tia nớc trọng lợng của ống châm kim tụt xuống Tuỳ theo cột nớc cần hạ mà ngời ta dùng một hoặc 2,3 lớp ống châm kim 1 lớp có thể hạ đợc 4-5m tuỳ hệ số thấm của đất mà chọn ống châm kim đất có hệ số thấm nhỏ dùng ống châm kim có cấu tạo đặc biệt loại phun 1.4.Phơng pháp điện thấm Đất có nhiều hạt sét: cách làm trên không hiệu quả Dùng phơng pháp điện thấm Khoảng giữa của các ống châm kim ngời ta cắm những thanh thép tới chiều sâu bằng chiều dài ống châm kim Các thanh này nối với nhau dùng làm cực dơng 54 ống châm kim cực âm Và nối với nhau vào ống góp cho dòng điện chạy qua với cờng độ 1ampe / 1m 2 diện tích thẳng đứng của đất giữa cực dơng và cực âm Năng lợng điện tiêu thụ: 2-40kW/h cho 1m 3 đất hố móng $3.Thi công móng d ới n ớc 1. Các loại vòng vây Mục đích chính: ngăn không cho nớc mặt chảy vào hố móng Chọn loại vòng vây: dựa vào: chiều sâu nớc tốc độ dòng chảy yêu cầu thông tàu bè 1.1 Vòng vây đất Dùng nơi nớc không sâu Tốc độ dòng chảy nhỏ Dùng đất á sét tốt nhất, có thể dùng cát nhng ở giữa phải có lõi sét chống thấm Nhợc: Thu hẹp dòng chảy. 1.2. Vòng vây cọc ván Cọc ván đơn: nớc nông Cọc ván kép: h nớc > 3-4m Phía ngoài cọc đơn Đắp đất chống thấm Khe hở cọc ván kép Cọc ván: gỗ; thép, BTCT 1.3. Vòng vây lồng gỗ H > 5m nền sâu hoặc đá, không đóng đợc cọc ván dùng vòng vây lồng gỗ Cũi gỗ đóng trên bờ xong chuyển ra đánh chìm trớc khi đánh chìm phải làm phẳng đáy sông sau đó bỏ đá vào một số ngăn bịt đáy ( khoảng 1/4 số khoang) Sau khi hạ chìm đến đáy sông và điều chỉnh thật chính xác mới lấp đầy các ô còn lại, ngoài lồng gỗ là ván lót. dới ván lót đất chống thấm. Phía ngoài cũi gỗ có thể ốp 1-2 lớp ván gỗ , giữa là vật liệu chống thấm. Chiều rộng lồng: 0.5 1 h; h chiều sâu mực nớc. 2. Tính toán: Do không vĩnh cửu nên sơ đồ tính đợc đơn giản hoá Vòng vây đất tính nh mái đê, đập hoặc đờng đất đắp cơ đất 55 1.1 Tính toán vòng vây lồng gỗ Đảm bảo: ổn định trợt ổn định lật ổn định trợt: 5.1= H fP k t ổn định lật: 3 3 2 = h H B P k l H: lực ngang tác dụng ngoài lồng gỗ ( áp lực nớc) F: hệ số ma sát giữa lồng gỗ và đáy sông: 0.25-0.36 h: chiều sâu của nớc P: tổng lực đứng (có kể đến sức đẩy nổi của nớc) Nếu nền là đất tính thêm cờng độ và độ lún nh móng nông trên nền thiên nhiên. Đặc biệt không để phát sinh ứng xuất âm tại đáy vòng vây tức là mọi điểm đáy cũi đều không bị nhấc bổng lên khỏi nền Đ/k: 6 B P M e o = M: mô men của tất cả ngoại lực so với trục nằm ngang đi qua trọng tâm tiết diện tính toán của vòng vây 1.2 Tính toán vòng vây cọc ván đơn Không có neo hoặc thanh chống tính nh cọc ván Có neo, hoặc thanh chống tính nh hệ thống chống đỡ bằng ván lót thẳng đứng ( cạn) 1.3 Tính toán vòng vây kép Nếu đợc ngàm chặt cọc ván sẽ chịu uốn do tác dụng áp lực nớc và đất Tuy nhiên do nớc vẫn chui vào lớp đất ở trong nên phía trong 2 lớp cọc ván ngoài áp lực đất còn có cả áp lực nớc gần đúng ngời ta lấy 2 1 = áp lực thuỷ tĩnh. 3. Công tác đổ bê tông dới nớc: Do không hút đợc cạn nớc do hiện cát chảy hoặc do độ sâu nớc quá lớn đổ bê tông dới nớc Có các phơng pháp sau: Dùng bao tải Phơng pháp dâng bê tông 56 Phơng pháp vữa dâng. ở ta ( nhất là trong ngành cầu) cả 3 phơng pháp đó đều đợc áp dụng. 1.1.Dùng Bao tải: Nếu nớc không sâu lắm, khối lợng bê tông ít dùng bao tải lúc đó bê tông mác > mác yêu cầu 10%; có độ sụt 16-20cm.: cho BT vào bao tải thả xuống đáy, kéo dây buộc, miệng bao tải mở ra, bê tông tụt xuống. 1.2.Phơng pháp vữa dâng: Nớc sâu, BT nhiều ta dùng phơng pháp dâng BT phơng pháp tơng đối hoàn thiện và phổ biến nhất. Nội dung: Dùng ống đổ có tiết diện 30 ì 30cm 2 bằng gỗ. Hoặc ống thép D=25-30cm vỏ dày 4-5mm; gồm nhiều đoạn dài từ 1-2m nối lại trên miệng ống là phễu chứa BT; ống đợc treo bằng cần trục hoặc trên hệ thống giàn giáo để có thể nâng lên hạ xuống dễ dàng. Dung tích của phễu phải chứa khối lợng BT đủ đổ đầy từ đáy đến miệng ống. Đáy dùng nút gỗ hoặc bao tải cuộn chặt để nút ống nút đợc giữ bằng dây ròng ngợc; Đổ BT vào phễu, thả dây, nút bị BT đẩy xuống dới, nâng ống lên khỏi đáy chừng 0.2m đến 0.3m nút bị đẩy ra, BT tràn ra ngoài. Vừa tiếp tục đổ vừa nhấc ống lên chân ống luôn cắm vào lớp BT khoảng 0.8 1.5m nên chỉ có lớp BT đầu tiên tiếp xúc với nớc. Bán kính hoạt động của mỗi ống khoảng 3 ữ 4.5m tính ra số ống. Bê tông phải đổ liên tục, ống chỉ đợc nâng thẳng đứng 1.3.Phơng pháp phun vữa. Việc bố trí ống nh trên rồi xếp đá xung quanh sau đó bơm xi măng cát. cho dâng dần, lấp kín lỗ rỗng dồn đuổi nớc lên Nâng ống phun cho đến khi cả khối đá dăm đợc bơm vữa. 57 Sơ đồ đổ bê tông d Ư ới n Ư ớc theo ph Ư ơng pháp ống dịch chuyển thẳng đứng. Đổ bê tông theo ph Ư ơng pháp phun vữa [...]... Sau khi BT đông cứng đợc khoảng 50% cờng độ thì hút nớc trong hố móng và phá bỏ mặt bên trên khoảng chừng 10-15cm do chất lợng xấu Lu ý: Hiện nay có một số công nghệ mới để chắn giữa thành hố đào nh : Tờng liên tục trong đất Cọc khoan nhồi Cọc khoan nhồi kết hợp cọc xi măng đất làm kết cấu chắn giữ Tham khảo tài liệu chuyên . CT Thời gian hoàn thành CT Nội dung: + định vị hố móng + đào đất hố móng + bảo vệ đáy và thành hố đào + làm khô hố móng + dọn nền và xây móng Các công đoạn trên cần tổ chức tốt tránh làm đất. trên cạn. 1. Bảo vệ hố móng 1.1 Bảo vệ đáy hố móng Các nguyên nhân ảnh hởng đến đất đáy hố móng: - sự đi lại của công nhân và máy móc. - sự co ngót đất trong thời gian để móng lộ thiên. - gradien. kế công trình thuỷ công. 1.2 Bảo vệ mái hố móng: 1 .Hố móng tự nhiên: h m không lớn đào thoai thoải hoặc không cần gia cố Sét ít ẩm : ) 2 45( 4 += o tg c h 2.Các loại kết cấu đỡ thành hố móng: Phải