công nghệ thi công xử lý nền công trình vùng cửa sông ven biển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Trần Bá Nam CÔNG NGHỆ THI CÔNG XỬ LÝ NỀN CÔNG TRÌNH VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Trần Bá Nam CÔNG NGHỆ THI CÔNG XỬ LÝ NỀN CÔNG TRÌNH VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy Mã số: 60-58-40 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Nguyễn Trọng Tư Hà Nội – 2012 LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin được cảm ơn sâu sắc đối với thầy giáo hướng dẫn PGS.TS. Nguyễn Trọng Tư đã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo tham gia giảng dạy khóa cao học 18 trường Đại học Thủy lợi đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt cho tôi những tri thức khoa học quý giá. Tác giả cũng xin cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, khoa Sau đại học và Bộ môn Xây dựng Công trình thủy đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình. Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên, khích lệ để luận văn tốt nghiệp được hoàn thành tốt đẹp. TÁC GIẢ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu trích dẫn là trung thực. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được người nào công bố trong bất kỳ công trình nào khác./. Trần Bá Nam MỤC LỤC 1TMỞ ĐẦU1T 1 1T1.1T1TCHƯƠNG I: TỔNG QUAN XỬ LÝ NỀN CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN. 1T 3 1T1.1.1T 1TTổng quan về đặc điểm, điều kiện tự nhiên công trình vùng cửa sông ven biển. 1T 3 1T1.2.1T 1TCác hiện tượng phá hoại phổ biến khi xây dựng công trình vùng cửa sông ven biển. 1T 4 1T1.2.1.1T 1TCác công trình đê, đập, đường giao thông1T 4 1T1.2.1.1.1T 1TPhá hoại do lún trồi.1T 5 1T1.2.1.2.1T 1TPhá hoại do trượt sâu1T 5 1T1.2.1.3.1T 1TSự phát triển lún theo thời gian1T 6 1T1.2.2.1T 1TCác công trình cầu, cống, công trình xây dựng dân dụng1T 6 1T1.2.2.1.1T 1TCác tác động do đất bị phá hoại.1T 6 1T1.2.2.2.1T 1TCác tác động do lún.1T 6 1T1.3.1T 1TCác biện pháp thi công xử lý nền công trình.1T 7 1T1.3.1.1T 1TPhương pháp đệm cát (hoặc đào thay đất xấu bằng đất tốt hơn).1T 7 1T1.3.1.1.1T 1TNội dung và điều kiện áp dụng1T 7 1T1.3.1.2.1T 1TĐiều kiện áp dụng1T 7 1T1.3.1.3.1T 1THiệu quả (tác dụng của đệm cát hoặc đất tốt)1T 8 1T1.3.1.4.1T 1TThi công tầng đệm cát (hoặc thay đất xấu bằng đất tốt)1T 8 1T1.3.2.1T 1TPhương pháp đầm chặt lớp đất mặt1T 9 1T1.3.2.1.1T 1TBiện pháp thi công và điều kiện áp dụng:1T 9 1T1.3.2.2.1T 1THiệu quả (đầm xung kích).1T 10 1T1.3.3.1T 1TPhương pháp lèn chặt đất bằng cọc cát (phương pháp nén chặt sâu)1T 10 1T1.3.3.1.1T 1TNội dung phương pháp:1T 10 1T1.3.3.2.1T 1TThi công cọc cát:1T 10 1T1.3.3.3.1T 1TÁp dụng:1T 11 1T1.3.3.4.1T 1THiệu quả:1T 11 1T1.3.4.1T 1TPhương pháp nén trước1T 12 1T1.3.4.1.1T 1TNội dung và điều kiện áp dụng:1T 12 1T1.3.4.2.1T 1TThi công lớp gia tải1T 12 1T1.3.4.3.1T 1THiệu quả1T 13 1T1.3.5.1T 1TXây dựng nền đắp theo giai đoạn1T 13 1T1.3.6.1T 1TMóng cọc1T 13 1T1.3.6.1.1T 1TPhân loại cọc1T 13 1T1.3.6.2.1T 1TQuy trình công nghệ thi công cọc bê tông cốt thép (BTCT)1T 15 1T1.3.6.3.1T 1TCông nghệ thi công cọc xi măng đất1T 19 1T1.4.1T 1TKết luận chương I1T 20 1T2.1T1TCHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THI CÔNG XỬ LÝ NỀN CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN 1T 22 1T2.1.1T 1TCác nhân tố ảnh hưởng tới giải pháp thi công xử lý nền.1T 22 1T2.1.1.1T 1TNhóm các nhân tố về điều kiện tự nhiên của nền công trình1T 22 1T2.1.2.1T 1TNhóm các nhân tố về điều kiện thi công công trình.1T 22 1T2.1.3.1T 1TNhóm các nhân tố về đặc điểm kết cấu công trình.1T 22 1T2.2.1T 1TXử lý nền dưới nước.1T 23 1T2.2.1.1T 1TDùng hệ nổi và máy khoan (đóng) để khoan (đóng) cọc.1T 24 1T2.2.1.1.1T 1TTìm trọng tâm của hợp lực1T 24 1T2.2.1.2.1T 1TTính độ chìm1T 25 1T2.2.1.3.1T 1TTìm vị trí tâm nổi Z01T 25 1T2.2.1.4.1T 1TTính khoảng cách từ trọng tâm hợp lực đến tâm nổi1T 25 1T2.2.1.5.1T 1TTính bán kính ổn định ρ1T 26 1T2.2.1.6.1T 1TTính độ nghiêng1T 26 1T2.2.1.7.1T 1TTính toán neo cố1T 27 1T2.2.2.1T 1TĐóng hệ sàn đạo sau đó đưa máy khoan (đóng) lên để khoan (đóng) cọc 1T 35 1T2.3.1T 1TXử lý nền dạng khô (dùng đê quây).1T 37 1T2.3.1.1T 1TTính toán thủy lực khi thi công đê quây.1T 37 1T2.3.1.1.1T 1TMục đích tính toán1T 37 1T2.3.1.2.1T 1TTrường hợp tính toán1T 38 1T2.3.1.3.1T 1TNội dung tính toán1T 38 1T2.3.2.1T 1TXác định cao trình đỉnh đê quai theo thủy triều và dòng chảy trên sông. 1T 54 1T2.3.2.1.1T 1TTính toán thủy lực xác định mực nước cao nhất ứng với tần suất dẫn dòng trong quá trình thi công 1T 54 1T2.3.2.2.1T 1TXác định cao trình đỉnh đê quây1T 55 1T2.4.1T 1TKết luận chương II1T 55 1T3.1T1TCHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH CỐNG THỦ BỘ (PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ SƠ BỘ) 1T 56 1T3.1.1T 1TTổng quan về dự án Cống Thủ Bộ.1T 56 1T3.1.1.1T 1TVị trí địa lý, điều kiện kinh tế xã hội khu vực dự án1T 56 1T3.1.2.1T 1TĐặc điểm kết cấu, điều kiện tự nhiên.1T 57 1T3.1.2.1.1T 1TĐặc điểm kết cấu.1T 57 1T3.1.2.2.1T 1TĐiều kiện địa hình.1T 58 1T3.1.2.3.1T 1TĐiều kiện địa chất1T 58 1T3.1.2.4.1T 1TĐiều kiện thủy văn1T 59 1T3.2.1T 1TGiải pháp thi công xử lý nền.1T 60 1T3.2.1.1T 1TSo sánh lựa chọn phương án1T 60 1T3.2.2.1T 1TTính toán các thông số phục vụ cho thi công theo phương án chọn.1T 63 1T3.2.2.1.1T 1TThiết kế mặt cắt ngang đê quây1T 63 1T3.2.2.2.1T 1TTính toán ổn định đê quây.1T 65 1T3.2.3.1T 1TThi công xử lý nền.1T 67 1T3.2.3.1.1T 1TLựa chọn phương pháp thi công cọc khoan nhồi1T 67 1T3.2.3.2.1T 1TCông tác chuẩn bị1T 69 1T3.2.3.3.1T 1TTrình tự các công tác thi công.1T 74 1T3.2.3.4.1T 1TTiêu chuẩn chất lượng cọc khoan nhồi1T 83 1T3.2.3.5.1T 1TCác biện pháp an toàn khi khoan cọc nhồi1T 84 1T3.2.3.6.1T 1TCông tác theo dõi ghi chép và lấy mẫu.1T 85 1T3.3.1T 1TKết luận chương III1T 86 1TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ1T 87 1TTÀI LIỆU THAM KHẢO1T 89 HÌNH VẼ Hình 1.1: Phá hoại của đê do lún trồi 5 Hình 1.2: Phá hoại của đê do có đường nứt kéo trong nền đắp 5 Hình 1.3: Các phương án thay đất 8 Hình 1.4: Sơ đồ thi công cọc cát 10 Hình 1.5: Thiết bị đóng cọc 15 Hình 2.1: Trọng tâm hợp lực 24 Hình 2.2: Độ chìm 25 Hình 2.3: Bán kính ổn định 26 Hình 2.4: Bán kính ổn định 26 Hình 2.5: Độ nghiêng 27 Hình 2.6: Thiết bị neo 28 Hình 2.7: Xích neo 28 Hình 2.8: Vòng xích 29 Hình 2.9: Mắt xích cuối 29 Hình 2.10: Mắt xích quay 30 Hình 2.11: Vòng liên kết 30 Hình 2.12: Vòng nối 31 Hình 2.13: Neo 32 Hình 2.14: Lực tác dụng vào neo 33 Hình 2.15: Lực xung kích tác dụng vào cáp neo 34 Hình 2.16: Chiều dài cáp neo 34 Hình 2.17a,b,c,d: Thi công cọc bằng hệ nổi 35 Hình 2.18a,b,c,d: Thi công sàn đạo 36 Hình 2.19a,b: Đóng cọc trên sàn đạo và hệ nổi 36 Hình 2.20: Mặt cắt ngang sông 38 Hình 2.21: Mặt cắt dọc sông 39 Hình 2.22: Mặt cắt ngang sông 41 Hình 2.23: Sơ đồ khối chất lỏng trong dòng chảy 42 Hình 2.24: Quỹ đạo chuyển động phần tử nước 43 Hình 2.25: Áp lực lên khối chất lỏng 44 Hình 2.26: Biểu diễn đường mực nước 44 Hình 2.27: Quan hệ lưu lượng và biên độ triều 46 Hình 2.28: Truyền triều trên sông 47 Hình 2.29: Sơ đồ nghiên cứu triều truyền vào sông 47 Hình 2.30: Quan hệ giữa lưu lượng và thời gian trong chu kỳ triều 48 Hình 2.31: Sơ đồ vị trí công trình chắn 50 Hình 2.32: Hệ số khuyếch đại biên độ mực nước 51 Hình 3.1: Khu vực dự án 57 Hình 3.2: Mặt cắt ngang đê quây ngang. 64 Hình 3.3: Kết quả tính thấm qua đê quây 65 Hình 3.4: Kết quả tính ổn định mái đê quây 66 Hình 3.5: Sơ đồ tính ổn định đê quây. 66 Hình 3.6: Máy khoan SOILMEC RT3 – ST 72 Hình 3.7: Cấu tạo phiễu thử nhớt 74 Hình3.8: Công tác hạ ống vách 74 Hình 3.9: Sơ đồ tạo lỗ khoan 75 Hình 3.10: Công tác gia công cốt thép 78 Hình 3.11: Công tác hạ cốt thép 78 Hình 3.12: Quy trình thi công cọc khoan nhồi 81 [...]... trng c lý ca nn T ú ngi thit k v thi cụng cú cỏc bin phỏp x lý: Cỏc bin phỏp v thit k kt cu cụng trỡnh Cỏc bin phỏp thit k v múng Cỏc bin phỏp thi cụng x lý nn 22 2 CHNG II: NGHIấN CU GII PHP THI CễNG X Lí NN CễNG TRèNH XY DNG VNG CA SễNG VEN BIN 2.1 Cỏc nhõn t nh hng ti gii phỏp thi cụng x lý nn Cú rt nhiu nhõn t nh hng ti gii phỏp thi cụng x lý nn ca mt cụng trỡnh a ra quyt nh v phng ỏn x lý nn... vựng ca sụng ven bin - Phm vi nghiờn cu: Phõn tớch la chn bin phỏp thi cụng x lý nn t yu cho cụng trỡnh cng Th B (phng ỏn thit k s b) 4 Phng phỏp tip cn v nghiờn cu - Nghiờn cu ti liu trong nc v ngoi nc liờn quan n cụng ngh thi cụng x lý nn vựng ca sụng ven bin - Phõn tớch tng hp cỏc gii phỏp x lý nn - Nghiờn cu cỏc nhõn t nh hng ti phng ỏn thi cụng v phõn tớch la chn phng ỏn x lý hp lý 3 1 CHNG I:... bin phỏp thi cụng mi trong x lý nn cụng trỡnh xõy dng vựng ca sụng ven bin l mt nhu cu cn thit, nhm hn ch ti mc thp nht cỏc tỏc ng xu ca iu kin t nhiờn n quỏ trỡnh thi cụng cụng trỡnh cng nh giỏ thnh ca cụng trỡnh 2 Mc ớch ca ti - xut gii phỏp thi cụng x lý nn múng cho cỏc cụng trỡnh xõy dng vựng ca sụng ven bin - Nghiờn cu la chn gii phỏp thi cụng x lý nn cụng trỡnh cng Th B (phng ỏn thit k s b)... phng phỏp ộp tnh Trong ú vic la chn thit b úng cc l mt yu t quan trng, nú quyt nh tớnh kh thi ca phng ỏn Vic la chn thit b ph thuc vo mt s yu t c bn sau: + Loi cc v trng lng ca chỳng + S lng cc phi úng 17 + Loi t nn cn phi úng xuyờn qua + Tc thi cụng yờu cu + Kh nng cung cp thi t b n hin trng thi cụng + Thit b hin cú ca n v thi cụng v iu kin ti a phng b Phng phỏp thi cụng cc inh c Cc xon hay cc inh... dng vi vic x lý nn bng bin phỏp úng cc BTCT, cc khoan nhi - Nhng cụng trỡnh ln, ũi hi thi gian thi cụng nhanh - p dng i vi nhng cụng trỡnh m phn cụng trỡnh chớnh nm hon ton trờn mt nc (thi cụng cu) Bin phỏp thi cụng x lý nn di nc U Cú 2 bin phỏp thi cụng ph bin sau: - Dựng h ni v mỏy khoan (úng) khoan (úng) cc 24 úng h sn o sau ú a mỏy khoan (úng) lờn khoan (úng) cc - Vic la chn bin phỏp thi cụng no... ngm cú tớnh xõm thc Bin phỏp thi cụng cc cỏt tng i n gin, khụng ũi hi nhng thit b phc tp Vỡ nhng lý do trờn m giỏ thnh xõy dng khi dựng cc cỏt thng r hn so vi mt s phng ỏn x lý khỏc 1.3.4 Phng phỏp nộn trc i vi t nn cú tớnh nộn lỳn ln v bin dng khụng ng u vt quỏ gii hn cho phộp, ng thi bin dng li xy ra trong mt thi gian di thỡ m bo cho cụng trỡnh cú th s dng ngay sau khi thi cụng, ngi ta cú th chn bin... trỡnh xõy dng vựng ca sụng ven bin hu ht l cỏc cụng trỡnh c xõy dng trờn nn t yu v thiu n nh do c im a cht vựng ca sụng Hn na nhng cụng trỡnh vựng ca sụng cũn thng xuyờn chu tỏc ng ca nhng iu kin t nhiờn phc tp nh l lt, bóo giú v thy triu nh hng n iu kin thi cụng cng nh kh nng vn hnh an ton, hiu qu ca cụng trỡnh 2 Vic ỏp dng cụng ngh thi cụng, c bit l cụng ngh x lý nn hp lý cú tớnh cht quyt nh n tin... thi cụng cụng trỡnh - Ngun vn u t, giỏ thnh cụng trỡnh - Thi gian thi cụng cụng trỡnh - iu kin nng lc ca nh thu thi cụng v con ngi cng nh mỏy múc thit b phc v thi cụng - Mt bng thi cụng - iu kin giao thụng trong v ngoi cụng trng, kh nng trung chuyn, tp kt vt t, vt liu, mỏy múc thit b phc v thi cụng cụng trỡnh - Nhng vt t, vt liu cú sn ti a phng - Nhng bú buc v mụi trng ca d ỏn (phm vi chim t, s nhy... dng cỏc bin phỏp x lý nn khỏc nhau cho phự hp vi c im kt cu ca cụng trỡnh nhm m bo cỏc yờu cu v k thut v kinh t 2.2 X lý nn di nc Vi phng phỏp ny thỡ vic x lý nn c thc hin ngay trờn lũng sụng m khụng cn phi rỳt nc u im U - Do khụng phi rỳt nc nờn khụng cn phi thi cụng ờ quõy dn dũng, m bo dũng chy trờn sụng khụng b thay i nhiu - t nh hng n vic lu thụng giao thụng ng thy - Thi gian thi cụng cú th c rỳt... nhiu v iu kin thi tit Nhc im U - K thut thi cụng khỏ phc tp, ũi hi mỏy múc thit b hin i - Thng ch c ỏp dng nhng cụng trỡnh giao thụng (thi cụng tr cu) i vi cụng trỡnh thy li ớt c ỏp dng phng phỏp ny do phn cụng trỡnh chớnh ca cỏc cụng trỡnh thy li hu ht u nm di nc, do ú vic p ờ quõy thng c s dng nhiu hn vỡ ờ quõy cũn phc v cho vic thi cụng cụng trỡnh chớnh Phm vi ỏp dng U - Phng phỏp x lý nn di nc thng . xuất giải pháp thi công xử lý nền móng cho các công trình xây dựng ở vùng cửa sông ven biển. - Nghiên cứu lựa chọn giải pháp thi công xử lý nền công trình cống Thủ Bộ (phương án thi t kế sơ bộ) phương án xử lý hợp lý. 3 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN XỬ LÝ NỀN CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN. 1.1. Tổng quan về đặc điểm, điều kiện tự nhiên công trình vùng cửa sông ven biển Dọc. nước liên quan đến công nghệ thi công xử lý nền vùng cửa sông ven biển. - Phân tích tổng hợp các giải pháp xử lý nền. - Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng tới phương án thi công và phân tích