Bài giảng môn thi công ven bờ

ĐẠI HỌC HÀNG HẢI KHOA CÔNG TRÌNH THỦY BÀI GIẢNG ĐẠI HỌC MÔN THI CÔNG CHUYÊN MÔN. Ban hành lần 1 Biên soạn Kiểm tra Phê duyệt Trưởng bộ môn CTC Phó trưởng bộ môn Phó CN Khoa ThS Đoàn Thế Mạnh ThS Bùi Quốc Bình TS Đào Văn Tuấn. Nguyễn Trọng Khôi HẢI PHÒNG 2/3/2005 Lời nói đầu LNĐ-1 LỜI NÓI ĐẦU Bài giảng Thi công chuyên môn là tài liệu cơ bản cho sinh viên đại học chuyên ngành Công trình thuỷ - Trường Đại học Hàng Hải, có thể làm tài liệu tham khảo cho các kỹ sư tư vấn, thiết kế, thi công công trình cảng – đường thuỷ. Phần kỹ thuật thi công cơ bản (như công tác đào đất, công tác bêtông và bêtông cốt thép, công tác thép – gỗ) được trình bày trong cuốn giáo trình “ Công tác đất và thi công bêtông toàn khối”. Thi công công trình Cảng – đường thuỷ là môn khoa học – công nghệ luôn chú trọng kinh nghiệm và cũng luôn luôn đòi hỏi được đổi mới để đạt hiệu quả cao đảm bảo chất lượng công trình, an toàn và kinh tế. Vì vậy, những kiến thức trong bài giảng này chỉ là những kiến thức cơ bản, cần luôn gắn bó với thực tế sản xuất và cập nhật các tiến bộ khoa học mới để mở rộng và hoàn thiện thêm. Khi soạn bài giảng này, chúng tôi có sử dụng một số tài liệu chuyên ngành có liên quan củ a các bạn đồng nghiệp. Do nhiều hạn chế, bài giảng này không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong được độc giả nhiệt tình đóng góp ý kiến. Người biên soạn Th.S Đoàn Thế Mạnh Danh mục ký hiệu DMKH-1 DANH MỤC KÝ HIỆU N Năng suất của bãi đúc t 1 Thời gian bảo dưỡng đến khi có thể cẩu chuyển ra bãi chứa t 2 Thời gian lắp đặt ván khuôn V Khối lượng bêtông đúc trong một chu kỳ f Diện tích đáy của một khối bê tông k Hệ số xét đến khoảng hở cần thiết giữa các khối bêtông và đường vận chuyển N Số lượng đoạn cọc đúc trong một ngày t Thời gian cần thiết để lắp dụng ván khuôn, đặt cốt thép, đúc cọc, bảo dưỡng cho đến ngày đạt cường độ để chuyển ra bãi chứa l Chiều dài của đoạn cọc b Chiều rộng của cọc b 1 Khoảng cách giữa hai cọc k Hệ số kể đến đường đi lại và khoảng trống cần thiết khác n Số tầng cọc t 1 Thời gian cần thiết để cọc tầng dưới đạt 25% cường độ t Thời gian đúc và bảo dưỡng tầng cọc trên cùng h Chiều cao của búa b Chiều cao nâng búa c Chiều cao thiết bị treo búa (ròng rọc, móc cẩu, dây cáp) a Chiều cao mạn khô của phao CTĐáy Cao trình mặt đất ở đáy khu nước đóng cọc S Độ lún của đợt đóng cuối cùng n Số nhát búa đóng trong đợt cuối cùng e Độ chố i F Diện tích tiết diện cọc Q Trọng lượng bộ phận xung kích của búa H Chiều cao rơi của bộ phận xung kích q Trọng lượng của cọc q 1 Trọng lượng của mũ cọc, đệm cọc P gh Tải trọng giới hạn của cọc W Năng lượng xung kích của búa P Sức chịu tải của cọc k Hệ số thích dụng của búa N Lực siết bulông f Hệ số ma sát R Cường độ của thép làm bulông γ Hệ số điều kiện làm việc Danh mục ký hiệu DMKH-2 DANH MỤC KÝ HIỆU DMKH-1 Chương 1. Đặc điểm thi công các công trình thủy công 1-1 Chương 1 ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY 1.1. Đặc điểm thi công 1.1.1. Đặc điểm của công trình Các công trình thường chịu tải trọng lớn cho nên kích thước kết cấu công trình rất lớn, đòi hỏi có phương tiện vận chuyển, cẩu lắp có công suất lớn, thời gian xây dựng thường kéo dài. Các công trình thường có dạng chạy dài và đơn điệu nên có thể sử dụng các kết cấu đúc sẵn một cách dễ dàng và thuận lợi. Do có dạng chạy dài và đơn điệu nên có thể sử dụng ph ương pháp thi công cuốn chiếu làm dứt điểm từng phân đoạn để đưa vào sử dụng. Các công trình chỉnh trị sông thường có dạng giống nhau và kéo dài trên một đoạn sông nên cần phải lập một trình tự thi công hợp lý phát huy tác dụng từng đợt để sao cho không ảnh hưởng đến dòng chảy và không ảnh hưởng đến nhau trong quá trình thi công. 1.1.2. Đặc điểm thi công trong và trên mặt nước Các công trình thuỷ công cũng như các công trình chỉnh trị đều chịu ảnh hưởng của nước nên gặp rất nhiều khó khăn do nước gây nên. Vì vậy khi thi công các công trình thuỷ công cần phải nghiên cứu và vận dụng các phương pháp thi công hợp lý để giảm bớt ảnh hưởng của nước để sao cho vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, chất lượng công trình, tiến độ thi công, hạ giá thành xây dựng. 1.1.3. Đặc điểm thi công trong điều kiện tự nhiên phức tạp 1.1.3.1. Trong điều kiện địa chất yếu Các công trình thuỷ công nằm trên nền địa chất yếu nên khả năng chịu lực của nền là rất nhỏ, bởi vậy khi xây dựng các công trình này phải quan tâm đến sự gia tải trên nền đất: tiến độ thi công công trình, biện pháp thi công, ổn định của các công trình lân cận. 1.1.3.2. Điều kiện sóng gió Sóng gió làm cho các phương tiện thi công bị chao đảo nghiêng ngả và làm việc rất khó khăn, nó ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian thi công, đến sự hoạt động neo đậu của phương tiện, đến độ chính xác của công tác cẩu lắp. Cho nên khi tiến hành thi công cần phải lựa chọn phương tiện, biện pháp neo đậu, thời gian thi công cho thích hợp. 1.1.3.3. Vùng thi công chịu ảnh hưởng của sự dao động mực nước Sự dao động mực nước trên sông, trên biển là một yếu tố khách quan biến đổi phức tạp. Vì vậy cần phải tìm hiểu để có thể lợi dụng hoặc khắc phục các ảnh hưởng của sự dao động này trong quá trình thi công. 1.1.3.4. Tính chất ăn mòn Trong nước thường có các chất ăn mòn các loại vật liệu xây dựng (như sắt, thép …). Chương 1. Đặc điểm thi công các công trình thủy công 1-2 1.1.3.5. Ảnh hưởng của dòng chảy 1.2. Tổ chức thi công 1.2.1. Xây dựng cảng công trình 1.2.1.1. Mục đích - Là nơi cho các phương tiện thuỷ neo đậu. - Là nơi để phục vụ cho việc bốc xếp các loại vật tư, phương tiện từ trên bờ xuống dưới nước và ngược lại. - Là một bãi chứa vật liệu, gia công cấu kiện đúc sẵn. 1.1.2.2. Yêu cầu - Có khu nước thuận lợi cho việc neo đậu, đi lại của phương tiện. - Có đủ diện tích, kích thước phần đất trên bờ để bố trí bãi. - Có đủ điều kiện cung cấp điện, nước, nhiên liệu - Kết cấu đơn giản, giá thành thấp, dễ xây dựng. 1.2.2. Xây dựng bãi chế tạo cấu kiện 1.2.2.1. Mục đích Làm nơi gia công các cấu kiện bằng bêtông, bêtông cốt thép, thép cũng như các chi tiết cần thiết khác cho công trình. 1.2.2.2. Yêu cầu - Cần kết hợp chặt chẽ với cảng công trình. - Có đủ diện tích, kích thước, khả năng cung cấp điện nước, đường vận chuyển. 1.2.3. Mở công trình khai thác vật liệu Thi công các công trình thuỷ công đòi hỏi một khối lượng vật tư rất lớn đặc biệt là các loại vật tư đơn giản, cát, đá, đất. Vì vậy cần phải tìm hiểu các nguồn cung cấp ở địa phương, nếu cần phải mở công trường khai thác vật liệu vì điều này có ý nghĩa rất lớn đến giá thành thi công, tiến độ thi công. Để mở công trường khai thác vật liệu cần ph ải làm như sau: - Điều tra về vị trí, trữ lượng, chất lượng và điều kiện khai thác vật liệu đó; - Xây dựng quy mô khai thác; - Xây dựng các đường vận chuyển, các loại phương tiện vận chuyển; - Xin giấy phép khai thác. Chương 2. Đo đạc và định vị công trình 2-1 Chương 2 ĐO ĐẠC VÀ ĐỊNH VỊ CÔNG TRÌNH 2.1. Các khái niệm chung 2.1.1. Khái niệm Công tác đo đạc, định vị công trình là công tác căn cứ vào bản vẽ thiết kế để thể hiện được vị trí và kích thước của công trình ở trên mặt đất. 2.1.2. Nội dung Cắm mốc của tuyến thiết kế công trình, các điểm chi tiết, xác định cao độ các bộ phận của công trình nhằm phục vụ cho công tác thi công, theo dõi biến dạng trong quá trình thi công. Việc xây dựng các mốc vị trí và cao độ cần phải đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu vì nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thi công sau này, điều này phụ thuộc rất lớn vào điều kiện máy móc và đội ngũ cán bộ công nhân đo đạc. 2.1.3. Các yêu cầu Lập bình đồ tổng thể khu vực xây dựng, trên đó có ghi mạng lưới đo đạc quốc gia và xây dựng các mốc được gắn với mạng lưới đo đạc đó, ghi rõ các tuyến cơ bản, tuyến chính, tuyến cơ sở. Bản thuyết minh công tác đo đạc, ghi rõ tài liệu xuất phát, phương pháp đo, độ chính xác đạt được. Bảng thống kê các điểm đo, các mốc phải đượ c đặt ở những vị trí mà trong thi công không bị ảnh hưởng. 2.2. Xác định vị trí của công trình trên mặt bằng Xác định vị trí của công trình trên mặt bằng là một công việc đầu tiên phải làm của người thi công trên công trường. Công tác định vị trí mặt bằng của công trình gồm có: - Xác định các tuyến ngang và tuyến dọc của công trình; - Xác định kích thước không chế của công trình. 2.2.1. Xác định tuyến ngang và tuyến dọc của công trình 2.2.1.1. Phương tiện đo đạc 2.2.1.2. Công tác cụ thể Đặt các mốc cơ bản và lập tuyến cơ bản. Mốc cơ bản là mốc được thiết kế bàn giao. Mốc này được gắn cao độ và tọa độ với hệ thống đo đạc quốc gia hoặc một hệ tọa độ giả định. Lập các tuyến chính là các tuyến được lấy từ mốc cơ bản đến tuyến cơ sở của công trình. Chương 2. Đo đạc và định vị công trình 2-2 Hình 2.1. Xác định tuyến ngang, tuyến dọc của công trình. VD: Hình vẽ trên: I, II, III: là các mốc cơ bản; I-II, I-III, II-III: là các tuyến cơ bản (đường nối giữa các mốc cơ bản). Đặt các tuyến cơ sở chính là tuyến hình của công trình, tuyến cơ sở nối các mốc cơ sở; đặt các mốc phụ, các tuyến phụ để phục vụ cho công tác thi công. Tuyến cơ sở được lấy như sau: Bảng 2.1. Vị trí tuyến cơ sở của một số dạng công trình. STT Loại công trình Vị trí tuyến cơ sở Mô tả - hình vẽ 1 Hố móng đào trên cạn hoặc dưới nước. Đường tim, đường mép dưới của hố móng. 2 Lớp đá đổ hoặc lớp đệm hố móng. Đường tim, đường mép trên hoặc mép dưới của lớp đá đổ. 3 Nền cọc. Đường tim ngang, tim dọc của các hàng cọc. Chương 2. Đo đạc và định vị công trình 2-3 4 Nhà cửa, kho tàng. Đường tim ngang, tim dọc của tường, cột. 5 Kè đá đổ, đá xây, đất đắp. Đường tim, đường mép trên. 6 Bến tường góc, tường chắn. Tim tường và mép ngoài cùng bản đáy 7 Đường triền Tim dường triền và tim đường ray 8 Ụ tàu, âu tàu Tim ụ, âu, tim tường, mép trong của tường. * Các vấn đề cần lưu ý: a. Thông thường các mốc cơ bản đã được định vị khảo sát bàn giao kèm theo tọa độ và cao độ. Khi thi công ta cần phải tính toán các góc giao hội bằng hệ thức lượng trong tam giác hoặc các phép đo đạc. b. Từ các tài liệu trên ta đi xác định các mốc A, B, C qua hai công tác: * Nội nghiệp: Xác định các góc giao hội. * Ngoại nghiệp: Giả sử cần xác định điểm B, đặt máy thứ nhất t ại II và đặt máy thứ hai tại III. Chương 2. Đo đạc và định vị công trình 2-4 Hình 2.2. Công tác ngoại nghiệp. - Máy 1, quay máy về III, nhắm chính xác rồi quay bàn độ về 0. Sau đó quay ngược máy làm một góc 1 α được tia IB. - Máy 2, quay về I, nhắm chính xác rồi quay bàn độ về 0, sau đó quay thuận chiều kim đồng hồ một góc 2 α được tia IIIB. - Muốn đi mia chính xác, quay máy một góc 180 0 với hướng IB, lấy điểm cắm cờ mốc cho người đi mia ngắm tia IB đi đến khi máy hai gặp mia là được. - Dựng hệ tọa độ để định vị công trình, sau khi xác định được hệ tọa độ căn cứ vào các yếu tố hình học của công trình để xác định được tất cả các vị trí cần thiết: các điểm khống chế, tọa độ đầu cọc - Trường hợp gốc tọa độ và các trục của hệ tọa độ ở những vị trí không thuận lợi cho việc đặt máy ta phải di chuyển hệ trục tọa độ đó. - Đặt các mốc thi công, các mốc này phải đảm bảo yêu cầu: không ngập nước, đủ diện tích thao tác, không bị ảnh hưởng trong quá trình thi công, phải thông hướng. c. Để tránh phải đo đạc nhi ều lần và gây nhầm lẫn trong thi công, khi triển khai và xác định tuyến cơ sở thì nên lấy tuyến cơ bản của công trình trùng với tuyến mép ngoài của công trình. d. Từ tuyến cơ bản của công trình ta đi xác định tuyến hình của công trình thông qua công tác nội nghiệp và ngoại nghiệp. ở công tác nội nghiệp ta dùng phương pháp tọa độ vuông góc để tính toán. ở công tác ngoại nghiệp sử dụng máy kinh vĩ, tiêu, thước thép để xác định vị trí. e. T ừ tuyến cơ sở nếu thấy cần thiết thì xác định thêm các tuyến phụ để định vị các bộ phận riêng lẻ hoặc các chi tiết của công trình. 2.2.2. Xác định kích thước ngang, kích thước dọc của công trình 2.2.2.1. Phương tiện Máy kinh vĩ, máy thuỷ bình, tiêu, thước thép, mia. 2.2.2.2. Các chú ý - Đo mặt bằng thi công không bằng phẳng nên phải khắc phục sai số khi đo bằng thước thép. [...]... bằng CT bến CT bảo vệ bờ 2-6 ± 50 mm ± 250 mm Chương 3 Thi công nền lót công trình Chương 3 THI CÔNG NỀN LÓT CÔNG TRÌNH 3.1 Đào hố móng Đào hố móng là công việc đầu tiên để thi công nền lót Trước khi đào phải làm các công việc sau đây: - Đo đạc: để lên được cao độ mặt bằng khu đất đào và vẽ được mặt cắt ngang từ đó xác định được khối lượng, đối chiếu với các tài liệu của đơn vị thi t kế, nếu thấy có... cần phải tính toán sức nâng, tầm với, vị trí neo đậu của thi t bị trong quá trình thi công để đảm bảo có thể thi công được và tránh phải di chuyển nhiều lần Để đảm bảo ổn định của công trình, sau khi xếp khối phải tiến hành nén ép tạm thời Với công trình khối xếp có thể tận dụng các khối xếp của công trình làm vật gia tải Chương 4 Thi công các công trình bằng khối xếp * Văn bản kỹ thuật: Trước khi xếp... mặt bằng, chỉ khác cao độ những thanh cữ dọc 3-9 Chương 4 Thi công các công trình bằng khối xếp Chương 4 THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH BẰNG KHỐI XẾP 4.1 Khái niệm chung Các khối xếp bằng bêtông được sử dụng nhiều trong các công trình bến trọng lực, đê chắn sóng, kè hướng dòng và các công trình bảo vệ bờ Các khối bêtông được sản xuất hàng loạt trong các công xưởng bêtông đúc sẵn và được phân thành các loại như... đất tăng chậm phù hợp với nền cát hoặc nền đất yếu, đơn giản trong công tác tổ chức thi công, đúc, vận chuyển, cẩu lắp Tuy nhiên nó có nhược điểm là không thể thi công theo dạng cuốn chiếu, các công việc không thể kế tiếp nhau một cách liên tục nên khó khăn trong việc điều động phương tiện, nhân lực, thi t bị vật tư, thời gian thi công kéo dài 4.2.5.2 Xếp theo phân đoạn Xếp các khối so le với nhau... : 100 ÷ 400 (T); - Loại khối rỗng : > 400 - Loại khối có hình dạng kỳ dị (T); Thi công các công trình bằng khối bêtông đúc sẵn có ưu điểm là thời gian thi công nhanh, việc chế tạo được thực hiện trong các công xưởng nên chất lượng tốt Tuy vậy để xây dựng được các công trình này đỏi hỏi điều kiện địa chất phải tốt, việc thi công nền lót khó khăn, các phương tiện vận chuyển cẩu lắp phải lớn 4.2 Sản xuất... độ sai lệch 4.2.6 Công tác đổ khối bêtông Với một số các công trình sử dụng các khối bêtông được đổ hỗn độn (đê chắn sóng, công trình bảo vệ bờ) ta có thể sử dụng xà lan mặt boong hoặc xà lan chuyên dùng, cần trục nổi để thả các khối 4-6 Chương 5 Thi công cọc Chương 5 THI CÔNG CỌC 5.1 Các loại cọc 5.1.1 Cọc tre Cọc tre được nén ép làm chặt đất và một phần nào đó truyền áp lực của công trình xuống nền... tình hình thực tế kiểm tra mà có biện pháp xử lý phù hợp Chương 3 Thi công nền lót công trình - Sau khi đào hố móng xong phải tổ chức nghiệm thu và xây dựng ngay các công trình bên trên 3.2 Thi công nền lót bằng đá hộc 3.2.1 Nguyên tắc chung Nền lót ở dưới công trình là một lớp đệm bằng đá hộc, cát sỏi Nó được sử dụng phổ biến trong các công trình bến trọng lực, đê chắn sóng, triền tàu Vật liệu làm nền... thi công và xác định cao trình đáy khi nạo vét đào hố móng trong nước) 2.2.3.2 Các chú ý - Cách đo cao - Các mốc để đo cao là các mốc quốc gia hoặc mốc được dẫn truyền từ mốc quốc gia do cơ quan thi t kế bàn giao Với mỗi một công trình nên có từ hai mốc đo cao trở lên để tiện cho việc đo đạc và kiểm tra - Các mốc nên gắn cả tọa độ và cao độ 2.2.4 Công tác kiểm tra, đo đạc trong quá trình thi công Công... kỹ phải được san sơ và có cao độ thấp hơn cao độ thi t kế từ 40 ÷ 50cm Trong quá trình san tiếp tục thả đá từ buồng chứa đá, di chuyển lưỡi san để san bằng đá rồi mới tiếp tục đổ Chương 3 Thi công nền lót công trình * Tính năng kỹ thuật của phương tiện: - Độ sâu thi công tối đa : 20 m - Tốc độ san : 3 ÷ 5 m/phút - Năng suất : 150 m2/ca - Điều kiện công tác : sóng cấp 1, gió cấp 5 3.2.4.3 San rất kỹ... khác thì cần có biện pháp xử lý kịp thời - Nghiên cứu điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn để lựa chọn thi t bị, tổ chức phương án thi công, dự kiến thời gian thi công - Cắm tiêu giới hạn khu vực đào, cắm thước đo nước và nghiên cứu đảm bảo an toàn giao thông trên khu vực đào Trong quá trình thi công đào hố móng có thể sử dụng các phương tiện sau: tàu cuốc, tàu hút bùn, tàu cuốc một gầu, tàu cuốc nhiều . Chương 1. Đặc điểm thi công các công trình thủy công 1-1 Chương 1 ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY 1.1. Đặc điểm thi công 1.1.1. Đặc điểm của công trình Các công trình thường chịu. kế, thi công công trình cảng – đường thuỷ. Phần kỹ thuật thi công cơ bản (như công tác đào đất, công tác bêtông và bêtông cốt thép, công tác thép – gỗ) được trình bày trong cuốn giáo trình “ Công. HỌC HÀNG HẢI KHOA CÔNG TRÌNH THỦY BÀI GIẢNG ĐẠI HỌC MÔN THI CÔNG CHUYÊN MÔN. Ban hành lần 1 Biên soạn Kiểm tra Phê duyệt Trưởng bộ môn CTC Phó trưởng bộ môn Phó CN Khoa