Tính toán vòng vây ngăn nước trong thi công nền móng

Tính toán vòng vây ngăn nước trong thi công nền móng I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong ngành xây dựng cơ bản nói chung và xây dựng cầu nói riêng, khối lượng cũng như thời gian thi công của kết cấu phần dưới ( nền móng) chiếm tỉ trọng rất lớn (khoảng 20% tổng giá trị công trình). Việc thi công nền móng công trình Cầu thường rất khó khăn vì điều kiện địa chất, thủy văn trong khu vực thi công thường rất phức tạp. Một trong những trở ngại rất lớn là thi công trong điều kiện nước mặt. Để khắc phục khó khăn đó, dùng vòng vây để ngăn nước, chống đõ thành hố móng trong quá trình thi công móng. Tuy nhiên, tùy thuộc vào vị trí móng, độ sâu của nước mặt có thể sử dụng các loại vòng vây khác nhau. Ngoài ra, khi lựa chọn loại vòng vây sao cho kinh tế nhất và thuận lợi nhất cho từng điều kiện cụ thể của đơn vị thi công. II. MỘT SỐ LOẠI VÒNG VÂY NGĂN NƯỚC TRONG THI CÔNG MÓNG 1. Phân loại, cấu tạo và phạm vi áp dụng 1.1. Vòng vây bằng đất, đá: a. Vòng vây dùng đất để đắp: + Cấu tạo: - Vòng vây đất là loại vòng vây đơn giản nhất. Bằng cách dùng đất đắp thành bờ chắn nước xung quanh hố móng. Có thể là đắp đất tất cả các phía của hố móng, hoặc chỉ có 03 phía nếu như hố móng nằm gần bờ. - Loại vòng vây này có thể sử dụng các loại đất ít thấm hoặc không thấm nước, như sét, á sét nặng hoặc các loại cát, á cát. Nếu là đất sét thì phải đắp vào mùa khô nước, đồng thời phải đầm chặt từng lớp. - Để chống xói vòng vây ta phải đắp với ta luy thoải hoặc gia cố. thêm các loại vật liệu chống xói khác như đá, sỏi… MNTC 1 : 3 ; 1 : 5 Đ Êt Cấu tạo vòng vây đất Trang: 1 Tớnh toỏn vũng võy ngn nc trong thi cụng nn múng MNTC 1 : 1 , 5 ; 1 : 2 Bao tải (hoặc đá hộc) Cu to vũng võy t kt hp vi xp ỏ hc hoc bao ti 1 : 3 ; 1 : 5 MNTC >0,5 m Lừi sột Cu to vũng võy ỏ hc kt hp vi lừi sột + Phm vi ỏp dng: - Mc nc thi cụng khụng sõu lm v khụng b cn tr dũng chy. - Lu tc dũng chy nh (V < 0,5m/s). b. Vũng võy ỏ hc: + Cu to: - Nu ch cú ỏ hc thỡ xp cht ch th no cng khụng th ngn c nc. Vỡ vy phi p thờm mt mn chn bng t sột mt ngoi vũng võy, hoc dựng lừi sột trong, nhiu vũng võy quan trng dựng c lừi bờtụng hoc cc vỏn thộp. Trang: 2 Tính toán vòng vây ngăn nước trong thi công nền móng MNTC §¸ héc Líp ®Êt sÐt Lõi sét MNTC MNTC Lâi bªt«ng MNTC Cäc v¸n thÐp §¸ héc §¸ héc Một số dạng vòng vây bằng đá hộc + Phạm vi áp dụng: - Vì mái taluy dốc hơn, chắc chắn hơn nên có thể chắn những nơi nước sâu hơn vòng vây bằng đất đắp. - Dùng ở những nơi có sẵn loại đá hộc. c. Vòng vây bao tải đất: - Sử dụng đất khô cho vào bao tải, sau đó đem ra khu vực cần đắp đểp xếp thành vòng vây ngăn nước. Khi gặp nước đất sẽ ngậm nước trương nở để bịt kín khe hở chống xói thấm nước. - Các loại bao tải phải xếp sole theo hàng theo lớp. 1.2. Vòng vây đất kết hợp với cọc ván gỗ: a. Cấu tạo và phạm vi áp dụng: d/3 d/3 d c >d/3 d < 8cm d/2 d/2 Tiết diện một số loại cọc ván gỗ - Khi mực nước khá sâu, vòng vây đất đá có nhược điểm là khối lượng rất lớn, mặt cắt sông bị thu hẹp quá nhiều. Do đó có thể gây xói lở đáy sông và bản thân vòng Trang: 3 Tớnh toỏn vũng võy ngn nc trong thi cụng nn múng võy, gõy cn tr giao thụng trờn sụng. Cho nờn ta cú th s dng loi vũng võy t kt hp cc vỏn g. - Tu theo sõu mc nc v tc dũng chy, ta cú th la chn mt trong hai loi vũng võy hn hp di õy. b. Phõn loi vũng võy: * Vũng võy t cú mt lp cc vỏn g: - Vũng võy ny dựng vi mc nc khụng sõu quỏ 3m v lu tc dũng chy t 0,5- 0,15m/s. - Cỏc thanh cc vỏn s khụng chn c nc, nờn lp t p phớa ngoi s ngn nc t ngoi chy vo h múng. dc t p tu theo loi t. - Mt nh vũng võy rng ti thiu 0,5m. - H múng o sõu ti a khong 4m. Cọc ván gỗ MNTC Đất * Vũng võy t cú 2 lp cc vỏn g: - gim nh kớch thc vũng võy hn na ta cú th dựng thờm lp cc vỏn th 2 ngoi thay th cho mỏi dc t nhiờn. Khi ú t ch phi p gia hai hng cc vỏn, cỏch nhau mt khong khụng nh hn 1,5-2m, thụng thng b=(0,5-1,0)h n , - bề rộng hai lớp cọc ván nhng khụng c nh quỏ (0,4-0,6)H, H- chiều cao tính từ chân cọc đến đỉnh. Trang: 4 Tớnh toỏn vũng võy ngn nc trong thi cụng nn múng MNTC Cọc ván gỗ Đất 1.3. Vũng võy cc vỏn thộp: a. Cu to v phm vi ỏp dng: - Cc vỏn thộp l loi cc vỏn rt thụng dng i vi cỏc h múng cú nc mt. K c nhng loi h múng sõu vi ct nc bờn ngoi cao, thng s dng khi H > 5m. 40 cm 1 cm 40 - 42 cm 10 cm Mt s loi tit din cc vỏn thộp - Bn thõn cc vỏn c ch to bng loi vt liu cú cng cao (thộp), khp mng cht ch nờn ngn c s thõm nhp ca nc, ng thi cú kh nng úng sõu vo trong hu ht cỏc loi nn t ỏ, to ra mt mn chn nc ngm trong cỏc lp t thm v m bo n nh khi o múng. ng thi bn ca loi cc vỏn ny rt cao, dựng c nhiu ln. b. Phõn loi cc vỏn thộp: - lm vũng võy h múng thng s dng nhiu loi cc vỏn thộp cú hỡnh dng, kớch thc v c im khỏc nhau. Trang: 5 Tớnh toỏn vũng võy ngn nc trong thi cụng nn múng - Tu theo mc nc thi cụng, sõu ca ỏy h múng v nhng iu kin a cht, thu vn ta la chn loi vũng võy cc vỏn thộp cho phự hp. Cọc ván thép Khung định vị Văng chống Mt bng múng s dng vũng võy cc vỏn thộp b.1. Vũng võy cc vỏn n: - Vũng võy cc vỏn n thng ch s dng khi chiu cao ct nc thp v h múng o nụng. Trng hp mc nc cao hn, cc vỏn n vn cú th chu c nu nh mt thm t bờn l h múng. Tuy nhiờn, khụng vỡ th m p t bờn l trong to ra mt con trch cao hn lũng sụng lm i trng vi ỏp lc nc bờn ngoi. Nh vy cú th lm vũng võy mt n nh theo chiu ngc li khi mc nc h xung t ngt. - tng cng kh nng lm vic ca cc vỏn thộp n ta cú th tng cng thờm bng cỏc tng vng chng ngang, cú th dựng mt hoc nhiu tng vng chng ngang, ph thuc vo chiu cao ct nc v chiu sõu ỏy h múng. Trang: 6 Tớnh toỏn vũng võy ngn nc trong thi cụng nn múng MNTC Cọc ván thép Cọc ván thép MNTC ụ đất phản áp Cọc ván thép MNTC Văng chống ngang MNTC Cọc ván thép Văng chống ngang Cu to vũng võy cc vỏn thộp n (khụng v cú vng chng ngang) b.2. Vũng võy cc vỏn kộp: - Nguyờn tc lm vic cng nh vũng võy hn hp vỏn g 2 lp vi t p. Loi ny thng s dng khi h múng quỏ rng cho nờn s dng khụng hiu qu cỏc vng chng ngang. - Nu cú hin tng rũ r nc nhiu, cú th thờm t vo trong lũng hai lp cc vỏn kộo di ng thm. Trang: 7 Tính toán vòng vây ngăn nước trong thi công nền móng MNTC Cäc v¸n thÐp Cäc v¸n thÐp Cấu tạo vòng vây cọc ván thép kép 1.4. Vòng vây cọc ván BTCT: - Vật liệu sử dụng để chế tạo cọc bán BTCT chủ yếu là bêtông, khi cấn thiết ta mới cho thêm cốt thép để tăng cường độ làm việc chịu uốn của cọc ván. - Loại vòng vây này thường chỉ sử dụng để thi công móng trong trường hợp tường cọc ván được dùng kết hợp là một bộ phận của công trình. Cho nên rất ít được dùng làm vòng vây tạm thời trong thi công móng cầu vì kích thước tiết diện ngang lớn, nặng.Bên cạnh đó có ưu điểm là tận dụng được vật liệu địa phương. 1.5. Vòng vây thùng chụp: a. Cấu tạo: - Đó là các loại vòng vây chế tạo sẵn bằng gỗ, thép, bêtông cốt thép, có độ cao đảm bảo cho việc thi công, thông thường thì phải cao hơn ít nhất 0,7m so với mực nước thi công (những nơi có sóng lớn thì có thể khác). - Cũng có thể dùng kết hợp với tường cọc ván để giảm bớt khối lượng của thùng chụp khi sử dụng ở mức nước sâu. b. Phạm vi sử dụng: - Thùng chụp được sử dụng chủ yếu ở những nơi mà cọc ván thép sử dụng không hiệu quả như khi gặp nền đá cứng không đóng được cọc ván, hoặc những nới có sóng lớn, nước sâu… Sau đây giới thiệu một số loại thùng chụp được sử dụng trong thi công móng mố trụ cầu: + Thùng chụp bằng gỗ; + Thùng chụp bằng thép: - Vòn vây nổi di động Trang: 8 Tớnh toỏn vũng võy ngn nc trong thi cụng nn múng - Vũng võy phao KC + Thựng chp bng bờtụng ct thộp Ngoi ra cũn cú 2 loi thựng chp sau: + Nu khong cỏch t ỏy sụng n b múng ln thỡ s dng thựng chp cú ỏy (bng thộp hoc g). + Trng hp khong cỏch ny khụng ln lm thỡ cú th dựng lai thựng chp khụng ỏy. Lớp cát lót tạo phẳng Lớp bêtông bịt đáy Kết cấu thùng chụp MNTC Kt cu thựng chp khụng ỏy Trang: 9 Tính toán vòng vây ngăn nước trong thi công nền móng MNTC Cäc KÕt cÊu ®ì thïng chôp KÕt cÊu thïng chôp Kết cấu thùng chụp có đáy. 1.6. Vòng vây cọc ống thép: - Lọai này cũng giống như cọc ván thép, tuy nhiên chỉ sử dụng khi chiều cao mực nước mặt rât lớn và không ổn định. - Cọc ván là những thép ống. Tùy theo yêu cầu mà đường kính, bề dày thành ống thép sẽ khác nhau. Có thể có hoặc không có cấu tạo các tầng văng chống ngang. - Muốn thi công phải có loại búa rung tải trọng lớn hơn loại vòng vây cọc ván thép. - Loại này thường ít sử dụng ở nước ta, nhưng có thể gặp ở công trình cầu Thanh Trì. Dưới đây là cấu tạo mối nối giữa hai ống thép và vòng vây: Mèi nèi èng thÐp Trang: 10 [...]... toỏn vũng võy ngn nc trong thi cụng nn múng Cu to vũng võy cc ng thộp 2 Thit k tớnh túan vũng võy Tính toán vòng vây cọc ván thép Nội dung tính toán vòng vây cọc ván thép bao gồm : Tính chiều dày lớp bêtông bịt đáy Tính ổn định chống lật của tờng cọc ván Tính độ bền các bộ phận của vòng vây: cọc ván thép ,vành đai và khung chống a) Xác định các dữ liệu để tính toán : Cơ sở thi t kế căn cứ vào các... chất lòng sông và tối thi u phải thấp hơn đờng xói cục bộ 2m c) Tải trọng tính toán Chủ yếu là tải trọng ngang Nếu có máy móc , thi t bị thi công trên sàn công tác thì phải tính thêm trọng lợng bản thân các thi t bị đó Tính toán thờng theo 2 giai đoạn thi công : + Giai đoạn 1 : vòng vây đã hạ đến đáy sông, nhng cha đổ bê tông bịt đáy + Giai đoạn 2 : vòng vây hạ đén cao độ thi t kế , đổ xong bê tông... xác định theo công thức : P = hd ( 1000) KG / m 2 Trong đó : + hđ=k.I + I- tốc độ đổ bêtông bịt đáy ( chiều cao bêtông dâng lên trong 1 giờ) + k- hệ số duy trì độ lu động của bêtông , k 0,65 - dung trọng bêtông, lấy bằng 2,3 T/m3 + Các bớc tính toán khung chịu lực chính, hệ cột chống, lớp bêtông bịt đáy tơng tự nh khi tính vòng vây cọc ván thép Tính toán vòng vây đất Tính toán vòng vây đất gồm 2... trên sàn công tác có máy móc thi t bị thì phải tính thêm các lục đứng do trọng lợng bản thân các thi t bị máy móc này gây ra Tính toán thùng chụp theo các giai đoạn thi công : Giai đoạn 1: thùng chụp đã hạ đến đáy sông, nhng cha đổ bêtông bịt đáy Giai doạn 2 :thùng chụp đã hạ đến đáy sông, đổ xong bêtông bịt đáy, và hút nớc thi công Các nội dung tính toán thùng chụp : + Tính xói cục bộ + Tính toán kết... trong thi cụng nn múng >0,7m b) Xác định sơ đồ hình dạng và kích thớc cơ bản của vòng vây cọc ván thép Kích thớc của vòng vây trên mặt bằng đợc xác định từ kích thớc bệ móng Kích thớc của vòng vây trên mặt đứng đợc xác định dựa vào mực nớc thi công và chiều cao bệ móng Cao độ đỉnh vòng vây phải cao hơn mực nớc thi công tối thi u 0,7 m Khoảng cách các tầng vành đai xác định căn cứ vào khả năng chịu lực... + f -hệ số ma sát giữa đất đắp đập và đáy sông f=0,5-0,3 b) Tính lợng nớc thấm qua 1m chu vi của vòng vây + + q= Trong đó : Trang: 23 k hn2 2L Tớnh toỏn vũng võy ngn nc trong thi cụng nn múng k o :hệ số thấm của đất đắp đập o hn-độ sâu nớc mặt o L-chiều dài thấm Tính toán vòng vây gỗ đơn a dnah2 n Tnh toán vòng vây cọc ván gỗ đơn tơng tự tính cọc ván có nhiều tầng chống Cọc ván đợc coi nh dầm liên... đến độ sâu thi t kế Tính toán vòng vây gỗ kép 2 En = nhn / 2 Trang: 24 Tớnh toỏn vũng võy ngn nc trong thi cụng nn múng Tnh toán vòng vây cọc ván gỗ kép theo 2 trờng hợp chịu tảI trọng tác dụng : + trớc khi hút nởc ra khỏi hố móng , hai tờng cọc ván trong và ngoài chịu tác dụng của áp lực đất đắp ( Dùng DN ) , còn áp lực nớc trong và ngoài tờng cân băng nhau + Sau khi hút nớc ra khỏi hố móng : tờng... vỏ thùng chụp + Tính toán khung chhịu lực chính Trang: 20 Tớnh toỏn vũng võy ngn nc trong thi cụng nn múng + Tính toán hệ cọc chống + Tính chiều dày lớp bêtông bịt đáy 1 Tính xói cục bộ : Căn cứ hình dạng thùng chụp , tình hình địa chất thuỷ văn tại nơi xây dựng công trình để tính chiều sâu xói cục bộ Từ đó quyết định chiều cao thùng chụp Công thức tính xói cục bộ hcb = (h0 + 0,014 Trong đó : h0 =... phát sinh trong CVT với khả năng chịu lực của CVT sẽ khẳng định đợc CVT có đảm bảo điều kiện độ bền hay không b) Tính toán vành đai: Sau khi xác định đợc các phản lực gối tựa Ri sẽ xác định đợc tải trọng tác dụng vào vành đai và từ đó tính đợc nội lực phát sinh trong vành đai Tính toán vành đai theo điều kiện bền có xét đến điều kiện ổn định c) Tính toán thanh chống : Thanh chống đợc tính toán với sơ... gây lật Mg : mômen giữ m : hệ số điều kiện làm việc 3 Tính toán độ bền các bộ phận của vòng vây CVT(cọc ván thép) a) Kiểm toán độ bền của CVT Xét ở giai đoạn sau khi đổ bê tông bịt đáy, hút cạn nớc bên trong vòng vây để thi công bệ Sơ đồ tính: Tách một dải tờng cọc ván theo phơng đứng với bề rộng 1m theo chu vi vòng vây và coi nó là một dầm liên tục nhiều nhịp, bị ngàm một đầu tại đờng xói lở cục bộ . SỐ LOẠI VÒNG VÂY NGĂN NƯỚC TRONG THI CÔNG MÓNG 1. Phân loại, cấu tạo và phạm vi áp dụng 1.1. Vòng vây bằng đất, đá: a. Vòng vây dùng đất để đắp: + Cấu tạo: - Vòng vây đất là loại vòng vây đơn. thờm t vo trong lũng hai lp cc vỏn kộo di ng thm. Trang: 7 Tính toán vòng vây ngăn nước trong thi công nền móng MNTC Cäc v¸n thÐp Cäc v¸n thÐp Cấu tạo vòng vây cọc ván thép kép 1.4. Vòng vây cọc. Tính toán vòng vây ngăn nước trong thi công nền móng I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong ngành xây dựng cơ bản nói chung và xây dựng cầu nói riêng, khối lượng cũng như thời gian thi công của kết