ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU

ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG I.Các số liệu thiết kế. - Số cọc trong móng: n = 7 x 3 = 21 cọc. - Chiều dài cọc đóng trong đất: L c = 36m. - Kích thước cọc: 35 x 35cm. - Chiều cao thân trụ tính từ đỉnh bệ cọc:H = 6m. - Đòa chất: gồm ba lớp:  Lớp 1: đất cát hạt vừa dày 4m, γ = 1.62T/m 3 , ϕ = 21 0 .  Lớp 2: đất sét pha cát dẻo vừa dày 14m, γ = 1.7T/m 3 , ϕ = 9 0 .  Lớp 3: đất sét chặt, γ = 1.78T/m 3 , ϕ = 6.5 0 . - Khoảng cách từ tim trụ đến:  Bờ trái: L T = 20m.  Bờ phải: L P = 30m. - Chiều sâu mực nước thi công tại tim trụ: H n = 3m. - Chiều cao cọc phía trên mặt đất: L c2 = 3m. - Cọc có kích thước 35 x 35, ta chọn khoảng cách giữa các cọc là: 3d = 3 x 35 = 105cm. - Mép bệ cọc cách mép cọc 50cm. do đó bề rộng của bệ là B = 345cm, chiều dài bệ là: L = 765 cm. mặt bằng bố trí cọc và kích thước bệ cọc như hình vẽ dưới. - Chọn chiều rộng và chiều dài tương ứng của thân trụ là: 245 x 665cm. chiều dài và rộng của mũ trụ bằng 285 x 705cm. chiều cao mũ trụ là 150 cm. -Sức chòu tải tính toán của cọc là 2.5T/m. SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 1 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO Hình 1:kích thước đài cọc và trụ II.Nội dung tính toán. 1. Thiết kế vòng vây cọc ván thép ngăn nước: - Chọn loại cọc ván, kích thước vòng vây. - Tính chiều sâu đóng cọc ván, cân nhắc có dùng khung chống, bêtông bòt đáy hay không? Nếu có, thiết kế kèm với cọc ván. - Tính và chọn búa đóng cọc ván. 2.Trình bày biện pháp thi công hệ móng cọc đóng. - Tính toán phân đoạn cọc. - Tính và chọn búa đóng cọc. - Mô tả biện pháp đóng cọc. SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 2 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO 3.Thiết kế ván khuôn đổ bệ cọc. - Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống hoặc hệ đỡ ván khuôn. - Kiểm tra ván khuôn đáy theo cường độ và biến dạng. 4.Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ. - Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống, khung giằng. - Kiểm tra bài toán ván khuôn thành đứng theo cường độ và biến dạng. SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 3 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO CHƯƠNG II THIẾT KẾ VÒNG VÂY CỌC VÁN THÉP NGĂN NƯỚC. I.Chọn loại cọc ván, kích thước vòng vây. Vòng vây trên sông có thể sử dụng các loại: vòng vây đất, vòng vây bao tải đất, vòng vây gỗ và đất, vòng vây cọc ván. Ván có thể sử dụng loại ván gỗ, bêtông, hay thép. Do vò trí của trụ cách xa bờ cùng với những biện pháp thi công hiện nay ta nên dùng vòng vây cọc ván thép. Ván thép sử dụng là ván thép Larsen của Pháp. Kích thước trên mặt bằng của vòng vây cọc ván thép phụ thuộc vào hình dạng và kích thước của bệ móng. Cần đảm bảo khoảng cách từ mặt trong của tường cọc ván đến mép bệ móng không nhỏ hơn 0.75m. Do các cọc sử dụng không có cọc xiên nên ta chọn khoảng cách này là1m để tạo đủ diện thi công. Trên mặt đứng vòng vây phải cao hơn mực nước thi công tối thiểu là 0.7m. Khoảng cách giữa các tầng vành đai khung chống và kích thước của chúng được xác đònh bằng tính toán nhưng đồng thời phải xét đến điều kiện hoạt động của của các thiết bò lấy đất. Do trụ cầu được xây trên sông với mức nước ổn đònh, không có sóng nên chọn khoảng cách từ mặt nước đến đỉnh vòng vây là 0.75m. mặt nước tính toán là 3m, chọn 1 tầng vành đai khung chống. Các chi tiết vành đai khung chống để tháo lắp được nhanh chóng và dễ dàng. II.Tính chiều sâu đóng cọc ván. Sơ đồ tính như hình dưới: SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 4 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO Hình 2:sơ đồ tính cọc ván Gọi t là chiều sâu ngàm cọc trong đất, chiều sâu này được tính từ mặt trên của lớp đất cát hạt vừa ( lớp 1). Khi không có lớp bêtông bòt đáy, t được xác đònh từ điều kiện đảm bảo ổn đònh chống quay của tường cọc ván chung quanh trục tựa của nó vào khung chống ( điểm O trên hình vẽ). Điều kiện để đảm bảo ổn đònh chống lật: l g M m.M= Trong đó: M l : mômen gây lật. Do áp lực nước và áp lực chủ động. M g : mômen giữ. Do áp lực đất bò động. m : hệ số an toàn. m = 0.95. áp lực nước tác dụng: n n 2 T P .h 1.3 3 m   = γ = =  ÷   p lực đất chủ động: giả sử chiều sâu đóng cọc vẫn còn nằm trong lớp thứ hai. Khi đó coi áp lực đất chủ động là của đất lớp hai gây ra để đơn giản tính toán. SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 5 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO ( ) ( ) . . . 1.2 1.62 0.47 0.91= γ λ = × × × = cd c c P n t t t Với : n c : hệ số áp lực chủ động của đất, n c = 1.2 ϕ     λ = − = − =  ÷  ÷     2 2 c 21 tg 45 tg 45 0.47 2 2 p lực đất bò động: ϕ     = γ + = × × × +  ÷  ÷     = × 2 2 bd b 2 21 P n . .t.tg 45 0.8 1.62 t tg 45 2 2 2.74 t Hình 3: sơ đồ tính     = × × × +  ÷  ÷     g t 2 M 2.74t t 2.5 2 3 ( )       = × × + + × × × − + × × +  ÷  ÷  ÷       2 l 3 2 1 2 M 3 1 0.5 2.5 3 3 0.5 0.91t t 2.5 2 3 2 3 Lập bảng tính với các giá trò của t khác nhau: chiều sâu ngàm cọc(m) 0.95 x Mômen giữ Mômen lật 2 21.01 22.73 2.5 35.68 27.6 3 55.49 34.18 3.5 81.12 42.69 4 113.25 53.36 Dựa vào bảng tính trên ta thấy phải đóng sâu cọc vào trong đất ít nhất là 2.5m thì mới SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 6 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO ổn đònh. Ta nên dùng thêm lớp bêtông bòt đáy. Lớp bêtông bòt đáy có tác dụng ngăn nước vào hố móng và tạo diện thi công thuận lợi. Bề dày lớp bêtông bòt đáy được thiết kế theo điều kiện trọng lượng bêtông phải lớn hơn trọng lượng nước bên ngoài trên một đơn vò diện tích. Gọi δ là bề dày lớp bêtông bòt đáy. Đối với móng có cọc ta có: [ ] n n 0 bt . .h 0.9 k.u. Ω γ δ ≥ Ω γ + τ Trong đó: Ω: diện tích lớp vòng vây. Chọn kích thước của vòng vây là 520 x 1000 cm Ω = 5.2 x 10 =52(m 2 ) Ω 0 :diện tích vòng vây trừ diện tích cọc chiếm. Ω 0 = 52 – 21 x 0.35 2 = 49.42(m 2 ) k: số lượng cọc k = 21 cọc u = 4 x 0.35 = 1.4(m) [ ] τ : sức dính bám của cọc với bêtông bòt đáy. [ ] τ =10T/m 2 52 1 3 0.4m 0.9 49.42 2.25 21 1.4 10 × × δ ≥ = × × + × × Chọn bề dày lớp bòt đáy là 0.5m. Tính toán ổn đònh cho cọc chống trong trường hợp có bêtông bòt đáy bao gồm hai giai đoạn: Giai đoạn 1: Hút nước trong hố móng để thi công tầng thanh chống. Giai đoạn 2: Thi công lớp bêtông bòt đáy – giai đoạn này chỉ kiểm tra về mặt cường độ. 1.Tính toán cho giai đoạn 1: Tầng thanh chống cách đáy mặt nước thi công là 0.5m, hạ mực nước trong hố móng xuống cách mặt nước tự nhiên 1m để thi công. Sơ đồ tính toán như hình dưới: Theo tính toán ở trên, áp lực đất chủ động và bò động là: ( ) 2 cd T P 0.91t m = ( ) 2 bd T P 2.74 t m = × p lực nước: P n = γ n .∆h = 1 x 3 = 3(T/m 2 ). Mômen gây lật: SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 7 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO 2 l 1 2 1 2 M 1 3 2 1 1 0.5 0.91t t 2.5 2 3 2 3       = × × + × × × − + × × +  ÷  ÷  ÷       Mômen giữ: g t 2 M 2.74t t 2.5 2 3     = × × × +  ÷  ÷     Hình 4: sơ đồ tính giai đoạn 1 Lập bảng tính cho các giá trò độ sâu khác nhau ta có: chiều sâu ngàm cọc(m) 0.95 x Mômen giữ Mômen lật 2 10.5 9.57 2.5 14.27 10.82 3 18.5 12.22 SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 8 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO 3.5 23.18 13.78 4 28.31 15.48 Vậy chọn chiều sâu chôn cọc ván thép là 2.5 m 2.Tính toán cho giai đoạn hai. Giai đoạn này chỉ kiểm tra về mặt cường độ của tường cọc ván, hay đi thiết kế tường cọc ván có cường độ để chòu lực do các áp lực gây ra. Tính toán chọn cọc ván. Cọc ván sử dụng là cọc cừ ván thép Larsen. Sơ đồ tính là dầm đơn giản hai gối tựa, một gối tại vò trí tầng chống ngang, gối kia cách đáy lớp bêtông bòt đáy 0.5m. Sơ đồ như hình dưới. Hình 5: sơ đồ tính giai đoạn 2 Biểu đồ mômen uốn tương ứng như sau: SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 9 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO Dựa vào biểu đồ trên ta thấy mômen lớn nhất là: M max = 0.76(T.m/m) Chọn loại cọc Larsen có các đặc trưng như sau:( Oriental Sheet Piling) SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 10 [...]... HIỆP Trang 22 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO CHƯƠNG IV THI T KẾ VÁN KHUÔN ĐỔ BỆ CỌC - Cầu được xây dựng là cầu lớn, số lượng mố trụ nhiều và có cấu tạo đài cọc tương đối giống nhau cho nên ta dùng ván khuôn thép là tốt nhất, nó đảm bảo cả về kinh tế và tiến độ thi công công trình Nhưng theo yêu cầu của bài học, ta dùng ván khuôn gỗ Cấu tạo ván khuôn như hình vẽ Hình 14: chi tiết ván khuôn đổ... Trang 25 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU F= GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO T 735 = = 19.34cm 2 c R e.n 38 c R e.n cường độ tính tóan chòu ép ngang thơ ùcục bộ của gỗ nhóm VI bằng 38kG/cm 2 Thanh giằng dùng dạng thanh bu lông φ 20 khoan lổ vào gỗ đứng φ 23 SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 26 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO CHƯƠNG V THI T KẾ VÁN KHUÔN ĐỔ THÂN TRỤ 1.Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống và hệ đỡ ván khuôn... 27.6 153 120 11,400 680 306 240 86,000 3,820 C III 400 125 SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP 13 60 Trang 11 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 12 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO Chọn loại mặt cắt số II, có bề rộng B = 400 mm Mômen tác dụng vào mặt cắt này là: M = Mmax B = 0.76 x 0.4 = 0.304(T.m) Mômen kháng uốn của tiết diện là: W = 152cm3 ứng suất lớn nhất trong cọc cừ... SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 28 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO p lực lớn nhất tác dụng lên ván khuôn q = p + f + px = 1530 + 320 + 400 = 2250(Kg/m2) Tính theo cường độ thì hệ số vượt tải là 1.3, do đó: qcđ =1.3q = 1.3 x 2250 = 2925(Kg/m2) đây do thi công trụ trên lớp bê tông bệ cọc nên không thực hiện ván khuôn đáy mà chỉ thực hiện ván khuôn xung quanh nên ta sử dụng ván khuôn gỗ Chọn ván khuôn... l = 2.5 + 3 + 1 = 6.5(m) II.Tính toán khung vành đai Sơ đồ vành đai cọc ván thép cọc ván thép như hình vẽ dưới: Theo sơ đồ trên, phản lực tại vành đai là 1.87(T/m) Chọn tiết diện vành đai: SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 13 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO 30cm 2.52cm 40cm Hình 6 Tiết diện vành đai Vành đai gồm 2[ 25 + thanh giằng 2 1x30], có các đặc trưng hình học như sau: F = 81 cm2 JY = 25403... 1/2 MẶT CẮT B-B 1/2 MẶT CẮT C-C TL 1:80 TL 1:80 Hình 15: kích thước trụ SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 27 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO Hình16:Sơ đồcấu tạo ván khuôn trụ Sử dụng ván khuôn gỗ, do trụ nằm ngay trên lớp bệ cọc nên không cần làm ván khuôn đáy bệ mà chỉ có ván khuôn bên Chiều mũ trụ là 1.5m Cấu tạo của ván khuôn như hình dưới: Tốc độ đổ bêtông là 3m3/h Dùng ống vòi voi để đổ bêtông... khuôn đổ bệ cọc 1.Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống và hệ đỡ ván khuôn Sử dụng ván khuôn gỗ, do bệ cọc nằm ngay trên lớp bêtông bòt đáy nên không cần làm ván khuôn đáy bệ mà chỉ có ván khuôn bên Chiều cao bệ là 1.5m Cấu tạo của ván khuôn như hình dưới: Bệ cọc có kích thước 1.5 x 3.45 x 7.65 , thể tích của bệ là: Vb = 39.6m3 SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 23 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO... dòch của công trình hoặc khối đất gần những dãy đóng cọc cuối cùng của hố móng làm ảnh hưởng đến chất lượng của công trình xung quanh Nếu đóng cọc theo vòng trôn ốc từ ngoài vào trong sẽ gây ra hiện tượng nén chặt đất ở giữa và những cọc cuối cùng rất khó đóng cho đúng độ sâu thi t kế SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 21 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO Hình 13 :sơ đồ trình tự đóng cọc SVTH : ĐỒNG SỸ... thanh giằng 2 1x30], có các đặc trưng hình học như sau: F = 81 cm2 JY = 25403 cm4 1.Tính thanh vành đai ngắn Sơ đồ tính toán thanh vành đai ngắn : Hình 7 Sơ đồ tính toán thanh vành đai ngắn Lực tác dụng chính là phản lực tại O của cọc ván: p = 1.87T/m SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 14 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO Giải hệ ta được momen lớn nhất trong thanh như sau: Mmax = 0.67T.m Ra = 3.36 T Rb... = N max 6.95 × 103 = = 77 KG / cm 2 ϕ F 0.97 × 93 Ta thấy: σmax = 77 KG/cm2 < [σ] = 1700 KG/cm2 Vậy thanh chống đủ khả năng chòu lực SVTH : ĐỒNG SỸ HIỆP Trang 17 ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU GVHD : ThS VÕ VĨNH BẢO CHƯƠNG III BIỆN PHÁP THI CÔNG HỆ MÓNG CỌC ĐÓNG I.Tính toán phân đoạn cọc Chiều sâu cọc trong đất là 36m, lớp bêtông bòt đáy dày 0.5m, giả sử đáy đài được đặt trên lớp BTBĐ, chiều sâu ngàm cọc trong