Các vị trí đã được xem xét cụ thể nhưng có nhiều yếu tố bất lợinhư: giải quyết công tác đền bù, giải phóng mặt bằng khó khăn chi phí lớn và mất nhiều thờigian, căn cứ vào quy mô xây dựng
Trang 1ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TỔ CHỨC THI CÔNG CẦU
*Sinh viên thực hiện:
-Bùi Thanh Hiển
-Nguyễn Văn Phú
-Bạch Văn Anh
-Đỗ Hoàng Dũng
Chương 1: Giới thiệu về công trình cầu
1.1 Đặc điểm kết cấu, địa hình, địa chất, thủy văn
1.1.1 Vị trí, giới hạn khu đất lập dự án
-Dự án Đường 5 kéo dài tới khu đô thị mới Bắc Thăng Long - Vân Trì trong đó có cầuĐông Trù vượt sông Đuống là một trong những dự án trọng điểm ở phía Bắc TP Hà Nội, có tácdụng hình thành hệ thống đường vành đai 2 phía Đông Bắc từ Sài Đồng đến Vĩnh Ngọc (nối vềcầu Nhật Tân), tạo trục lõi để phát triển đô thị Bắc sông Hồng, đảm bảo các điều kiện về hạ tầnggiao thông vận tải phục vụ chuỗi khu công nghiệp, đô thị Bắc Thăng Long - Vân Trì, Đông Anh -
Cổ Loa, Gia Lâm - Sài Đồng - Yên Viên
Đoạn tuyến này cũng góp phần giải tỏa các phương tiện giao thông liên tỉnh theo hướng HảiPhòng, Quảng Ninh đi các tỉnh phía Bắc và Tây Bắc qua quốc lộ 2, quốc lộ 3, tạo nên hướng giaothông ngoại vi phía Bắc đối trọng với hướng đi phía Nam qua cầu Thanh Trì Việc hoàn thành dự
án đường 5 kéo dài cùng với tuyến nối Nhật Tân – Nội Bài sẽ rút ngắn tuyến đường từ khu vựctrung tâm Hà Nội đi sân bay Nội Bài khoảng 5km tương đương 15 phút xe chạy do tốc độ đượcnâng cao so với tuyến đường qua cầu Đuống cũ – Đông Anh – Phủ Lỗ
Việc lựa chọn địa điểm xây dựng cầu Đông Trù là rất quan trọng, địa điểm được chọn phảiđáp ứng với yêu cầu về giao thông không ảnh hưởng tới giao thông đi lại khi thi công xây dựng,môi trường, cảnh quan và phù hợp với quy hoạch chung của khu vực Sau khi có chủ trương đầu
tư xây dựng cầu Đông Trù, thường vụ tỉnh uỷ đã lập Ban chỉ đạo xây dựng và tổ tư vấn để phốihợp với các cơ quan có liên quan tiến hành khảo sát quỹ đất có khả năng xây dựng công trìnhthuộc Huyện Gia Lâm – Hà Nội Các vị trí đã được xem xét cụ thể nhưng có nhiều yếu tố bất lợinhư: giải quyết công tác đền bù, giải phóng mặt bằng khó khăn chi phí lớn và mất nhiều thờigian, căn cứ vào quy mô xây dựng công trình và cân nhắc các yếu tố nêu trên Trong quy hoạchthiết kế bảo đảm tính bền vững, đẹp nhưng tiện lợi, xây dựng cơ bản giữ được địa hình, hiệntrạng, mặt bằng hạn chế đến mức thấp nhất san lấp, cải tạo mặt bằng, đường, giao thông, bảo vệcây xanh, giữ được cảnh quan môi trường
Trang 21.1.2 Địa hình
- Khu vực dự kiến xây dựng cầu là khu vực chuyển tiếp từ vùng đất thấp của châu thổ hạ lưulên vùng đồi Cao độ tăng dần từ +2.00 lên đến +8.50 Nhìn chung địa hình khu vực xây dựngcông trình tương đối bằng phẳng
- Việc vận chuyển vật tư, thiết bị thi công tới công trình có thể thực hiện bằng đường bộ kếthợp với đường sông
1.1.3 Địa Chất
- Đã tiến hành khoan tại 2 lỗ khoan ỏ vị trí xây dựng cầu dự kiến và có kết quả sau :
+) Lớp 1 (lớp bề mặt): Sét cát, màu xám đen, kết cấu rời rạc Bề dày lớp 0.4m – 2.5m
+) Lớp 2a : Sét cát, màu xám vàng, trạng thái nửa cứng đến cứng Bề dày lớp là 6.5m, cao độ đáy lớp là +2.30 Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất này như sau:
Trang 3+ Giá trị SPT : 2 ÷ 5.
+) Lớp 3b: Sét, màu xám xanh, xám đen lẫn hữu cơ, trạng thái dẻo mềm – dẻo cứng Bề dày lớp biến đổi từ 0.9m đến 1.8m, cao độ đáy lớp từ -1.50 đến -2.40 Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất này như sau:
lý chủ yếu của lớp đất này như sau:
+ Cường độ kháng nén trung bình ở trạng thái khô từ 474kG/cm2 - 529kG/cm2
+ Cường độ kháng nén trung bình ở trạng thái bão hoà từ 258kG/cm2 - 303kG/cm2
+ Hệ số hoá mềm trung bình Km = 0.56
1.1.4 Điều kiện khí tương - thủy văn
a) Điều kiện khí tượng
Khí hậu:
Theo phân vùng khí hậu, khu vực xây dựng cầu mang khí hậu Hà Nội nằm trong vùng khí
Trang 4hậu khu vực II, đồng bằng bắc bộ, khí hậu nhiệt đới gió mùa Mùa nóng thường từ tháng 5 đếntháng 10, mùa hanh khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.
- Nhiệt độ trung bình trong năm : 23.5°C
- Nhiệt độ ngày cao nhất trong năm : 42°C
- Nhiệt độ ngày thấp nhất trong năm : 3.8°C
- Biến trình mưa trong khu vực thuộc loại biến trình của vùng nhiệt đới gió mùa: lượng mưatập trung vào mùa hè, chênh lệch lượng mưa giữa mùa mưa và mùa khô rất lớn Trong biếntrình có một cực đại chính và một cực tiểu chính Cực đại chính thường xuất hiện vào tháng
IX, X với lượng mưa tháng trên 300mm Cực tiểu chính xảy ra vào tháng I hoặc tháng II vớilượng mưa tháng cực tiểu chỉ dưới 10mm
- Biến trình của số ngày mưa trong tháng tương đối phù hợp với biến trình lượng mưa tháng,theo đó tháng có nhiều ngày mưa nhất là tháng IX và tháng có ít ngày mưa nhất là tháng II
b) Điều kiện thủy văn
- Chế độ thuỷ văn điều tra
Trang 5+) Đắp đảo, làm đường công vụ vào đảo, khi đắp gạt bỏ lớp đất yếu dày 2m.
+) Lắp dựng máy khoan, đưa máy lên đảo và tiến hành khoan cọc, giữ thành ống váchbằng vữa sét Thi công đổ bê tông cọc khoan bằng phương pháp rút ống thẳng đứng
+) Hạ vòng vây cọc ván thép.Tiến hành đào đất trong hố móng
+) Đổ bê tông bịt đáy bằng phương pháp vữa dâng
+) Hút nước trong hố móng Đập đầu cọc ,lắp dựng đà giáo ván khuôn đổ bê tông bệ cọc +) Đổ bê tông thân trụ bằng ván khuôn trượt
1.2.2 Thi công mố
- Mố cầu được bố trí đối xứng và được thi công trong điều kiện không ngập nước do đó ta đề xuất biện pháp thi công mố như sau :
+) Gạt lớp đất yếu, đắp đến cao độ thiết kế
+) Lắp dựng, đưa máy đóng cọc lên đảo và tiến hành đóng cọc
+) Đào đất hố móng , đập BT đầu cọc ,đổ lớp BT tạo phẳng, lắp dựng đà giáo ván khuôn,
đổ BT bệ cọc
+) Lắp dựng đà giáo ván khuôn,.đổ BT thân mố,
+) Tường đỉnh, tường cánh được thi công sau khi thi công xong kết cấu nhịp
1.2.3 Thi công kết cấu nhịp
Nhịp cầu dẫn được lắp ghép bằng giá long môn tại công trường
- Trình tự các bước thi công như sau :
+) Mở rộng trụ tại bằng hệ thống đà giáo thép
+) Tiến hành đổ bê tông đốt KO trên đỉnh trụ
+) Đợi cho đốt KO đạt cường độ thì lắp 2 xe đúc lên đốt KO
+) Tiến hành đúc cân bằng các đốt tiếp theo về 2 phía , đúc đốt nào thì ta tiến hành kéo cốtthép DƯL ngay đốt đó , sau đó mới đúc các đốt tiếp theo
+) Lắp dựng hệ đà giáo tại vị trí trụ P4 và tiến hành đổ bê tông đoạn dầm trên đà giáo có chiều dài ( L = 14 m)
+) Tiến hành hợp long nhịp biên sau đó mới hợp long nhịp giữa
- Công tác hoàn thiện cầu :
Trang 6+) Tháo dỡ hệ thống xe đúc trên KCN.
+) Hạ KCN xuống gối thật
+) Thi công lớp phủ mặt cầu
+) Lắp dựng hệ thống lan can , tay vịn và hệ thống đèn chiếu sáng trên cầu
+) Hoàn thiện cầu và đưa vào sử dụng
Chương 2 Thi công mố cầu
2.1 Thiết kế mặt bằng
Trước khi thi công cần tiến hành giải phóng mặt bằng, giải tỏa nhà cửa, các công trình kiếntrúc và cơ sở hạ tầng kỹ thuật khác như điện lực, thông tin liên lạc Đây là 1 bước quan trọng vàrất phức tạp cần thực hiện trước tiên và nên kết thúc trước khi thi công công trình
- Song song với việc giải tỏa các công trình kỹ thuật, trên tuyến sẽ còn phải lắp đặt thêmnhiều công trình khác Để đảm bảo an toàn và thuận tiện cho thi công, cần có sự phối hợp chặtchẽ giữa các ban, nghành chức năng trong việc qui định trình tự và biện pháp thi công
- Để tổ chức và điều hành được thuận tiện, nên tổ chức một ban điều hành chung dưới sự chỉđạo của ban quản lý dự án
- Một trong những yêu cầu về tổ chức thi công là đảm bảo giao thông thông suốt và an toàncho phương tiện trong quá trình thi công cho cả giao thông đường bộ và đường thủy
- Do đặc điểm địa hình khu vực nên cần tổ chức khu vực nhà ở, kho bãi chứa vật tư thiết bị
ở 2 bên bờ riêng biệt để tiện cho việc tổ chức – quản lý xây dựng
- Để đảm bảo an toàn cần phải tiến hành công tác rà phá bom mìn trên diện tích xây dựngtrước khi thi công
2.2 Lựa chọn thiết bị thi công
2.2.1 Máy khoan ED5500
- Phương pháp khoan: Dùng cần Kelly+ gầu khoan (Bucket)
- Đường kính khoan lớn nhất: 2000 mm - Chiều sâu khoan lớn nhất: 68m
- Mô men xoắn: 4400 kG.m - Lực nâng lớn nhất: 16T
- Tốc độ vòng quay gầu: 0-28 v/p - Trọng lượng công tác: 56500 kg
Trang 72.2.2 Cần cẩu
Cẩu phụ trợ dùng trong các công việc như cẩu lắp thiết bị, cẩu búa rung hạ ống váchvv ta chọn máy cẩu Kobelco – 7045 có các thông số kỹ thuật như sau :
Trọng lượng hoat động 45000 kg Tố độ quay 3.5v/phút
Hãng sản xuất Mitsubishi Chiều rộng dải xích 3300mm
Công suất bánh đà 114kW Chiều rộng guốc xích 760mm
Tốc độ động cơ khi không tải 2150v/phút Cần nâng
Trang 8Mômen xoắn lớn nhất N.m Chiều cao cơ sở 9140mm
Hành trình píttong Mm Móc chính
Áp suất làm việc của hệ thống 29Mpa Tốc độ nâng 70m/phút
1:1
5.52 m M¸y xóc gÇu nghÞch
2.3 Thiết kế thi công móng mố
2.3.1 Trình tự thi công cọc khoan nhồi
Bước 1:
Tiến hành hạ ống vách thép bằng búa rung và khoan lấy đất bên trong đến cao độ thiết kế.Giữ ổn định thành vách đất trong qúa trình khoan tạo lỗ bằng vữa Bentonite, riêng đối với thicông cọc trụ giữa sông việc sử dụng Bentonite hay không tùy thuộc vào thiết bị khoan do chỉthuần túy khoan vào đá
- Tạp chất được lấy lên cuối cùng phải là đất nguyên thổ của nền
- Cao độ đáy lỗ khoan khi kết thúc công tác xử lý cặn lắng tối thiểu phải bằng hoặc sâu hơn
so với cao độ trước khi xử lý
- Việc kiểm tra lần cuối cùng thực hiện trước khi đổ bê tông 15 phút
Trang 9 Bước 3 :
Hạ khung cốt thép cọc vào trong lòng lỗ khoan: Các lồng cốt thép được hạ lần lượt theo từnglồng và liên kết giữa các lồng được thực hiện bằng liên kết hàn hoặc buộc theo nguyên tắc liênkết phải đảm bảo chịu được trọng lượng bản thân của các khung cốt thép thả xuống trước đó vàngoài ra còn phải đảm bảo điều kiện thẳng đứng của lồng cốt thép trên suốt chiều dài cọc Chú ýmối hàn cấu tạo giữa cốt thép đai, cốt định vị và cốt thép chủ cần đảm bảo để không gây cháy cốtthép
Lồng cốt thép cọc phải luôn đảm bảo khe hở với thành bên lỗ khoan theo thiết kế, do đó cầnđặt các khung cốt thép và các con kê định vị Cự ly giữa các mặt cắt đặt khung định vị khoảng từ
2 – 4m và bố trí trên suốt chiều dài cọc Số lượng con kê trên 1 mặt cắt định vị của lồng cốt thép
là từ 4 – 6 cái và kết hợp với 1 khung cốt thép Sau khi lắp dựng khung cốt thép xong nhất thiếtphải kiểm tra cao độ đầu của cốt thép chủ
Do mũi cọc tại các mố trụ đều nằm trong tầng đá sét kết nên kiến nghị không phải thử tải cọc
mà tăng cường công tác kiểm tra cọc bằng phương pháp siêu âm và khoan lấy lõi, cụ thể nhưsau :
-Tất cả các cọc đều phải siêu âm kiểm tra cọc trên tất cả các mặt cắt
-Dự kiến khoảng 5% số cọc sẽ được kiểm tra bổ sung bằng khoan lấy mẫu và nén mẫu trênsuốt chiều dài cọc hoặc gõ PIT nếu trong quá trình thi công cọc có hiện tượng bất thường và kếtqủa siêu âm cọc phát hiện có những dấu hiệu nghi ngại
2.3.2 Thi công đào đất hố móng
- Công tác đào đất hố móng được thực hiện bằng máy kết hợp với đào thủ công Ban đầu chomáy đào gàu nghịch EO-4112 để đào lấy đất đến độ sâu cách đáy hố móng 0,5m thì được đào
Trang 10bằng thủ công
* Các thông số của máy đào EO-4112
+ Chiều dài cần: L = 6,1 m
+ Chiều sâu đào: H = 5,8 m
+ Chiều cao máy lớn nhất: h = 5,3 m
+ Dung tích gầu: V = 0,65m3
Trong quá trình đào bằng máy cần chú ý không để gầu va vào đầu cọc làm vỡ đầu cọc, lượng đất đào được chuyển lên ô tô để đem đi đổ ở một nơi khác hoặc có thể đưa ra ở vị trí gần đó để sau này có thể lấp lại hố móng, nhưng phải đảm bảo cách xa mép hố móng ít nhất là 1m
Hố móng được đào với taluy 1:1 theo chiều rộng về mỗi bên phải mở rộng thêm 0,1m so với kíchthước bệ mố để tạo phạm vi sau này làm công tác ván khuôn bệ được dễ dàng
Công việc sửa san đáy và thành hố móng phải được thực hiện cẩn thận bằng thủ công
Sau khi sửa san hố móng, làm vệ sinh đầu cọc và tiến hành công tác xây dựng bệ móng
Mặt bằng hố móng
- Vệ sinh hố móng, đập đầu cọc, làm lớp đệm
Sau khi đào xong hố móng ta tiến hành đập đầu cọc, để tận dụng vật liệu này làm lớp đệm móng Lớp đệm móng dày 15cm dùng bê tông mác 100 được đổ tại chỗ Lớp này có tác dụng tạo phẳng bệ mố tăng khả năng liên kết giữa mố và nền đất đồng thời tăng khả năng chịu lực của mố.2.3.3 Thi công bệ móng
- Lắp dựng cốt thép, ván khuôn, văng chống bệ mố
Trang 11- Đổ bê tông bệ mố đến cao độ thiết kế bằng bơm bê tông
- Bê tông được cấp từ trạm trộn bằng xe mix
2.4 Thi công thân mố
- Đắp đất vào hố móng tới cao độ thiết kế
- Lắp dựng cốt thép, ván khuôn, văng chống thân mố
- Đổ bê tông thân mố
2.5 Tổ chức thi công mố cầu
Trình tự thi công mố cầu
Bước 1: San ủi mặt bằng thi công
- Tập kết vật tư thiết bị, chuẩn bị thi công
- Làm đường công vụ phục vụ thi công cầu
- San ủi mặt bằng thi công mố M1
- Xác định vị trí các cọc
Bước 2: Khoan tạo lỗ cọc khoan nhồi
- Tập kết máy móc thiết bị ra vị trí thi công
- Đưa máy khoan vào vị trí chuẩn bị thi công cọc khoan nhồi
- Tiến hành khoan tạo lỗ, dùng ống vách kết hợp vữa bentonite
Bước 3: Đổ bê tông cọc khoan nhồi
- Vệ sinh lỗ khoan, hạ lồng cốt thép, cố định lồng thép vào ống vách
- Lắp đặt ống đổ bê tong và phễu đổ bê tong
- Đổ bê tong cọc khoan nhồi
Bước 4: Đào đất hố móng
- Dùng máy xúc kết hợp thủ công, đào đất hố móng tới cao độ thiết kế
- Đập bê tong đầu cọc
- Đổ lớp bê tong tạo phẳng dày 10 cm
Bước 5: Thi công bệ mố
- Lắp dựng cốt thép, ván khuôn, văng chống bệ mố
- Đổ bê tông bệ mố đến cao độ thiết kế bằng bơm bê tông
- Bê tông được cấp từ trạm trộn bằng xe mix
Trang 12Bước 6: Thi công thân mố
- Đắp đất vào hố móng tới cao độ thiết kế
- Lắp dựng cốt thép, ván khuôn, văng chống thân mố
- Đổ bê tông thân mố
Bước 7: Thi công tường đỉnh
- Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, văng chống tường đỉnh và phần tường cánh còn lại
- Đổ bê tông tường đỉnh và tường cánh
Tháo dỡ văng chống, ván khuôn, hoàn thiện mố
Chương 3: Đồ án thi công trụ cầu
3.1 Thiết kế mặt bằng
3.2 Lựa chọn thiết bị thi công
3.3 Thiết kế thi công móng trụ cầu
3.4 Thiết kế thi công thân trụ
3.5 Tổ chức thi công trụ cầu
Chương 4: Đồ án thi công kết cấu nhịp cầu bê tông và nhịp cầu thép
4.1 Biện pháp thi công chủ đạo
4.2 Các kết cấu phụ trợ
4.3 Biện pháp thi công chi tiết
Chương 5: Lập tiến độ thi công cho công trình cầu
5.1 Tính toán nhu cầu vật tư, thiết bị và nhân lực
Tính toán vật tư, số công, ca máy cho công tác khoan tạo lỗ cọc khoan nhồi
-Khối lượng công tác: 120 m
-Tra bảng định mức AC.32124
-Đơn vị tính 1m
-Khoan vào đất trên cạn, máy khoan ED, KH
- Vật liệu
+ Gầu khoan: 0.002 cái
+ Răng gầu hợp kim: 1.98 cái
+ Que hàn: 0,65 kg
+ Vật liệu khác: 2%
+ Nhân công 4.0/7: 2.24 công
- Máy thi công
+ Máy khoan : 0.176 ca
+ Máy khác: 10%
Vậy khối lượng tính cho công tác khoan tao lỗ cọc khoan nhồi
Trang 13- Vật liệu
+ Gầu khoan: 0.002*120 = 0.24 cái
+ Răng gầu hợp kim: 1.98*120 = 237.6 cái
+ Que hàn: 0.65*120 = 78 kg
+ Vật liệu khác: 2*120 = 240 %
+ Nhân công 4.0/7: 2.24*120 = 361.8 công
- Máy thi công
+ Máy khoan : 0.176*120 = 21.12 ca
+ Máy khác: 10*120 = 1200 %
Tính toán vật tư, số công, ca máy cho công tác gia công cốt thép cọc khoan nhồi
-Khối lượng công tác: 34.288 tấn
+ Nhân công 4/7: 10,8 công
- Máy thi công
- Nhân công 4/7: 10.8*34.288= 370.31 công
- Máy thi công
+ Máy hàn 23KW: 2.62*34.288= 89.83 ca
Trang 14+ Máy cắt uốn: 0.16*34.288= 5.49 ca
+ Cẩu 25T: 0.12*34.288= 4.11 ca
Tính toán vật tư, số công, ca máy cho công tác đổ bê tông cọc khoan nhồi
-Khối lượng công tác: 228.9 m3
- Nhân công 3.5/7: 0.93 công
Vậy khối lượng công tác đổ bê tong cọc khoan nhồi
- Vật liệu
+ Vữa: 1.15*228.9= 263.24 m3
+ Ống đổ 300: 0,019*228.9= 4.35 m
+ Vật liệu khác: 1,2*228.9= 274.68 %
- Nhân công 3.5/7: 0.93*228.9= 212.88 Công
Tính toán vật tư, số công, ca máy cho công tác đập đầu cọc khoan nhồi
-Khối lượng công tác: 11.30 m3
-Tra bảng định mức: AA.22310
-Đơn vị tính 1 m3
- Vật liệu
+ Que hàn: 1.2 kg
- Nhân công 4/7: 0.72 công
- Máy thi công