Bài giảng thi công cầu thi công mố trụ cầu

Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu Chơng Xây dựng mố trụ cầu Mố trụ cầu đá xây, bê tông hay bê tông cốt thép đợc xây dựng nhiều phơng pháp khác nhau, phụ thuộc vào điều kiện thực tế đặc điểm cấu tạo kết cấu Trừ mố, trụ cấu đá xây đợc xây dựng chỗ, mố trụ bê tông bê tông cốt thép đợc xây dựng theo phơng pháp: Đổ bê tông toàn khối chỗ, lắp ghép từ cấu kiện đúc sẵn kết hợp vừa lắp ghép vừa đổ bê tông chỗ hay gọi bán lắp ghép bê tông lắp ghép toàn khối Xây dựng mố, trụ cầu thờng phải tiến hành điều kiện sông nớc Kết cấu mố trụ cầu phần lớn có chiều cao lớn, phần ngập nớc phần lại cao mực nớc từ vài m đến vài chục m Phần thân trụ ngập nớc phải thi công vòng vây ngăn nớc đất đắp cọc ván thép Phần thân trụ cao mặt nớc, xây dựng phải dùng đến hệ đà giáo thi công thiết bị nâng hạ cần cẩu Những trụ sông gặp khó khăn công tác định vị, vận chuyển vật liệu, di chuyển máy móc, thiết bị thi công Đối với sông thông thuyền, dòng chảy nhỏ thuỷ văn phức tạp, việc tập trung máy móc thiết bị thi công trụ gây cản trở cho giao thông đờng thuỷ dòng chảy sông Một khó khăn công tác xây dựng mố, trụ cầu thay đổi mức nớc sông theo điều kiện ma lũ Đối với công trình có khối lợng xây lắp lớn, thời gian thi công kéo dài phải dừng công việc sông vào mùa ma lũ, làm ảnh hởng chung đến tiến độ công trình Mặc dù điều kiện xây dựng có nhiều khó khăn, song mố, trụ cầu phận quan trọng cầu Các sai sót chất thi công mố trụ cầu không đảm bảo dẫn đến thay đổi lớn ứng biến cuả thân mố trụ cầu kết cấu nhịp, làm giảm đáng kể tuổi thọ công trình Do vậy, để đảm bảo cho mố trụ cầu xây xong vị trí, kích thớc, đáp ứng đợc yêu cầu chất lợng, độ bền, tuổi thọ cần phải đáp ứng yêu cầu sau đây: - Có hệ thống mố trắc đạc tin cậy, để xác định vị trí mố trụ trớc tiến hành xây dựng dễ dàng kiểm tra suốt trình thi công Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu - Kiểm tra, lựa chọn vật liệu trớc thi công xây dựng đồng thời phải tuân thủ yêu cầu kỹ thuật - Nghiên cứu kỹ điều kiện thực tế lựa chọn phơng pháp thi công, công trình phụ trợ, máy móc thiết bị hợp lý, để đảm bảo thi công chất lợng, thời gian ngắn an toàn (Khi lựa chọn phơng pháp, thiết bị, máy móc cần xem xét khả sử dụng thiết bị máy móc đo để thi công hạng mục khác nh móng, kết cấu nhịp ) - Vạch tiến độ thi công hợp lý thờng xuyên theo dõi chặt chẽ để tránh thiệt hại ma lũ gây Nếu chuẩn bị tốt điều kiện thi công, lựa chọn đợc giải pháp thi công hợp lý, tuân thủ quy trình, quy phạm đáp ứng đợc yêu cầu chất lợngvà tiến độ xây dựng công trình đồng thời tiết kiệm đợc chi phí sản xuất hạn chế đợc thiệt hại thiên tai gây 3.1 Xây dựng móng khối thiên nhiên Móng mố trụ cầu điều kiện địa chất tốt đặt trực tiếp thiên nhiên Khi thi công gặp hố móng cạn điều kiện nhập nớc, tuỳ theo điều kiện địa chất thuỷ văn nơi xây dựng mà chọn biện pháp thi công thích hợp 3.1.1 Thi công hố móng a Thi công hố móng điều kiện không ngập nớc Móng mố trụ cầu nằm bãi sông, bãi bồi lớp địa chất tốt nằm nông thi công hố móng theo phơng pháp đào trần nghĩa không dùng công trình phụ tạm Dùng trờng hợp chiều sâu đáy hố móng so với mặt đất thiên nhiên h 5m Trong trình thi công hố móng theo phơng pháp đào trần tuỳ theo điều kiện nơi thi công tuỳ theo chiều cao hố móng mà phải có biện pháp chống hở thành vách hố móng: + bạt taluy thành hố móng theo độ dốc (1: m) + đào hố móng có thành dạng bậc thang Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu H 1:m 1 1m Mặt cắt - >3m MNTC 1:m Đ ất sét sét 1:m h0.1m sét >1m Hình 3.1 Bố trí hố Hình 3.2 Vòng vây đất móng Bảng 3.1 Độ dốc cho phép lớn vách hố móng đào trần không chống vách Tên loại đất Tỷ lệ chiều cao so với chiều nằm ngang vách hố móng Hố móng H = 1.5 - 3m Hố móng H = 6m : 2.5 : 1.5 - Đất pha cát : 0.67 : 1.0 - Đất pha sét : 0.67 : 0.75 - Đất sét : 0.50 : 0.67 : 0.50 : 0.75 : 0.10 : 0.25 1:0 : 0.10 - Đất đắp, đất cát, đất sỏi - Đất hoàng thổ (khô) - Đá rời - Đá chặt Trong trình thi công hố móng đào trần móng đặt đá yêu cầu trớc đổ bêtông đáy bệ phải đục sâu vào đá từ 0.25 0.5m thiến hành đổ bệ Trong số trờng hợp ta đào hố móng theo phơng pháp khối lợng đáo lớn mà mặt thi công cần chặt hẹp ngời ta chống vách hố móng hàng rào cọc ván gỗ, cọc ván tre Những hàng rào cho phép đào hố móng theo độ dốc bảng Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu b Thi công hố móng điều kiện ngập nớc Khi thi công móng mố trụ cầu phải thi công điều kiện ngập nớc Khi việc thi công hố móng phức tạp nhiều so với việc thi công cạn Để thi công đợc phải có biện pháp sau: - Ngăn nớc - Chống vách hố móng - Đa đất, nớc khỏi hố móng Trong trình thi công cần tuỳ theo điều kiện địa chất thuỷ văn, địa hình địa vật nơi thi công mà có biện pháp ngăn nớc, chống vách khác Với móng mố trụ gần bờ chiều sâu nớc không lớn lắm, vận tốc nớc nhỏ dùng máy ủi, nhân lực để đắp đảo đất vòng vây đất ngăn nớc để thi công hố móng Khi kích thớc hố móng lớn, chiều sâu nớc lớn khối lợng đất lớn; vòng vây đất choán lòng sông nhiều gây xói lở cục xói chung lòng sông thi công Trong trờng hợp ngời ta dùng vòng vây đất kết hợp với tre gỗ phên nứa Trên công trờng xây dựng cầu lớn h > 5m, vòng vây đất không đáp ứng đợc yêu cầu thi công hố móng dới nớc Trong trờng hợp dùng vòng vây cọc ván thép, thùng chụp, vòng vây phao (KC) Dùng phao KC vòng vây cọc ván thép h 10 12m, vnớc = 0.8 1.2m/s MNTC >0.7m >0.5m MNTC Trụ cầu Phên tre, nứa >2m Cọc ván thép Cọc gỗ hoặ c tre Hình 3.3 Vòng vây đất kết hợp với tre gỗ phên nứa 3.1.2 Công tác đa đất nớc khổi hố móng Tuỳ theo cấu tạo, kích thớc hố móng tuỳ theo dạng hàng rào cọc ván mà ta chọn phơng pháp lấy đất khỏi hố móng: Phơng pháp 1: + Trên cạn: máy xúc (máy làm đất) Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu + Dới nớc: gầu ngạm đảo nổi, phao Trong trờng hợp đất thờng đất yếu sét, cát Phơng pháp 2: Cơ thuỷ lực Dùng máy bơm có áp lực lớn bơm nớc vào hố móng làm cho đất đá lẫn vào nớc hút nớc khỏi hố móng Hình 3.5 Đào đất khỏi hố móng a Đào đất khỏi hố móng Đất lấy từ hố móng lên phải vận chuyển đổ nơi đủ xa cho không làm sụp lở thành hố móng, không cản trở hạng mục thi công Nếu đổ đất đào sông cần tránh hậu xấu làm thu hẹp dòng chảy mức, tăng lu tốc, gây xói mòn đáy sông khu vực vòng vây thi công Mặt khác, nơi đổ đất phải không làm cản trở thông thuyền Việc đào lấy đất máy ủi mắy đào đất nên thực đến cao độ cách đáy hố móng dự kiến khoảng 10ữ 30 Phần đất lại đợc đào phơng pháp thủ công trớc thi công móng Đối với trờng hợp đáy hố móng đá, cần đục bỏ lớp đá phong hoá hay bị phá hoại thi công đào hố móng, sau phun nớc rửa bột đá vụn Khi xây dựng móng xong, trình đắp đất lấp hố móng, cần đắp lớp dày không qua 20 cm, đầm chặt lớp Hố móng trụ cầu sông đợc lấp đất trộn cát - đá dăm không cần đầm nén Không dùng đất bột để lấp hố móng Trong suốt qua trình lấy đào đất, cần tổ chức theo dõi tình trạng an toàn mặt độ vững ổn định thành hố móng, vòng vây, trạng thái đất nền, tình hình thấm nớc Bảng 3.2 Phạm vi áp dụng hợp lý phơng pháp đắp đảo Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu Kiểu hố móng Đặc trng đất Có mái Đất có độ chặt dốc trung bình, khô có độ ẩm bình thờng Có mái Đất sét chặt dốc đất sỏi có độ ẩm bình thờng Có mái Đất có độ chặt dốc trung bình, khô ớt trừ loại đất bùn đất sét nhão Có mái Đất chặt đất có dốc độ chặt trung bình, khô ẩm Trong Đất có độ chặt vòng trung bình, dính vây kết cọc ván Trong vòng vây cọc ván Trong vòng vây cọc ván Trong vòng vây cọc ván Phơng pháp đào đất Phơng pháp vận chuyển Máy ủi hay cạp đất Máy ủi hay máy cạp đất có lỡi gạt Máy xúc gầu thuận hoạt động dói đáy hố móng có tạo vách dốc nghiêng Máy xúc gầu quăng Ô tô có thùng xe tự lật chở đất từ đáy hố móng Ô tô có thùng xe tự lật hay máy ủi di chuyển mép hố móng có lắp lỡi gạt Ô tô có thùng xe tự lật hay máy ủi di chuyển mép hố móng có lắp lỡi gạt Trên phơng tiện đổ đất sông (bên vòng vây) Máy xúc gầu ngợc kết hợp với biện pháp thoát nớc hố móng Máy có gầu ngoạm thả dây, đặt phao hố móng xung quanh, đầy nớc ngập Đất dính kết yếu Máy hút bùn không Đổ sông bị xói khí hay máy hút bùn thuỷ lực kết hợp với thoát nớc Đất không dính kết Máy bơm dâng Đổ sông nớc đầy vòng vây hố móng Đất chặt đá Máy khoan cầm tay Cần cẩu có thùng hay chạy đựng đất đổ ép kết hợp với biện sông pháp thoát nớc Sơ đồ đào đất hố móng Trong vòng vây cọc ván b Đào đất phơng pháp thuỷ lực Phơng pháp sử dụng hợp lý nớc đầy hố móng, với chiều sâu 3m Trong suốt qua trình xói hút bùn khỏi hố móng phải giữ cho mức nớc hố móng đủ ngập đầu ống hút, cần thiết phải bơm thêm nớc vào hố móng Chỉ nên dùng phơng pháp xói hút để đào đất đến cách cao độ thiết kế 0.3ữ 0.5 m Đất sỏi chặt đất sét pha cát đợc đào ống hút thuỷ lực máy hút bùn Khi xói nớc làm tơi đất Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu để hút, chiều cao áp lực vòi nớc phải đạt đến 90m, lu lợng nớc phải đạt đến 90m3/giờ Năng suất ống hút thuỷ lực khoảng 6ữ 12m3 đất/giờ, thiết bị bơm dâng khí nén khoảng 2ữ 4m3 đất/giờ Tuỳ theo chiếu sâu ngập nớc phận trộn máy Chiều sâu nhỏ (H) đặt buồng trộn máy bơm dâng khí nén ứng với chiều dâng (h) bùn lợng khí để dâng 1m3 bùn lên chiều cao h xác định theo sơ đồ Còn thiếu cần bổ xung c Hút nớc khỏi hố móng Khi thi công hố móng nơi có tụ nớc, việc bơm hút nớc không làm ảnh hởng đến tính chất đất khu vực lân cận, trình đào đất xây móng thực điều kiện bơm hút cạn hết nớc hố móng Nớc đợc dẫn đến tập trung hố tụ có dung tích đảm bảo cho máy bơm hoạt động liên tục 10 phút Trong trờng hợp ngợc lại, nên dùng biện pháp làm hạ mức nớc ngầm, sấy khô trớc đào, biện pháp đào điều kiện ngập nớc Hình Hút nớc hố móng Khối lợng nớc có hố móng gồm nớc ma nớc thấm Công thức gần để xác định lợng nớc cần thiết phải bơm khỏi hố móng 1giờ là: Q = 1.6qnớcì Fhố móng Trong đó: + Fhố móng Diện tích đáy hố móng mà có vòng vây Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu + qnớc Lợng nớc ngấm qua 1m2 đáy hố móng Để tăng hệ số hiệu dụng máy bơm, nên dùng nhiều máy bơm suất nhỏ, dùng máy bơm suất cao Nếu lợng nớc hố móng ( dới 50m3/giờ) dùng máy bơm di động kiểu màng, kiểu tự hút với chiều cao hút nớc đến 6m đặt bờ hố móng Nếu lợng nớc cần bơm nhiều, nên đặt nhiều tầng máy bơm ly tâm Các đặc trng số máy bơm ly tâm ghi bảng 3.3 Khi điều kiện địa chất không cho phép áp dụng biện pháp hút cạn nớc hố móng, phải dùng biện pháp khác để hạ mức nớc hố móng Bảng 3.3 Đặc điểm máy bơm ly tâm di động Tên máy bơm Các tham số C203 C204 C247 C240 Năng suất, m3/h 24 120 34 120 Chiều cao hút nớc, m 6 6 Chiều cao bơm nớc, m 20 20 20 - Của đờng hút nớc 50 100 20 100 - Của đờng bơm nớc 50 100 30 100 Công suất động cơ, kW 1.5 - - Công suất động cơ,hp - - 13 - Dài, mm 1000 185 120 180 - Rộng, mm 550 850 550 100 - Cao, mm 850 120 103 150 Trọng lợng máy bơm kể xe goòng 155 động 560 205 105 Đờng kính ống dẫn, mm Kích thớc kể goòng đỡ Ghi chú: Các máy bơm C-203 C-204 có động điện C-247 C-210 có động đốt 3.1.3 thi công móng khối Khi đào hố móng đến cao độ thiết kế ta cần phải tiến hành công việc chuẩn bị cho việc đổ bêtông Các công việc dọn mặt hố móng, lấy đất, hút nớc, lắp dựng ván khuôn, bố trí thiết bị đổ đổ bêtông Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu Do đặc điểm thi công móng mố trụ thông thờng điều kiện ngập nớc, mặt thi công hẹp, công việc thi công mố trụ cầu cần tiến hành khẩn trơng việc chuẩn bị khâu tổ chức tiến hành đổ bêtông cần thực hiên chu đáo, cản thận, tránh xảy cố Để đảm bảo yêu cầu phải ý có phơng án dự phòng nguồn điện, máy móc, thiết bị dự trữ, nguồn nhân lực bổ xung lúc cần thiết a Thi công lớp đệm móng Khi đáy hố móng loại đất dính kết (không phải đá) cần phải đào hố móng đến cao độ cao cao độ thiết kế khoảng 0.1ữ 0.2m Đến thời điểm trớc xây dựng móng đào thêm san đáy hố móng cho cao độ thiết kế phơng pháp đào cho không phá hoại cấu trúc tự nhiên đất không làm giảm sức chịu tải đất Nếu hố móng đợc đào phơng pháp thuỷ lực phải dừng lại cao độ đáy móng 0.3ữ 0.5m, sau đào thủ công Trờng hợp đất đất sét ớt cần phải hót lớp đất nhão đầm lớp dăm dày 10cm làm lớp đệm móng Bề mặt lớp không cao độ thiết kế đáy móng Nếu đào tới đáy hố móng hút nớc phát thấy có mạch nớc phun lên cần tìm cách bịt lại dẫn nớc phạm vi xây móng Trờng hợp xây móng có phát nớc ngầm chảy vào hố móng phải bơm nớc để nớc không thấm vào khối xây thi công Muốn cần phải chừa sẵn rãnh nớc hố tụ nớc sát vòng vây ngăn nớc phạm vi móng Trờng hợp bất lợi dòng nớc ngầm rò vào mạch, hút nớc vữa bị hút theo đất hố móng bị đùn lên, phải đổ lớp đệm móng bê tông đổ dới nớc Giữa lớp bê tông bịt móng tờng cọc ván cần có lớp đệm cách ly để sau thi công xong rút cọc ván lên đợc dễ dàng Chiều dày lớp bê tông bịt đáy đợc xác định theo điều kiện cân trọng lợng với áp lực thuỷ tĩnh có xét hệ số 1.1, nhng phải dày 1m Phải đổ lớp bê tông dới nớc đến cao độ cao 15ữ 20cm so với cao độ mặt lớp bê tông bịt đáy Sau hút cạn nớc vòng vây, lúc bề mặt lớp bê tông bịt đáy ớt, phải cạo phần thừa cao độ thiết kế mặt lớp bê tông bịt đáy Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu b Đổ bêtông móng khối b.1 Ghép ván khuôn Ván khuôn móng khối dới hố móng làm thép gỗ hạơc kết hợp thép gỗ cấu tạo hố móng đơn giản, nên cấu tạo ván khuôn dễ Ván khuôn có tác dụng: - Giữa thành vách đất hố móng khỏi xo vào hố móng - Giữ cho bêtông hố móng khỏi xô phía Yêu cầu ván khuôn là: - Bề mặt nhẵn, - Khi lắp ghép phải kích thớc thiết kế - Lắp ghép ván khuôn phải khít, không cho vữa xi măng chảy móng khối theo thiết kế đề - Không bị biến dạng trình đổ bêtông, Khung chống Thanh đứng Cọc ván Ván khuôn Hình 3.4a Bố trí ván khuôn thi công bệ 10 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu 3.4.1 Vật liệu thiết bị Các thiết bị sử dụng nh máy cẩu, máy khoan, búa rung v.v phải có đầy đủ tài liệu tính kỹ thuật, nh chứng chất lợng, đảm bảo an toàn kỹ thuật nhà chế tạo phải đợc đăng kiểm quan tra an toàn theo quy tắc kỹ thuật an toàn hành (Ví dụ: Cục Đăng kiểm Việt-nam) Nếu đặt máy khoan xà lan hệ Nhà thầu tự ghép lại từ phao cần tiến hành tính toán kiểm tra kỹ lỡng an toàn ổn định toàn hệ thống vân hành nh di chuyển sông Trong thực tế thi công nhiều cầu xảy cố tuột neo, trôi hệ thời gian bão lũ đột ngột nh cầu Sông Hàn (Đà nẵng), cầu Tuần (Huế) v.v Vật liệu sử dụng vào công trình cọc khoan nhồi nh xi măng, cốt thép, vữa sét, phụ gia v.v phải có đầy đủ hớng dẫn sử dụng chứng chất lợng nhà sản xuất Các vật liệu nh cát, đá, nớc, vữa sét, bê tông phải có kết thí nghiệm đánh giá chất lợng nh thí nghiệm tuyển chọn thành phần bê tông, kết ép mẫu v.v trớc đa vào sử dụng 3.4.2 Thi công công trình phụ trợ Trớc thi công cọc khoan nhồi, phải vào vẽ thiết kế thi công để tiến hành xây dựng công trình phụ trợ nh: 1) Đờng công vụ để vận chuyển máy móc, thiết bị, vật t phục vụ thi công 2) Hệ thống cung cấp nớc gồm nguồn nớc (giếng nớc, mơng máng dẫn nớc), máy bơm, bể chứa, hệ thống đờng ống 3) Hệ thống cấp điện gồm nguồn điện cao thế, hệ thống truyền dẫn cao hạ thế, trạm biến áp, trạm máy phát điện v.v 4) Hệ thống cung cấp tuần hoàn vữa sét gồm kho chứa bột bentonite, trạm trộn vữa sét, máy bơm, bể lắng, hệ thống lọc xoáy, hệ thống đờng ống 5) Hệ thống cung cấp bê tông gồm trạm bê tông, kho xi măng, máy bơm bê tông, hệ thống đờng ống v.v 6) Các sàn đạo thi công, khung dẫn hớng v.v Mặt thi công phải dựa vào địa hình, vị trí xây dựng móng mà lựa chọn cho phù hợp cần lu ý điểm sau: 1) Khi thi công bãi cạn, phải tiến hành san ủi, đắp đất tạo mặt thi công, rải thép dầy bê tông để máy khoan bánh xích di chuyển khoan coc 2) Nếu thi công cạn, tạo mặt thi công phơng pháp đắp đảo đất 28 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu 3) Tại nơi nớc sâu địa chất phức tạp bùn lầy, phải làm sàn đạo cứng để đặt máy khoan thiết bị thi công cọc Có thể dùng hệ nh phao, phà để đặt máy khoan nhng phải neo cho hệ ổn định Có thể làm sàn đạo đỉnh hệ khung vây cọc ván thép máy khoan di chuyển Cũng làm đảo nhân tạo vòng vây cọc ván thép để đặt máy khoan lên nh làm dự án cầu Đuống, cầu Lạc-quần Tuy nhiên cần đặc biệt ý chọ mức nớc thi công cao độ đặt máy khoan để tránh cố nh xảy cầu Lac-quần: lũ sớm mức nớc dâng cao nhanh gây an toàn cho đảo nhân tạo Nếu thiết bị khoan thuộc loại lớn, nặng phải điều tra đầy đủ để có phơng án lộ trình vận chuyển Cần đảm bảo có đủ diện tích công trờng để lắp dựng thiết bị, xếp dụng cụ Phải gia cố bãi, mặt đờng tạo điều kiện thuận lợi cho viêc lắp dựng thiết bị thi công phơng tiện vận chuyển lại Để giảm thiểu tác hại đến môi trờng xung quanh công trờng, cần dự kiến phơng án vận chuyển đất thải, dọn dẹp chớng ngại xung quanh dới mặt đất, tránh gây ô nhiễm môi trờng Phải xem xét tác hại tiếng ồn chấn động có biện pháp hạn chế ảnh hởng đến khu vực xung quanh Trớc khoan cọc phải kiểm tra lại đờng tuyến, lập mốc cao độ, cọc định tim cọc khoan Các mốc cao độ cọc định tim phải đợc đặt vị trí không bị ảnh hởng khoan phải đợc bảo vệ cẩn thận Đặc biệt trớc thi công khoan vùng có nhiều bom mìn chiến tranh cần phải khảo sát thăm dò có biện pháp rà phá bom mìn 3.4.3 công tác khoan tạo lỗ 3.4.3.1 Thiết bị khoan tạo lỗ Công tác tạo lỗ khoan chia thành hai dạng chủ yếu theo phơng thức bảo vệ thành vách lỗ khoan nh sau: Khoan tạo lỗ ống vách, dùng bentonite để giữ vách; Khoan tạo lỗ có ống vách 29 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu Hình 14 Giá khoan tự hành Hình 3.15 Giá khoan tự hành bánh xích ray Thiết bị lấy đất, đá lòng lỗ khoan có kiểu sau: choòng đập đá; gàu ngoạn; gàu xoay để hút bùn theo chu trình thuận, nghịch v.v Việc tạo lỗ trọng lòng đất thực công nghệ, thiết bị khoan khác Mỗi công nghệ khoan cần có qui định thông số khoan cụ thể để đảm bảo chất lợng tạo lỗ Hiện có nhiều nhãn hiệu kiểu máy khoan khác hoạt động đợc nhập từ nhiều nớc khác nhau: Đức, Nhật, Trung-quốc,v.v Do bên canh ký s cầu cần có kỹ s máy xây dựng cộng tác, Tơng ứng với lọai máy khoan, phải soạn quy trình thi công phù hợp cụ thể cho điều kiện diah chất cụ thể cầu 3.4.3.2 ống vách Theo đặc điểm kỹ thuật chia ống vách thành hai loại: a ống vách thuộc thiết bị khoan có kích thớc đờng kính, chiều dài đoạn ống đợc chế tạo theo tính năng, công suất loại máy khoan ống vách đợc rút lên trình đổ bê tông; b ống vách theo yêu cầu thi công không thuộc thiết bị khoan đợc để lại kết cấu với mục đích: - Giữ thành vách; - Hoặc làm ván khuôn phần cọc ngậm nớc, cao đáy sông; - Bảo vệ cọc bê tông cốt thép trờng hợp sông có vận tốc lớn nhiều phù sa 30 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu Hình 16 Các ống vách cầu Hình 3.17 Các ống vách Tân -Đệ vòng vây 3.4.3.3 Khoan cọc Trớc thi công cọc khoan nhồi, cần phải chuẩn bị đủ hồ sơ tài liệu, thiết bị máy móc mặt thi công, đảm bảo yêu cầu sau: - Khoan thăm dò địa chất vị trí có lỗ khoan - Chế tạo lồng cốt thép - Thí nghiệm để chọn tỷ lệ thành phần hỗn hợp bê tông cọc - Lập quy trình công nghệ khoan nhồi cụ thể để hớng dẫn, phổ biến cho cán bộ, công nhân tham gia thi công cọc khoan nhồi làm chủ công nghệ Khi sử dụng máy khoan ống vách kèm cần phải bổ sung yêu cầu dới đây: - Sản suất ống vách thép theo chiều dài mà thiết kế thi công yêu cầu - Làm thí nghiệm để chọn tỷ lệ pha trộn thành phần vữa sét phù hợp với yêu cầu lỗ khoan Dựa sở phơng pháp thiết bị máy khoan, tùy theo vị trí cụ thể cọc mà phải chuẩn bị mặt để lắp đặt máy khoan Khi khả chịu tải đất không đảm bảo để đặt máy thiết bị thi công chọn giải pháp gia cố đất sau: - Dùng xe ủi san nén chặt đất - Đào bỏ lớp đất yếu thay đất tốt - Gia cố đất vôi xi măng v.v - Lát mặt tà vẹt, ván dầy gỗ lát thép tấm, thép hình Khi kê thép cần chống trợt xoay chân chống máy khoan 31 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu Đối với máy khoan xoắn ốc hay máy khoan gầu xoay dùng để thi công cạn, máy (bộ phận máy) phải đợc đặt tôn dày 20 mm Các chân máy phải đợc kê cứng cân để khoan không bị nghiêng di động Đối với máy khoan tuần hoàn thuận nghịch, đầu khoan đợc treo giá khoan cần cẩu, trớc khoan phải định vị giá khoan cân bằng, tim cọc thiết kế Các sàn công tác phải đảm bảo ổn định dới tải trọng thi công tải trọng động Hình 3.18 Một dạng đầu khoan đá 3.4.3.5 Hình 3.19 Đầu khoan đá có bánh Gia công lồng cốt thép Lồng cốt thép phải gia công đảm bảo yêu cầu thiết kế về: quy cách, chủng loại cốt thép, phẩm cấp que hàn, quy cách mối hàn, độ dài đờng hàn v.v Cốt thép đợc chế tạo sẵn nhà máy công trờng đợc hạ xuống hố khoan Lồng cốt thép phải đợc gia công thiết kế Các cốt dọc ngang ghép thành lồng cốt thép cách buộc hàn Các cốt thép đặc biệt nh: vòng đai giữ cỡ lắp dựng, khung quay dựng lồng v.v phải đợc hàn với cốt thép chủ Cốt thép dùng cho cọc phải thép chịu hàn Hình 3.20 Cốt thép cọc khoan nhồi 32 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu 3.4.3.6 Công tác đổ bê tông cọc Trong trờng hợp thể tích bê tông cọc đổ sai lệch so với tính toán thiết kế 30% phải kiểm tra có biện pháp xử lý thích hợp sai lệch đờng kính cọc Có thể đổ bê tông cọc theo phơng pháp sau: + Phơng pháp di chuyển thẳng đứng ống dẫn ; + Phơng pháp bơm bê tông qua ống dẫn vào cọc; + Phơng pháp dùng gầu đóng mở có điều khiển (chỉ đợc dùng với giếng khoan có đờng kính lớn) Hình 3.21 Lắp ống dẫn đổ bê tông cọc Hình 22 Phễu đổ bê tông 3.5 Xây dựng móng giếng chìm 3.5.1 Đặc điểm thi công móng giếng chìm Giếng chìm làm móng trụ cầu thờng đúc bê tông cốt thép Biện pháp chủ yếu để hạ giếng vào phải khắc phục lực ma sát xung quanh tờng giếng, trọng lợng thân giếng,đồng thời lấy đât lòng giếng gầu ngoạm bừng hút bùn không khí hay hút bùn thuỷ lục Khi giếng hạ đến cao độ thiết kế tiến hành kiểm tra vét dọn đáy giếng sau đổ bê tông bịt đáy đậy lắp giếng Hình dạng kích thớc giếng mặt đợc xác định từ kích thớc,hình dạng thân trụ mặt cắt đỉnh giếng, lực chịu tải cho phép đất móng, hệ số hạ giếng,phơng pháp hạ giếng Các buồng giếng yêu cầu bố trí đối xứng kích thớc buồng giếng phải thoã mãn đợc tĩnh không hoạt động thiết bị đào đất lấy đất Chẳng hạn dùng gầu ngoạm để lấy đấtthì kích thớc nhỏ 33 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu buồng giếng phải lớn kích thớc lớn gầu ngoạm mở tối thiểu 0.5m Đối với giếng phải hạ đến độ sâu lớn,trong điều kiện phải vợt qua lực ma sát lớn, mà trọng lợng thân giếng không khắc phục đợc phải áp dụng biện pháp xói nớc kết hợp vơí hút bùn thuỷ lực, hay hút bùn không khí áp lực nớc miệng vòi xói tuỳ thuộc vào đặc trng loại đất mà giếng xuyên qua nhng áp lực khong nhỏ 6atm lu lợng nớc cho ống xói không nhỏ 0.2 m /phút phần dới giếng bố trí ống liên thông có đờng kính 0.7 1m.Trên mặt đứng giếng phải xét đến yếu tố: gờ giếng, phân doạn, lỡi giếng Gờ giếng : để hạ giếng đợc dễ dàng,trên mặt đứng vách cấu tạo nhiều bậc nhng việc chế tạo ván khuôn phức tạp thực tế áp dụng biện pháp Thờng hạ giếng vữa sét áp dụng cấu tạo gờ giếng rrộng tối thiểu 0.1 0.2m để trình tạo giếng tạo thành khe rỗng tờng đất mặt giếng Chia đốt: đốt đáy giếng chìm không nên đúc cao,để tránh trọng tâm giếng không bị sai lệch trình hạ Mặt khác đốt giếng qúa cao, trọng lợng lớn dẫn tới hàng loạt khó khăn ván khuôn mặt đảo, gỗ kê đệm Nói chung đốt giếng nên thiết kế có chiều cao khoảng 5m để phù hợp với lực cẩu lắp ván khuôn điều kiện thi công khác Lõi giếng (còn gọi chân vát giếng ): Góc hợp thành mặt phẳng nằm ngang mặt nghiêng lỡi giếng phải lớn 45 Chiều cao chân vát phải xét tới việc chế tạo rút gỡ đệm đợc thuật tiện Khi giếng phải hạ qua tầng đá, hay tầng cát kết lỡi giếng phải cấu tạo khoẻ góc vát phải lớn Phơng pháp chủ yếu để thi công máng giếng chìm đắp đảo chỗ để hạ hay chở 3.5.2 Chế tạo giếng chìm Đốt giếng chìm đợc lắp ghép hay đúc bãi cát mặt đảo Trình tự thi công nh sau : - Định vị cố định tim dọc,tim ngang giếng chìm - Rải gỗ đệm lên mặt đảo,số lợng cách bố trí cho đảm bảo truyền đợc áp lực trọng lợng giếng lên đất,cững nh rút gỗ đệm đợc thuận lợi giai đoạn hạ giếng áp lực dói gỗ đệm lên đất không lứn 1.5 kG/ cm2 - Trên gỗ đệm đặt chân giếng sau đặt ván khuôn 34 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu - Dựng cốt thép kết cấu chôn sẵn cần thiết ván khuôn - Đổ bê tông đúc giếng 3.5 Hạ giếng chìm Phơng pháp để hạ giếng lấy đất nớc mà không cần thoát nớc Để lấy đất nớc thờng dùng máy hút bùn không khí, máy hút bùn thuỷ lực gầu ngoạm đất trờng hợp đất cứng dùng vòi xói để làm tơi đất Khi lấy đất mà không dùng bịên pháp thoát nớc cần tuân theo số quy định sau đây: Chiều sâu lấy đất tuỳ thuộc vào chất đất nhng chỗ sâu không đợcc thấp cao độ chân giếng 2m Nếu đất mềm yếu không đợc phép lấy đất trực tiếp từ chân giếng Cao độ bình quân mặt đất lỗ biên không đợc thấp cao độ chân giếng 0.5m, chênh lệch cao độ mặt đất lỗ giếng không đợc vợt 0.5m Không đợc giảm lực cách hạ mực nớc giếng (để tăng nhanh tốc độ hạ giếng) Hạ giếng vùng đất mềm yếu phải giữ mực nớc giếng cao mực nớc giếng từ 2m để tránh tợng cát trào vào giếng làm cho giếng bị nghiêng lệch tăng lợng bùn phải hút Khi hạ giếng giếng có tính đến lực đẩy nớc phải lớn hơn, lực ma đất thành giếng 25% Trị số lực ma sát đợi vị định theo hệ số kinh nghiệm hạ giếng đất tơng tự Khi giá trị lấy giá trị sơ sau lực ma sát 1m2 giếng tiếp xúc với thành đất : - Đất cát 1.2 2.5 T/m2 - Sỏi 1.5 T/m2 - Đất sét 2.6 T/m2 Giá trị lớn lấy đất chặt 3.6 Xây dựng thân mố trụ 3.6.1 Xây dựng thân mố, trụ lắp ghép BTCT Phơng pháp lắp ghép mố trụ cầu từ cấu kiện bê tông đúc sẵn thờng đợc sử dụng công trình cầu dẫn, cầu vợt, mố trụ dẻo mố trụ cầu có khối lợng bê tông lớn u điểm phơng pháp rút ngắn đợc thời gian thi công công trờng giảm bớt đợc vật t, thiết bị công trình phục vụ thi công 35 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu Các cấu kiện bê tông đợc chế tạo nhà máy xởng chuyển đến vị trí lắp ghép, điều có lợi cho công trình địa bàn thành phố vừa có mặt công trờng hạn chế đòi hỏi thời gian thi công nhanh Trớc tiến hành thi công lắp ghép kết cấu nhịp cần phải thiết kế thi công lắp ghép Trong thiết kế thi công lắp ghép cần lu ý tới việc sử dụng dây chuyền lắp ghép cho kết cấu mố trụ nh kết cấu nhịp dựa điều kiện thực tế công trờng Thiết kế thi công lắp ghép bao gồm công việc sau: - Chọn phơng tiện cầu lắp; - Trình tự lắp dựng kết cấu; - Những biện pháp bảo đảm độ xác lắp ghép, độ cứng kết cấu độ bền vững công trình Chọn phơng tiện cẩu lắp cần phải dựa kích thớc trọng lợng kết cấu, hình dạng, kích thớc công trình đặc điểm khu vực lắp ghép Các khối lắp ghép đợc chia thành khối có kích thớc hợp lý, phù hợp với điều kiện vận chuyển thuận lợi cho công tác nối ghép Trớc lắp ghép vào vị trí kết cấu, tiến hành hàn, ghép nhiều khối lại cho thành cấu kiện bờ lắp ghép vào vị trí Việc ghép khối thành khối lớn nh giảm đợc thời gian lắp ghép kết cấu nhng cần phải xem xét trớc để khối ghép có kích thớc trọng lợng phù hợp với lực cầu sử dụng công trờng Các mố trụ dạng cột tờng mỏng đợc lắp ghép cẩu mũi tên tự hành hay cẩu cổng (cẩu chân dê) Các khối móng đợc đặt đệm đá dăm đầm chặt Dùng cẩu dựng cột lên đặt vào móng Cột đợc kê miếng thép đệm đặt đáy móng đợc định vị nêm gỗ bốn bên Hình 3.23 Sơ đồ lắp ghép cột trụ 36 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu - Cột trụ; - Nêm gỗ; - Đệm thép ; - Bê tông khối móng Trớc đổ bê tông chôn cột vào móng cần phải kiểm tra lại vị trí cao độ cột, điều chỉnh cho thiết kế Bê tông chôn cột đợc đổ hai lần, lần đổ đến cao độ đáy nêm gỗ, sau bê tông cố định đợc cột tháo nêm đổ bê tông đỉnh móng Để lắp xà mũ vào vị trí, ngời ta làm sàn công tác để dễ thao tác điều chỉnh xà mũ vào vị trí thiết kế Dùng cầu mũi tên tự hành, hay cẩu cổng để lắp ghép mố trụ có kích thớc nhỏ (khối lợng khối lắp ghép không vợt tấn) phù hợp Ngoài dùng loại cẩu (cẩu tháp ) mà phù hợp với tải trọng, kích thớc cấu kiện thuận lợi cho việc bố trí mặt công trờng Lắp ghép khối bê tông đúc sẵn loại lớn trụ sông thờng dùng cẩu Cấu kiện đúc sẵn đợc chở vị trí trụ phơng tiện chở Để đảm bảo cho khối bê tông đúc sẵn đợc lắp ghép vị trí mối nối chúng đợc kín khít, lắp ngời ta kê khối đúc sẵn miếng đệm thép, mép khối ngời ta tạo vát Nh nhờ miếng đệm thép mà điều chỉnh vị trí khối lắp, giúp cho khối lắp không bị kênh ngời ta lắp ghép đến -:- tầng thi công mối nối khối Phần tạo vát mép khối đợc vữa xi măng vữa bê tông chèn kín, nh làm tăng độ ổn định khối lên nhiều Sau lắp xong toàn khối ngời ta đổ bê tông chèn khối Ngoài khối lắp ghép hình hộp dùng mối nối thép hàn nối khối với Khi khối lắp ghép cần đặt sẵn thép chờ Ngày nay, phơng pháp lắp ghép khối bê tông đúc sẵn nh trên, ngời ta dùng phơng pháp bán lắp ghép hay gọi phơng pháp bê tông lắp ghép toàn khối Hình 3.24 Sàn công tác lắp ghép xà mũ trụ 37 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu - Cột trụ ; - Bu lông; - Đệm gỗ; 4- Ván sàn công tác Các khối lắp ghép bê tông cốt thép đúc sẵn, nối ghép với tạo thành hình bao chu vi mặt cắt ngang thân trụ Giữa khối với đợc nối liên kết hàn Các khối lắp ghép theo đờng bao chu vi tạo thành hệ ván khuôn Phần lõi khối đợc đổ bê tông chỗ nh trụ bê tông toàn khối Phơng pháp dùng bê tông lắp ghép toàn khối tiết kiệm đợc chi phí vật liệu nhân công cho công tác ván khuôn Hình 3.25 Lắp trụ thân cột cẩu cổng 1- Xe rùa ; - Cẩu cổng ; - Cột trụ ; - Xà mũ trụ ; - Sàn công tác Các loại kết cấu mố trụ cầu khung đợc lắp ghép từ khối hình hộp Sau neo cốt thép dự ứng lực vào bệ móng căng kích hai tác dụng Mố trụ cầu vợt khe có chiều cao lớn, địa hình khó khăn dùng cầu cáp treo để lắp ghép Với trụ cột ống (trụ không bệ cọc ống) lắp ghép tơng tự nh trờng hợp trụ cột Trong trờng hợp chọn giải pháp xây dựng phơng pháp lắp ghép, cần phải vào điều kiện cụ thể (địa bàn xây dựng đặc điểm kết cấu, lực thi công đơn vị, điều kiện cung ứng vật liệu ) so sánh với phơng án thi công đổ bê tông toàn khối để có hiệu kinh tế Trớc thi công cần phải thiết kế lắp ghép chi tiết đẻ đảm bảo chất lợng công trình 38 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu a) b) 30 4 30 Hình 3.26 Cấu tạo khối lắp ghép thân trụ a - Cấu tạo khối hộp ; b - Bố trí khối mặt cắt ngang - Khối hộp; - Đệm thép ; - Tạo vát mép khối ; - Bê tông chèn khối 1) 2) Hình 3.27 Lắp ghép trụ cầu cẩu - Cẩu ; - Khối lắp ghép Hình 3.28 Cấu trụ bê tông lắp ghép toàn khối - Khối lắp ghép ; - Bê tông đổ chỗ; - Mối nối Đặc điểm vị trí liên kết khối lắp ghép: - Các phận lắp ghép đợc chế tạo nhà máy nên chất lợng tốt - Chất lợng mố trụ lắp ghép phụ thuộc vào nhiều phận liên kết khối 39 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu Để tăng khả chống trợt khối lắp ghép thờng thờng ngời ta làm rãnh chông trợt Liên kết khối lắp ghép mạch vữa dày từ 1.5ữ 2cm Hình 3.29 Chỗ nối khối 3.6.2 Xây dựng thân mố, trụ toàn khối BTCT Với đờng ôtô nhịp lớn, thân mố trụ thờng lớn, khó có điều kiện dùng kết cấu lắp ghép, ngời ta dùng mố trụ toàn khối BTCT Khi xây dựng mố trụ BTCT toàn khối phải đảm bảo yêu cầu: - Đúng kích thớc, hình dạng - Bêtông cờng độ thiết kế đề - Sai số cho phép kích thớc mố trụ BTCT toàn khối không đợc >1-2cm - Bêtông đổ mố trụ phải đảm bảo chịu ảnh hởng môt trờng, nớc nơi thi công - Đảm bảo ghép ván khuôn khít, nhẵn, không để vữa xi măng chảy làm xấu bề mặt mố trụ - Có thể tiết kiệm xi măng mố trụ cách thêm vào 20% thể tích đá hộc Hình 3.30a Cốt thép thân trụ 40 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu Hình 3.30b Cốt thép thân trụ Hình 3.31 Thi công thân trụ 41 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu 3 Hình 3.32 Ví dụ cấu tạo ván khuôn cố định 1- Ván lát; - Nẹp ngang đầu tròn; - Cột chống đứng ( Nẹp đứng ); Nẹp ngang phần thẳng; 5- Bu lông giằng; 6- Thanh chống; 7- Bu lông neo 42 ... trí thi t bị đổ đổ bêtông Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu Do đặc điểm thi công móng mố trụ thông thờng điều kiện ngập nớc, mặt thi công hẹp, công việc thi công mố trụ cầu. .. trí ván khuôn thi công bệ 10 Bài giảng Thi công cầu Chơng 3: Xây dựng mố trụ cầu Hình 3.4b Bố trí ván khuôn, cốt thép thi công bệ b.2 Tổ chức đổ bêtông b.2.1 Yêu cầu vật liệu Móng mố trụ tự nhiên... trụ cầu b Thi công hố móng điều kiện ngập nớc Khi thi công móng mố trụ cầu phải thi công điều kiện ngập nớc Khi việc thi công hố móng phức tạp nhiều so với việc thi công cạn Để thi công đợc phải