Chương 7 Thi công công trình bến

Tài liệu “ Thi công chuyên môn” được biên soạn với mục đích đáp ứng nhu cầu về tài liệu cho môn kỹ thuật thi công các công trình xây dựng, và phục vụ cho công tác dạy và học tập của giáo viên

Chương 7. Thi công công trình bến 7-1 Chương 7 THI CÔNG CÔNG TRÌNH BẾN 7.1. Khái niệm chung 7.1.1. Khái niệm về phương pháp thi công lắp ghép Công trình bến lắp ghép là công trình bến được tạo nên bằng sự liên kết các mảnh kết cấu đã được chế tạo sẵn với nhau. Phương pháp thi công lắp ghép có các ưu điểm sau: - Do các cấu kiện được chế tạo sẵn trong các nhà xưởng nên có thể áp dụng được các biện pháp thi công tiên tiến, chất lượng được đảm bảo, cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân; - Năng suất lao động cao cho nên giảm được giá thành xây dựng; - Thời gian chịu ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên ít nên tốc độ thi công nhanh. Nhược điểm: - Đòi hỏi trình độ thi công cao, các phần công việc thi công đều phải đòi hỏi độ chính xác lớn; - Khó khắc phục các sai sót trong quá trình thi công; - Việc áp dụng phương pháp thi công lắp ghép yêu cầu người thiết kế phải nắm vững các tính chất chịu lực của từng bộ phận công trình để phân chia công trình thành các bộ phận kết cấu hợp lý; - Đòi hỏi các thiết bị thi công như cẩu lắp, vận chuyển phải có sức chuyên chở, sức nâng, tầm với lớn. 7.1.1.1. Phương pháp thi công 1) Phân chia công trình thành các cấu kiện Khi phân chia công trình thành các cấu kiện phải quan tâm đến các vấn đề sau: - Phải đảm bảo các mối nối phải nằm ở những vị trí có ứng suất hoặc biến dạng là nhỏ nhất, đảm bảo tối đa tính toàn khối của công trình; - Phù hợp với sức nâng, tầm với, sức chuyên chở của các thiết bị máy móc; - Với các kết cấu khi chế tạo phải bố trí các chi tiết để làm liên kết và phải có các dự trữ sai số thoả đáng. 2) Tiến hành chế tạo các cấu kiện 3) Cẩu, vận chuyển và lắp dựng các cấu kiện Khi cẩu, vận chuyển và lắp dựng các cấu kiện phải tính toán về mặt thiết bị (kích thước, khả năng chuyên chở…). Lập trình trình tự lắp ghép (trình tự thi công) để việc di chuyển của các thiết bị là ít nhất, các công việc không bị chồng chéo lên nhau. Công việc trước tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sau và phải đảm bảo các điều kiện an toàn về kết cấu và an toàn lao động. Chương 7. Thi công công trình bến 7-2 4) Cố định tạm thời Hình 7.1. Sơ đồ biện pháp cố định tạm thời. 5) Điều chỉnh về vị trí và cao độ Việc điều chỉnh về vị trí và cao độ được thực hiện nhờ các thiết bị cẩu lắp và các máy móc đo đạc (máy kinh vĩ, máy thuỷ bình, dây nước). Nếu các cấu kiện chưa đúng vị trí thì phải điều khiển phương tiện căn cứ vào chỉ dẫn của máy đo đạc để điều chỉnh vị trí. Sau khi đã điều chỉnh đúng vị trí thì tiến hành điều chỉnh về cao độ. Sau khi điều chỉnh được về vị trí và cao độ cần cố định tạm thời bằng các liên kết (bằng các tấm đệm thép) được hàn liên kết chắc chắn. 6) Liên kết mối nối Việc liên kết mối nối giữa các cấu kiện được thực hiện theo 2 phương pháp: - Liên kết khô: Dùng phương pháp hàn hoặc bulông. Hình 7.2. Liên kết khô. - Liên kết ướt: Liên kết mối nối bằng bêtông. Hình 7.3. Liên kết ướt. Khi xử lý mối nối ướt cần phải đảm bảo: - Liên kết giữa cốt thép với cốt thép; Chương 7. Thi công công trình bến 7-3 - Liên kết giữa cốt thép với bêtông; - Liên kết giữa bêtông cũ với bêtông mới. Để đảm bảo các điều kiện trên, khi tiến hành xử lý mối nối cần phải: - Đảm bảo chiều dài đường hàn nối cốt thép và bề mặt cốt thép phải sạch; - Đục nhám bề mặt bêtông cũ, tẩy những hòn đá bong chân, những miếng bêtông bị nứt vỡ; - Phun rửa mối nối bằng vòi nước cao áp, vệ sinh mối nối sạch sẽ, làm kín ván khuôn, sau đó tưới một lớp mỏng nước ximăng rồi đổ bêtông liên kết. 7.1.2. Khái niệm về phương pháp thi công đổ tại chỗ 7.1.2.1. Ưu điểm của phương pháp - Phương pháp này đảm bảo được tính toàn khối của công trình; - Kỹ thuật thi công đơn giản; - Sửa chữa những sai sót của quá trình thi công trước đơn giản hơn; - Không cần các thiết bị cẩu lắp có sức nâng lớn. 7.1.2.2. Nhược điểm - Mặt bằng thi công chật hẹp do phương tiện và người tập trung đông vào cùng một thời điểm; - Chi phí xây dựng cao; - Phải tính toán hệ thống ván khuôn đà giáo; - Khối lượng bê tông đổ lớn do đó không thể đổ một lần, vì vậy ta phải chia thành nhiều đợt đổ. Khi đổ đợt tiếp theo phải vệ sinh bề mặt của đợt đổ trước cẩn thận; - Cấu kiện có kích thước lớn, do đó khi thi công bê tông phải thiết kế mạch ngừng. Công việc này cần đảm bảo độ chính xác vì tại vị trí này cường độ của bê tông không đồng nhất, cho nên nếu ta bố trí mạch ngừng vào vị trí có nội lực lớn thì chất lượng của công trình không đảm bảo; - Thi công bê tông hoàn toàn ở ngoài trời do đó cần có kỹ thuật thi công và bảo dưỡng bê tông tốt; - Chịu tác động của sự dao động mực nước và của thời tiết; - Khó áp dụng được các biện pháp thi công tiên tiến, khó có điều kiện cải thiện điều kiện làm việc của công nhân. 7.1.3. Khái niệm về phương pháp thi công kết hợp Phương án này ta tận dụng các ưu điểm và hạn chế nhược điểm của hai phương án trên. Đối với các kết cấu chịu lực chính, có thể cho phép thi công đổ bê tông tại chỗ thì ta tiến hành đổ bê tông tại chỗ để đảm bảo tính toàn khối của công trình. Với những cấu kiện phụ hoặc không cho phép thi công tại chỗ thì ta có thể thi công lắp ghép để đảm bảo tiến độ thi công toàn công trình. Chương 7. Thi công công trình bến 7-4 7.2. Thi công công trình bến trên nền cọc 7.2.1. Thi công công trình bến trên nền cọc vuông 7.2.1.1. Trình tự thi công theo mặt cắt ngang Hình 7.4. Trình tự thi công công trình bến trên nền cọc vuông theo mặt cắt ngang. 1) Nạo vét: để tạo mái dốc và đào hố móng; 2) Đổ cát lớp đệm; 3) Đóng cọc; 4) Thi công dầm ngang; 5) Đổ đá lòng bến và chân khay; 6) Thi công dầm dọc; 7) Thi công bản mặt cầu; 8) Thi công bản tựa tàu; 9) Thi công tầng lọc ngược; 10) Thi công công trình sau bến; 11) San lấp sau bến; 12) Thi công lắp đặt bích neo, đệm va; 13) Thi công lớp mặt bến, hoàn thiện, bàn giao công trình. 7.2.1.2. Các biện pháp kỹ thuật thi công 1) Nạo vét Tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất, khối lượng và điều kiện đổ đất mà có thể lựa chọn phương tiện thi công (tàu cuốc, tàu hút, gầu ngoạm). Khi đào thì đào theo dạng bậc thang, chiều sâu mỗi lớp không nhỏ hơn 0,5m và lấy mái dốc từ (1:3)÷(1:4) để đảm bảo ổn định cho đất khi đóng cọc. Để đào được mái dốc theo thiết kế ta cần phải dựng các chập tiêu theo chiều ngang và theo chiều dọc để điều chỉnh tàu nạo vét theo đúng tuyến. 2) Đổ cát đệm Chương 7. Thi công công trình bến 7-5 Tác dụng của lớp đệm cát là để gia tải nền đất yếu và chống lại hiện tượng trồi bùn khi đổ đá làm giảm góc nội ma sát của đá. Đổ cát thường dùng cần trục mắc gầu ngạm hoặc dùng máng để tránh hiện tượng cát trôi gây hao hụt nhiều, cần chọn thời điểm có dòng chảy yếu. Khi đổ phải hạ gầu hoặc miệng máng xuống gần sát với cao độ thiết kế mới tiến hành đổ. 3) Đóng cọc và phá đầu cọc Căn cứ vào sơ đồ đóng cọc và tính năng của giá búa mà ta định ra trình tự đóng cọc cho hợp lý. Theo trình tự đóng cọc và điều kiện địa hình bố trí hệ thống định vị. Căn cứ vào điều kiện địa hình và thuỷ văn mà lựa chọn mực nước đóng cọc và chiều cao giá búa, thời gian thi công cho thích hợp. Căn cứ vào điều kiện địa chất, chiều dài cọc để chọn quả búa và chiều cao giá búa. Xác định cao độ cần phá, đánh dấu trên từng thân cọc, phương tiện sử dụng là máy thuỷ bình, mia, thước thép, dây nước, thước đo nước (thuỷ chí). Theo phương thẳng đứng, cao độ phá đầu cọc luôn lớn hơn cao độ đáy dầm từ 5÷7cm. Để tiến hành phá đầu cọc phải tạo sàn công tác làm mặt bằng cho công nhân đứng, thường sử dụng xà kẹp bằng gỗ bắt bulông ôm chặt thân cọc, trên đó gác hệ thống dầm và ván sàn. Hình 7.5. Cao độ đục phá đầu cọc. 4) Thi công dầm ngang Dầm ngang có thể được chế tạo sẵn để thi công bằng phương pháp lắp ghép hoặc đổ tại chỗ. * Thi công bằng phương pháp lắp ghép: Chương 7. Thi công công trình bến 7-6 Hình 7.6. Thi công dầm ngang bằng phương pháp lắp ghép. 1. Dầm; 2. Thép chữ C; 3. Cốt chờ của cọc; 4. Cọc. Theo phương pháp này, dầm ngang được chế tạo sẵn trong các công xưởng rồi được liên kết với đầu cọc đã đóng tại công trường. Để liên kết dầm với đầu cọc thì trên thân dầm ngang phải để sẵn các lỗ có kích thước rộng hơn tiết diện ngang của cọc theo mỗi bên từ 7,5÷10cm. Tại vị trí của lỗ ở trên thân dầm, người ta đặt thêm thanh thép C hoặc I để tăng độ cứng cho dầm và tỳ lên trên đầu cọc. Dầm ngang được vận chuyển xuống công trình bằng xà lan rồi dùng cần trục nổi cẩu đặt vào vị trí, sau khi điều chỉnh về vị trí và cao độ phải tiến hành cố định tạm thời sau đó cẩu lắp ván khuôn, đặt thêm cốt thép rồi đổ bêtông liên kết. Ưu điểm của phương pháp là thi công tại hiện trường trong thời gian ngắn nên khắc phục được những ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên, chất lượng cấu kiện tốt, tuy nhiên nó đòi hỏi phải có xà lan, cần trục lớn, đồng thời khó khắc phục sai số do đóng cọc, đục phá đầu cọc. * Thi công bằng phương pháp đổ tại chỗ: Hình 7.7. Thi công dầm ngang bằng phương pháp đổ tại chỗ. 1. Cọc; 2. Xà kẹp gỗ; 3. Bulông bắt xà kẹp; 4. Dầm ngang; 5. Dầm dọc; 6. Ván đáy; 7. Ván thành; 8. Thanh nẹp đứng; 9. Thanh nẹp dọc; 10. Thanh chống xiên; 11. Cốt thép dầm; 12. Cốt thép chờ của cọc. Chương 7. Thi công công trình bến 7-7 Xác định cao độ bắt xà kẹp, lắp dầm ngang, dầm dọc, bản đáy. Quá trình này phải liên tục kiểm tra cao độ mặt ván đáy để tiến hành điều chỉnh. Sau khi kiểm tra xong cao độ, độ vững chắc của hệ thống ván đáy xong thì tiến hành lắp dựng cốt thép của dầm. Sau khi kiểm tra cốt thép xong thì tiến hành lắp dựng ván thành liên kết thanh nẹp dọc, thanh chống xiên, thanh nẹp đứng. Sau khi kiểm tra, nghiệm thu ván khuôn và cốt thép để có thể tiến hành đổ bêtông thì cần kiểm tra về vật liệu, thiết bị, nhân lực. Để đảm bảo quá trình đổ bêtông được an toàn cần phải kiểm tra ván khuôn về độ bền, độ cứng và độ ổn định. Chọn đường kính bulông theo điều kiện: 2/. PfNFms≥= (7.1) _NLực siết bulông; f_ Hệ số ma sát (f= 0,45: giữa bêtông và gỗ); P_ Tải trọng từ bên trên truyền xuống (bêtông chưa đông kết, ván khuôn, cốt thép, người và thiết bị thi công). Từ N có thể tính ra được đường kính của bulông: γ.RNFbl= (7.2) R_ Cường độ của thép làm bulông; γ_ Hệ số điều kiện làm việc. Từ đó có thể tính ra tiết diện thanh gỗ và kích thước long đen. Nếu không đủ phải làm thêm một tầng xà kẹp nữa. Trường hợp trọng lượng bên trên truyền vào xà kẹp quá lớn có thể tăng thêm một tầng xà kẹp hoặc chia bêtông bên trên thành nhiều lớp đổ có chiều cao thấp hơn. Khi lớp dưới đủ cường độ thì mới đổ lớp bên trên. 5) Đổ đá lòng bến Sau khi đổ dầm ngang đạt 50% cường độ thì tiến hành đổ đá lòng bến, có thể sử dụng nhân lực thủ công hoặc cần trục. Để đảm bảo ổn định của nền cọc cần có các biện pháp liên kết toàn bộ nền cọc thành một hệ khung. Đổ đá lên đến mái dốc thì cần cho nhân lực lát đá cẩn thận theo thiết kế, khi đổ đá phải đổ xung quanh cọc không được chênh lệch quá 1m (có thể làm biến dạng hoặc gãy cọc). Đổ đá đến chân tầng lọc ngược thì phải lập tức vừa thi công tầng lọc ngược, vừa đổ đá. 6) Thi công dầm dọc * Thi công lắp ghép Chương 7. Thi công công trình bến 7-8 Hình 7.8. Thi công dầm dọc bằng phương pháp lắp ghép. Dầm dọc được thi công bằng phương pháp lắp ghép thì tại vị trí liên kết giữa dầm dọc và dầm ngang thì dầm ngang được chế tạo sẵn lỗ chờ đặt dầm dọc. Khi cẩu lắp dầm dọc vào vị trí thì tiến hành liên kết cốt thép chờ của dầm ngang với dầm dọc, dầm dọc với dầm dọc, làm ván khuôn, vệ sinh mối nối rồi tiến hành liên kết mối nối. • Thi công đổ tại chỗ Hình 7.9. Lắp đặt cốt thép dầm ngang mở rộng cầu tàu. Hình 7.10. Buộc cốt thép dầm, bản cầu tàu. Hình 7.11. Lắp đặt ván khuôn dầm cầu tàu. Chương 7. Thi công công trình bến 7-9 Hình 7.12. Đổ bêtông dầm ngang, dầm dọc cầu tàu. Hình 7.13. Vị trí mạch ngừng khi thi công dầm theo phương pháp đổ tại chỗ. Vị trí mạch ngừng: mạch ngừng được đặt tại vị trí có mômen nhỏ nhất (M=0), tại vị trí 1/4 hoặc 3/4 nhịp dầm. Căn cứ vào đó để thiết kế ván khuôn dầm và tổ chức đổ bêtông dầm ngang tại chỗ. Với dầm ngang và dầm dọc thi công bằng phương pháp đổ tại chỗ thì được tiến hành thi công đồng thời (tức là làm cả dầm ngang và dầm dọc cùng lúc). 7) Thi công bản mặt cầu * Phương pháp thi công lắp ghép Hình 7.14. Mặt bằng thi công lắp ghép bản mặt cầu. Chương 7. Thi công công trình bến 7-10 Hình 7.15. Thi công bản mặt cầu theo phương pháp lắp ghép. Phân chia bản mặt cầu, đánh số thứ tự các vị trí, căn cứ vào việc phân chia, trình tự thi công theo mặt bằng để có kế hoạch thi công đúc sẵn bản mặt cầu cho thích hợp. Sau khi bêtông bản mặt cầu đủ cường độ thì tiến hành cẩu lắp. Bản mặt cầu kê trên các dầm ngang và dầm dọc, để tiện cho công tác lắp ghép và liên kết ta chia mặt cầu thành các tấm có chiều dài bằng khoảng cách giữa hai dầm ngang cộng thêm 5cm và sai số khi đóng cọc. Nếu ô bản có chiều rộng lớn thì tuỳ thuộc vào sức nâng của cần trục mà người ta chia thành từng tấm có chiều rộng thích hợp. e_ Khoảng cách giữa hai mép của bản mặt, được lấy theo điều kiện liên kết của cốt thép. Khi lắp đặt bản mặt cầu vào vị trí, điều chỉnh cao độ rồi tiến hành liên kết cốt thép chờ của bản với bản và của bản với dầm. Trên mặt cầu thường có các lỗ thông hơi làm bằng ống nhựa đặt trong bản làm giảm áp lực không khí khi nước lên cao làm kín khung dầm ngang và dầm dọc. * Phương pháp đổ tại chỗ [...]... Chương 7. Thi cơng cơng trình bến 7- 4 7. 2. Thi cơng cơng trình bến trên nền cọc 7. 2.1. Thi cơng cơng trình bến trên nền cọc vng 7. 2.1.1. Trình tự thi cơng theo mặt cắt ngang Hình 7. 4. Trình tự thi cơng cơng trình bến trên nền cọc vng theo mặt cắt ngang. 1) Nạo vét: để tạo mái dốc và đào hố móng; 2) Đổ cát lớp đệm; 3) Đóng cọc; 4) Thi cơng dầm ngang; 5) Đổ đá lịng bến và chân khay; 6) Thi. .. mái dốc; 2) Đổ lớp cát đệm; 3) Đóng cọc; 4) Thi cơng đài cọc; 5) Đổ đá lịng bến, chân khay; 6) Thi cơng bản mặt cầu; 7) Thi công bản tựa tàu; 8) Thi cơng tầng lọc ngược; 9) Thi cơng cơng trình sau bến; 10) Thi công nền bãi sau bến. * Biện pháp kỹ thuật thi công 1) Nạ o vét; Chương 7. Thi cơng cơng trình bến 7- 2 4) Cố định tạm thời Hình 7. 1. Sơ đồ biện pháp cố định tạm thời. 5) Điều... theo thi t kế ta cần phải dựng các chập tiêu theo chiều ngang và theo chiều dọc để điều chỉnh tàu nạo vét theo đúng tuyến. 2) Đổ cát đệm Chương 7. Thi cơng cơng trình bến 7- 27 Hình 7. 36. Thi công từng phân đoạn bến theo phương pháp thi công cuốn chiếu (phân đoạn 1_ gia công cốt thép dầm, phân đoạn 2_ đóng cọc). Chương 7. Thi cơng cơng trình bến 7- 25 Vì... tầm thép đó với nhau. * Thi cơng bằng phương pháp đổ tạo chỗ Phương pháp thi cơng trình tự như thi cơng cơng trình bến trên nền cọc vng dạng dầm bản bằng phương pháp thi công đổ tại chỗ, chỉ khác là phải cấy cốt thép chờ ở đầu cọc như đã trình bày ở phần trên. 7. 2.3.2. Thi cơng cơng trình bến trên nền cọc ống dạng bản khơng dầm * Trình tự thi cơng Hình 7. 24. Thi công CTB trên nền cọc ống... 7) Thi công bản mặt cầu; 8) Thi công bản tựa tàu; 9) Thi công tầng lọc ngược; 10) Thi cơng cơng trình sau bến; 11) San lấp sau b ến; 12) Thi cơng lắp đặt bích neo, đệm va; 13) Thi cơng lớp mặt bến, hồn thi n, bàn giao cơng trình. 7. 2.1.2. Các biện pháp kỹ thuật thi cơng 1) Nạo vét Tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất, khối lượng và điều kiện đổ đất mà có thể lựa chọn phương tiện thi. .. Căn cứ vào đó để thi t kế ván khuôn dầm và tổ chức đổ bêtông dầm ngang tại chỗ. Với dầm ngang và dầm dọc thi cơng bằng phương pháp đổ tại chỗ thì được ti ến hành thi công đồng thời (tức là làm cả dầm ngang và dầm dọc cùng lúc). 7) Thi công bản mặt cầu * Phương pháp thi công lắp ghép Hình 7. 14. Mặt bằng thi cơng lắp ghép bản mặt cầu. Chương 7. Thi cơng cơng trình bến 7- 24 7. 3.3.11. Đổ đá... mũ ; 16) Đổ đá lịng bến đợt 4; 17) Thi cơng mặt bến. 7. 3.3. Các biện pháp kỹ thuật thi công 7. 3.3.1. Nạo vét Đây là công tác rất quan trọng, yêu cầu phải nạo vét hết lớp bùn đất yếu ở nơi xây dựng bến nhằm đảm bảo ổn định cho tường mặt và đảm báo góc nội ma sát của đá đổ lòng bến. 7. 3.3.2. Đổ cát Tương tự như phần đổ cát lịng bến trong cơng trình bến bê cọc cao (trang 7- 5). 7. 3.3.3. Đóng cọc... bến 7- 15 Cơng trình sau bến nằm trên nền đá đệm có trình tự thi công như sau: - Nạo vét; - Thi công lớp đệm, đặc biệt chú ý đảm bảo độ chặt của nền lót; - Lắp ghép ván khn, đổ bêtơng. Chú ý: Tại các vị trí thi cơng có cao trình thấp, chịu ảnh hưởng của sự dao động mực nước thì tính tốn thời gian thi cơng cho thích hợp. 7. 2.2. Thi cơng cơng trình bến trên nền cọc vuông dạng bản không dầm. 7. 2.2.1.... trình sau bến trên nền cọc có trình tự thi cơng như sau: - Nạo vét: nạo vét đến cao trình thi t kế và tạo mái dốc đất ổn định; Chương 7. Thi cơng cơng trình bến 7- 21 6) Thi công lớp đệm; 7) Cẩu đặt bản neo; 8) Đổ đá trước và sau bản neo đợt 1; 9) Đóng cọc đỡ thanh neo; 10) Cẩu đặt thanh neo; 11) Đổ đá gia trọng và chống xói đợt 1; 12) Đổ đá gia trọng và chống xói đợt 2; 13) Đổ đá lòng bến. .. mặt dầm bêtông đã đổ, ván khuôn cốt thép rồi tiến hành đổ bêtơng. Hình 7. 17. Thi công cốt thép bản mặt cầu. Chương 7. Thi cơng cơng trình bến 7- 6 Hình 7. 6. Thi công dầm ngang bằng phương pháp lắp ghép. 1. Dầm; 2. Thép chữ C; 3. Cốt chờ của cọc; 4. Cọc. Theo phương pháp này, dầm ngang được chế tạo sẵn trong các công xưởng rồi được liên kết với đầu cọc đã đóng tại cơng trường. Để liên kết . Chương 7. Thi công công trình bến 7- 1 Chương 7 THI CÔNG CÔNG TRÌNH BẾN 7. 1. Khái niệm chung 7. 1.1. Khái niệm về phương pháp thi công lắp ghép Công trình. thi công tại chỗ thì ta có thể thi công lắp ghép để đảm bảo tiến độ thi công toàn công trình. Chương 7. Thi công công trình bến 7- 4 7. 2. Thi công công trình