Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng Ch-ơng số vấn đề thi công móng Bài Một số vấn đề Thi công móng nông Các yếu tố định lựa chọn ph-ơng án thi công Điều kiện địa chất công trình địa chất huỷ văn khu vực xây dựng Địa điểm công trình t-ơng quan với công trình xung quanh Điều kiện máy móc, nhân lực đơn vị I Thi công móng nông nơi n-ớc mặt Hố móng đào trần Hố móng đào trần đ-ợc tạo thành cách đào bỏ lớp đất mặt đến cao độ đáy móng tạo không gian thi công bệ móng Trong thực tế phải đào sâu cao độ đáy móng để gia cố đất d-ới đáy móng bêtông nghèo lớp đá răm đầm chặt đặt móng lên Tuỳ thuộc vào tính chất lớp đất đào mà xác định độ dốc hố đào Đất tốt, độ dốc vách hố đào lớn Với loại đất sét cứng hay dẻo cứng, vách hố móng đào thẳng đứng Với loại đất khác tuỳ vào tính chất học đát mà chọn độ nghiêng vách hố cho thích hợp, th-ờng độ dốc từ 1:0.5 đến 1:2 (hình 1.6) Trong tr-ờng hợp đất đào chia thành lớp có tính chất khác nhau, lớp đất phía d-ới có tính chất tốt lớp đất phía ng-ời ta cấu tạo hố móng đào theo kiểu thay đổi độ dốc mái taluy (hình vẽ 7.1) Tại điểm mái taluy thay đổi độ dốc ng-ời ta phải làm "chiếu nghỉ" 1: n b b h.tg(45o -/2) b 1m b SÐt cøng, hay dẻo cứng 1: m Hình 7.1 - Cấu tạo hố móng đào trần Ưu điểm của hố móng đào trần ph-ơng pháp thi công đơn giản, tận dụng đ-ợc nhân lực, giá thành rẻ Nh-ợc điểm hố móng đào trần: khối l-ợng đào đắp lớn ; Diện tích chiếm dụng mặt thi công lớn (do không áp dụng đ-ợc nơi chật hẹp) ; Dễ xảy t-ợng sụp đổ vách hố, đặc biệt trời m-a Phạm vi áp dụng: Nơi n-ớc mặt cao độ mực n-ớc ngầm (nếu có) phải thấp cao độ đáy móng, mặt thi công không hạn chế, hay chiều sâu hố móng thấp 223 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng Chống đỡ hố móng ván lát a) Cấu tạo Trong tr-ờng hợp đất vách hố rời rạc, dễ sụp đổ; mặt thi công chật hẹp, cao độ mực n-ớc ngầm thấp cao độ đáy hố móng dùng ván lát để chống đất vách hố móng tạo không gian thi công (hình 7.2) (1) Ván lát ngang: Là ván có tiết diện mặt cắt bx với b = 0.2 ~ 0.25 m = 4~8 cm Gỗ sử dụng làm ván lát phải gỗ tốt (từ gỗ loại trở lên) Do chiếm số l-ợng lớn, ván lát ngang định khối l-ợng kết cấu chống đỡ vách kiểu ván lát (2) Vát lát đứng: Các gỗ có tiết diện hình vuông hình tròn cã ®-êng kÝnh d: 10~20 cm (3) Thanh chèng ngang: Sử dụng gỗ có tiết diện tròn vuông, đ-ờng kính d: 14~22 cm A Mặt cắt A-A L1 L3 L2 Mặt đất Đáy móng A 1 Vát lát ngang Ván lát đứng Thanh chống ngang Hình 7.2 - Cấu tạo ván lát chống đỡ hố móng b) Thi công Trong trình thi công đào đất đến đâu đặt ván lát đến đó, gỗ ốp đ-ợc thay loại dài hơn, sau đặt chống ngang nêm chặt Trong tr-ờng hợp móng t-ơng đối sâu rộng, áp lực đất lên ván lát lớn ng-ời ta tiến hành đóng xung quanh hố móng sắt chữ I Sau đó, đào hố móng, ta dùng nêm để tựa ván lát lên cánh sắt chữ I tạo kết cấu chắn c) Ưu nh-ợc điểm Ưu điểm: Giảm đ-ợc khối l-ợng đào đắp diện tích chiếm dụng mặt Không gây lún sụt công trình xung quanh Phù hợp với công trình nơi sẵn gỗ, công trình có tính chất đặc thù (không sử dụng đ-ợc cọc ván thép) Nh-ợc điểm: Không ngăn đ-ợc n-ớc chảy vào hố móng Do ván lát gỗ không bền nên gây khâu hao lớn, làm tăng chi phí thi công công trình Với hố móng có chiều sâu lớn, số chống ngang sử dụng nhiều làm hạn chế không gian thi công 224 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng d) Phạm vi áp dụng Ph-ơng pháp chống đỡ vách hố móng ván lát đặc biệt thích hợp cho thi công hố móng có chiều sâu nhỏ m, mặt chật hẹp cao độ mực n-ớc ngầm thấp đáy hố móng Chống đỡ hố móng cọc ván Cọc ván thiết bị để chống đỡ vách hố ngăn không cho n-ớc ngầm chảy vào hố móng thi công bệ móng a) Cấu tạo cọc ván Cọc ván phải có cấu tạo kiểu mộng kiểu chốt để liên kết tạo kín n-ớc Kiểu mộng Kiểu chốt Hinh 7.3 - Cấu tạo cọc ván Cọc ván phải có đủ độ cứng để chịu đ-ợc lực búa đóng Với hố móng sâu, phải bố trí tầng chống ngang để giảm áp lực đất cho cọc ván Tr-ớc tiến hành đóng cọc ván, phải sử dụng cọc định vị để xác định xác giới hạn hố móng, sử dụng khung dẫn h-ớng để giúp thi công cọc ván đến độ sâu thiết kế tạo độ kín khít Hình 7.4 - Kết hợp đào trần cọc ván Hình 7.5 - Cọc ván nhiều tầng b) Thi công cọc ván Dùng búa đóng cọc búa rung để hạ cọc ván xuống đến độ sâu cần thiết Tr-ớc hạ cọc, liên kết vài cọc với để tăng độ cứng giảm thời gian thi công Cọc ván phải chôn d-ới lớp đất đáy móng khoảng d, d phải đủ lớn để đảm bảo: Cọc ván thoả mÃn điều kiện ổn định; Cọc ván không bị lật; N-ớc không luồn qua chân cọc tràn vào hố móng Trong tr-ờng hợp mực n-ớc ngầm nằm sâu, ta đào móng trần đóng cọc để giảm chiều dài cọc (hình 7.4) Trong tr-ờng hợp hố móng sâu, để đảm bảo ổn định cọc ván, phải bố trí thành cọc chống nhiều tầng, tầng có chiếu nghỉ (hình 7.5) Kiểu bố trí có -u điểm cắt nối cọc ván, nh-ng tốn nhiều cọc ván 225 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng c) Ưu nh-ợc điểm - Linh hoạt áp dụng: thi công đ-ợc nơi mặt thi công chật hẹp, n-ớc ngầm gần sát mặt đất, đất rời rạc - Cọc ván có số lần luân chuyển nhiều, khả tái sử dụng cao, giá trị khấu hao giảm làm giảm giá thành thi công công trình - Bản thân cọc ván có khả chịu lực tốt, có thêm có tầng chống ngang cã thĨ sư dơng cho hè mãng s©u Chi phí thi công cao cần thiết bị thi công chuyên dùng Đòi hỏi trình độ thi công có yêu cầu kỹ thuật tay nghề II Thi công móng nông nơi có n-ớc mặt Vòng vây đất Để ngăn cản n-ớc mặt, làm khô nơi thi công móng, tạo không gian thi công ng-ời ta sử dụng vòng vây đất B h b h.tg(45o -/2) b 1m Hn < 2m n 1: b m 1: Hình 7.6 - Vòng vây đất Vòng vây đất có cấu tạo nh- hình 7.6 Đất sử dụng để đắp vòng vây phải có khả chống thấm tốt nh-ng không đ-ợc biến đổi thể tích gặp n-ớc, th-ờng sử dụng loại đất sét pha, đất cát pha (tránh sử dụng đất sét) -u điểm: Kết cấu đơn giản, chi phí rẻ, đặc biệt phù hợp cho vị trí không thông thuyền sông cạn Nh-ợc điểm: Khối l-ợng đào đắp lớn Tạo kết cấu chắn dòng chày, chiếm dụng mặt Trong tr-ờng hợp vận tốc dòng chảy lớn, phải tiến hành gia cố chống xói mặt vòng vây làm tăng giá thành xây dựng Phạm vi áp dụng: áp dụng cho sông cạn, sông không thông thuyền có mực n-ớc mặt không lớn 2m Vòng vây cọc ván a Vòng vây cọc ván đơn: Kết hợp vòng vây đất 01 vòng vây cọc ván b Vòng vây cọc ván kép: Kết hợp vòng vây đất 02 vòng vây cọc ván Vòng vây ván thép (Cấu tạo nh- phần cọc ván trên) 226 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng Vòng vây cọc ống thép áp dụng cho hố móng sâu Các ống thép có đ-ờng kính 600~1000mm đ-ợc đóng xung quanh hố móng để đảm bảo ổn định đất vách hố móng Bài Ph-ơng pháp đổ bê tông n-ớc Thông th-ờng thi công bệ móng, ta phải tiến hành b-ớc sau: Hạ cọc ván thép Hút n-ớc Đào đất Lắp ván khuôn, thi công bê tông bệ móng Tuy nhiên, áp dụng ph-ơng pháp thi công thông th-ờng vị trí mà đất d-ới đáy móng cát, cát bột rời rạc, dễ xảy t-ợng đất trôi theo dòng n-ớc t-ợng bùng đáy hố móng chênh lệch áp suất hố móng sau đà hút n-ớc khỏi hố móng Do vậy, ng-ời ta th-ờng phải tiến hành đổ bê tông bịt đáy tr-ớc hút n-ớc Khi trình tự b-ớc thi công móng nông thay đổi nh- sau: Hạ cọc ván thép Hút n-ớc hố móng Đào đất (trong tình trạng có n-ớc) Lắp dựng ván khuôn, thi công bê tông bệ móng 3 Đổ bê tông bịt đáy (trong n-ớc) Nguyên tắc Khi tiến hành đào đất, phải đào sâu thêm đoạn h so với thiết kế dùng ph-ơng pháp đổ bê tông d-ới n-ớc để tạo tầng bê tông d-ới đáy móng Độ lớn h phụ thuộc vào khối bê tông độ sâu n-ớc hố móng Sử dụng bê tông có độ sụt từ 16~20 cm, thiết kế mác cao mác yêu cầu 10% Các ph-ơng pháp đổ bê tông n-ớc a Ph-ơng pháp vữa dâng Các b-ớc tiến hành: B-ớc 1: Đặt sẵn ống thép 200 ~300 vào hố móng, phía d-ới ống có khoan lỗ xung quanh để vữa trào B-ớc 2:Xếp cốt liệu to xung quanh ống đến cao độ cần đổ bê tông B-ớc 3: Dùng bơm áp lực bơm vữa xi măng c¸t (cèt liƯu nhá) qua c¸c èng thÐp D-íi ¸p suất máy bơm, cốt liệu nhỏ xi măng lan toả lấp đầy lỗ rỗng cèt liƯu lín h : èng thep : Cốt liệu to xêp truớc Hình 7.7 - Ph-ơng pháp vữa dâng Sau thời gian ninh kết, vữa bê tông xi măng đóng rắn lại tạo bê tông 227 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng Các yếu tố ảnh h-ởng đến việc lựa chọn số l-ợng ống: Đ-ờng kính ống, hay bán kính hoạt động ống Khối l-ợng bê tông cần đổ Ưu điểm, nh-ợc điểm phạm vi áp dụng ph-ơng pháp vữa dâng: Ph-ơng pháp vữa dâng cho thời gian thi công nhanh, khối l-ợng bê tông đổ lớn Tuy vậy, khó kiểm soát đ-ợc chất l-ợng độ đồng bê tông Nói chung bê tông c-ờng độ thấp, vậy, ph-ơng pháp thích hợp cho công trình đòi hỏi khối l-ợng bê tông đổ lớn nh-ng không yêu cầu mác bê tông cao b Ph-ơng pháp ống dịch chuyển thẳng đứng * ống dẫn phải có đặc tr-ng tối thiểu sau: - Gồm đốt ngắn khoảng 1~3 m, dễ tháo lắp (có ren vuông, hình thang), khoẻ (chiều dày tối thiểu mm) - Có đ-ờng kính nhỏ phải gấp lần đ-ờng kính cốt liệu to nhất, quy định tr-ờng hợp cã thĨ gi¶m cì cèt liƯu lín nhÊt - Cã đ-ờng kính lớn phải nhỏ 1/2 đ-ờng kính danh định cọc Th-ờng ống dẫn có đ-ờng kÝnh d200mm, víi cäc nhá cã thĨ dïng d150 mm - Phải nhẵn phía để bê tông chảy dễ, nhẵn bên nghĩa cấm chỗ nối lồi có nguy móc vào lồng thép * Phễu đổ đ-ợc gắn phía ống dẫn ren để tháo lắp dễ dàng, góc thành phễu = 60-80 để bê tông dễ xuống * Cầu nút, nh- piston ngăn cách bê tông ống dẫn với n-ớc, dung dịch khoan, đẩy dung dịch ống khỏi đáy ống dẫn bê tông phía cầu chảy xuống Cầu có nhiều loại nh- gỗ tiện tròn hình cầu bán cầu, có gioăng vải bạt; hay nhựa hình chậu * Các b-ớc thi công: (xem chi tiết phần thi công cọc khoan nhồi) B-ớc 1: Hạ đáy ống cao độ đáy hố, nút đ-ợc đặt vị trí đỉnh ống B-ớc 2: Đổ bê tông t-ơi vào phễu tiến hành thả nút cho bêtông t-ơi tụt xuống Trong trình thả nút cần hạn chế tốc độ tụt để tránh gây phân tầng bê tông B-ớc 3: Khi bê tông đà tụt đến đáy ống, tiến hành nhấc ống lên cho chân ống cách mặt đất 0.2~0.3 m để chùng dây cho nút tụt khỏi ống làm bê tông tràn ngoài, lúc phải liên tục đổ bê tông vào phễu Do chân ống ngập bê tông nên có lớp bê tông mặt tiếp xúc với n-ớc, đó, chất l-ợng bê tông không bị giảm sút nhiều Một số chúý đổ bê tông: - Trong trình đổ phải đảm bảo chân ống ngập bê tông đà đổ từ 0.8~1 m (khi đổ bê tông cọc khoan nhồi giá trị phải >2m) Khi bê tông không tụt xuống đ-ợc phải kéo ống lên đồng thời phải cắt dần chiều dài ống Chú ý không để chân ống kéo lên cao - Số l-ợng ống đổ chọn phụ thuộc vào bán kính hoạt động ống diện tích hố móng cần đổ - Nếu đáy hố móng rộng phân thành khối để đổ - Sau đổ, đợi bê tông đặt 50% c-ờng động tiến hành hút n-ớc hố móng, đục bỏ lớp bê tông phía khoảng 10~15 cm tr-ớc đổ bê tông kết cấu bên trên, lớp không đảm bảo chất l-ợng c-ờng độ th-ờng thấp 228 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng Bài Tính toán thiết kế phụ trợ thi công I TÝnh to¸n v¸n l¸t TÝnh v¸n l¸t ngang (thanh số 1) Tải trọng: áp lực ngang đất (hình 7.8) Sơ đồ tính: Trong sơ đồ tính (dầm giản đơn, dầm giản đơn hai đầu mút thừa, dầm liên tục), ta chọn tính ván lát ngang theo sơ đồ dầm giản đơn thiên an toàn đơn giản tính toán Công thức tính toán: ( 7-1) max Rug max M max W M max q1 L12 10 12 ( 7-2) ( 7-3) Trong ®ã: b C-êng độ chịu uốn tính toán gỗ q1 = pa b Rug ; W A Mặt cắt A-A q2 L1 Mặt đất RA L2 L2 A q3 RB L3 L3 B RC C Đáy móng A Pa Pa Hinh 7.8 -Tải trọng tác dụng lên ván lát Công thức (1-14) viết d-ới dạng: ( 7-4) p a L12 Rug Các dạng to¸n víi v¸n l¸t ngang: (1) Cho tr-íc L1 tÝnh δ: (2) Cho tr-íc δ, tÝnh L1: 229 Ch-¬ng 6: số vấn đề thi công móng 5Rug L1 pa pa L12 5.Rug Tính chống đứng Tải trọng áp lực đất từ ván lát ngang truyền sang Sơ đồ tính nh- hình 7.9 Công thức tính toán: max( M , M ) Rug W q2 max RA A Trong ®ã: q2 RB B 3 qL L3 M 3max L2 q2 L22 q3 M max pa1 L L1 a L1 2 RC C Pa L q3 a ( L2 ).L1 Hinh 7.9 - Sơ đồ tính chống đứng Thanh chống ngang Tải trọng: áp lực đất từ chống ®øng trun sang S¬ ®å tÝnh: Néi lùc chống đứng phản lực gối sơ đồ tính Phản lực tầng chống d-ợc tính theo công thức sau: Tầng A: RA q2 L2 TÇng B: RB q2 L2 q3 L3 Tầng C : RC q3 L3 Công thức kiĨm to¸n: i em Ri F i i em em g (7-5) VÝ dô 230 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng Tính chiều dày () cần thiết ván lát hố móng nh- hình vẽ Biết chiều rộng ván lát b=0.25m, khoảng cách chống L1 = 1.2m gỗ làm ván lát có c-ờng độ chống uốn Rg = 1.5x104 kN/m2 Vẽ biểu đồ áp lực ®Êt: * Líp 1: c«ng thøc Pa K a1 Z q.K a1 voi Z ~ h1 300 1 2 Trong ®ã K a1 tg 45 tg 45 2 T¹i Z= Pa q.K a1 15 * 5.0kN / m T¹i Z= h1 Pa1 Pa K a1 h1 5.0 17 * * 16.33kN / m * Lớp 2: Coi tải trọng rải (q) trọng l-ợng thân lớp tải trọng rải mặt lớp 2, với c-êng ®é q * q h1 15 17 * 49kN / m C«ng thøc Pa K a Z q * K a voi Z ~ h2 26 0.39 Trong ®ã K a tg 45 tg 45 T¹i Z= Pa q * K a 49 * 0.39 19.11kN / m T¹i Z= h2 Pa3 Pa K a h2 19.11 19 * 0.39 * 2.5 37.64kN / m q = 15 kN/m2 P a0 kN/m3 L2 h1 = 2m A P a1 B kN/m3 L3 h2 = 2.5m P a2 RC C Đáy móng Pa3 Hình VD2: Mặt cắt hố móng biểu đồ áp lực đất Tính chiều dày ván lát ngang Sơ đồ tính dầm giản đơn có độ L1 Mô men lớn nhịp là: M max q1 L12 10 víi q1 = pa3 b vµ W b ứng suất lớn mặt cắt nhịp: 231 Ch-ơng 6: số vấn đề thi c«ng mãng max VËy M max W q1 L12 p a L12 10 Rug 2 b. p a L12 * 37.64 *1.2 0.0466(m) 4.6cm 5.Rug *1.5 *10 II Tính toán cọc ván Tính toán cọc ván không tầng chống Các b-ớc tính toán: B-ớc 1: Vẽ biều đồ phân bố áp lực đất chủ động, áp lực đất bị động đất áp lực n-ớc tính tác dụng lên cọc ván B-ớc 2: Tính toán trị số áp lực đất chủ động, bị động, áp lực tĩnh n-ớc xác định điểm đặt chúng B-ớc 3: Lấy mô men lực chủ động bị động với điểm 0, áp dụng công thức điều kiện ổn định để tìm chiều sâu đóng cọc d Công thức điều kiện ổn định cäc v¸n: M a0 m M p0 Ea+En1 Ep+En2 ta (7-6) o Trong ®ã: M a0 Ea1t1 Ea t Ea3t M EP t P p Pn1 Pa Pp Pn2 H×nh 7.10 - Cọc ván không tầng chống Từ công thức (7-6), ta suy ph-ơng trình bậc tìm dmin nh- sau : M a0 mM p0 (7-7) Thực tế, đóng ván phải đóng với d' = (1.2~1.5)xd Nguyên nhân điểm lấy mômen thực tế không chân cọc ván mà th-ờng nằm phía chân cọc ván Ví dụ Tính chiều sâu cần thiết ngàm cọc ván vào đất d-ới đáy móng hố móng sau để đảm bảo cọc ván ổn định, biết m = 0.7 (hình VD3) 232 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng MN MN h=3m 'kN/m3 Ea+En1 Ep+En2 o ta d=? MN o Pa Pn1 Pp Pn2 Hình VD3: Hố móng biểu đồ áp lực đất Vẽ biểu đồ phân bố áp lực đất n-ớc: * áp lực đất chủ động: Pa '.K a Z 10 * * h d 3.33 * h d voi 30 Trong ®ã K a tg 45 tg 45 2 Z h d Pn1 n h d 9.81* h d Pa Pn1 3.33 * h d 9.81* h d 13.14 * h d * áp lực bị động: Pp '.K p Z 10 * * d 30 * d voi Z d 30 2 Trong ®ã K p tg 45 tg 45 2 Pn n d 9.81* d Pp Pn 30 * d 9.81* d 39.81* d Tính trị số áp lực chủ động bị động (cả áp lực n-ớc) 1 E a Pa Pn1 h d 13.14 * h d * h d 6.57 * h d 2 1 E p Pp Pn .d 39.81 * d * d 19.905 * d 2 TÝnh mô men chủ động bị động với điểm O thiết lập ph-ơng trình: M a0 E a t a 6.57 * h d * h d 2.19 * h d 3 M p0 E p t p 19.905 * d * d 6.635 * d Ph-ơng trình cân bằng: M a0 m.M p0 2.19 * h d 0.7 * 6.635 * d h d 2.1208 * d 3 233 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng Từ ph-ơng trình rút ph-ơng trình bậc d Giải ph-ơng trình ta tìm đ-ợc chiều sâu đóng cần thiết Chiều dài đóng thực cọc ván d = 1.2*d = 1.2*10.53 = 12.64m 13m Tính toán cọc ván tầng chống Các b-ớc tính toán: B-ớc : Vẽ biều đồ phân bố áp lực đất chủ động, áp lực đất bị động đất áp lực n-ớc tính tác dụng lên cọc ván B-ớc 2: Tính toán trị số áp lực đất chủ động, bị động, áp lực tĩnh n-ớc xác định điểm đặt chúng a B-ớc 3: Lấy mô men lực chủ động bị động với điểm A, áp dụng công thức điều kiện ổn định để tìm chiều sâu đóng cọc d A TA Công thức tính toán : M aA m M pA ta (7-8) ChiỊu s©u d tính đ-ợc từ ph-ơng trình (7-8) chiều sâu ®ãng cäc v¸n thùc tÕ Ea+En1 Ep+En2 Pn1 Pa Pp Pn2 Hình 7.11 - Cọc ván tầng chống ví dụ Tính chiều sâu cần thiết ngàm cọc ván vào đất d-ới đáy móng để đảm bảo cọc ván ổn định, biết m = 0.7 hố móng có 01 tầng chống ngang (hình VD4) Vẽ biểu đồ phân bố áp lực đất n-ớc: MN A A ta h=6m 'kN/m3 MN d=? 1m MN Ea+En1 Ep+En2 Pn1 Pa Pp Pn2 234 Ch-¬ng 6: mét số vấn đề thi công móng Hình VD4: Hố móng biểu đồ áp lực đất * áp lực đất chđ ®éng: Pa '.K a Z 10 * * h d 3.33 * h d voi 30 Trong ®ã K a tg 45 tg 45 2 Z h d Pn1 n h d 9.81* h d Pa Pn1 3.33 * h d 9.81* h d 13.14 * h d * áp lực bị động: Pp '.K p Z 10 * * d 30 * d voi Z d 30 3 Trong ®ã K p tg 45 tg 45 2 Pn n d 9.81* d Pp Pn 30 * d 9.81* d 39.81* d Tính trị số áp lực chủ động bị động (cả áp lực n-ớc) 1 E a Pa Pn1 h d 13.14 * h d * h d 6.57 * h d 2 1 E p Pp Pn .d 39.81 * d * d 19.905 * d 2 TÝnh mô men chủ động bị động với điểm A thiết lập ph-ơng trình: (h=4m) 2 M aA E a t a 6.57 * h d * h d 1 4.38 * h d 4.38h d M pA E p t p 19.905 * d * h d 13.27 * d 19.905 * h * d Ph-ơng trình cân bằng: M a0 m.M p0 4.38 * h d 4.38 * h d 0.7 * 13.27 * d 19.905 * h * d Từ ph-ơng trình rút ph-ơng trình bậc d, (d kết thực cần đóng cọc ván) Cọc ván nhiều tầng chống Cọc ván nhiều tầng chống tính toán tính toán kiểm tra ứng suất thân cọc ván, không kiểm tra ổn định 235 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng Bài 4: thi công móng cọc đ-ờng kính nhỏ I Thi công đóng cọc nơi n-ớc mặt Đóng cọc mặt đất a) Chuẩn bị mặt thi công, tập kết cọc, búa đóng cọc b) Xác định vị trí trọng tâm nhóm cọc, vị trí cọc c) Lắp dựng đ-ờng di chuyển giá búa d) Tiến hành đóng cọc Để tiếp tục hạ cọc đến cao độ thiết kế sử dụng cọc dẫn (nếu cần) e) Đào đất hố móng, đập đầu cọc làm hố móng, lắp dựng thi công bệ Phạm vi sử dụng: Khi chiều sâu móng nhỏ, chiều dài cọc dẫn ngắn, tốn l-ợng đóng cọc Khi cọc th-a dễ đào hố móng, dùng thủ công kết hợp với giới hoá để đào hố móng Và mực n-ớc ngầm nằm đáy móng -u nh-ợc điểm: Hình 7.12: Đóng cọc mặt đất - Di chuyển đóng cọc dễ dàng, không cần nhiều thiết bị phụ trợ - Giảm thời gian hút n-ớc hố móng - Tốn l-ợng đóng cọc phải dùng cọc dẫn - Khó khăn đào hố móng làm kéo dài thời gian thi công Đào đất đóng cọc a) Xác định vị trí, kích th-ớc, cao độ hố đào b) Tiến hành đào hố móng gần đến cao độ đáy bệ hay gần đến cao độ mực n-ớc ngầm Chú ý cao độ đào th-ờng kết thúc cao cao độ mực n-ớc ngầm 0.5m c) Chuẩn bị mặt thi công, tập kết cọc, máy đóng cọc c) Xác định vị trí trọng tâm nhóm cọc, vị trí cọc d) Tiến hành ®ãng cäc d-íi hè mãng ®Õn cao ®é thiÕt kÕ e) Đập đầu cọc làm hố móng, lắp dựng ván khuôn thi công bệ móng Hình 7.13: Đóng cọc hố móng Phạm vi áp dụng: Khi số l-ợng cọc móng nhiều đồng thời MNN lại t-ơng đối sâu Địa chất ổn định -u nh-ợc điểm: - Tiết kiệm l-ợng rút ngắn đ-ợc cọc dẫn đóng cọc - Có thể giới hoá việc đào đất rút ngắn đ-ợc thời gian đóng cọc - Nh-ng gặp khó khăn việc ổn định vách hố đào - Cần ý việc thoát n-ớc hố móng thới gian thi công Đóng cọc sàn tạm 236 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng Phạm vi sử dụng: Có thể sử dụng ph-ơng pháp cho tr-ờng hợp cao độ đáy bệ nằm thấp, để rút ngắn chiều dài cọc dẫn tận dụng búa nhỏ để đóng cọc -u nh-ợc điểm: - Tốn vật liệu làm sàn tạm Hình 7.14: Đóng cọc sàn tạm Đóng cọc sàn di động Ưu điểm: - Sàn di động dịch chuyển dọc hố móng, sàn đặt gi¸ bóa cã thĨ di chun ngang, vËy cã thể đóng cọc vị trí - Sàn di động làm thép chữ I, tháo lắp dễ dàng Phạm vi áp dụng: Khi hố móng sâu có bề dài lớn nhiều so với bề ngang Hình 7.15: Đóng cọc sàn di động II Thi công đóng cọc nơi có n-ớc mặt Đắp đảo nhân tạo (1) Xác định vị trí, kích th-ớc, cao độ đảo (2) Xác định vị trí trọng tâm nhóm cọc, vị trí cọc (3) Tiến hành đóng cọc đảo (nh- đóng mặt đất) (4) Đào đất hố móng, đập đầu cọc thi công bƯ Ph¹m vi sư dơng: - Khi hn thÊp (< 2m), vận tốc dòng chảy nhỏ - Đối với vị trí mố trụ gần bờ hay vị trí tính chất thông thuyền áp dụng ph-ơng pháp không cản trở dòng chảy Hình 7.16: Đóng cọc đảo đất -u nh-ợc điểm: - Thi công đơn giản - Khối l-ợng đào đắp lớn, ảnh h-ởng nhiều đến chế độ dòng chảy - Dòng chảy bị thu hẹp có khả ảnh h-ởng đến thoát n-ớc dòng sông - Nếu tốc độ dòng chảy lớn phải có biện pháp gia cố mái dốc đảo nh- làm tăng chi phí 237 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng Đóng cọc sàn tạm (1) Xác định vị trí, kích th-ớc sàn tạm (2) Lắp dựng sàn tạm hệ (3) Xác định vị trí trọng tâm nhóm cọc, vị trí cọc (4) Tiến hành đóng cọc sàn tạm (5) Sử dụng thùng chụp vòng vây cọc ván, bơm hút n-ớc hố móng tiến hành thi công bệ Hình 7.17: Đóng cọc sàn tạm Phạm vi sử dụng: - Khi chiều sâu n-ớc mặt (hn ) vận tốc dòng chảy t-ơng đối lớn - Sông không thông thuyền hay vị trí không thông thuyền -u nh-ợc điểm: - Di chuyển lắp dựng giá búa đóng cọc thuận lợi - Thi công xác - Tốn thiết bị phụ trợ Đóng cọc hệ (1) Thiết kế, lắp đặt hệ (phao, xà lan) (2) Xác định vị trí trọng tâm nhóm cọc, vị trí cọc (3) Tiến hành đóng cọc hệ (4) Sử dụng thùng chụp vòng vây cọc ván, bơm hút n-ớc hố móng tiến hành thi công bệ Hình 7.18: Đóng cọc hệ Phạm vi sử dụng: - Thi công vị trí đủ để đạt độ phao hay vị trí sông mà phải đảm bảo thông thuyền -u nh-ợc điểm: Có thể đảm bảo thông thuyền thi công - Việc neo giữ ổn định hệ trình thi công t-ơng đối khó khăn - Thi công dễ bị sai số khó đảm bảo xác vị trí III Các yêu cầu đóng cọc - Phải th-ờng xuyên theo dõi vị trí cọc trọng tâm nhóm cọc để điều chỉnh cho thích hợp Trong trình đóng phải theo dõi độ thẳng tim cọc - Theo dõi độ chối chiều dài cọc đà đóng để biết đ-ợc tốc độ hạ cọc có khả phán đoán cố cọc gặp ch-ớng ngại vật hay bị gÃy cọc đóng Đồng thời để biết đ-ợc cọc đà đến độ sâu đạt sức chịu tải yêu cầu hay ch-a 238 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng Bài Thi công móng giếng chìm Công tác chuẩn bị mặt a) Khi thi công nơi n-ớc cạn: Mặt phải phẳng, vững chắc, ổn định tránh để xảy t-ợng đổ bê tông đốt giếng mà bị lún không gây cho giếng bị lún lệch Nền đất phải chịu đ-ợc áp lực 1.5~2.0 kg/cm2 - Nếu lớp mặt yếu phải đào bỏ, thay lớp đệm cát đầm chặt - Nếu mực n-ớc ngầm thấp đào hố móng đến độ sâu cao MNN 1m đoạn giếng đ-ợc đúc b) Khi thi công nới có n-ớc mặt: Khi hn 2m: đắp đảo đất đất cát, cát pha sét, ý ®Õn m¸i dèc i, chó ý tèc ®é thu hĐp làm tăng vận tốc dòng n-ớc gây xói mái dốc nên phải gia cố mái dốc Mặt đảo cao MNTC 0.5m, rộng bình diện giếng 2m Khi hn > 2m < hn 5m: dïng cäc v¸n gỗ có bề dầy xác định nh- sau: 14 16 h dn Ru (cm) (7-9) Trong đó: h Chiều cao đảo Ru C-ờng độ chịu uốn tính toán gỗ dn Trọng l-ợng thể tích đẩy dất Mép giếng phải bố trí xa cọc ván đoạn: a h.tg 45o 1.5m víi ( = 25~30o) 2 (7-10) Khi 6m < hn < 12m : dùng vòng vây tròn cọc ván thép, bên đắp đất Đúc giếng Sau chuẩn bị đ-ợc nền, tiến hành rải lớp tà vẹt để làm móng cho ván khuôn đúc đoạn giếng đầu tiên, đặt tà vẹt cách từ 0.5~1m để ứng suất tác dụng lên đất < 1kg/cm2 ; ý chèn chặt khe hở cát đá dăm Nếu giếng có nhiều đoạn hình thức giống ván khuôn thép làm kiểu tr-ợt Đổ bê tông cần l-u ý tránh biến dạng Đổ bê tông phải tiến hành toàn diện tích nền, lớp để tránh đất bị biến dạng cục Bê tông đúc xong cần bảo d-ỡng, đợi đủ c-ờng độ tiến hành tháo tà vẹt Trình tự tháo tà vẹt nh- sau: - Đầu tiên tháo tà vẹt chân t-ờng Tháo đối xứng từ hai đầu - Tháo tà vẹt hai t-ờng đầu từ 239 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng - Sau tháo tà vẹt t-ờng ngoài, tháo cách tháo đối xứng qua tà vẹt gối, tháo tà vẹt chèn cát chặt chỗ tà vẹt Cuối tháo tà vẹt gối Đào đất giếng Dùng cần trục có sức nâng 6~12T, ý bố trí sàn gỗ vững cắc chỗ n-ớc không sâu để phục vụ cho công tác đổ bê tông Đất xung quanh giếng bị ảnh h-ởng lún sụt từ 3~4 m nên cần có biện pháp đề phòng Xúc đất lên dùng gầu ngoạm, dung tích từ 0.75~1m3 đất dính, cát to, sỏi sạn), cong với đất rời rạc, cát nhỏ dùng ph-ơng pháp xói hút Đào đất cần xuống sau tất diện tích đáy giếng Đất hố không đ-ợc lấy chênh 0.5m Tránh l-ợng bùn cát nhỏ chảy vào giếng Khi gặp cố nh- đá tảng, thân phải cẩn thận tìm biện pháp kéo vào lòng giếng Nếu đá to phá choòng, hay đục Để khắc phục kịp thời cố thi công nh- giếng bị nghiêng, xuống không cần phải theo dõi th-ờng xuyên đ-ờng trục giếng Để giảm ma sát đất xung quanh giếng xói n-ớc xung quanh bôi trơn mặt thành giếng lớp áo bùn (vữa sét, n-ớc) Đổ bê tông bịt đáy, lấp lòng đổ bê tông nắp giếng Khi hạ đến độ sâu thiết kế tiến hành đổ lớp bê tông bịt đáy lớp bê tông có chiều dày hBT > 1.5 lần (cạnh nhỏ hố lấy đất) Mặt giếng th-ờng bố trí thấp MNTN 0.5m Đổbê tông nắp giếng ph-ơng pháp khung vây cọc ván thép nơi có n-ớc mặt Nếu không lấp lòng giếng bê tông lấp lòng giếng cát hay để rỗng 240 ... Kiểu bố trí có -u điểm cắt nối cọc ván, nh-ng tốn nhiều cọc ván 225 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng c) Ưu nh-ợc điểm - Linh hoạt áp dụng: thi công ? ?-? ??c nơi mặt thi công chật hẹp, n-ớc ngầm gần... ổn định -u nh-ợc điểm: - Tiết kiệm l-ợng rút ngắn ? ?-? ??c cọc dẫn đóng cọc - Có thể giới hoá việc đào đất rút ngắn ? ?-? ??c thời gian đóng cọc - Nh-ng gặp khó khăn việc ổn định vách hố đào - Cần ý việc... Trình tự tháo tà vẹt nh- sau: - Đầu tiên tháo tà vẹt chân t-ờng Tháo đối xứng từ hai đầu - Tháo tà vẹt hai t-ờng đầu từ 2 39 Ch-ơng 6: số vấn đề thi công móng - Sau tháo tà vẹt t-ờng ngoài, tháo cách