Cong trinh Nhan tao F2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI –CƠ SỞ BỘ MƠN CẦU HẦM -***** - MƠN HỌC CÔNG TRÌNH NHÂN TAẽO F2 (BI GING) TP.HCM, nm 2014 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo Chương 1: Khái niệm chung Thi công cầu 1.1 Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu biện pháp thi công hạng mục công trình cầu Việc phân chia hạng mục tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể như: Vật liệu, thiết bị, cách thi công Việc áp dụng biện pháp phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể Nghiên cứu công nghệ thi công: Nghiên cứu phương pháp, cách thức thực công việc phù hợp với tiến kỹ thuật, trình độ thi công quản lý, kết hợp với kinh nghiệm tích lũy để thực công việc theo trình tự định nhằm đạt yêu cầu chất lượng đề từ trước Nghiên cứu khoa học tổ chức thi công: Nhằm tổ chức thi công công việc có khoa học để đảm bảo tiến độ nhanh mà chất lượng đảm bảo 1.2 Đặc điểm môn học: Gắn với thực tế sản xuất thi công Liên quan đến nhiều kiến thức cơ sở Là môn học rộng Các kiến thức thường xuyên bổ sung thay đổi thay đổi thường xuyên công nghệ để không ngừng hoàn thiện 1.3 Yêu cầu môn học: PhảI nắm vững kiến thức Do môn học gắn với thực tế nên phảI biết cách vận dụng áp dụng PhảI biết kết nối nội dung phần với để đợc kiến thức tổng hợp Phải liên hệ kết hợp với kiến thức khác ngành cầu 1.4 Tình hình xây dựng cầu nay: Các công nghệ thi công cầu đà áp dơng réng r·I trªn thÕ giíi cịng nh­ n­íc cho cầu BTCT cầu thép 1.4.1 Đối với cầu BTCT: Các công nghệ thi công phổ biến: Lao lắp cần cẩu Lao lắp giá lao Thi công dàn giáo cố định Thi công dàn giáo di động Thi công theo phương pháp đúc hẫng Thi công theo phương pháp đúc đẩy 1.4.2 Đối với cầu thép: Các công nghệ thi công phổ biến: Lắp chỗ thực đà giáo, lắp hẫng lắp bán hẫng Thi công theo phương pháp lao: Lao dọc lao ngang Thi công cần cẩu Tài liệu môn học Công trình nhân tạo Chương 2: phương pháp xây dựng biện pháp công nghệ Thi công cầu 2.1 Công tác làm đất: (Tức công tác đào đất đá xây dựng) Các công việc chủ yếu là: San ủi mặt bằng, đào đất hố móng, đào đất đắp đầu cầu đắp đảo nhân tạo Những yêu cầu: Thi công công trình kích thước thiết kế, máI đất ổn định, đắp đảm bảo độ chặt, không bị lún, đào giữ đợc trạng tháI nguyên thổ Công tác làm đất tiến hành máy máy kết hợp với thủ công, khối lượng đào đắp nhỏ làm hoàn toàn thủ công Trớc thi công cần phảI đánh giá mức độ khó khăn đất dựa theo phân loại đất từ bố trí loại máy thi công, nhân lực cách hợp lý 2.1.1 Xác định khối lượng thi công: Mục đích: Nhằm lấy số liệu để thiết kế lập dự toán lập kế hoạch, tổ chức thi công Do địa hình phức tạp nên việc xác định khối lượng xác khó khăn Trong trường hợp tổng quát:  F  F2  L (m3)  2.F  V    Trong ®ã: F1: Diện tích mặt cắt đầu F2: Diện tích mặt cắt cuối F: Diện tích mặt cắt điểm đoạn đắp có chiều dàI L Khi tính toán thường kể đến hệ số tơI xốp ứng với loại đất Có hai phương pháp xác định khối lượng san ủi mặt bằng: Phương pháp lưới tam giác phương pháp lới ô vuông Tuỳ theo điều kiện địa hình mà cạnh lưới ô vuông cắm từ 50 10m, phức tạp chia nhỏ Mỗi ô vuông kẻ đường chéo, chiều cao đỉnh Hij= CĐTN - CĐTK, (+): tức phần đào, (-): tức phần đắp Với i: số thứ tự theo hàng ngang, j: số thứ tự đỉnh hàng Mỗi tam giác đánh số thứ tự 1,2,3 Thể tích lăng trụ tam giác có cao ®é cïng dÊu V Langtru  a H  H  H  (1) Tài liệu môn học Công trình nhân tạo Đối với khối lăng trụ tam giác mà đỉnh chúng có cao độ khác dấu ®­ỵc tÝnh theo ba b­íc:  B­íc 1: TÝnh theo công thức (1), ta khối lượng dư sau điều phối phần đào phần đắp Nếu dấu (+) phần đào nhiều phần đắp Bước 2: Tính thể tích phần khối hình chóp tam gi¸c cã chiỊu cao H3 :  a H 3 V   6.H  H  H2  H3 (2)  B­íc 3: TÝnh thể tích phần hình nêm lại: VNêm= VLămg trụ - V 2.1.2 Công việc chuẩn bị: - Các công việc chủ yếu gồm: san dọn mặt lên khuôn công trình thực địa Các công việc đa dạng, phụ thuộc vào địa hình quy mô công trình - Nếu công trình nằm khu vực nội thị công việc chuẩn bị phải tổ chức đường tránh đảm bảo giao thông, rào ngăn khu vực thi công di dời công trình ngầm qua khu vực đào hố móng - Nếu công trình địa hình trũng, thấp cần phải đào hệ thống thoát nớc đảm bảo khu vực thi công không bị ngập nước - Trong công tác lên khuôn công trình cần san bóc hết lớp đất hữu phía trên, đào hết gốc tạo địa hình tương đối phẳng - Khi xác định mép đào hay mép đắp cần phải tính đến hệ số hiƯu chØnh ®é dèc s­ên: KS = n  với n: độ dốc tự nhiên - Biện pháp lên khuôn vị trí nằm dới đáy hố móng: Dùng cọc gỗ dung xung quanh móng tạo thành giá đo Trên ngang góc đo dùng thước xác định vị trí góc kết cấu dùng ca đinh đánh dấu điểm Muốn xác định vị trí điểm góc đáy hố móng dùng dây thép nhỏ căng qua điểm đà lấy dấu giá đo dùng dây rọi dóng từ điểm giao cắt hai hướng dây căng xuống cao độ cần xác định 2.1.3 Biện pháp đào đất hố móng: 2.1.3.1 Trường hợp hố móng cạn, kết cấu chống vách: Tài liệu môn học Công trình nhân tạo - áp dụng: hố móng có chiều sâu tối đa 3m, vách hè mãng cã m¸i dèc 1: 0,75  :1 - Biện pháp thi công: Máy đào gàu nghịch 1m 0,5m Sử dụng máy đào gàu nghịch bánh lốp bánh xích đứng vị trí cách mép hố móng 1m, di chuyển dọc theo chiều dài cạnh hố móng để đào lấy đất theo lớp 5-12m Trong trình đào đất đựơc thải đến ôtô vận chuyển, đồng thời phải sữa sang ta luy vách hố móng Đào đến vị trí cách CĐTK đáy móng 0,5m phải đào hoàn toàn thủ công, đất vận chuyển lên miệng hố móng thủ công: tức theo bậc lên xuống taluy hố móng xúc đổ vào thùng chứa dùng cần cẩu đưa lên khỏi hố móng đổ lên ôtô (Chú ý: đất dới đáy hố móng khối đợc đào không đợc đắp đất bù vào) Tuỳ theo kích thước hố móng tầm với cần mà bố trí ôtô đứng trớc sau, tương ứng với vị trí ôtô định hành trình máy đào 2.1.3.2 Trường hợp hố móng cạn, có kết cấu chèng v¸ch: - ¸p dơng hè mãng cã chiỊu sâu lớn 3m đất yếu có tượng cát chảy dễ sập lở NgoàI ra, để giảm bớt diện tích miệng hố móng vách hó móng đào thẳng đứng, thành phảI kè chống tường ván chống vách - Tuỳ thuộc vào dạng kết cấu văng chống mà sử dụng máy đào gàu nghịch hay máy đào gàu ngoạm Máy đào gàu nghịch Hố móng đào thủ công - Nếu văng chống gồm hàng chống ngang tạo thành khe ngang dùng máy đào chạy dọc theo mép hố móng lựa gầu lấy đất theo khe Tài liệu môn học Công trình nhân tạo - Nếu văng chống khung gồm chống theo chiều ngang dọc tạo thành ô không dùng máy đào, phảI dùng máy xúc gàu ngoạm thả gàu qua ô để đào đất + Năng suất máy đào gầu: P= 60.V.n.K1.K2.K3 (m3/h) Trong đó: V: dung tích gầu (m3) n: số chu kỳ hành trình đào - đổ gầu m¸y mét n 60 t t: thêi gian chu kỳ k1: hệ số triết giảm không lấy đầy gầu (0,95s) k2: hệ số triết giảm thêi gian di chun (0,85s) k3: hƯ sè sư dơng máy không liên tục (0,75s) + Số lượng xe ôtô: n T.P 0,9.VX Trong đó: P: Năng suất máy đào L T = 0,12 (m3/h) (h) L: Khoảng cách vận chuyển VX G G: trọng tải xe (Km) (m3) (T) : trọng lượng đất (T/m3) 2.1.3.3 Đào đất hố móng bị ngập nước: - Đặc điểm: + Đào đất điều kiện ngập nước (khi cha bơm cạn nước) + Đào vòng vây - Các trường hợp xảy ra: Nếu mực nước thi công (Hn) < 2m: thiết bị đào vận chuyển đất phải đứng + di chuyển đường công vụ sàn đạo + Nếu mực nước thi c«ng (Hn) > 2m: cã thĨ dïng hƯ nỉi phục vụ thi công + Nếu đất cát mịn sét chặt vướng đầu cọc, lẫn nhều đá mồ côi sử dụng biện pháp xói hút cát dễ bị tan nước, sét hình thành phễu, lại đào gầu ngoạm đào chìm - Biện pháp xói hút: Tài liệu môn học Công trình nhân tạo + + Thiết bị xói hút gồm đầu vòi xói nước để phá đất thành bùn hạt rời đầu hút thuỷ lực hoạt động ép Đường kính ống hút 100 250mm, kèm song song với ống hút đường ống dẫn ép xuống đến đầu hút máy Tại đường ống ép đổi chiều đổi chiều thổi vào buång hót mét gãc chÐo 20  250 so với phương thẳng đứng theo đường ống ngược lên vào ống hút tạo nên buồng chân không khu vực cửa hút, nước bùn bị vào vòi theo luồn khí ép ngược dọc lên theo ống hút để xả Máy hút viên đá lớn: kích thớc < 1/4 đường kính ống + 2.2 Công tác nổ mìn: Trong thi công cầu, công tác sau cần sử dụng biện pháp nổ mìn: Phá tảng đá mồ côI, đào phá đá dới đáy hố móng, phá móng, mố trụ KCN cầu cũ 2.2.1 KháI niệm nổ mìn: - Tác dụng nổ mìn: Nổ phản ứng hoá học cực nhanh kèm theo giảI phóng lượng cực + lớn, tâm nổ nhiệt độ lên tới 30000 C, áp suất cao gây sóng va đập với vận tốc lớn, gần tâm nổ ảnh hưởng lớn áp suất khí nổ tỉ lệ với độ chặt môi trường xung quanh + - Các vùng tác dụng: + Vùng nén: môI trờng bị nén chặt đột ngột bị nát vụn + Vùng phá rời: môi trường bị chia cắt, phá vỡ + Vùng chấn động: không phá vỡ kết cấu mà làm chấn động phần tử tạo nên môi trờng, vùng nguyên vẹn sau nổ - Các khái niệm: Một lượng thuốc nổ tập trung đợc chuẩn bị nổ gọi phát mìn + Phát mìn đặt áp sát vào đối tợng cần phá gọi mìn đắp hay mìn ốp + Phát mìn nằm sâu đối tợng cần phá gọi mìn nạp + + Một môi trường nổ phá có nhiều mặt thoáng + Đờng kháng (W): khoảng cách ngắn từ tâm nổ đến mặt thoáng Bán kính phểu nổ (r): bán kính đường tròn vĩ tuyến giao cắt vùng phá hoại + với mặt thoáng + Chỉ số tác dụng phát mìn (n): n r W Nếu: n1: nổ văng xa, đất đá bị nát vụn đẩy xa Nổ hạn chế Nổ tung Nổ văng xa 2.2.2 Vật liệu nổ: - Thuốc nổ chất hợp chÊt ho¸ häc trén lÉn víi mét sè phơ gia Nó có tiêu sau: + Độ nhạy: khả phát nổ tác dụng xung lượng + Sức nổ: khả sinh công phá hoại môI trường nổ (cm3) Sức công phá: khả phá hoại thuốc nổ tác dụng vào môI trờng nằm gần + phát mìn (mm) Tốc độ kích nổ (m/s) + Độ chuyền nổ: khả kích nổ khởi nổ thỏi thc mét ph¸t + thc nỉ cã nhiỊu thái - Phương pháp xác định tiêu thuốc nổ: + Độ nhạy: cho rơI nặng daN xuống 0,05g thuốc xác định hai thông số chiều cao rơI tối thiểu để nặng rơI xuống thuốc nổ (cm) tính % số lần nỉ cho r¬I tõ chiỊu cao 25cm + Søc nổ: cho 10g thuốc vào lỗ tạo sẵn kích thớc 25mm, dàI 125mm khối chì + hình trụ 200mm, cao 200mm vµ kÝch nỉ b»ng kÝp Sau nỉ lỗ khối chì biến dạng thành lê Đo thể tích dÃn trừ thể tích lỗ trước nổ sức nổ Sức công phá: cho 50g thuốc nổ gói chặt miếng thép dày 10mm, miếng thép đặt thỏi chì nguyên chất 40mm, cao 60mm, đáy thỏi chì đặt đế thép dày 20mm Sau kích nổ thỏi chì bị ép xuống, độ chênh lệch chiều cao cho biết sức công phá - Một số loại thuốc nổ công nghiệp thông dụng: TNT: loại thuốc nổ đơn chất, kết tinh màu vàng, mùi thơm, vị đắng độc Nó đợc sản xuất thành bột khô vảy trấu ép bánh Đây loại thuốc nổ có sức nổ trung bình, an toàn, nổ nớc tạo thành khói nổ Amônít: loại thuốc nổ hỗn hợp, thành phần gồm TNT, Nacl, bột nhôm, mùn ca hạt nhỏ, cứng rời đóng thành thỏi màu vàng nhạt Nó chia thànhnhiều Tài liệu môn học Công trình nhân tạo nhóm theo sè hiƯu Am«nÝt cã søc nỉ kÐm TNT nhng cã sức công phá lại lớn hơn, an toàn, tan nớc, nổ tạo khói Dynamít: thuốc nổ hỗn hợp, thành phần chủ yếu: nitro glyxerin, dẻo, màu nâu sẫm, sức nổ mạnh, kích nổ va chạm, chà xát nhịêt độ > 80C nên an toàn Nó nổ nước nổ không tạo khí độc Ngoài có mét sè lo¹i thc nỉ m¹nh nh: C4, Hecxoghen - Phơng tiện nổ: Để làm nổ phát mìn cần cung cấp cho 1-Vỏ nhôm đồng 2- Thuốc kích nổ lần a- Kíp đốt lượng định gọi 3-Vỏ đựng thuốc kích nổ lần xung lượng kích nổ Chất kích nổ 4-Thuốc kích nổ lần 5-Điểm hoả(mắt ngổng) lượng thuốc nhỏ 6-Chất cháy chậm mạnh nhạy, đợc chế tạo dới 7- Dây tóc bốc cháy 8- Dây điện dạng kíp nổ dây nổ Kíp nổ có hai loại là: kíp nổ đốt kíp điện 9- Chất cách ly b- Kíp điện Kíp đốt: gắn vào dây cháy chậm., đốt đầu dây thuốc cháy dần đến kíp làm cho chất nổ kíp phát nổ Kíp điện: khác với kíp đốt phía đuôi kíp có phận gây cháy dây tóc đốt nóng dòng điện dẫn vào dây dẫn Cả hai loại có cỏ đồng nhôm, có 5,5 7mm vµ cã chiỊu dµi theo sè hiƯu cđa kÝp Dây cháy chậm.: sợi dây có 6mm, lõi đặt chất dẫn cháy gồm thuốc nổ đen, bột than, diêm tiêu bọc ba lớp sợi bông, phía phủ hắc ín để chống ẩm Dây dẫn nổ: dùng để truyền nổ từ nơi phát nổ đến mìn Dây nổ có lõi thuốc nổ mạnh với lợng nhỏ, bên có vỏ bọc nhựa bảo vệ, dây dẫn từ vị trí điểm hoả tới mìn, vỏ có híng trun nỉ, vËn tèc trun nỉ 7000m/s Nã lµ loại mìn sợi dài, để làm cho dây dẫn phát nổ phải dùng kíp buộc vào đầu dây điểm hoả 2.2.3 Biện pháp nổ mìn: Có ba biện pháp nổ mìn: nổ mìn ốp, nổ mìn lỗ nhỏ nổ mìn buồng Trong thi công cầu sử dụng nổ mìn ốp nổ mìn lỗ nhỏ - Nổ mìn ốp dùng để phá đá mồ côi, cắt đứt kết cấu Thuốc nổ gói chặt thành bộc phá buộc vào khối đá gài xuống phía dới khối đá, gói thuốc đà gài Tài liệu môn học Công trình nhân tạo kíp nổ §èi víi kÕt cÊu thÐp cã tiÕt diƯn tỉ hỵp ứng với phận tổ hợp tiết diện bố trí lợng nổ riêng - Nổ mìn lỗ nhỏ: dùng để phá đá hố móng phá dỡ kết cấu bê tông Lỗ khoan có 42 60mm, chiều dài vào chiều dày lớp đá cần đào kết cấu bê tông càn phá - Cấu tạo mìn: Phía đáy lỗ mìn thuốc nổ đợc lèn chặt, phần thuốc có gài kíp nối lỗ mìn dây cháy chậm Hoặc dây điện Phần lỗ mìn lại lèn chặt mùn khoan đất sét dẻo gọi bua mìn Chiều dài bua mìn không đợc nhỏ 1/3 chiều dài toàn lỗ mìn - Cự ly lỗ khoan: Công thức kinh nghiệm a= 0,5 W (n+1) Bố trí lỗ mìn đào phá đá b= 0,435 W (n+1) Tại hố móng: khoan bốn lỗ xiên chéo tạo thành phểu gọi lỗ mìn moi Khi khoan xong lỗ phải dùng nút đóng kín Lỗ mìn moi Nếu thi công nơi có nớc phải lu ý dùng thuốc nổ không tan nước dùng kíp điện 2.2.4 Tính toán lượng nổ: - Đối với biện pháp nổ mìn lỗ nhỏ theo hình thức nổ om, lượng thuốc nổ đợc xác định: C=q W3 (kg) Trong đó: q: lượng thuốc nổ tiêu chuẩn Amônít N09 cần thiết để phá vỡ 1m3 đất đá (kg/m3) W: đường kháng nhỏ tính từ tâm nổ đến mặt thoáng (m) - Khi dùng loại thuốc nổ khác C=.q W3 Hệ số tuỳ theo loại thuốc nổ: TNT có =0.5 2.2.5 Điều khiển nổ: Có ba biện pháp: dùng dây cháy chậm, dùng dây dẫn nổ dùng điện - Điều khiển dây cháy chậm: Chiều dài đoạn dây cháy chạm mìn đầu tiên: Trong đó: L n  1.t1  t  50 V n: Sè lượng mìn người đốt t1: thời gian đốt dây cháy chậm, (25s) t2: thời gian ẩn nÊp (60s/100m) 10 ... - Bã sỵi song song: 165, 205, 245, 485 - Tao xoắn sợi: loại 12,7mm loại 15,2mm Sử dụng tao đơn Bó thành bó: 7, 9, 12, 15, 19, 23, 27, 32, 40 tao - C¸c cèt thép nắn duổi thẳng máy chuyên... tròn: Các ván phẳng định hình Các ván phẳng không định hình Các ván mặt cong Hai đầu tròn bên ghép ba cong, ván đai cong nối lại với neo vào hai đầu nẹp ngang hai cạnh phẳng bu lông trái chiều... dùng bó gồm tao xoắn dùng loại neo tương tự neo trám 22 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo F B A D C G E A - Công nghệ căng sau: dùng bó sợi song song cần neo chóp cụt, dùng bó gồm tao xoắn dùng