ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU ( thuyêt minh + bản vẽ )

Hình : Xác định tim trụ cầu bằng phương pháp tam giácVậy đặt máy kinh vĩ I tại vị trí O hướng theo tim cầu,đặt máy kinh vĩ II tại Ahướng về O,sau đó mở 1 góc .giao hai hướng đó tai C là

THIẾT KẾ MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THI CÔNG CHO MỘT TRỤ GIỮA SÔNG

CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

I.1.KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐIỂM CỦA CÔNG TRÌNH :

1.Khí tượng

Công trình thuộc khu vực đông nam bộ - trong vùng nhiệt đới gió mùa, nênkhí hậu chia làm 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùakhô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Nhiệt độ trung bình hàng nămvào khoảng 26C – 27C;

Khí hậu ít biến động, ít có thiên tai do khí hậu (không gặp thời tiết quálạnh hay quá nóng, ít trường hợp mưa lớn, ít bão và bão nếu có cũngchỉ là bão nhỏ, ngắn…)

2.Nắng :

Sau khu vực miền Nam Trung Bộ thì khu vực tuyến đi qua là nơi có sốgiờ nắng cao thứ hai của Việt Nam Trung bình hàng ngày có khoảng 7giờ nắng, tháng có số giờ nắng cao nhất là tháng 3 với trung bình ngàylà hơn 9 giờ và thấp nhất là tháng 6 với trung bình ngày là hơn 5 giờ

3.Mưa

Khu vực tuyến đi qua nằm trong vùng mưa XVIII Phân bố mưa trongnăm tập trung vào thời kỳ từ tháng V đến tháng XI - thời kỳ thịnhhành của gió mùa Tây Nam Tổng lượng mưa của thời kỳnày chiếmkhoảng 85% tổng lượng mưa năm Ngược lại, trong thời kỳ từ tháng 12đến tháng 4 năm sau - thời kỳ thịnh hành của gió Đông – Đông Bắc,lượng mưa tương đối ít, chỉ chiếm 15% tổng lượng mưa năm

Phân bố mưa có sự biến động khá lớn từ năm này qua năm khác, nhất làvề lượng mưa Lượng mưa của năm mưa nhiều nhất có thể gấp 2 hoặchơn 2 lần lượng mưa của năm mưa ít nhất

4.Chế độ ẩm

Biến trình độ ẩm trong năm tương ứng với biến trình mưa, thời kỳ mưanhiều độ ẩm lớn và vào thời kỳ mùa khô độ ẩm nhỏ

Tổng lượng bốc hơi trung bình năm lên tới gần 1700 mm Biến trình nămcủa lượng bốc hơi trung bình ngược với biến trình năm của độ ẩmkhông khí Hàng năm, tháng III là tháng có lượng bốc hơi lớn nhất tới

215 mm và tháng X là tháng có lượng bốc hơi nhỏ nhất khoảng 100mm.

5.Gió

Trên địa hình bằng phẳng của vùng đồng bằng, gió đổi chiều rõ rệt theomùa và có hướng thịnh hành khá phù hợp với hướng gió mùa toàn khuvực Vào mùa đông, hướng gió thịnh hành là Đông Bắc còn vào Mùahạ, hướng gió thịnh hành là Tây Nam hoặc Tây, đó là 2 hướng chiếm

ưu thế tuyệt đối trong mùa gió mùa mùa hạ

Dựa vào biểu đồ hoa gió ta có thể xác định được hướng gió chính của từngmùa (để xác định điểm đặt vật liệu cho cơng trình)

6.Nhiệt độ

Đặc điểm nổi bật trong chế độ nhiệt của khu vực là có nền nhiệt độ khácao và hầu như không thay đổi trong năm Nhiệt độ trung bình năm đạttới 27C Biến trình năm của nhiệt độ có dạng xích đạo với hai cực đạiứng với thời gian mặt trời đi qua thiên đỉnh và hai cực tiểu vào thờigian độ cao mặt trời nhỏ nhất

Qua các tháng nhiệt độ biến thiên rất ít Chênh lệch giữa nhiệt độ trungbình tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất vào khoảng 3 – 4C Dao độngngày đêm của nhiệt độ khá mạnh với biên độ dao động ngày đêm vàokhoảng 7 đến 8C

Địa chất: gồm ba lớp:

 Lớp 1: đất cát hạt vừa dày 5.5m,  = 1.73T/m3,  = 220

Từ đó ta tra được =0.75 trạng thái cát hạt trung

 Lớp 2: đất sét pha cát dẻo vừa dày 7.5m,  = 1.82T/m3,  =

100

Từ đó ta tra được  =0.91,c=0.148(kg/cm2) (0.5< Il  0.75) trạng thái á sét

 Lớp 3: đất sét chặt  = 1.89T/m3,  = 7.50

Từ đó ta tra được  =0.77,c=0.486(kg/cm2)(0.25< Il  0.5) trạng thái đấtdẻo cứng

I.2 QUI MÔ CỦA CÔNG TRÌNH

I.2.1.Công nghệ xây dựng.

Cầu bê tông cốt thép được xây dựng bằng công nghệ đà giáo di

động(MSS)

I.2.2.Khổ cầu.

o chiều rộng phần xe chạy : 2x3.5 = 7 (m)

o Lề bộ hành : 2x1 = 2(m)

o Lan can : 2x0.25 = 0.5(m)

o Dải an toàn : 2x0.25 = 0.5(m)

o Tổng cộng mặt cắt ngang cầu là 10(m)

I.2.3.Số liệu thiết kế.

+ Số cọc trong móng: 5 cọc khoan nhồi

+ Chiều dài cọc đóng trong đất: Lc = 45 m

+ Đường kính cọc: d=1m

+ Công trình cầu thi công gồm 3 nhịp: 60m + 60m + 60m + 60m + 60m + Khổ thông thuyền : 40x6(m)

I.2.4.Vị trí xây dựng cầu

+ Trụ cầu: Công trình nằm trong vùng ngập nước, mực nước khi thi công cách mặt đất tự nhiên sau sói khoảng 3m

I.2.5.Mố và trụ cầu

Ta chọn mố cho cầu là loại mố nặng chữ U

Ta chọn trụ cho cầu là loại trụ đặc thân hẹp

I.2.6.Bản mặt cầu

Ta dùng công nghệ lắp hẫng cho dầm hộp nên tận dụng mặt trên của dầmhộp làm bản mặt cầu Phía trên lớp bê tông bản mặt cầu còn có cấu tạo của các lớp như sau :

+ Lớp bê tông nhựa dày : 50mm

+ Lớp bảo hộ cho lớp phòng nước dày : 40mm

+ Lớp phòng nước dày : 10mm

+ Lớp mui luyện tạo độ dốc ngang 2% có chiều dày trung bình : 40mm

I.3 SƠ BỘ NGUYÊN VẬT LIỆU- MẶT BẰNG BỐ TRÍ VẬT LIỆU- MÁY MÓC THI CÔNG.

I.3.1.Sơ bộ về nguyên vật liệu.

a) Công tác chuẩn bị.

- Tiếp nhận các hồ sơ thiết kế kết cấu, thiết kế thi công, dự toán công trình

- cụ thể hóa nguồn cung cấp vật tư, kết cấu đúc sẵn

- Mở tài khoản ngân hàng kí kết hợp đồng

- Xây dựng láng trại, tổ chức đời sống cho cán bộ công nhân viên tại công trường

- Làm đường trong công trình và đường vào công trình

- Tổ chức bãi tập kết vật liệu và cất kiện đúc sẵn

- Lắp ráp các thiết bị cơ giới, trụ tạm

- Giải phóng mặt bằng để thi công

- Lắp dặt mạng lưới đo đạc

- Tổ chức bãi sản xuất, mặt bằng sản xuất tại công trường

- Chuẩn bị sẵn một số lượng cần thiết về vật liệu và các cấu kiện lắp ghép đủ để khởi công công trình đúng thời gian

- xây dựng hệ thống cung cấp điện nước, thông tin, chiếu sáng …

- Làm các bến sông phụ, cầu tạm, cầu chống thi công

b) Nguồn cung cấp và vận chuyển vật liệu.

- Công trình xây dựng cách các cơ sở sản xuất vật liệu không xa, vật liệu ở đây dễ sản xuất và khai thác, đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật

- Đường vận chuyển tương đối thuận lợi rất tốt cho việc vận chuyển bằng

xe cơ giới

+ Cốt thép được vận chuyển dưới dạng cuộn, thanh và đảm bảo không hen gỉ

+ Kho vật liệu thép không được cách quá 100m

+ Thép hình được xếp thành chủng loại, thiết kế riêng biệt

+ Khi bốc xếp không được quăng mạnh, khi cẩu can phải có biện pháp chống cong vênh và bảo vệ sơn chống gỉ

+ Xi măng được vận chuyển bằng ô tô Kho chứa xi măng phải đảm bảo chống ẩm

I.3.2.Mặt bằng bố trí vật liệu.

Để san ủi mặt bằng thi công có thể dùng máy ủi và nhân công, mặt bằng can phải bằng phẳng đủ rộng để bố trí máy thi công và phương tiện vận chuyển

Ơû mép bờ sông chuẩn bị bãi bến cẩu xếp cho hệ nổi vận chuyển ra vị trí thi công

I.3.3.Máy móc thi công.

Đơn vị thi công phải có đầy đủ các chủng loại máy thi công : cần trụcï, máy đào, giàn giáo, hệ nổi,……

I.3.4.Nhân lực và tình hình địa phương.

Đơn vị thi công phải có đội ngũ cán bộ có năng lực và nhiều kinh nghiệm,bên cạnh đó cũng phải có đội ngũ công nhân lành nghề với số lượng đông để có thể đảm bảo tiến độ thi công và chất lượng công trình theo đúng thời gian

Việc thi công của đơn vị thi công được sự giúp đỡ của công ty, bộ phận chủ quản, các cơ quan về mặt kinh tế cũng như tinh thần và đặt biệt là sự ủng hộcủa nhân dân địa phương

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ THI CÔNG II.1 Nội Dung Thiết Kế :

1 Thiết kế vòng vây cọc ván thép ngăn nước:

 Chọn loại cọc ván và kích thước vòng vây

 Tính chiều sâu đóng cọc ván, cân nhắc có dùng khung chống, bê tông bịt đáy, nếu có thiết kế kèm với cọc ván

2 Mô tả biện pháp thi công cọc:

3 Thiết kế ván khuôn đổ bê tông móng và thân trụ:

 Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống và bệ đỡ ván khuôn

 Thiết kế ván khuôn đổ bê tông móng và thân trụ

4 Lựa chọn biện pháp đổ và bảo dưỡng bê tông.

5 Tính toán thi công kết cấu nhịp.

6 Lập bảng tiến độ thi công cho trụ và kết cấu nhịp.

II.2 Thông Số Móng Và Mực Nước Thi Công.

II.2.1.Kích thước móng.

- Móng gồm có 5 cọc khoan nhồi được bố trí theo chiều ngang cầu là

3 cọc và theo chiều dọc cầu là 2 cọc.( như hình vẽ bên dưới )

- Khoảng cách từ tim cọc tới tim cọc phải ≥ 3D

- Khoảng cách từ tim cọc tới mép bệ cọc phải ≥ 1.5D cọc có đường kính là 1m nên 1.5×1 = 1.5m => ta chọn khoảng cách từ tim – mép bệ là 1.5m

- Chiều cao bệ móng là 2m.

- Khoảng cách cọc ngàm vào bệ là : 0.8m

Mặt bằng bố trí cọc và kích thước bệ cọc như hình vẽ dưới:

II.2.2.Mực nước thi công

- Thông số mực nước :

+ Mực nước cao nhất (MNCN= +5m), tính từ mặt đất sau xói

+ Mực nước thi công = mực nước tự nhiên (MNTC = +3m`)

+ Mực nước thấp nhất (MNTN = +3.5m), tính từ mặt đất sau xói.+ Ta chọn mực nước sau xói bằng cao độ của đỉnh bệ móng cho thuận lợi cho việc tính toán

- Chiều dài nhịp : với công nghệ đà giáo di động và sông cấp IV nên ta chọn chiều dài nhịp là 60m

II.3 SƠ LƯỢC CÁC BƯỚC THI CÔNG:

II.3.1Công tác định vị hố móng :

II.3.1.1 Công tác đo đạc:

mục đđích

Nhằm đđảm bảo đúng vị trí ,kích thước của tồn bộ cơng trình cũng như các bộ phận kết cấu được thực hiện trong suốt thời gian thi cơng

Nội dung

Xác định lại việc kiểm tra trên thực đđịa các mốc cao độ và mốc đđỉnh Cắm lại các mốc trên thực đđịa đđể đđịnh vị tim cầu ,đđường trục của các trụ

mố vàđđường dẫn đđầu cầu

Kiểm tra lại hình dạng vêà kích thước các cấu kiện chế tạo tại công trường.Định vị các công trình phụ tạm phục vụ thi công

Xác đđịnh tim trụ cầu bằng phương pháp giao hội ít nhất 3 phương ngắm từ 3mốc cố định của mạng lưới

Tầm quan trọng

Công tác đo đạc phải đlàm trước một bước vì nó ảnh hưởngđđến :

+ Tiến đđộ thi công

Trình tự như sau :

+ Trước hết cắm được trục của trụ qua 2 điểm chính xác là 2 tim mố (dựa và hệ thống cọc mốc của lưới tam giác ta xác định được tim mố là điểm O

ta lấy cách Mố 1 một khoảng 10m vì sau này còn thi công mố )

+ Từ điểm O ta mở 1 góc 900 so với phương vuông góc của tim cầu về 2 phía lấy 2 điểm A và B cách O 1 khoảng cố định OA = OB = 20m

+ Gọi C là tim của trụ số 1 mà ta cần thi công trụ ta có:

- Tg = 43 2.15

20

OC

OA     arctg2.15 65.06  0

+ Tương tự cho trụ 2 và 3 tương ứng với D và E

Hình : Xác định tim trụ cầu bằng phương pháp tam giác

Vậy đặt máy kinh vĩ I tại vị trí O hướng theo tim cầu,đặt máy kinh vĩ II tại Ahướng về O,sau đó mở 1 góc .giao hai hướng đó tai C là tim của trụ 1 và tươngtự

Kiểm tra lại vị trí C bằng cách đặt máy kinh vĩ số II tại B hướng máy về O rồimở 1 góc .giao 2 hướng cảu máy 1 và 2 ta xác định được tim của trụ.Công tácđịnh vị tim trụ phải nhằm đảm bảo đúng vị trí và kích thước của trụ cần thi côngđược thực hiện trong quá trình thi công.Để định vị tim trụ ta dùng phương pháptam giác được nêu trên hình vẽ

II.3.1.3.Công tác chuẩn bị mặt bằng, bố trí công trường,an toàn lao động

-Bố trí mặt bằng hợp lý để công việc thi công được tiến hành thuận lợi

-Khảo sát địa hình hai bên bờ sông, hướng gió thổi và dự tính thời gian thicông để lập vị trí và kế hoạch tập kết vật liệu (Dựa vào biể đồ hoa gió)

-Chuẩn bị mặt bằng, bãi tập kết vật liệu như : Xi măng, đá, cát, sắt thép…

-Xây dựng hệ thống hệ thống công cộng Như đường tạm,nước sinh hoạt chocông nhân.điện chiếu sáng

-Do công trình thi công có tính chất tập trung và xây dựng trong thời giantương đối dài Do đó tổ chức xây dựng lán trại, nhà nghỉ chỗ ăn, sinhhoạt cho công nhân viên,một cách cố định

-Vè mặt an toàn lao động.thì có bảo hiểm anh toàn lao động cho côngnhân,cùng với các trang thiết bị khi thi công trên cao

Thi công trụ cầu :

- Sau khi đã tiến hành các bước tổng quát như trên như : xác định vị trí timtrụ cầu, chuẩn bị nguyên thiết bị vật liệu, …….quá trình thi công trụ đượctiến hành theo các bước sau:

Bước 1

+ Định vị xà lan, nạo vét đất trong phạm vi thi công trụ

+ Vận chuyển cọc, búa, và cần cẩu đến vị trí thi công, dựng khung định vị, làm các hệ cụm đầu cọc ở các tầng của khung định vị.

+ Dùng cẩu lắp giá búa, tiến hành đóng cọc đến đúng cao độ thiết kế , đóng đúng số cọc thiết kế Trong quá trình đóng cọc phải thường xuyên theo dõi độ

nghiêng của cọc và độ chối của cọc

Bước 2 :

+ Tiến hành đóng cọc thép làm vòng vây ngăn nước trong phạm vi bệ trụ

+ Dùng bơm cao áp sói nước, vét bùn hố móng

+ Đổ đá mi và cát tạo phẳng

+ Đập đầu cọc và xử lý cốt thép đầu cọc, vệ sinh đáy móng

+ Dựng ván khuôn, lắp cốt thép bệ cọc, tiến hành đổ bê tông bệ cọc

+ Khi bê tông bệ cọc đạt 70% cường độ, tiến hành thi công phần thân trụ

+ Trong suốt quá trình thi công phải tiến hành bảo dưỡng bê tông cho bến khi bêtông đạt cường độ thì tháo dỡ ván khuôn và các thiết bị thi công

Bước 5 :

+ Dựng ván khuôn xà mũ, lắp cốt thép, tiến hành đổ bê tông mũ trụ.+ Dựng ván khuôn, lắp cốt thép, tiến hành đổ bê tông đá kê gối

+ Hoàn thiện trụ

Thi công kết cấu nhịp:

+ Chọn phương án thi công hợp lý

+ Chọn xà lan (hệ nổi).

+ Chọn cẩu để lắp dầm kết cấu nhịp

+ Thi công lớp bê tông bản mặt cầu,và ống dẫn nước

+ Thi công lan can lề bồ hành

+ Thi công lớp tạo mui luyện.lớp phòng nước.bê tông ASPHALT

+ Hoàn thành quá trình thi công

II.3.5.Chọn loại cọc ván và tính toán vòng vây

Căn cứ vào điều kiện địa chất, căn cứ vào mực nước thi công, vào quy môcủa khối móng cần thiết kế, ta dùng vòng vây cọc ván thép có khung chống, có

lớp BT bịt đáy phủ kín đáy để ngăn nước vào hố móng trong quá trình hút nước trong hố móng ra.

II.3.1.Kích thước vòng vây :

- Chiều sâu sâu mực nước thi công, chọn Hn =3m

- Kích thước vòng vây cọc ván được chọn dựa trên kích thước móng, khoảng cách từ mặt trong của tường cọc ván đến mép bệ móng > 1m , chọn kích thước cọc như sau :

- Trên mặt đứng, đỉnh vòng vây phải cao hơn mực nứơc thi công tối thiểu là 0.7m Chọn là 0.7m

=> Vậy cọc ván phải có chiều cao tính từ mặt đất là 3.7m.

9.Thông số kỹ thuật cọc ván thép và loại cọc vám thép:

Chọn loại cọc ván kiểu Jlapcek IV có các thông số sau:

- Tổng chiều dài cọc ván cần thiết là (11 + 8)x2=38m chọn lọai cọc ván do Hàn Quốc sản xuất

Loại CVT

Trọng lượng 1m CVT

KG

Diện tích tiết diện CVT

cm 2

Moment quán tính

cm 4

Moment kháng uốn

cm 3

Bề rộng tính toán của CVT

mm

Chiều dày tường CVT

mm

Chiều dày CVT

mm

Của

1 CVT

Của 1m tường CVT

Của

1 CVT

Của 1m tường CVT Ларсек

IV 74 94.3 4660 39600 405 2200 400 2x180 11

I 1 Tính chiều dày lớp bê tông bịt đáy.

Trước hết cần xác định phạm vi hay diện rộng của lớp BT bịt đáy, lớp BTbịt phủ kín đáy của hố móng Kích thước đáy hố móng được xác định sao cho cóthể thi công thuận tiện một cái bể chứa đủ số lượng cọc như đề cho

Bề dày lớp bê tông bịt đáy: Lớp bê tông bịt đáy được xác định từ điềukiện : Áp lực đẩy nổi của nước lên lớp bê tông phải nhỏ hơn lực ma sát giữa bê tông với hệ cọc và trọng lượng lớp bê tông bịt đáy

- Bề dày lớp bêtông bịt đáy tính theo công thức :

n bd

O c

H.S

h(n.S k.U ).m





  Trong đó :

K :số cọc khoan nhồi, K = 5

H :chiều sâu cột nước tính từ đáy lớp bêtông bịt đáy đến mực nước thi công

=> H =(3+2+hbd) =(5+hbd)m

S :diện tích hố móng : S 8 11 88m   2

S0 =(diện tích hố móng - diện tích cọc)

m = 0.9 (hệ số làm việc)

Thay tất cả số liệu vào cơng thức ta công thức :

5 Sh

5 88 1

1.9m(0.9 84.075 2.5 5 3.14 10) 0.9 88

Chọn lớp bêtông bịt đáy dày 2m

Thể tích bê tông cần đổ là:

V F H bd 88 2=176 m

10.Sau khi xác định bề dày lớp BTBD đủ điều kiện ổn định, ta kiểm tra điều

kiện cường độ cho lớp BTBD :

Tách 1 dải BTBD rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo hướng thượng-hạ lưu có chiều dài nhịp bằng khoảng cách giữa 2 cọc ván thép

 Trọng lượng bản thân của lớp BTBD :



1 b bd 1 2.5 2 1 5

Trong đó : b= 2.5 T/m3 :Dung trọng của lớp BTBD

Hbd= 2 m : Bề dày của lớp BTBD1m : Bề rộng của dải BTBD đang xét

 Áp lực đẩy của nước :



      

Trong đó :  = 1T/m3 :Dung trọng của nước

H = 7 m :Chiều sâu cột nước, từ lớp đáy BTBD đến mực

nước thi công.( 5 + 2 = 7 m)1m : Bề rộng của dải BTBD đang xét

 Nội lực phát sinh trong dầm :

     => căng thớ trên

 Momen kháng uốn của dầm :

3 BTBD

Vậy lớp BTBD thỏa mãn điều kiện cường độ

I.1.2 Nội dung quy trình đổ BTBD:

- Đổ bêtông vào phểu, phểu phải có nút giữ, khi bêtông đủ lượng tính toán thìcắt dây giữ nút sau đó đổ liên tục, vừa đổ vừa nâng dần ống lên theo chiều thẳng đứng, tuyệt đối không được dịch chuyển ngang Đầu ống luôn ngập trong bêtông 1 khoảng theo quy định

- Phương pháp này cho năng suất cao và đảm bảo chất lượng hơn cả vì hạn chế mặt tiếp xúc giữa bêtông và nước

I.1.3 Thiết bị đổ BTBD:

- Ống đổ: được làm bằng thép là những ống lắp ghép từng đoạn có tiết diện

hình tròn đường kính D = 20cm, chiều dày ống  = 4mm

- Phểu: được làm bằng thép có bề dày  = 4mm xung quanh có nẹp bằng sắt

góc để tăng cường độ cứng

- Nút giữ: được làm bằng thép lá hoặc bằng cao su Yêu cầu nút giữ là dễ tụt

xuống và nổi lên trên mặt nước sau khi ra khỏi ống

- Khi đổ BT bịt đáy :

+ Phểu phải đủ thể tích để chứa mẻ trộn đầu tiên, có khối lượng và có đủ áp lực để thắng áp lực nước để đẩy nước trong hố móng ra ngoài

+ Thể tích phểu < 3m3 và > 1.5 lần thể tích ống để đảm bảo áp lực, khối lượng và vận tốc của bêtông khi đổ

+ Số lượng ống phụ thuộc vào diện tích hố móng, bán kính tác dụng và năng suất máy trộn bêtông

+ Đảm bảo năng suất đổ bêtông qua ống > 0.3  0.4 m3 bêtông trên 1 diện tích hố móng và đổ trong 1h

+ Bán kính tác dụng R < 3  4m, chọn R = 3m, số ống là 4 bố trí 1 hàng.+ Cường độ của BT bịt đáy chọn cao hơn cường độ thiết kế 15  20%, bêtông có độ sụt lớn để dễ xuống và không bị tắc, độ sụt = 18  20cm

+ Đổ bêtông dưới nước phải chuẩn bị chu đáo, đổ liên tục và càng nhanh càng tốt

+ Sau khi bêtông đạt cường độ  50Kg/cm2 thì tiến hành hút nước

I 2 Tính toán ổn định vòng vây cọc ván thép.

Để thi công vòng vây cọc ván thép người ta chế tạo sẵn các vòng vành đai trên bờ sau đó đưa ra vị trí thi công bằng cần cẩu, và các cọc định vị Tường cọc ván được gia cố bằng các vành đai hình chữ nhật và bằng các thanh chống ngang dọc, thanh chéo ở góc cùng với các tầng van chống ổn định

Để hạ cọc ván thép vào đất ta sử dụng hệ thống búa đóng đặt trên xà lan, để tránh các hàng cọc không bị nghiêng kép kín theo chu kì thì đặt toàn bộ tườnghay một đoạn vào khung dẫn hướng đóng, quá trình đóng cọc ván thép được chiatừng giai đoạn, các bộ phận tiếp xúc giữ cọc với cọc được bôi trơn trước khi đóng,các khe hở thì được bôi đất sét vào

Do mặt NTC tới chiều sâu của đáy hố móng >3m nên ta dùng 2 tầng van chống và giữa các tầng van chống cách nhau 2.5m

Nguyên tắc tính toán vòng vây cọc ván thép:

- Vòng vây cọc ván thép được coi là tuyệt đối cứng

- Tính cho giai đoạn 2 : hố móng đã được đổ lớp bê tông bịt đáy và nướctrong hố móng đã được hút cạn, vòng vây cọc ván thép có xu hướng xoay quanh điểm O tại vị trí thanh chống thứ 2

Xét giai đoạn 2:

So sánh các thông số của các lớp địa chất

+ Sự khác nhau của góc ma sát trong φ

+  là tỷ trọng của đất = 2.7 (T/m3)

+ n là dung trọng của nước n = 1 (T/m3)

+  là độ rỗng của từng lớp :

- Các hệ số

+ Hệ số vượt tải của áp lực đất chủ động : na = 1.2

+ Hệ số vượt tải của áp lực thủy tĩnh : n = 1

Đối với lớp đất 1 ta có:

- Aùp lực thủy tĩnh gồm : E1,E2

- Áp lực đất chủ động gồm : E3,E4,E6,E61,E62

- Áp lực đất bị động gồm : E5,E7,E71,E72

- Lực gây lật gồm : E11,E12, E2,E3,E4,E6,E61,E62

0.75 0.87 1, 5 1.67 0.148 1.5 2

0.38 0.9975 0.6525 0.25 0.37 0.049 / 0.38 1.25 1.07 /

1.01 1.87 1.5 2.38 0.148 ( 1.5) 2

0,51 2.63 0.76 0.35 0.53 0.049 /0,51 2.98 1.34 /

II

Biện pháp thi công cọc khoan nhồi

Theo điều kiện địa chất lớp trên là đất cát hạt vừa, lớp thứ 2 là đất sét phacát dẻo vừa, lớp thứ 3 là đất sét chặt và vị trí thi công ở nơi có nước mặt nên tachọn phương pháp khoan lỗ dùng ống vách

Chiều dài cọc khoan nhồi là 45m, tính từ đáy bệ móng

Chiều cao cọc ngàm vào bệ móng (0.6 - 1m) chọn 0.8m

 ưu điểm của cọc khoan nhồi :

- sử dụng được ở nhiều loại địa hình khác nhau

- Sử dụng cọc có đường kính lớn và chiều dài lớn nên tăng khả năngchịu tải của cọc

- Ít gây tiếng ồn và chấn động trong quá trình thi công

- Không cần xây dựng bãi đúc, lắp dựng ván khuôn

 Nhược điểm của cọc khoan nhồi :

- Dễ xảy ra sự cố sụp ống vách trong quá trình thi công

- Thi công cọc tại chỗ phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thời tiết

- Công tác kiểm tra cọc gặp rất nhiều khó khăn, cọc dễ bị các khuyếttật như: thắt hẹp cục bộ thân cọc hoặc thay đổi kích thước tiết diệnkhi đi qua nhiều tầng đất đá khác nhau

- Chi phí cao,và hiện trường thi công dễ bị lầy lội

1 Công tác chuẩn bị

Khi thiết kế tổ chức thi công cọc khoan nhồi cần phải điều tra thu thập các tài liệu sau :

 Bản vẽ thiết kế cọc khoan nhồi, khả năng chịu tải, các yêu cầu thử tải và phương pháp kiểm tra nghiệm thu cọc

 Tài liệu về địa chất thủy văn công trình, các công trình hạ tầng tại chỗ phục vụ cho công tác thi công.

 Nguồn vật liệu cung cấp cho công trình, vị trí đổ đất khoan

 Tính năng và số lượng máy thi công có thể huy động cho công trình

 Trình độ và kĩ năng của đơn vị thi công

 Các yêu cầu về kĩ thuật thi công và kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi.Công tác tổ chức thi công cọc khoan nhồi cần thực hiện các hạng mục sau :

 Lập bảng vẽ mặt bằng tổng thể bao gồm : vị trí cọc, dây chuyền thiết bị công nghệ thi công như : máy khoan, hệ thống cung cấp tuần hoàn vữa sét, hệ thống cấp và xả nước

 Các biện pháp bảo đảm an toàn lao động và chất lượng công trình

 Sử dụng hệ phao nổi để đặt máy khoan và neo cố định hệ thống phao nổi

2 Yêu cầu về vật liệu và thiết bị

 Các vật liệu và thiết bị phục vụ thi công cọc khoan nhồi phải được tập kếtđầy đủ đúng theo yêu cầu của hồ sơ thiết kế và tiêu chuẩn hiện hành

 Các thiết bị như cần trục, máy khoan phải có tài liệu về tính năng kĩ thuật cũng như chứng chỉ về chất lượng đảm bảo an toàn kĩ thuật của nhà sản xuất Phải được kiểm tra an toàn theo đúng qui tắc kĩ thuật an toàn hiện hành

 Vật liệu sử dụng cho công trình thi công cọc khoan nhồi như xi măng, cốt thép, đá, chất phụ gia, nước…phải có các kết quả thí nghiệm đánh giá chấtlượng trước khi đưa vào sử dụng

II

Trình tự thi công cọc khoan nhồi

Trình tự thi công cọc khoa nhồi gồm 4 công đoạn chính:

+ Tạo lỗ trong đất nền

+ Chế tạo và hạ lồng thép

+ Đổ bê tông đúc cọc

+ Kiểm tra chất lượng cọc

Trong đó khoan tạo lỗ là công đoạn phức tạp và đòi hỏi phải cơ giới hóa toàn bộ, do đó thường dùng nhiều loại máy móc Việc chọn tổ hợp máy khoan phù hợp với điều kiện địa chất thủy văn và yêu cầu của công trình là điều cốt lõiđể đảm bảo chất lượng và hiệu quả kinh tế của công trình

II 1 Công nghệ khoan tạo lỗ trong đất nền.

II 1.1 Lắp sàn đạo thi công.

Xác định vị trí cọc khoan nhồi bằng máy kinh vĩ, dùng búa rung rung hạ cọc định vị bằng thép hình I300(I400) đến lớp đất cứng,liên kết cọc định vị với nhau bằng thép hình I300 sau đó tiến hành kiểm tra lại vị trí cọc bằng máy đo đạc để tiến hành hạ ống vách thép

II 1.2 Hạ ống vách thép bằng búa rung DZ60.

Ống vách thép được gia công bằng thép bằng thép bản dày 10mm,chiều dài ống vách từ 15 – 18m, chân ống vách nằm tại độ cao sao cho lớp đất dưới chân ống vách không bị sạc lở và dung dịch bentonite không bị chảy qua chân vách trông quá trình khoan

Ống vách thép có nhiệm vụ định hướng mũi khoan và chống áp lực đẩy ngang của nước mặt và đất yếu

Dùng cẩu 35T cẩu ống vách vào vị trí

Dùng máy kinh vĩ kết hợp với day dọi để kiểm tra độ thẳng đứng của ống vách thép Công tác này được thực hiện trong suốt quá trình khoan cọc

Dùng cẩu 35 T cẩu búa rung DZ60 kẹp chặt vào đỉnh vách thép và tiến hành rung hạ ống vách thép xuống tới độ sâu thiết kế

II 1.3 Tiến hành khoan tạo lỗ.

Công tác trộn dung dịch bentonite:

+ Dung dịch bentonite được trộn bằng máy trộn với năng suất máy trộn là 10m3/h

+ Máy trộn bentonite được đặt ngay trên các phao chứa bentonite, các phao này được đặt trên bờ

Công tác khoan cọc :

+ Sau khi hạ ống vách thép ta tiến hành đưa máy khoan vào vị trí khoan cọc

+ Cân chỉnh máy khoan và đảm bảo độ thẳng đứng, và đảm bảo ổn định trong suốt quá trình khoan

+ Trong suốt quá trình khoan phải có cán bộ giám sát theo dõi và biểu theo dõi theo dõi tại hiện trường

+ Trong quá trình khoan phải luôn kiểm tra gầu khoan

+ Việc lên xuống gầu khoan phải tiến hành nhẹ nhàng, chính xác tránh tình trạng va chạm vào ống vách thép dẫn tới sập vách Nếu dừng khoan thì phải rút mũi khoan ra khỏi hố khoan

+ Trong quá trình khoan phải luôn thường xuyên kiểm tra cao độ đáy lỗ khoan bằng việc thả dây dọi kết hợp với kiểm tra trên cần khoan, số vòng

quay của tời cáp đối chiếu với hồ sơ địa chất để đánh giá cao độ của lớp đất đang khoan có đúng với hồ sơ địa chất hay không, nếu có sự khác biệtthì phải cùng với tư vấn giám sát hiện trường lập báo cáo giử cơ quan tư vấn để có biện pháp xử lí.

+ Luôn điều chỉnh tốc độ lên xuống của gầu khoan cho phù hợp với địa chấtđang khoan

+ Cao độ dung dịch trong lỗ khoan phải cao hơn mực nước ngầm hoặc nước mặt từ 1.5 – 2m

II.2.Công nghệ gia công và hạ lồng thép.

II.2.1 Sơ lược cấu tạo lồng thép.

Lồng thép trong cọc khoan nhồi bao gồm :

-Cốt chủ có gờ, đường kính 12-32mm đặt cách nhau tối thiểu 10cm

-Cốt đai dùng thép trơn Þ 6-16, uốn thành vòng tròn hoặc lò xo liện tục cóbước đai tối đa là 35cm, thường dùng từ 15-20cm tùy vào vị trí liên kết với cốt chủ bằng hàn hoặc buộc

- Thép định vị có đường kính xấp xỉ bằng cốt chủ,thay thế cốt đai ở một số vị trí và đặt cách nhau khoảng 2-3m, đồng thời hàn chắc chắn và vuông góc với cốt chủ, có tác dụng giữ đúng cự li của cốt chủ và tạo thành khung sườn của lồng thép

-Tai định vị hình cung hoặc bằng thép dẹp 50x(3-40mm dài 400-600mm hoặc là cốt tròn Được bố trí cân đối 4 phía tại các vị trí có thép định vị có tác dụng tạo lớp bảo vệ đều xung quanh lồng thép tránh lệch tâm khi hạ lồng vào lỗkhoan

-Móc treo dùng để nâng hoặc hạ lồng thép khi nối các đoạn lồng thép trên miệng lỗ khoan

II.2.2.Gia công lồng thép.

Lồng thép được chế tạo trên giá quay đặt nằm ngang theo từng đoạn ngắn Các bước chế tạo lồng thép như sau :

+ Chọn độ dài của một đoạn lồng thép Nếu dùng 2 móc cẩu thì chiều dài không vượt quá 8m

+ Lắp cốt thép chủ vào các tấm cữ, các tấm cữ đặt cách nhau khoảng 3m, hàn cốt thép dựng khung rồi buộc cốt đai vào cốt chủ

+ Mỗi đoạn tại vị trí dùng neo lồng cần dùng thép đai lớn hơn

+ Đối với đoạn đầu tiên cần gia công kỹ đầu dưới lồng Nếu thi công ống chống rút lên thì cần hàn thép neo ở đáy dạng khác.

+ Nên neo lồng thép dưới thật ngay ngắn rồi mới nối lồng thép trên Dùng con dọi để canh lồng thẳng đứng Đầu tiên nối thép chủ rồi sau đó mới bắt các đai còn thiếu

+ Trước khi thả lồng thép cần phải thối rửa đáy hố khoan thật sạch Thả lồng thép phải thả chậm tránh lồng va vào thành hố gây sạt lở đặt một sốcon lăn BT vào cốt đai để giữ khoảng cách an toàn

+ Để đảm bảo bề dày lớp BT bảo vệ nên dùng bộ phận định vị cốt thép Khi dùng ống vách ta dùng thép đường kính là 9-13mm uốn thành hình vòng cung, khi không dùng ống vách dùng thép tấm để uốn Trên 1 tiết diện ngang đặt 4-8 miếng định vị, cự ly dọc giữa các miếng định vị nên lấy 3-6m

II.2.3 Lắp hạ lồng thép.

Trước khi hạ lồng thép ta phải tiến hành vê sinh lỗ khoan :

+ Sau khi khoan xong đợi 15 – 20 phút rồi thả gầu xuống lỗ đáy lỗ khoan ngoạm cặn lắng trong lỗ khoan

+ Tiến hành kiểm tra cặn lắng trong lỗ, chiều dày cặn trong lỗ phải < 20cm thì đạt yêu cầu

+ Dung dịch bentonite phải đảm bảo đúng các tiêu chuẩn trong thi công cọc khoan nhồi 22TCN257 – 2000

Kiểm tra tiết diện lỗ khoan :

+ Dụng cụ kiểm tra lỗ khoan là gầu khoan, cần khoan được chỉnh thẳng đứng có tâm trùng với tâm lỗ khoan và thả từ từ gầu khoan xuống đấy lỗ khoan rồi kéo lên từ từ, nếu không thấy vướng mà vẫn đảm bảo độ thẳng đứng thì đạt yêu cầu

Kiểm tra độ thẳng đứng của lỗ khoan :

+ Dùng dụng cụ kiểm tra tiết diện long lổ khoan, khi kéo lên cứ 2m thì thực hiện đo kiểm tra bằng máy kinh vĩ Nếu các số liệu trùng nhau hoặc sai sốtrong phạm vi cho phép thì đạt yêu cầu

Trình tự lắp hạ lồng thép được tiến hành như sau :

+ Lắp hạ một lồng thép vào lỗ khoan và tạm thời treo vào các móc đã hàn sẵn ở gần miệng ống vách

+ Cẩu lắp đoạn lồng khác cũng đúng vào vị trí tim lỗ khoan sao cho cốt chủ dóng thẳng đứng với các cốt chủ của đoạn lồng trước đó

+ Dùng dây thép loại to buộc that chặt nối hai đầu cốt chủ bằng mối nối chồng ( các mối nối phải đảm bảo được trọng lượng của các lồng thép phía dưới khi treo và trọng lượng của các lồng thép phía trên khi lồng thép chống vào đất ).

+ Cẩu cả hai đoạn lồng thép vừa mới nối và dỡ thanh ngáng, hạ lồng thép nhẹ nhàng vào đúng tim lỗ khoan.Tránh lắc va chạm vào thành hố

+ Tiếp tục cẩu lắp các đoạn còn lại cho tới khi đạt đủ chiều cao thiết kế Toàn bộ lồng thép được treo vào miệng ống vách bằng những móc treo.+ Kiểm tra lồng thép sau khi đã hạ tới đủ chiều cao thiết kế

II

3 Công nghệ đổ bê tông đúc cọc

Bê tông sau khi đổ sẽ rất khó kiểm tra, nên ta cần chuẩn bị kỹ kế hoạch, biện pháp đổ và khối lượng bê tông cần đổ…

Để đổ bê tông trong ống dẫn dễ dàng, cần dùng bê tông có độ sụt cao 12,5-18 Thường dùng phụ hóa dẻo để tăng đột sụt cho bê tông Ngoài ra nếu khối lượng bê tông đổ lớn thì cần dùng phụ gia tăng thời gian ninh kết, những loại phụ gia đó phải được kiểm tra chặt chẽ

Khi đổ bê tông cần đổ nhanh và đều, nhưng cũng không nên quá nhanh vì

BT sẽ ma sát với vách đào làm đất rơi vào BT

Một số lưu ý khi đổ BT cọc khoan nhồi :

+ Nếu thi công trong nền đất sỏi cuội hoặc tầng đá sỏi phải chú ý đến vấn đề dòng nước chảy thấm hoặc nước có áp

+ Nên thi công đổ BT trong khi trời mát hoặc ban đêm, sẽ tránh được sự cố

do BT ninh kết quá nhanh

+ Luôn phải có thiết bị dự phòng, phương án dự phòng Vì khi có sự cố hầu như rất khó xử lý

+ Tránh để BT rơi trực tiếp vào hố làm hỏng dung dịch chống vách

+ Khi đổ BT trong nước, do trên bề mặt BT luôn có 1 lớp BT kém chất lượng nên không được phép dừng đổ BT

+ Khi đổ BT 1 cọc không nên đào cọc bên cạnh dễ gây sạt thành vách

*Phương pháp ống rút thẳng đứng

- Trước khi đổ BT cọc khoan nhồi, hệ thống ống dẫn được hạ xuống cách đáy hố khoan 20cm lắp phiễu đổ vào đầu trên ống dẫn

- Treo quả cầu đổ BT bằng dây thép hoặc dây thừng, quả cầu được giữ thăng bằng trong ống dẫn ở vị trí dưới cổ phiễu khoảng 20-40cm và phải tiếp xúc kín với thành ống dẫn

- Dùng máy bơm rót dần BT vào cạnh phiễu, không được rót trực tiếp BT lên cầu làm lật cầu.

- Khi BT đầy phiễu thả sợi dây giữ thép giữ cầu để BT ép cầu xuống và tiếp tục cung cấp BT vào phiễu

- Phải đổ BT chậm tránh làm dịch chuyển lồng thép và tránh BT bị phân tầng

- Trong quá trình đổ BT phải giữ mũi ống dẫn luôn ngập vào BT tối thiểu là 2m và không vượt quá 5m Không được cho ống chuyển động ngang

- BT tươi trước khi xả vào máy bơm phải được kiểm tra chất lượng bằng mắt và đo độ sụt

- Trong quá trình đổ BT nếu như bị tắc ống dẫn thì không được lắc ngang, không được dùng vật kim loại gõ vào thành ống làm méo ống, mà phải dùng vồ gỗ để gõ hoặc dùng biện pháp kéo lên rồi thả nhanh xuống cho

BT trong ống dẫn tụt ra

- Khi đổ BT ở giai đoạn cuối thường gặp vữa hạt nhỏ nổi lên, vì vậy cần phải tiếp tục đổ BT để toàn bộ vữa đồng nhất dâng lên đến cao độ đỉnh cọc

II

4 Kiểm tra chất lượng cọc

II

4 1.Kiểm tra trong thi công

- Kiểm tra dung dịch khoan :

o Dung dịch khoan phải cao hơn mực nước bên ngoài >2m

o Dung dịch bentonite phải khống chế : hàm lượng cát <5%, dung trọng từ 1,01-1.05, độ nhớt 35sec, độ pH 9.5-12

- Kiểm tra kích thước hố khoan :

o Chiều sâu hố khoan sau khi khoan và sau khi thối rửa là như nhau

o Dùng dụng cụ xuyên đơn giản để đánh giá sơ bộ sức kháng mũi

o Đo đường kính và độ thẳng đứng lỗ khoan bằng máy siêu âm

- Kiểm tra BT :

o lấy mẫu thử độ sụt và cường độ nén dọc trục cho mỗi xe BT

o Đo độ dâng BT sau mỗi đợt đổ Từ đó tính độ ngập ống đổ trong BT

II

4 2.Kiểm tra sau khi thi công

Ta dùng biện pháp siêu âm để kiểm tra độ đồng nhất của BT

Nguyên lí : Sống siêu âm qua môi trường BT sẽ phát hiện những nơi có khuyết tật cũng như cường độ yếu Đầu thu và đầu phát được thả xuống 2 lỗ cho tới cùng một độ sâu cần kiểm tra Tốt nhất là kiểm tra vòng quanh với nhiều lỗ thăm (4-5 lỗ) Từ đó đo được thời gian hành trình và biểu đồ độ dao động thu được.

Phương pháp này khá đơn giản, cho kết quả đáng tin cậy và giá thành không cao

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ VÁN KHUÔN ĐỔ BÊ TÔNG MÓNG VÀ

THÂN TRỤ

V.1.Cấu tạo ván khuôn

V.1.1.Chọn loại ván khuôn :

- Ta sử dụng loại ván khuôn bằng thép có độ dày là 4mm

- Nẹp đứng và nẹp ngang ta sử dụng thép hình L75x15x5

V.1.2 Bố trí ván khuôn cho bệ móng và thân trụ :

Do công nghệ thi công cầu là giàn giáo di động (MSS) hầu hết lực tập trung vào

thân trụ nên tru phải có cấu tạo như sau:

BỐ TRÍ VÁN KHUÔN

I I I I I I

II II II II II

II II II

III III

III III

III III

III III

I I I I III III

III III III III

III III III III

III III

IV IV

VI

VII VII

V.2.Trình tự thi công móng và trụ:

11.V.2.1.Thi công móng:

V.2.1.1.Hút nước hố móng:

- Sau khi đổ bê tông bịt đáy ta tiến hành hút nước để thi công bệ trụ và thântrụ

- Hút nước trong hố móng ta sử dụng máy bơm để hút

- Lưu lượng nước ở đây chủ yếu là nước có sẵn trong hố monhs và nước thấmqua khe hở giữa cọc ván thép ta thu hồi nước đó bằng cách xong quang hốmóng tạo một máng dẫn nước về 1 nơi và sử dụng máy công suất nhỏ hút ratạo cho mặt bằng hố móng luôn luôn khô ráo

+ Cơng suất động cơ 6KW

- Thời gian hút hết nước trong hố móng:

V.2.1.2.Thi công bệ cọc:

a).Trình tự thi công:

- Hố móng đã được hút hết nước,tiến hành đổ lớp bê tông bịt đáy dày 2m

- Lắp dựng cốt thép cho đài cọc

- Lắp dựng ván khuôn bệ móng

- Tiến hành đổ bê tông

b).Kỹ thuật đổ bê tông:

- Bê tông được trộn tại trạm trộn và vận chuyển đến vị trí đổ bê tông

- Khi bê tông được vân chuyển từ trạm trộn đến,cần phải kiểm tra chất lượngcủa bê tông(kiểm tra về độ sụt)trước khi cho đổ bê tông

- Bê tông được đổ thông qua máy bơm bê tông Chiều dày mỗi lớp bê tôngđổ theo thiết kế đã cho