b. Tải trọng sóng, dòng chảy
5.4Thiết kế cọc
Các kết cấu ngoμi khơi đ−ợc đặc tr−ng bởi tỷ số lớn giữa tải trọng ngang vμ tải trọng đứng, chủ yếu do sóng bão gây ra. Sự thật thì dụng ý chính ẩn sau kết cấu chân đế lμ cho phép các cọc đóng chịu toμn bộ tải trọng nh− một thể thống nhất. Đối với các chân đế thép thì cọc cũng đ−ợc cấu tạo từ thép ống vμ đ−ợc đóng xuyên qua ống chính. Khi thiết kế cọc cần chú ý đến các yếu tố sau:
- Kích cỡ vμ khả năng đóng của búa sẽ đ−ợc sử dụng khi thi công đóng cọc - Khả năng chuyên chở của sμ lan dùng khi thi công cọc
Giá trị thiết kế sức chịu tải của cọc vμ độ sâu đóng cọc không nên v−ợt quá giới hạn của kinh nghiệm đối với điều kiện t−ơng tự vμ đối với cùng hoμn cảnh, có nghĩa lμ cùng tiết diện cọc, cùng thiết bị thi công, cùng ph−ơng pháp thi công. Độ sâu xung quanh 100m đ−ợc coi lμ giá trị tới hạn trong thực tế thi công đóng cọc. Tránh việc thiết kế d− độ sâu đóng cọc bởi vì việc xử lý tại hiện tr−ờng do độ chối sớm quá sẽ rất tốn kém vμ mất thời gian
Nh− vậy trên thực tế việc thiết kế cọc thực chất lμ việc lựa chọn kích th−ớc cọc (đ−ờng kính ngoμi vμ chiều dμy thμnh cọc), xác định đ−ợc độ sâu đóng cọc để đảm bảo cọc đủ sức chịu tải đứng vμ chịu tải trọng ngang. Việc lựa chọn kích th−ớc tiết diện cọc phải căn cứ vμo kích th−ớc tiết diện ống chính. Còn việc xác định chiều sâu đóng cọc đ−ợc tính toán đúng dần dựa theo chiều sâu sơ bộ đã tính toán trong phần thiết kế sơ bộ. Chiều sâu đóng cọc thoả mãn nếu: Qd Nt Trong đó: Nt k.(N0 Q.cos) N0: lμ lực dọc tính toán tại đỉnh cọc Q: trọng l−ợng đoạn cọc d−ới mặt đất k: hệ số an toμn, lấy k = 2
Theo kết quả tính toán ở trên ta thu đ−ợc kết quả chiều sâu đóng cọc cần thiết lμ L = 68(m). Cọc sẽ đ−ợc tổ hợp từ các đoạn thép ống thμnh các phân đoạn. Trong quá trình thi công đóng cọc các phân đoạn cọc sẽ đ−ợc cẩu lên bằng tμu cẩu. Các phân đoạn cọc nμy sẽ đ−ợc thi công hμn nối ngay tại vị trí xây dựng công trình trong quá trình thi công. Các phân đoạn cọc đ−ợc tổ hợp hμn nối với nhau thông qua các chi tiết nối cọc. Để đảm bảo chiều dμi các đoạn cọc phù hợp với tầm với của cẩu, dự kiến với hai cọc đóng xuyên suốt từ đỉnh chân đế xuống sẽ chia lμm ba đoạn. Chiều dμi từng đoạn lμ: đoạn 1 dμi 60m, đoạn cọc số 2 dμi 60(m), đoạn cọc số 3 dμi 52(m). Với các đoạn cọc có chiều dμi nh− vậy sẽ đảm bảo phù hợp với tầm với của cẩu, đồng thời những điểm nối cọc cũng đảm bảo không nằm tại những vị trí tập trung nội lực lớn (tại mặt đáy biển vμ phần giao điểm của mực n−ớc với KCĐ).
Chi tiết cấu tạo nối cọc xem bản vẽ ĐATN 12.
5.5 Nhận xét
Từ kết quả tính toán ở trên ta nhận thấy với lực đầu cọc tính đ−ợc (với cọc chịu nén Nmax = 957.8T) vμ chiều sâu đóng cọc 68m. Thì với năng lực thi công, các thiết bị thi công hiện tại của xí nghiệp liên doanh VietsoPetro hoμn toμn có thể đáp ứng đ−ợc.
Kết quả tính toán thực tế nμy cũng cho thấy tính toán sơ bộ ở trên, cùng với các kích th−ớc cấu kiện ở trên đặc biệt lμ kích th−ớc cọc + ống chính đã chọn ở trên lμ t−ơng đối chính xác, đảm bảo khả năng ổn định vμ điều kiện bền trong suốt đời sống công trình.
Ch−ơng 6: thi công 6.1 Tổng quan
Với sự phát triển v−ợt bậc của khoa học kỹ thuật nói chung vμ trong ngμnh xây dựng công trình biển nói riêng, hiện nay công nghệ thi công cho các công trình biển rất phong phú. Tuỳ vμo quy mô công trình cũng nh− những ph−ơng tiện thi công sẵn có mμ ta có thể sử dụng những ph−ơng án thi công phù hợp. D−ới đây trình bμy một số ph−ơng pháp thi công hay đ−ợc sử dụng.
6.1.1 Thi công trên bờ (BLR)
a. Ph−ơng pháp thi công chế tạo nút
Thi công KCĐ bằng ph−ơng pháp chế tạo nút lμ ph−ơng pháp chế tạo sẵn các nút của KCĐ trong nhμ máy vμ công x−ởng, sau khi chế tạo xong các nút của KCĐ trong công x−ởng ng−ời ta tiến hμnh vận chuyển các nút ra ngoμi công tr−ờng bằng các xe nâng hoặc cẩu lọai nhỏ.
Các nút nμy đ−ợc đặt lên trên hệ thống các gối đỡ đã đ−ợc thiết kế vμ lắp sẵn ngoμi công tr−ờng.
Sau khi đã cố định các nút trên hệ thống các gối đỡ ng−ời ta tiến hμnh chế tạo các thanh còn lại của các nút theo đúng chiều dμi thiết kế, tiến hμnh lắp các thanh vμo các nút theo bản vẽ thiết kế vμ tiến hμnh hμn cố định các thanh vμo các nút, khi hμn ng−ời ta phải kiểm soát chất l−ợng các mối hμn vμ kiểm soát đ−ợc hệ thống kích th−ớc của các kết cấu theo đúng bản vẽ thiết kế.
Tiến hμnh lắp ráp các kết cấu phụ còn lại của khối chân đế nh− các hệ thống sμn chống lún, các ống dẫn h−ớng
Biện pháp thi công chế tạo KCĐ bằng ph−ơng pháp chế tạo nút có các −u, nh−ợc điểm sau đây:
Ưu điểm :
Ưu điểm lớn nhất của ph−ơng pháp nμy lμ có thể chế tạo toμn bộ các nút của KCĐ trong nhμ x−ởng vì vậy ta có thể kiểm soát đ−ợc chất l−ợng các mối hμn, hơn nữa kết cấu đ−ợc chia nhỏ do vậy có thể sử dụng các thiết bị nâng, các loại cẩu nhỏ để phục vụ cho quá trình thi công KCĐ, nó cũng rất thuận tiện cho việc kiểm soát hệ thống kích th−ớc của các cấu kiện theo thiết kế.
Tuy vậy nh−ng ph−ơng pháp nμy có rất nhiều nh−ợc điểm, đó lμ:
Do lắp ráp bằng ph−ơng pháp chế tạo nút nên số l−ợng các mối hμn tăng lên rất nhiều, các khối l−ợng công việc thực hiện ngoμi công tr−ờng nhiều, do vậy mμ các chi phí về kiểm tra, kiểm soát mối hμn cũng rất khó khăn, tốn rất nhiều thời gian vμ nhân lực, khối l−ợng các công việc thi công trên cao vμ trong không gian cũng rất lớn vì vậy mμ cần nhiều hệ thống giμn giáo vμ công tác an toμn phải đ−ợc đảm bảo hơn, lμm tăng chi phí công trình vμ thời gian thi công cũng kéo dμi, việc kiểm soát kích th−ớc cũng khó khăn hơn.
Nói chung lμ ph−ơng pháp nμy có rất nhiều nh−ợc điểm đặc biệt lμ khó đẩy nhanh tiến độ vμ hiệu quả kinh tế thấp do vậy hiện nay khi mμ các thiết bị thi công đã đ−ợc trang bị hiện đại thì ng−ời ta không thi công chế tạo KCĐ bằng ph−ơng pháp nμy nữa.
b. Ph−ơng pháp thi công úp mái
Thi công KCĐ bằng ph−ơng pháp úp mái lμ ph−ơng pháp chế tạo sẵn hai Panel d−ới đất, một Panel đ−ợc chế tạo ngay trên đ−ờng tr−ợt, Panel còn lại thì đ−ợc chế tạo ngay vị trí bên cạnh đ−ờng tr−ợt, sau khi thi công xong Panel trên đ−ờng tr−ợt, ng−ời ta tiến hμnh lắp dựng các thanh xiên không gian của hai Panel bên.
Sau khi lắp đặt xong các thanh không gian của hai Panel bên thì tiến hμnh lắp đặt các mặt ngang (các mặt Diafragm).
Sau cùng lμ dùng cẩu cẩu nhấc Panel còn lại (đ−ợc chế tao ở d−ới đất bên cạnh đ−ờng tr−ợt) lên vμ úp nó xuống rồi tiến hμnh hμn cố định Panel đó với các thanh ngang, thanh xiên vμ các mặt ngang.
Tiếp theo ng−ời ta sẽ tiến hμnh lắp đặt các kết cấu phụ của KCĐ nh− sμn chống lún, các anốt hy sinh, các ống dẫn h−ớng
Thi công chế tạo KCĐ bằng ph−ơng pháp úp mái nμy có những −u nh−ợc điểm nh− sau:
Ưu điểm:
Thi công chế tạo KCĐ theo ph−ơng pháp nμy thì chúng ta tận dụng vμ tiết kiệm diện tích chế tạo, tận dụng tối đa không gian thi công khi mμ diện tích bãi lắp ráp hạn chế. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nh−ợc điểm:
Thi công chế tạo KCĐ bằng ph−ơng pháp nμy có rất nhiều hạn chế, đó lμ phải thi công nhiều cấu kiện ở trên cao, đặc biệt lμ phải hμn các thanh không gian của hai Panel bên ở trên cao, vμ hμn nối Panel trên cùng cũng phải thực hiện ở trên cao, do đó chất l−ợng các
mối hμn khó kiểm soát đ−ợc, hệ thống giμn giáo cũng nhiều, mức độ an toμn khi lμm việc trên cao cũng khó kiểm soát hơn, mặt khác khi cẩu lắp các thanh không gian vμ cẩu lắp Panel trên cùng phải dùng các loại cẩu cỡ lớn nh− DEMAGCC2000 vμ DEMAGCC4000, thời gian thi công kéo dμi, tiến độ thi công chậm, gây tốn kém về nhân công vμ hiệu quả kinh tế không cao.
Nói chung thi công chế tạo KCĐ theo ph−ơng pháp nμy cũng không mạng lại hiệu quả kinh tế vμ ng−ời ta chỉ áp dụng biện pháp thi công nμy khi mμ diện tích thi công của bãi lắp ráp bị hạn chế vμ đối với nh−ng KCĐ dạng nhỏ.
c. Ph−ơng pháp thi công xoay lật panel
Thi công chế tạo KCĐ theo ph−ơng pháp quay lật Panel lμ thi công chế tạo tr−ớc hai Panel A & Panel B ở trên hệ thống gối đỡ đã đ−ợc thiết kế sẵn.
Sau khi chế tạo xong hai Panel A & Panel B thì tiến hμnh quay lật Panel A đ−a Panel A về vị trí thẳng đứng rồi tiến hμnh lắp dựng các mặt ngang. Sau khi lắp dựng xong các mặt ngang thì tiến hμnh quay lật Panel B vμ tiến hμnh hμn liên kết Panel B.
Cuối cùng ng−ời ta tiến hμnh lắp dựng các thanh không gian của Panel 1 & Panel 2 Tiếp đó tiếp tục tiến hμnh xoay lật hai panel còn lại Panel A1 & Panel B1, sau khi lắp ráp xong các thanh không gian thì tiến hμnh lắp ráp các bộ phận phụ khác của KCĐ nh− sμn chống lún, các anốt, các ống dẫn h−ớng
Thi công KCĐ bằng ph−ơng pháp quay lật Panel có các −u điểm sau đây:
Thi công chế tạo KCĐ bằng ph−ơng pháp quay lật Panel có rất nhiều các −u điểm. Tất cả các cấu kiện của KCĐ đựơc chế tạo d−ới thấp, do vậy ta có thể sử dụng các trạm hμn tự động ngoμi công tr−ờng để hμn, các công tác cắt ống vμ chế tạo ống hoμn toμn đ−ợc chế tạo tại công tr−ờng vμ có thể tiến hμnh chế tạo nhiều cấu kiện cùng một lúc, ví dụ nh− trong khi tổ hợp hai Panel A thì ta có thể tiến hμnh chế tạo các mặt D vμ chế tạo các thanh không gian cho Panel 1 & Panel 2 , do vậy ta có thể đẩy nhanh tiến độ thi công, đồng thời có thể tận dụng tối đa các thiết bị máy móc vμ nhân lực sẵn có một cách hiệu quả nhất.
Hệ thống dμn giáo phục vụ thi công cũng hạn chế công tác kiểm tra kích th−ớc vμ kiểm tra chất l−ợng các mối hμn đ−ợc kiểm soát rất tốt.
Ph−ơng pháp thi công nμy có thể áp dụng đ−ợc với tất cả các loại công trình lớn nhỏ khác nhau.
Ph−ơng pháp thi công nμy mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Kết Luận:
Từ các −u nh−ợc điểm của các ph−ơng pháp thi công KCĐ đã phân tích ở trên thì ta nhận thấy rằng KCĐ trong phạm vi đồ án thi công theo ph−ơng pháp quay lật Panel sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Do vậy KCĐ trình bμy trong đồ án sẽ đ−ợc thi công chế tạo theo ph−ơng pháp quay lật Panel.
6.1.2 Thi công hạ thủy
a. Hạ thủy bằng ph−ơng pháp kéo tr−ợt
Việc hạ thuỷ khối chân đế lên hệ Ponton chỉ đ−ợc thực hiện trong những thời điểm nhất định, đảm bảo các yêu cầu về: Điều kiện thời tiết, thuỷ triều (biến động triều, biên độ triều) khí t−ợng hải văn...Thông th−ờng công tác hạ thuỷ diễn ra từ tháng 4 đến tháng 9.
Giai đoạn I:
Sau khi đ−a khối chân đế nhô ra mép cảng, tiến hμnh dằn n−ớc vμo Ponton1 (hoặc chờ triều xuồng) lai dắt Ponton1 vμo vị trí nhận tải sau đó tiến hμnh liên kết Ponton1 với khối chân đế.
Việc cân bằng Ponton khi nhận tải đ−ợc kiểm soát bằng cách bơm dằn n−ớc vμo các khoang đã đ−ợc tính toán tr−ớc.
Sau khi liên kết ở Ponton 1 vμ khối chân đế đã hoμn thμnh, tiến hμnh cắt vμ giải phóng các máng tr−ợt d−ới.
Giai đoạn II:
Tiến hμnh kiểm tra liên kết giữa khối chân đế vμ Ponton1. Sau đó sử dụng tμu kéo đ−a Ponton1 ra khỏi vị trí mép cảng. Sau khi đạt đ−ợc khoảng cách yêu cầu thì luồn Ponton 2 vμo vị trí liên kết.
Bơm n−ớc ra khỏi Ponton2 (hoặc đợi triều c−ờng) để đ−a Ponton2 trên vμo trạng thái nhận tải.
Sau khi Ponton2 nhận đủ tải, tiến hμnh liên kết khối chân đế vμo Ponton 2 bằng các liên kết đã chờ sẵn. Việc cân bằng Ponton khi nhận tải đ−ợc kiểm soát bằng cách bơm dằn n−ớc vμo các khoang đã đ−ợc tính toán tr−ớc.
Sau khi liên kết ở Ponton2 vμ khối chân đế đã hoμn thμnh, tiến hμnh cắt vμ giải phóng các máng tr−ợt trên
Giai đoạn III:
Sau khi cả hai Ponton đã nhận đủ tải tiến hμnh cắt cần đẩy. Đ−a cả hệ Ponton vμ chân đế neo tại mép cảng chờ đến thời điểm thuận lợi để vận chuyển đến vị trí xây dựng.
Hạ thuỷ KCĐ bằng ph−ơng pháp kéo tr−ợt th−ờng chỉ áp dụng đối với các KCĐ có khối l−ợng lớn hơn 1200 (T) nh− các KCĐ dμn MSP, hoặc dμn CTP hạ thuỷ bằng ph−ơng pháp kéo tr−ợt có các −u nh−ợc điểm sau đây:
Ưu điểm: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hạ thuỷ KCĐ bằng ph−ơng pháp nμy thì không cần dùng đến cẩu nổi, chỉ cần hệ thống tời kéo bằng sức kéo của các cẩu DEMAGCC4000 & DEMAGCC2000.
Nh−ợc điểm:
Hạ thuỷ KCĐ bằng ph−ơng pháp kéo tr−ợt có rất nhiều nh−ợc điểm, đó lμ phải thiết kế vμ chế tạo hệ thống cần gạt rất phức tạp, thiết kế vμ bố trí hệ thống hố thế, thiết kế hệ thống tời kéo phức tạp, sử dụng nhiều loại cáp lớn đắt tiền, thiết kế hệ thống máng tr−ợt. Đặc biệt lμ quá trình đ−a KCĐ lên hệ Ponton rất phức tạp vμ tốn rất nhiều thời gian.
b. Hạ thủy bằng ph−ơng pháp cẩu nâng
Ph−ơng pháp nμy chỉ thực hiện với các chân đế có khối l−ợng nhỏ d−ới 1200 Tấn.
Để hạ thuỷ KCĐ bằng ph−ơng pháp nμy th−ờng ng−ời ta chế tạo chân đế ở gần mép cảng. Sau khi chế tạo xong ng−ời ta sử dụng hai cẩu CC2000, CC4000 tiến hμnh xoay khối chân đế vuông góc với mép cảng.
Đ−a đuôi của tμu cẩu Hoμng Sa vμo sát mép cảng vμ tiến hμnh cẩu khối chân đế.
Dùng 4 dây cáp tiến hμnh móc vμo 4 vị trí móc cẩu đã đ−ợc thiết kế sẵn tại 4 nút của DIAFRAG2, DIAFRAG3 đ−ợc liên kết với hai móc cẩu có tải trọng thiết kế lμ 600T cho 1 móc cẩu. Cáp đ−ợc đấu nối với khối chân đế bằng 4 ma ní. Tiến hμnh di chuyển tμu cẩu Hoμng Sa về vị trí của KCĐ bằng tμu kéo Sao Mai 01, khoảng cách của mũi tμu cẩu Hoμng Sa đến vị trí của mép cảng của bãi số 0 một khoảng 5m. Vị trí của xμ lan đ−ợc đặt tại cầu cảng vμ đ−ợc bố trí lai dắt bằng tμu kéo Sao Mai 02. Tμu cẩu đ−ợc định vị bằng các dây neo ở bờ cảng d−ới mặt đáy biển để giữ ổn định cho tμu cẩu trong quá trình vận hμnh chuyển, 4 đoạn cáp neo đ−ợc móc vμo 4 vị trí của mép cảng. Tiến hμnh móc cáp vμo vị trí thứ 2 của móc cẩu với sức chịu tải của mỗi móc lμ 600T. kiểm tra liên kết của cáp với móc cẩu tiến hμnh đóng chốt ma ní. Điều khiển cẩu Hoμng Sa cho cẩu từ từ nhận tải để tránh tr−ờng hợp tải trọng tác dụng đột ngột. Vị trí nâng KCĐ cách mặt đất với chiều
cao lμ 2m, thì tiến hμnh cho tμu kéo 01 lai dắt cẩu Hoμng Sa ra ngoμi bờ cảng khoảng 100m. Dùng tμu kéo 02 kéo xμ lan từ vị trí bến nhô quay về vị trí mμ tμu Hoμng Sa đã cặp. Tiến hμnh neo giữ cố định xμ lan vμo bờ cảng bằng các dây neo vμ mặt đất của bờ cảng. Rút liên kết của tμu kéo 02 với xμ lan vμ di chuyển tμu kéo 02 ra khỏi vị trí hạ thuỷ. Dùng tμu kéo 01 lai dắt tμu cẩu Hoμng Sa tiến đến vị trí của xμ lan. Từ từ nhả cáp thả KCĐ