3.4.1. Đào trần:
- Yêu cầu: thành vách ổn định, không sụt lở trong quá trình thi công. Mất ổn định khi áp H3.1- Biểu đồ mức nước thi côgn trong năm
lực ngang chủ động của đất nền vượt khỏi sức kháng cắt của nền.
- Nên tạo mái dốc cho thành vách hố móng, đất nền càng yếu thì đất càng thoải, tham khảo độ dốc mái hố móng đào trần trong Bảng 3.4 dưới đây.
Bảng 3.4 - Dốc mái ta luy hố móng
- Để đào trần đòi hỏi:
+ Độ ẩm tự nhiên, không có nước ngầm, không gặp mưa úng.
+ Thời gian để ngỏ không lâu, đào đất nhanh, đào đến đâu đổ bê tông đến đấy.
+ Mặt bằng thi công đủ rộng.
+ Vách đào trần trong đất sét có độ chặt bình thường có thể đào dốc đứng, nhưng theo lý thuyết không được cao quá trị số:
H 4.C
max
Trong đó: C - Hệ số dính của đất sét
- Trọng lượng riêng của đất
Chú ý: Giá trị Hmax tính được trong công thức trên cần phải nhân thêm hệ số an toàn giảm đi 2-3 lần do xét đến độ ẩm của đất thay đổi theo thời gian.
+ Khi đào qua nhiều lớp đất khác nhau có thể đào bậc: h = 2 3m, b = 0.5 1m.
- Để giữ ổn định thành vách hố móng người ta dùng tường ván làm kết cấu gia cố chống vách. Có ba loại tường ván dùng cho các điều kiện thi công khác nhau.
3.4.2. Tường ván lát ngang:
Tên loại đất
Tỷ lệ chiều cao/ nằm trong trường hợp chiều sâu hố móng
H<=3m H = 3 6m - Đắp đất, đất cát 1 : 1.25 1 : 1.50
- Đất pha cát 1 : 0.76 1 : 1.00
- Đất pha sét 1 : 0.67 1 : 0.75
- Đất sét 1 : 0.50 1 : 0.67
- Đất hoàng thổ (khô) 1 : 0.50 1 : 0.75
- Đá rời 1 : 0.10 1 : 0.25
- Đá chặt 1 : 0 1 : 0.10
b
h
1:n
1:m
>0.75 >0.75
Rãnh đỉnh
Rãnh (hố) thu nước
>1.0m
Đống đất
H3.2- Hố móng đào trần tạo bậc
- Nó được lắp dựng khi đào đất hố móng đến đáy móng hoặc cách đáy móng 0,5m.
- Cấu tạo:
+ Gồm các tấm ván lát dày 36cm, đặt ngang từ dưới lên áp sát vào thành vách.
+ Bên ngoài đặt các nẹp đứng có d = 12 16cm đặt cách nhau 0,82m đỡ lấy tấm ván.
+ Bên ngoài là các thanh gỗ xẻ làm nẹp ngang đỡ nẹp đứng, đặt cách nhau 12m.
+ Để đỡ các thanh nẹp ngang dùng các văng chống ngang bằng gỗ tròn = 15 18cm + Sử dụng nêm gỗ một mảnh để đóng chêm vào một đầu khe giữa văng chống và nẹp.
Còn đầu bên kia cố định văng chống với nẹp nẹp ngang bằng đinh đỉa.
+ Có thể không cần nẹp ngang nhưng cần nhiều văng chống.
+ Nếu hố móng rộng thì văng chống phải nối dài nên phải làm các cột đỡ trung gian chống xuống đáy móng.
- Phạm vi áp dụng: cho nền đất thịt hoặc sét rắn, ít ảnh hưởng của nước ngầm, có thể đào và để ngỏ trong một thời gian ngắn, cần gia cố để chờ đợi công đoạn tiếp theo. Ván lát ngang rất phù hợp cho thi công đường hào có kích thước chạy dài nhưng khoảng cách giữa hai thành vách hẹp, còn đối với các móng của mố trụ cầu loại chống vách này ít được sử dụng.
- Nếu đất có thể tự giữ được ổn định thành
hố trong thời gian dài có thể đào xong hố móng rồi tiến hành gia cố bằng các mảng ván đã lắp sẵn. Khi đó các mảnh ván lát có thể đặt cách nhau 2-3 cm.
- Trong trường hợp đất kém ổn định hơn ta tiến hành lát ván từng phần theo quá trình đào hố móng....
- Có thể không cần bố trí thanh chống trong trường hợp bề rộng của móng <3m và đất hố móng ổn định.
- Khi hố móng khá rộng không phù hợp cho việc bố trí các thanh văng chống ngang, có thể dùng các thanh bằng gỗ hay thép một đầu liên kết với thanh nẹp đứng, đầu kia được neo vào cọc neo.
cọc neo
V¨ng chèng
100 - 15060 - 100
16-16
30-50 150-200 150-200 12,16
Ván lát ngang Nẹp đứng
V¨ng chèng
V¨ng chèng Nẹp đứng
H3.3- Cấu tạo tường ván lát ngang
- Mép trên của ván lát nên để cao hơn mặt đất 15cm để tránh việc đất đá rơi xuống hố móng.
- Tháo dỡ ván lát :
+ Tháo dần dần từ dưới lên trên.
+ Không nên đồng thời tháo 3 tấm ván lát ngang liền nhau theo chiều cao.
+ Khi tháo dỡ ván lát phải bố trí lại các thanh văng chống.
3.4.3. Tường ván lát đứng:
- Nó được lắp dựng đồng thời với quá trình đào đất hố móng.
- Cấu tạo:
+ Gồm các tấm ván lát dày 3 5cm, một đầu đẽo vát cho nhọn, đầu kia cưa bằng và dùng vòng dây thép đai lại. Dùng vồ gỗ đóng các thanh ván quanh hố móng cho đến khi không đóng được thì đào đất hố móng,
đào tận sát chân các thanh ván. Khi còn cách múi ván 0,50,8m thì lại dùng vồ gỗ đóng cho đến khi đạt cao độ thiết kế.
+ Dùng gỗ xẻ đặt ngang đỡ các thanh ván, lần lượt từ trên ngang miệng hố móng xuống đến cách đáy 0,8m. Mỗi tầng nẹp cách nhau 11,5m.
+ Để đỡ các thanh nẹp ngang dùng các văng chống ngang bằng gỗ tròn = 15 18cm. Khoảng cách giữa các văng chống theo phương ngang là 1,21,5m.
- Phạm vi áp dụng: cát sụt, cát chảy hoặc có nước ngầm
với lưu lượng không lớn. Kích thước hố móng nhỏ, chiều sâu trong phạm vi 3m.
3.4.4. Tường ván ngang tiêu chuẩn:
- Nếu hố móng lớn thì hai loại trên không thích hợp và văng chống gây cản trở cho thi công. Khi đó, nên dùng tường ván định hình. Nó là kết cấu kết hợp giữa thép và gỗ, có thể sử dụng được nhiều lần.
- Cấu tạo:
+ Gồm các cọc thép H300, dài 8m. Dùng búa rung đóng các cọc xung quanh hố móng với cự ly đều nhau 1,5m, đóng đến mũi cọc sâu hơn đáy móng 1,5m.
+ Trên đầu cọc lắp hệ thống khung chống bằng thép I hoặc thép ], liên kết với đầu cọc bằng hàn đính và bu lông, các thanh trong của khung chống cần liên kết bu lông để dễ tháo lắp.
+ Sau khi lắp các thanh khung chống thì tiến hành đào đất trong hố móng, đào đến đâu thì dùng các thanh ván cắt đều nhau theo chiều dài 1,2m lùa vào giữa hai cánh của thép chữ H.
60 - 100
V¨ng chèng
16-16 100 - 150
Nẹp ngang
Ván lát đứng
H3.4- Cấu tạo tường ván lát ngang tiêu chuẩn
+ Để cho thanh ván ngang áp sát vào thành vách và dễ tháo lắp, dùng nẹp đệm và nêm đóng chêm giữa tấm ván và bản cánh của thép chữ H.
3.4.5. Tính toán thiết kế tường ván tiêu chuẩn:
3.4.5.1. Tải trọng:
- Áp lực ngang chủ động của đất nền: Pa s. .Za
Trong đó: Z- khoảng cách từ mặt đất miệng hố móng đến độ sâu cần tính.
s - trọng lượng thể tích của đất nền.
a- hệ số áp lực ngang chủ động của đất nền = 2 45 tg 2
- góc nội ma sát của đất nền.
- Tải trọng trên mặt đất.
+ Tải trọng do vật liệu xếp đống và tải trọng thi công: phân bố đều từ mép hố móng với cường độ 2,5kN/m2.
+ Tải trọng do áp lực bánh xe của các thiết bị tự hành như cần cẩu, máy móc thi công di chuyển gần mép hố móng: Chiều rộng vệt bánh 1,5m tính từ mép hố móng, chiều dài chạy suốt mép hố móng. Áp lực qTbi lấy theo trọng lượng xe cẩu, máy cùng trọng lượng treo trên máy:
Tổng trọng(T) 10 30 50 90
qTbi(kN/m2) 30 60 90 120
+ Tải trọng do các phương tiện vận chuyển chạy qua gần mép hố móng có ảnh hưởng đến tường ván, gọi X là khoảng cách từ mép đường đến mép hố móng:
Khoảng cách X(m)
áp lực qVC(kN/m2) tính theo trọng tải xe
25T 30T 45T 60T
>3 10 12 19 25
2-3 20 24 38 50
1-2 30 36 57 75
<1 40 48 76 100
Nếu khoảng cách X ≥ H thì không xét đến qvc. Với H là chiều cao tường hố móng.
+ Những tải trọng mặt đất nói trên gọi là tải trọng chất thêm ES = qtc; những tải trọng do hoạt tải xe và phương tiện vận chuyển gọi là hoạt tải chất thêm LS = qTBI + qVC. Các tải trọng này sẽ bổ sung thêm vào tải trọng ngang của đất theo quy luật không đổi được xác định như sau:
pES
2.qTC ( sin cos( 2 ))
pLS a. .sheq
Trong đó:
- góc nội mà sát của đất nền (độ).
Ar
1500 tg X tg
X- khoảng cách từ mép hố móng đến mép đường ô tô (mm)
heq- chiều cao lớp đất tương đương của hoạt tải xe ô tô, theo bảng 3.11.6.2.1- 1 trong 22TCN 272-05
+ Các tải trọng nêu trên khi đưa vào tính toán nhân thêm hệ số tải trọng theo quy định.
3.4.4.2. Sơ đồ tính:
- Ván lát ngang làm việc như dầm giản đơn, tiết diện lấy theo 1m chiều cao ván, vị trí để xác định trị số áp lực đất ngang tính toán cách đáy móng 0,5m.
. , 500 . . . 2 8
EH a H ES pES LS pLS
van tt
P a
M
(N.mm)
- Cọc thép làm việc theo sơ đồ dầm giản đơn, để đơn giản tính toán cho đoạn cuối cọc S3+0,5t, ta có:
EH. a H, 0,5.S3 ES. pES LS. pLS. R P a (N)
3 2
. 0, 5 8
coc tt
R S t
M
(N.mm)
3.4.5.3. Nội dung tính:
- Đối với ván lát ngang:
Mttvan ≤.Mvan
Trong đó:
- hệ số sức kháng lấy = 1,0
2 ,
1000.
6 .
v
van u go
M R
(N.mm)
Ru,go cường độ của gỗ lấy bằng 6Mpa.
- Đối với cường độ cọc chịu uốn:
Mttcoc ≤.Mcoc
Trong đó:
Mcoc- sức kháng uốn của cọc thép Mcoc = WI.Ru
WI- mômen kháng uốn tiết diện cọc thép hình (mm3) Ru- cường độ khánh uốn của thép cán (Mpa).