14. 8– Làm tăng độ cứng và khả năng chịu lực cho cọc
14.15 Cỏc phương phỏp khỏc nhằm cải thiện sức chịu tải của cọc
Khi sức chịu tải của cọc chưa đủ, cọc sẽ lao xuống nền và cắm sõu đến lớp đất mà nú phải tự dừng lại, sau đú tiến hành hạ cưỡng bức, làm như vậy cũng cú thể hạ giỏ thành.
_ kinh nghiệm trong khi đúng cọc, mặt bịt đầu cọc khoảng 80%, để lại một lỗ nhỏ trung tõm để khớ và nước thoỏt ra giảm lực cản của đất.
Để tăng sức kộo của cọc hai phương phỏp khả dĩ: Một là khoan chốn trong cọc sợi dõy sau đổ bự bờ tụng. Hai là tăng trọng lượng của cọc, đổ bờ tụng bệ cọc. Làm sạch bề mặt cọc, đổ bờ tụng bự, cỏt hoặc dăm.
Giải phỏp thứ ba là khi cọc qua vựng đất nhiều lớp thỡ sức chịu tải chống uốn, nộn của cọc cần được gia tăng, khi này nờn làm múng băng như đó giới thiệu phần trờn. Cú thể chốn thờm cỏc cọc vào trong số đó cú. Cỏc cọc chốn được nối với cỏc cọc đúng ban đầu qua việc phụt vữa gắn chốn. Tương tự cú thể khoan và phụt vữa cỏc cọc chốn.
Phương phỏp làm lạnh đất nền cũng cú thể gia tăng sức chịu tải của cọc. Khi đất tăng sức khỏng nộn do làm lạnh, nú sẽ khụng hoàn toàn đỳng trong đất lẫn khớ cỏc bon. Đụi khi lại làm yếu bản cọc. Vỡ thế cần khống chế nhiệt độ làm lạnh, nú phụ thuộc vào độ mặn, nhiệt độ cú thể là : - 7o C đến - 10o C.
Chương 15: KỸ THUẬT THI CễNG CÁC CễNG TRèNH CẦU CẢNG TRấN SỐNG VÀ TRấN BIỂN
`15.1 Cỏc cụng trỡnh bến cảng 15.1.1 - Cỏc loại cụng trỡnh bến cảng
Hiện tại, loại cụng trỡnh bến cảng chủ yếu là bến tàu và kố ven biển sử dụng cho cụng tỏc bốc dỡ cụng-ten-nơ.
Cảng xa bờ, cầu tầu kộo dài tới bờ, được sử dụng để vận chuyển cỏc sản phẩm dầu mỏ và cỏc cầu cạn được xõy dựng để làm lối tiếp cận với sàn bốc dỡ hàng.
15.1.2 - Cỏc cụng trỡnh xõy dựng trờn múng cọc - Vật liệu cọc : Bờ tụng hoặc thộp
- Thi cụng: Cọc được đúng vào tầng đất sột mềm và cỏt của đỏy biển.
- Để đạt tớnh kinh tế, cỏc cọc thường được đúng cỏch nhau từ 7m đến 10 m. Vỡ
vậy, khối lượng điển hỡnh của mỗi cọc nằm trong khoảng từ 100 đến 250 tấn, đụi khi người ta sử dụng những cọc lớn hơn.
15.1.2.1 – Cụng trỡnh cầu cảng - Thi cụng cọc
- Sau khi vận chuyển đến vị trớ đúng, cọc thộp hoặc cọc bờ tụng được để lỳn
xuống bởi trọng lượng bản thõn cọc.
- Bỳa và đầu bỳa đúng cọc được hạ thấp lờn trờn cọc thẳng với đường tõm cọc và cọc được đúng xuống nền dưới tỏc dụng của trọng lượng của bỳa. Lỳc này bắt đầu quỏ trỡnh đúng cọc.
- Nhỏt bỳa đầu tiờn cú thể làm cho cọc lỳn xuống một một hoặc sõu hơn. Vỡ
vậy dõy cỏp điều khiển bỳa phải tự do để duy trỡ bỳa và đầu bỳa ở trờn cọc.
- Đầu cọc hỡnh vuụng hoặc tầy thỡ độ cứng của đầu tốt hơn khi hạ vào tầng địa
chất cứng. Cọc thộp được gia cường bằng thộp chất lượng cao tại đầu mũi.
- Cọc được giữ theo phương thẳng đứng hoặc nghiờng trờn giỏ đỡ trước khi hạ. Trong khi đúng cọc tựa trờn giỏ nhưng vẫn phải đảm bảo tớnh tự do của cọc (trỏnh cưỡng bức).
- Cọc xiờn chịu lực
- Cọc xiờn chịu lực được sử dụng chủ yếu để chịu cỏc tải trọng ngang (hỡnh
15.1) và kết hợp chịu tải trọng đứng.
- Trờn nền nghiờng, độ sõu nhỏ cọc xiờn xem như chịu toàn bộ lực ngang. Khi độ sõu lớn cọc xiờn bố trớ dày hơn.
Hỡnh 15.1 - Cọc bờ tụng xiờn chịu lực và cọc đứng được đặt qua cỏc bạc dẫn và lỳn xuống nhờ trọng lượng bản thõn cọc, chuẩn bị cho quỏ trỡnh đúng cọc
- Cụng nghệ thi cụng cọc trờn biển
Phương phỏp đúng cưỡng bức trong nền bỡnh thường
- Thi cụng cọc trong vựng nước nụng
Thi cụng bằng phương phỏp “ lấn dần” Cú nghĩa là thi cụng từ bờ đất liền hướng ra biển. Cọc được đúng bằng cỏc bỳa tựa trờn nền cứng, phỏt triển dần ra.
- Thi cụng cọc trong vựng nước sõu
Cọc được hạ bằng thiết bị đúng đặt trờn Sà lan. Với khu nước sõu, việc hạ cọc chạm nền cần cú thiết bị nõng cọc ( dựng cần cẩu nũng sỳng) để chống uốn, đụi khi chế tạo cọc ứng suất trước.
Phương phỏp xúi đất đầu cọc (Phun nước hỗ trợ đúng cọc)
- Phương phỏp phun nước thường được sử dụng để làm tăng khả năng thõm nhập
của cọc, đặc biệt trong vật liệu là cỏt chặt. Nước phun tạo thành cỏc hỗ bờn dưới đỏy cọc, và dõng ngược lờn trờn dọc theo chiều dài cọc, làm giảm ma sỏt trờn bề mặt cọc.
- Vũi phun nước cú thể là “tự do” khụng gắn vào đầu cọc, hoặc được gắn chặt
với cọc bởi cỏc cỏc đoạn ống. Ống dẫn chịu ỏp lực cao, thường sử dụng thộp, cú thể dựng vật liệu com-pụ-zớt dày cú gia cường bằng sợi thủy tinh.
- Vũi phun bố trớ đối xứng qua tõm.
Đúng cọc qua vật cản hoặc qua vật liệu cú độ cứng cao
- Nguyờn tắc đầu tiờn là cú một ống chịu va đập ở đỏy cọc, để phũng trỏnh hỏng
cục bộ và phũng trỏnh biến dạng cong cũng như những hư hỏng khỏc đối với cọc.
- Với cọc thộp dạng ống, đỏy cọc phải được bịt bằng một tấm kim loại tải trọng
nặng. Sử dụng ống cú thành dày. Đỏy cọc phải được nạp bờ tụng với chiều dày bằng
hai đến bốn lần đường kớnh cọc.
- Nếu lắp bộ phận bảo vệ đầu cọc loại bọc ngoài bằng thộp đỳc vào đầu cọc, đường
kớnh bờn trong khụng đổi ở đầu cọc dạng ống và vỡ vậy khụng cản trở cụng tỏc khoan khi gặp địa chất cứng.
- Cỏc cọc thộp hỡnh chữ H cú khả năng xuyờn qua cỏc tầng đỏ vụn, cỏt chặt lẫn sỏi khỏ
tốt, nhưng khụng dễ dàng thõm nhập khi gặp đỏ lỏt hoặc đỏ phiến hoặc đỏ cứng bất thường. Khi này cú thể gia cường đầu cọc.
- Khi đúng cọc cần khống chế độ chối, khụng làm cọc bị tăng ứng suất quỏ mức. Mặt khỏc vị trớ bỳa rơi phải cỏch mặt sàn độ an toàn nhất định.
Chằng giữ cọc
- Trong cỏc cụng trỡnh bến cảng sõu, cọc là đối tượng dao động liờn tục do dũng chảy
và súng biển. Vỡ vậy, phải sử dụng một hệ thống giằng đỡ cọc ở vị trớ ổn định để đầu cọc cú thể được lắp vào sàn mỏy sau đú.
- Phổ biến, cỏc cọc gỗ được sử dụng, được lắp bu-lụng bờn dưới cỏc bản gối tựa để
cho chỳng sẽ khụng cản trở khi đúng cọc. Cỏc cọc gỗ được bắt chặt bằng cỏc bu-lụng, hoặc gia cường dõy chằng ( Hỡnh 15.2).
Hỡnh 15.2 - Cỏc cọc bờ tụng được
giằng tại vị trớ bởi cỏc cừ gỗ tựa trờn cỏc kẹp đầu cọc bằng thộp.
Hỡnh 15.3 - Cọc bờ tụng dự ứng lực được giằng buộc đỳng kĩ thuật.
- Nối đầu bỳa
Formatted: Font: Bold Formatted: Font: Bold
Với cọc thộp, khi thộp gia cố được sử dụng để nối đầu cọc, nú cú thể được hàn trong với cọc thộp hoặc được đưa vào trong cọc bờ tụng.
Với cỏc cọc bờ tụng, một mối nối chất lượng là tạo cỏc lỗ 50 mm trong đầu cọc để tra cỏc thanh thộp và trỏt vữa lại.
15.1.2.2 Sàn cụng tỏc đổ bờ tụng
Sàn cụng tỏc đổ bờ tụng điển hỡnh thường bào gồm cỏc dầm nằm ngang ghộp với cỏc đầu cọc, làm việc độc lập với một dầm dọc một chiều. Nếu cần cẩu đia lại thỡ sẽ cũn cú một dầm dọc ở trờn hoặc gần bề mặt sàn và tường phớa sau. Mặt sàn đỳc tại chỗ được chế tạo liờn tục qua cỏc đầu dầm nằm ngang.
- Đỡ sàn bằng dầm hỗ trợ ngang, bắt bu lụng với cột trụ, cú đệm ma sỏt trờn bề mặt gỗ.
- Gia tăng độ cứng cho sàn thường làm thờm cỏc dầm cụng son đỡ.
- Bệ cọc đỳc dạng hộp, trong gia cường thộp.
- Sàn đỡ tạm cú nhiệm vụ cho việc thi cụng sàn chớnh ở trờn. Sau khi làm việc hết thời
hạn sàn cần phải thỏo dỡ. Vỡ vậy lưu ý cho cụng việc này.
- Ở vị trớ cú biờn độ triều lớn, cỏc hệ giàn cốp pha cú thể bị ngập chỡm trong nước và thậm chớ bị nổi lờn. Chỳng phải được chằng buộc hoặc sử dụng hệ cốp pha bờ tụng đỳc sẵn.
15.1.2.3 - Hệ thống bảo vệ
- Hệ thống bảo vệ lực xụ ngang của tầu:
Với những bến cảng bốc xếp cụng-ten-nơ hiện đại, được thiết kế làm nơi neo đậu của cỏc tàu, bốc xếp cụng-ten-nơ thỡ cỏc hệ thống bảo vệ thường là cỏc bộ phận bảo vệ bằng cao su tải trọng nặng, được lắp trờn dầm mặt của kố bến cảng, được tạo nhịp bằng cỏc dầm thộp và cỏc cừ gỗ. Hệ thống bảo vệ được giữ bởi cỏc dõy xớch từ sàn cụng tỏc, cho cả tỏc động của lực hấp dẫn và chuyển vị theo chiều dài do ma sỏt từ tàu chở hàng. Những dõy xớch này được đặt ở một gúc 45o – 60o.
- Hệ thống bảo vệ mặt cọc: Dựng tấm đệm vật liệu com-pụ-zớt được cỏn mỏng thường được bắt bu-lụng với bề mặt của cỏc cọc.
15.1.3 - Đờ, Kố 15.1.3.1 - Mụ tả 15.1.3.1 - Mụ tả
Đờ, kố là bộ phận kết cấu bảo vệ bờ khu vực khụng cú cỏc cụng trỡnh khỏc, chịu trực tiếp tỏc động từ thuỷ triều và súng biển.
15.1.3.2 - Đờ bảo vệ bằng cừ thộp
- Giàn cừ thộp tường đơn, được kẹp chặt phớa sau với trụ neo ở mặt nước hoặc cao
hơn mặt nước một chỳt.
- Hạ cừ xem chương xử lý nền đó giới thiệu. Khi khú đúng thỡ chạy một thiết bị phun tia cụng suất lớn xuống dọc theo cọc cừ đủ để làm lỏng vật liệu bồi tớch để cho cọc được đúng xuống nhanh bằng bỳa rung. Khi đúng bỳa rung sẽ giảm trở lực ma sỏt, đồng thời cũng giảm sức chịu tải của cọc sau này.
- Hạ cọc bờ tụng cú thể kết hợp cả xúi đầu cọc và chấn rung trong vựng đất dạng hạt to, khú đúng.
- Nếu đúng cọc bờ tụng dàn hàng khộp kớn thỡ đầu dưới của cọc cần để vỏt 45o để cọc
xuống bỏm sỏt cọc cũ.
- Cả hai hàng cừ thộp và bờ tụng cú thể chỉ chống đỡ được một phần chiều cao giới hạn của khối đắp phớa sau, phụ thuộc vào lực cản bị động và mụ men phỏt triển bởi phần chỡm trong đất. Trong một số trường hợp sử dụng dầm tăng cường.
- Giếng chỡm kiểu hộp bờ tụng thường được thiết kế để cú thể tự nổi. Loại hộp điển hỡnh sẽ được đỳc dạng khối, được đưa lờn hệ thống ray trượt hoặc cỏc giỏ vận chuyển, và được hạ xuống nước bằng cỏc phao cẩu cỡ lớn.
- Sau khi nền đó đào và xử ly xong tiến hành hạ giếng vào nền. Hoạt động chuyển
giếng từ đất liền xuống nước là một hoạt động nguy hiểm, phụ thuộc vào biờn độ thủy triều, sự thay đổi độ cao mực nước theo mựa, và sự dõng cao của đất liền cũng như mực nước ở vị trớ thấp hơn.
Cỏc phương phỏp đó được sử dụng là:
1. Đường tràn hoặc đường phúng tàu, với hệ thống bàn trượt cú thể được hạ thấp.
2. Cầu cụng tỏc cú tỏc dụng hạ thiết bị vào nước
3. Thiết bị vận chuyển hoặc đường trượt, cho phộp di chuyển thiết bị trờn tàu. Sau đú, thiết bị được phúng xuống nước từ tàu, cho phộp giếng nổi. Quy trỡnh này yờu cầu cỏc chỳ ý đặc biệt liờn quan tới độ ổn định và lực đẩy nổi, mà sẽ được núi tới trong phần tiếp theo.
4. Việc xõy dựng trong vựng nước cảng hoặc khu vực sửa chữa tàu, và vỡ vậy cho nước tràn vào vựng này để cỏc giếng cú thể nổi.
5. Thuyền hai thõn nõng cỏc giếng bờ tụng này khỏi giỏ đỡ.
6. Kết cấu trờn tàu, với phần nhấn chỡm tiếp theo cho phộp giếng nổi.
- Trước khi hạ giếng phần đệm đỏy giếng ( nơi tiếp xỳc với nền) đó được thi cụng
xong.
15.3 - Cỏc cụng trỡnh trờn sụng
Những cụng trỡnh này bao gồm õu thuyền, đập tràn, cỏc cụng trỡnh tràn, và tường ngăn lũ. Cả hai phương phỏp xõy dựng tường chắn di động trong điều kiện khụ nước và trong điều kiện cú nước bằng cỏc phương phỏp hàng hải sẽ được mụ tả.
15.3.1 - Cỏc kết cấu ụ cừ ngăn nước
- Cỏc ụ tạo nờn từ cừ thộp đó được sử dụng nhiều cho cỏc tường ngăn nước để cú thể xõy dựng cụng trỡnh như đập, õu thuyền trong điều kiện khụ rỏo.
- Bằng phương phỏp này, một phần của lũng sụng, thường là 1/3 hoặc 1/4 được võy kớn bởi nhiều ụ cừ thộp. Cú vam vũng như khung giữ cừ.
- Sau khi đúng cừ thành một ụ kớn, cỏc ụ cừ ngăn nước được đổ cỏt hạt to, được đầm
bằng cỏc thiết bị đầm rung tới dung trọng phự hợp. Cần lưu ý khi đầm rung cỏt cú thể ảnh hưởng đến cừ.
- Sau khi làm tường biờn bằng cừ xong, cần đắp trả vật liệu vào chõn cừ, bằng cỏt hoặc đỏ.
- Sau đú thỏo nước hố múng, đào múng và tiến hành thi cụng cỏc chi tiết kết cấu bờn trong giếng.
Hỡnh 15.4 - Đúng cọc cừ tạo ụ
ngăn nước Hỡnh 15.5 - Đúng cọc cừ khộp kớn kết cấu ụ ngăn nước, tại Cụ lụm bi a
- Sẽ cú thể cú một lượng cọc cừ bị hư hỏng, chỉ cú khoảng 70% hoặc 80% cú thể tỏi
sử dụng trong giai đoạn tiếp theo.
Hỡnh 15.6 - ễ cừ ngăn nước xõy dựng õu thuyền Olmsted, trờn sụng Ohio
- Khi hạ cừ trong nước sõu, do dũng nước và giú tỏc động tới hàng cừ khi nú đang
được trượt xuống. Đú là lớ do mà cần phải cú hai hoặc nhiều hơn vam vũng giằng giữ.
- Thứ tự thi cụng: Hàng cừ thộp vũng cung phớa thượng lưu phải được đúng đầu tiờn.
Cỏc cọc cừ ở phớa hạ lưu và cọc cừ song song với dũng chảy phải được giằng tạm thời với cỏc vam vũng.
- Cỏc kố ngăn nước dạng ụ rất dễ bị xúi lở, đặc biệt ở cỏc gúc phớa thượng hạ lưu.
Cần cú tầng lọc bảo vệ chống xúi.
- Trưũng hợp khi lưu tốc nhỏ cú thể làm đờ quõy cừ dạng hở - phớa đất liền thỡ sẽ rẻ
hơn.
15.3.2 Khuụn bờ tụng đỳc sẵn —Kết cấu thi cụng trong nước
- Phương phỏp này sử dụng cỏc khuụn bờ tụng đỳc sẵn, đúng vai trũ là cỏc phần của bề mặt ngoài của õu thuyền hay đập. Cỏc phần được định cỡ theo khả năng nõng tối đa của thiết bị thi cụng mà cú thể lắp đặt tại cụng trỡnh.
- Cỏc khoang đỳc sẽ được đỳc sẵn trờn cỏc sõn bói ở cao trỡnh khụng ngập nước, vỡ
vậy cú thể sản xuất quanh năm. Mỗi một khoang đỳc sẽ được trượt trờn một đường trượt nghiờng, và sau đú được hạ xuống nước.
- Một tàu hai thõn (phao nổi) nõng chỳng lờn, kộo đến vị trớ hạ.
Formatted: Font: Bold Formatted: Font: Bold
- Khung giàn thộp sẽ được lắp chặt với phần trờn của khoang đỳc trước khi hạ thủy. Khung này thực hiện nhiều mục đớch, một là phõn phối cỏc lực nõng từ cơ cấu nõng trờn tàu hai thõn tới khoang đỳc để giảm mụ men uốn. Mục đớch thứ hai của khung giàn thộp là làm một bộ phận dẫn hướng cho phộp định vị khoang đỳc chớnh xỏc khi nú được hạ thủy.
- Trước khi vận chuyển khoang đỳc tới cụng trường, phải thực hiện hỳt nước khỏi ụ
cừ, đổ đỏ chống xúi lở, và san gạt lấy mặt bằng.
- Khi tàu hai thõn cựng với khoang đỳc đến cụng trỡnh, cỏc khoang đỳc sẽ được hạ
xuống cỏc tấm đệm lút bằng phẳng và sau đú được kộo vào tiếp xỳc với khoang đặt trước.
- Khi vào vị trớ, tấm đế bằng thộp gia cường được đặt và toàn bộ ụ cừ được nạp vật