(1). Lựa chọn cơng nghệ, biện pháp thi cơng:
Dùng phƣơng pháp khoan xoay phản tuần hồn trong dung dịch Bentonite. Sử dụng cẩu
khoan bánh xích ED 5500 để thi cơng cọc khoan nhồi.
Ƣu điểm của phƣơng pháp này là thi cơng nhanh, đảm bảo vệ sinh mơi trƣờng, ít ảnh hƣởng đến cơng trình xung quanh.
Nhƣợc điểm là địi hỏi thiết bị thi cơng hiện đại, giá thành cọc cao, quy trình cơng nghệ chặt chẽ, kỹ sƣ phải cĩ nhiều kinh nghiệm, cơng nhân lành nghề, tác phong cơng nghiệp và kỷ luật cao.
Thời gian thi cơng phụ thuộc chủ yếu vào thời gian máy chính thi cơng (Máy khoan đất, cần cẩu, máy bơm bê tơng,...) bố trí thêm máy mĩc và tổ đội cơng nhân phụ trợ.
Nội dung của phƣơng pháp:
+ Gầu khoan ở dạng thùng quay, cắt đất và đƣa ra ngồi;
+ Thành hố khoan dùng ống thép để giữ thành khơng sập khi thi cơng; + Hố khoan đƣợc giữ ổn định bằng dung dịch Bentonite;
+ Đổ bê tơng qua ống dẫn.
+ Quy trình tạo lỗ đƣợc thực hiện trong dung dịch Bentonite. Trong quá trình khoan cĩ thể thay thế gầu đào để thích hợp với từng loại nền đất.
Trình tự thi cơng cọc khoan nhồi:
+ Chuẩn bị vật tƣ, thiết bị, nhân lực thi cơng; + Định vị tim cọc đúng vị trí thiết kế;
+ Đƣa máy khoan vào vị trí; + Khoan hạ ống ống vách;
+ Kiểm tra lại vị trí tim cốt, cao độ mặt ống vách; + Khoan tạo lỗ đến chiều sâu thiết kế;
+ Kiểm tra độ sâu, vét cặn lắng đáy hố khoan; + Hạ lồng thép;
+ Hạ ống đổ;
+ Hạ ống thổi rửa đáy lỗ khoan;
+ Đổ bê tơng và hạ cọc kingpost (nếu cĩ); + Rút ống vách;
+ Kiểm tra chất lƣợng cọc khoan.
(2). Xác định khối lượng cơng tác, phân chia thứ tự thi cơng:
- Tổng số lƣợng cọc là 31 cọc, trong đĩ:
+ 02 cọc thí nghiệm (Đã đƣợc chủ đầu tƣ thi cơng và kiểm tra chất lƣợng từ trƣớc); + 29 cọc khoan D800.
SVTH: Nguyễn Lương Thuận – MS: 81855 – Lớp: 55KT1 31 - Trƣớc khi triển khai thi cơng khoan cọc đại trà, chủ đầu tƣ đã cho khoan thử nén tĩnh và siêu âm thí nghiệm cọc taị 2 vị trí theo thiết kế là cọc số TP1 và TP2 (Bản vẽ-Mặt
bằng bố trí cọc). Các cọc thí nghiệm đƣợc nén tĩnh với tải trọng tối đa là 200% SCT dự
kiến. Quy trình thí nghiệm đƣợc tiến hành theo TCXDVN 269 - 2002, kết hợp với kinh nghiệm thực tế và là cơng việc trong phạm vi trách nhiệm của chủ đầu tƣ cũng nhƣ tƣ vấn thiết kế, cơng việc này nhà thầu khơng phải tiến hành.
- Thơng số cọc khoan nhồi:
- Mặt bằng cọc và trình tự thi cơng cọc khoan nhồi:
STT TÊN CỌC D (MM) SỐ LƯỢNG CAO TRÌNH ĐẦU/MŨI CỌC
BẢNG THỐNG KÊ CỌC 2 P 2 800 19 -9.9 / 41.0 M 3 P 3 800 08 -9.9 / 44.0 M 1 P 1 800 02 -9.9 / 25.0 M SCT (KN) 4600 5600 1900 4 TN 800 02 -0.30/ 41.0 M 4600
SVTH: Nguyễn Lương Thuận – MS: 81855 – Lớp: 55KT1 32 2700 7600 7600 7600 7600 7600 4860 640 600 45560 1240 1 2 3 4 5 6 6A 600 3350 5000 7600 7600 3250 600 600 26800 600 A1 A B C D D1 600 600 1A MẶT BẰNG THI CƠNG CỌC - - TỶ LỆ 1 : 100 P2-15(18) P2-16(20) P2-17(22) P3-6(12) P2-2(8) P2-3(5) P2-4(3) P2-5(1) P2-6(10) P2-7(7) P2-8(4) P2-9(14) P2-10(9) P2-11(6) P2-12(15) P3-1(28) P3-5(23) P3-4(21) P3-3(19) P3-2(17) TP-2 P2-19(26) P2-18(24) P2-13(25) P2-14(16) P3-7(11) P3-8(M1-2) P1-1(29) P1-2(27) 778 100 450 290 290 300 2510 2950 300 2510 2950 3500 CỌC THÍ NGHIỆM TP-2 TP-1 CỌC THÍ NGHIỆM TP-1 1090 1418 P2-1(13) MÁY 1 VAØO MÁY 1 RA
SVTH: Nguyễn Lương Thuận – MS: 81855 – Lớp: 55KT1 33 - Tính tốn khối lƣợng 1 cọc:
+ Chiều sâu mũi cọc: Lm (m);
+ Độ sâu khoan cọc là: L = Lm – 0,5 (m), 0,5m là cốt san nền; + Chiều sâu khoan mồi ống vách: Lv = 6m, ống vách dày 8mm; + Chiều sâu khoan cịn lại: Lk = L – Lv (m);
+ Khối lƣợng đất khoan: V = 𝜋𝑅12* L1+ 𝜋𝑅2*L2(m3). Trong đĩ: 𝜋= 3,14
R : đƣờng kính lỗ khoan (m)
R1: đƣờng kính lỗ khoan mồi R1= R+ 0,1 (m) + Khối lƣợng đất vận chuyển: V1=V*Kt (m3);
Trong đĩ: Kt là hệ số tơi của đất Kt = 1,25;
+ Khối lƣợng dung địch Bentonite cần cung ứng: Vb = V*Ktt (m3); Trong đĩ: Ktt là hệ số tổn thất dung dịch bentonite Ktt= 1,1;
+ Khối lƣợng bê tơng cho một cọc: Vbt=𝜋𝑅2*L0;
Trong đĩ L0 là chiều dài cọc đƣợc đổ bê tơng, L0 = L – 9,9 – 0,9 (m).
Bảng 12: Thống kê khối lƣợng cọc khoan nhồi
Nội dung Đơn vị Cọc P1 Cọc P2 Cọc P3
Số lƣợng cọc cái 2 19 8
Sức chịu tải 1 cọc KN 1900 4600 5600
Chiều sâu hạ cọc m 25 41 44
Chiều sâu khoan mồi ống vách m 4 4 4
Chiều sâu khoan cọc cịn lại m 20,50 36,50 39,50 Khối lƣợng đất cần khoan 1 cọc m3 12,84 20,88 22,39 Khối lƣợng đất 1 cọc m3 16,05 26,10 27,99 Khối lƣợng bentonite 1 cọc m3 14,13 22,97 24,63 Khối lƣợng đất và cặn bentonite
thải m3 16,63 31,10 33,81
Chiều dài đổ bê tơng 1 cọc m 16,00 32,00 35,00 Khối lƣợng bê tơng 1 cọc m3 8,04 16,08 17,58 Khối lƣợng cốt thép 1
cọc
<=18 kg 465,37 208,66 226,27 >18 kg 37,78 1333,4 2927,3
Khối lƣợng cát lấp 1 cọc m3 4,27
Chiều dài cọc thép nếu cĩ (cọc
SVTH: Nguyễn Lương Thuận – MS: 81855 – Lớp: 55KT1 34 Tính tốn hao phí thời gian thi cơng cho 1 cọc khoan nhồi:
Bảng 13: Xác định hao phí thời gian thi cơng 1 cọc
TT Cơng việc Đơn vị
Khối lƣợng ĐM MTC HPTT P1 P2 P3 P1 P2 P3 (h/
dvt) ( giờ) (giờ) ( giờ)
1 Cơng tác chuẩn bị cọc 1 0,3 0,3 0,3 0,3
2 Định vị tim cọc cọc 1 0,2 0,2 0,2 0,2
3 Khoan và hạ ống vách m 4 4 4 0,2 0,8 0,8 0,8
4 Khoan tạo lỗ trong
Bentonite m 20,50 36,50 39,50 0,2 4,10 7,30 7,90
5 Kiểm tra độ sâu hố khoan
và lấy cặn đáy hố khoan cọc 1 0,5 0,5 0,5 0,5
6 Lắp đặt, hạ lồng thép, ống
siêu âm cọc 1 1 1,00 1,00 1,00
7 Lắp đặt ống đổ bê tơng và
xử lý cặn lắng cọc 1 1,5 1,5 1,5 1,5
8 Cơng tác đổ bê tơng và hạ
kingpost (nếu cĩ) m3 8,04 16,08 17,58 0,06 0,48 0,96 1,06
9 Rút ống vách cọc 1 0,5 0,5 0,5 0,5
10 Kiểm tra chất lƣợng cọc,
thu dọn mặt bằng cọc 1 0,5 0,5 0,5 0,5
Tổng thời gian kế hoạch thi cơng một cọc (giờ) 9,88 13,56 14,26
Dựa vào bảng tính tốn hao phí thời gian thi cơng 1 cọc, lập tiến độ thi cơng 1 cọc nhƣ sau:
KIỂM TRA ĐỘ SÂU HỐ KHOAN VAØ LẤY CẶN ĐÁY CƠNG TÁC CHUẨN BỊ 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 CƠNG TÁC 13 14 15 16 RÚT ỐNG VÁCH
CƠNG TÁC ĐỔ BÊ TƠNG VAØ HẠ KINGPOST (NẾU CĨ) LẮP ĐẶT ỐNG ĐỔ BT VAØ XỬ LÝ CẶN LẮNG LẮP ĐẶT HẠ LỒNG THÉP, ỐNG SIÊU ÂM 6 7 8 9
KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC VAØ THU DỌN MẶT BẰNG KHOAN VAØ TẠO LỖ TRONG BENTONITE
4
10
KHOAN TẠO VAØ HẠ ỐNG VÁCH ĐỊNH VỊ TIM CỌC
2 3
SVTH: Nguyễn Lương Thuận – MS: 81855 – Lớp: 55KT1 35
Do lựa chọn phƣơng án sử dụng 1 máy khoan cọc nhồi tiến hành thi cơng, theo tiến độ thi cơng từng cọc, mỗi ngày trung bình thi cơng đƣợc 1 cọc.
Tổng tiến độ thi cơng cọc khoan nhồi:
KIỂM TRA ĐỘ SÂU HỐ KHOAN VAØ LẤY CẶN ĐÁY KHOAN TẠO VAØ HẠ ỐNG VÁCH
ĐỊNH VỊ TIM CỌC CƠNG TÁC CHUẨN BỊ 1 2 3 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 CƠNG TÁC 13 14 15 16 RÚT ỐNG VÁCH
CƠNG TÁC ĐỔ BÊ TƠNG VAØ HẠ KINGPOST (NẾU CĨ) LẮP ĐẶT ỐNG ĐỔ BÊ TƠNG VAØ XỬ LÝ CẶN LẮNG LẮP ĐẶT HẠ LỒNG THÉP, ỐNG SIÊU ÂM 6
7 8 9
KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC VAØ THU DỌN MẶT BẰNG KHOAN VAØ TẠO LỖ TRONG BENTONITE
4
10
TIẾN ĐỘ THI CƠNG CỌC P2
KIỂM TRA ĐỘ SÂU HỐ KHOAN VAØ LẤY CẶN ĐÁY KHOAN TẠO VAØ HẠ ỐNG VÁCH
ĐỊNH VỊ TIM CỌC CƠNG TÁC CHUẨN BỊ 1 2 3 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 CƠNG TÁC 13 14 15 16 RÚT ỐNG VÁCH
CƠNG TÁC ĐỔ BÊ TƠNG VAØ HẠ KINGPOST (NẾU CĨ) LẮP ĐẶT ỐNG ĐỔ BÊ TƠNG VAØ XỬ LÝ CẶN LẮNG LẮP ĐẶT HẠ LỒNG THÉP, ỐNG SIÊU ÂM 6
7 8 9
KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC VAØ THU DỌN MẶT BẰNG KHOAN VAØ TẠO LỖ TRONG BENTONITE
4
10
TIẾN ĐỘ THI CƠNG CỌC P3
MÁY 1
1 2 3 20 21 22 23 24 25 26 27
NGAØY
TIẾN ĐỘ THI CƠNG CỌC KHOAN NHỒI
SVTH: Nguyễn Lương Thuận – MS: 81855 – Lớp: 55KT1 36
(3). Lựa chọn máy mĩc thiết bị, tính tốn hao phí
* Lựa chọn thiết bị thi cơng: a. Máy khoan cọc nhồi:
Chọn máy cẩu khoan bánh xích ED 5500 cĩ các thơng số kỹ thuật sau: + Loại bánh: Bánh xích;
+ Kiểu khoan: Gầu xoay; + Tốc độ di chuyển: 1,30km/h; + Trọng lƣợng khi di chuyển: 57,8T; + Chiều sâu khoan đất tối đa: 58m.
b. Máy đào xúc đất 1 cọc:
- Khối lƣợng đất cần vận chuyển ra khỏi cơng trƣờng 1 cọc lớn nhất bao gồm đất cạp tƣờng vây và cặn Bentonite sau khi đã thu hồi 50%.
V = ∑Vđ + 50%∑Vb = 33,82 m3.
- Lựa chọn máy đào KUBOTA KH8 cĩ dung tích gầu 0,08m3 phục vụ thi cơng cọc khoan nhồi.
Tính năng suất ca máy: - Cơng thức: N = q*𝐾𝑑
𝐾𝑡 * nck * ktg* t Trong đĩ:
+ N: Năng suất thực tế của máy đào (m3
/ca); + q: Dung tích gầu, q = 0,08m3;
+ t: Số giờ làm việc của 1 ca, t = 8;
+ Kd: Hệ số đầy gầu, phụ thuộc vào loại gầu, cấp độ và độ ẩm của đất. Với loại gầu nghịch, đất cấp II khơ cĩ Kd = 1,15;
+ Kt: Hệ số tơi của đất; chọn kt = 1,25;
+ nck: Số chu kỳ làm trong 1 giờ (3600s), nck = 3600/Tck; + Tck: Thời gian của một chu kỳ (s), Tck = tck*Kvt *Kquay; + tck: Thời gian quay trung bình của một chu kỳ, tck = 18,5s;
+ Kvt: Hệ số phụ thuộc vào điều kiện đổ đất của máy đào, đổ chất đống Kvt = 1; + Kquay: Hệ số phụ thuộc vào gĩc φquay của cần với của máy đào, Kquay = 1,1; + Ktg: Hệ số sử dụng thời gian, Ktg = 0,8;
→ Năng suất thực tế: N = 83,3 m3/ca > 33,82 m3. Nhƣ vậy chọn một máy đào cĩ dung tích gầu 0,08m3
là hợp lý.
c. Cần trục bánh xích:
SVTH: Nguyễn Lương Thuận – MS: 81855 – Lớp: 55KT1 37 + Chiều dài tay cần: 51,82m;
+ Trọng lƣợng khi làm việc: 50,7 T; + Sức nâng: Qmax = 55Tx3,5m; + Xuất xứ: Nhật Bản.
d. Ơ tơ vận chuyển đất:
Tất cả khối lƣợng đất đào lên bằng máy sẽ đƣợc vận chuyển hết bằng ơ tơ tự đổ tới khu vực đổ đất ở ngoại thành cách cơng trƣờng 10km.
Chọn loại ơ tơ tự đổ đổ KRAZ-222 Liên Xơ cĩ trọng tải 10 tấn. Vận tốc ơ tơ khi cĩ đất lấy bằng 30km/h, khi khơng cĩ đất là 40km/h. Số ơ tơ vận chuyển: n = 𝑇𝑐𝑘
𝑇đđ + 1 Trong đĩ:
+ n: Số ơ tơ cần thiết trong một ca
+ Tck: Thời gian một chu kỳ làm việc của ơ tơ: T = Tđđ + Tđv + Tđổ + 2*Tq + Tđđ: Thời gian đổ đất đầy vào ơ tơ (phút). Tđđ = (m*q*Ktg*480)/Ntt + m: Số gầu đổ đầy ơ tơ,m = Q/(*q*Kđ)
+ Q: Tải trọng của xe, Q = 10 tấn
+ : Dung trọng tự nhiên của đất, = 1,85 tấn/m3 + q: Dung tích gầu của máy đào, q = 0,08m3 + Kđ: Hệ số đầy gầu, Kđ = 0,9;
→ m = 10/(1,85*0,08*0,9) = 75 gầu; + Ktg: Hệ số sử dụng thời gian, Ktg = 0,8; + Ntt: Năng suất thực tế máy đào (m3/h)
Máy đào làm việc ở điều kiện bình thƣờng, Ntt = 83,3m3
/ca → Tđđ = (75*0,08*0,8*480)/83,3 = 28 phút.
+ Tđv: Thời gian đi và về: Tđv = (10/30 + 10/40)*60 = 35 phút. + Thời gian đổ đất: Tđổ =2 (phút).
+ Thời gian quay đầu xe: Tq = 1,5 (phút). → Tck = 28+ 35 + 2 + 1,5*2 = 68 (phút).
Số ơ tơ phục vụ máy đào: n = (68/28)+1 = 3,4. Làm trịn 4 ơ tơ. Nhƣ vậy chọn 4 ơ tơ phục cơng tác vận chuyển, xúc đổ đất.
e. Máy hàn, máy cắt uốn cốt thép
Khối lƣợng cốt thép lớn nhất 1 cọc: + Thép <=18: V = 0,23T
SVTH: Nguyễn Lương Thuận – MS: 81855 – Lớp: 55KT1 38 Định mức gia cơng cốt thép:
+ Thép <= 18: ĐM = 4,55 cơng/T + Thép > 18: ĐM = 3,4 cơng/T
Nhƣ vậy với khối lƣợng cốt thép lớn nhất 1 cọc, tổng hao phí lao động tính tốn HP = 0,23*4,55+2,93*3,4 = 11,00cơng. Nhƣ vậy bố trí tổ cơng nhân 11 ngƣời gia cơng cốt thép 1 cọc khoan nhồi trong 1 ngày.
Máy hàn, cắt uốn sắt thép chủ yếu phục vụ cơng tác gia cơng lồng thép. Để phù hợp với tiến độ thi cơng cọc khoan nhồi tiến hành gia cơng lồng thép trƣớc khi lắp dựng 1 ngày. Định mức máy hàn: ĐM = 1,12 ca/T
Đinh mức máy cắt uốn: ĐM = 0,32 ca/T Nhƣ vậy chọn máy nhƣ sau:
+ Máy hàn: n = 1,12*(0,23+2,93) = 3,53. Thi cơng trong 1 ca, nhƣ vậy chọn 4 máy hàn 23KW.
+ Máy cắt uốn: n = 0,32*(0,23+2,93) = 1. Thi cơng trong 1 ca, nhƣ vậy chọn 1 máy cắt uốn 5KW.
f. Một số thiết bị thi cơng cần thiết khác:
- Máy trộn dung dịch, máy bơm nƣớc, máy sàng rung phục vụ cơng tác trộn, đổ và thu hồi bentonite. Búa khoan các loại (búa phá đá, gầu nạm phơi đá, tấm thép cho máy đứng, ống đổ bê tơng, ống thép phục vụ cho thí nghiệm cọc nhồi, nắp đậy ống thép, phễu đổ bê tơng,…
Bảng 14: Hao phí máy thi cơng
TT Loại máy Số máy việc/1 máy Số ca làm Hao phí ca
máy
1 Máy khoan tạo lỗ 1 29 29
2 Máy đào xúc đất 1 29 29 3 Cần trục bánh xích 1 29 29 4 Ơ tơ vận chuyển đất 4 29 116 5 Máy hàn 23kw 4 29 116 6 Máy cắt uốn 5kw 1 29 29 7 Máy trộn dung dịch 1 29 29 8 Máy bơm nƣớc 200 m3/h 1 29 29 9 Máy sàng rung 1 29 29 * Hao phí lao động:
- Bố trí 2 tổ đội cơng nhân phục vụ khoan cọc nhồi, mỗi tổ gồm 15 cơng nhân bậc 4/7 phục vụ máy mĩc, phục vụ các cơng việc lắp dựng cốt thép, phục vụ đổ bê tơng, rút hạ ống đổ, ống vách, xử lý cặn lắng, đào xúc đổ đất, lấp cát cọc khoan nhồi…
SVTH: Nguyễn Lương Thuận – MS: 81855 – Lớp: 55KT1 39 - Thi cơng 1 cọc trong 2 ca, mỗi tổ thực hiện 1 ca. Tổ 1 phục vụ cơng tác đào đất, tổ 2 phục vụ cơng tác lắp dựng cốt thép, đổ bê tơng, xúc đổ đất,....
- Bố trí tổ cơng nhân 11 cơng nhân bậc 4/7 phục vụ cơng tác gia cơng cốt thép cọc khoan nhồi.
Bảng 15: Hao phí nhân cơng
Cơng nhân Thời gian thi
cơng (ngày) Số ca làm việc / ngày Tổ cơng nhân (ngƣời) Bậc thợ Hao phí (cơng) Phục vụ cơng tác 29 2 15 Bậc 4,0/7 870 Gia cơng cốt thép 29 1 11 Bậc 4,0/7 319 2.2.4. Tổ chức thi cơng phần ngầm
Lựa chọn 2 phƣơng án thi cơng 3 tầng hầm cơng trình:
- Phƣơng án 1: Thi cơng theo cơng nghệ Top-Down
- Phƣơng án 2: Thi cơng theo cơng nghệ SemiTop-Down.
2.2.4.1. Thi cơng theo cơng nghệ Top-Down (PHƢƠNG ÁN 1)
* Quá trình thi cơng: theo phƣơng pháp Top-Down trình tự thi cơng nhƣ sau:
a. Bƣớc 1: Thi cơng sàn Ground
- San gạt mặt đất tự nhiên, rải cát, lù lèn chặt.
- Đổ bê tơng lĩt sàn ground để làm hệ thống cốp pha đất, trƣớc khi thi cơng sàn ta tiến hành quét một lớp luyn chống dính để sau này đào đất đến tầng hầm kế tiếp đục bỏ lớp bê tơng lĩt 1 cách dễ dàng.
- Đặt cốt thép và đổ bê tơng dầm – sàn tầng ground. Bố trí thép chờ cột, vách và ống