Đối với việc đưa cọc vỏn thộp xuống lũng đất mà khụng gõy rung động hay tiếng ồn, cần phải cú cơ cấu khỏng lại tải trọng tĩnh lớn do sức khỏng xuyờn và phản lực tỏc dụng của nú.
Do đú mỏy nộn ộp cú nguyờn lý cơ bản là kẹp lấy một số cọc vỏn thộp
đó được đúng vào trong lũng đất làm phản lực, xuyờn cọc vỏn thộp tiếp theo vào trong lũng đất bằng tải trọng tĩnh nhờ
ỏp lực dầụ
81
4.2.2.2.Cỏc phương phỏp nộn ộp
Mỏy nộn ộp yờu cầu phản lực lờn cọc vỏn thộp đó được thi cụng trước, cú khả
năng kẹp lấy cọc vỏn thộp trong khi thi cụng, vừa tự chạy vừa tiến hành cụng tỏc liờn tục. Phỏt triển nguyờn lý này, phương phỏp hệ thống GPR cú thể hoàn thành toàn bộ quỏ trỡnh cần thiết trờn cọc đó thi cụng ở kết cấu tường liờn tục (từ năm 1982). Nhờ cú việc tiến hành vận chuyển, treo và ộp cọc vỏn thộp bằng toàn bộđầu cọc nờn cú thể cực tiểu hoỏ phạm vi ảnh hưởng của cụng trỡnh chỉ trong chiều rộng mỏy thi cụng trờn cọc vỏn thộp. Do đú, tại cỏc khu vực đất xung quanh là nước, đất nghiờng, đất khụng bằng phẳng hay đất bị hạn chế, khụng cần cầu tạm hay đường cụng vụ, khụng gõy ảnh hưởng tới mụi trường xung quanh hay trầm tớch sụng, cú thể chỉ tiến hành thi cụng kết cấu thể tường với mục đớch ban đầu một cỏch hợp lý.
Đối với việc xõy dựng cầu dầm hay tăng cường chống động đất trụ cầu cú phần dưới bị hạn chế khụng gian mạnh, mỏy rung tịnh khụng chuyờn dụng chiếm khụng gian cực thấp (từ năm 1085) cú khả năng thi cụng khụng cản trở giao thụng.
4.2.2.3.Thi cụng trờn nền đỏ cứng
Đối với nền cú giỏ trị N lớn nhất từ 25-50, đặc biệt là nền đất cỏt hay thi cụng cọc dài, người ta sử dụng phương phỏp phun nước. Hệ thống phun eco mỏy nộn ộp chuyờn dụng nối liờn tục ở động tỏc ộp nộn điều tiết tựđộng lượng phun ra, do đú cú thể hạn chế tối thiểu được ảnh hưởng của nền đất đồng thời hạn chế tối thiểu tài nguyờn.
Đối với nền đất cứng cú giỏ trị N vượt quỏ 50 nhưđỏ dăm, đỏ cuội hay đỏ tảng dựa vào mỏy rung phỏ sử dụng lý thuyết khụng cú lừi (từ năm 1997) phương phỏp dọn sạch nền đất cứng cú thể thớch hợp. Bằng mỏy nộn ộp và thiết bị điều khiển nhất thể, đào nền thẳng xuống dưới mũi cọc, điều khiển sự xuất hiện bầu ỏp lực nộn và kộo nhổ mũi khoan ngay tức thời, đồng thời xuyờn cọc vào trong lũng đõt sao cho lấp đầy lỗđú. Đường kớnh đào hạn chế nhỏ nờn lượng đất thải ra ớt vừa giảm thiểu được ảnh hưởng tới mụi trường vừa giảm được ảnh hưởng sức khỏng xuyờn. Tuỳ thuộc vào phương phỏp dọn sạch nền đất cứng mà ỏp lực nộn cọc vỏn thộp lờn nền đỏ được phõn loại cho đỏ cứng loại I, loại II, loại trung nhưđỏ dăm, đỏ cuội hay đỏ tảng.
82
4.2.2.4.Phương phỏp quản lý thi cụng
Bằng nguyờn lý nộn, nhờ cú sự tỏc dụng tải trọng tĩnh lờn đầu cọc ứng lực khỏng xuyờn nờn từng cọc trở thành cọc thớ nghiệm chất tảị Do đú mỏy nộn ộp phõn tớch cỏc loại số liệu đo được tựđộng bằng chương trỡnh chuyờn dụng (hệ thống quản lý nộn ộp, từ năm 2002), nhờ việc nắm được tỡnh trạng xuyờn trong lũng đất hay sức chịu tải của từng cọc vỏn thộp tại thời gian thực hiện nờn cú thể tiến hành quản lý chất lượng sản phẩm một cỏch chớnh thức.
4.2.3.Phương phỏp nộn ộp sử dụng mũi khoan
Phương phỏp nộn ộp sử dụng mũi khoan đất là phương phỏp khụng cần mỏy chuyờn dụng, núi chung được cấu thành từ mỏy đúng cọc kiểu 3 điểm, mũi khoan
đất và dễ dàng thỏo lắp, nú cú cỏc đặc điểm sau: Cú thể thi cụng giảm độ rung và tiếng ồn Phạm vi ỏp dụng rộng rói cho mọi loại đất.
Tiến hành cụng tỏc thi cụng nộn ộp khụng sử dụng khoan tuỳ từng trường hợp
ứng với điều kiện địa chất và điều kiện thi cụng. Cú thể tiờm vữa từ mũi xoắn hoỏ cứng nền đất.
4.3. Biện phỏp thi cụng đúng cọc ống thộp [19]
Thi cụng cọc ống thộp cơ bản được phõn thành hai phương phỏp là đúng cọc (sử dụng bỳa đúng và phương phỏp sử dụng bỳa rung) và nhỳng cọc (gồm cú phương phỏp đào trong, xi măng đất và phương phỏp xoay). Những phương phỏp này được lựa chọn khi cõn nhắc tới cỏc điều kiện đất thi cụng, cỏc điều kiện mụi trường ngoại vi, năng lực chống chịu cần thiết.
83 Theo phương phỏp sử dụng bỳa đúng, thỡ đơn vị thi cụng sử dụng phương tiện đúng cọc, bỳa, miếng đệm, thiết bị đầu ống. Phương phỏp này thường
được lựa chọn cho quỏ trỡnh thi cụng cỏc hệ cọc dài với đường kớnh lớn.
Hỡnh 4-14.Đúng cọc ụng thộp bằng bỳa Diezel
4.3.2.Phương phỏp thi cụng bằng bỳa rung
Bờn cạnh sử dụng bỳa
đúng, thỡ phương phỏp bỳa rung lại được vận hành theo cơ
chế, do đú, cỏc tải trọng lớn đặt lệch tõm gắn vào nhiều trục
được xoay theo cỏc hướng đối lập với cơ chế đẳng vị, tạo ra cỏc rung động 10 - 40 vũng theo phương thẳng đứng tỏc
động lờn cọc.
Hỡnh 4-15.Hạ cọc ống thộp bằng bỳa rung
Ưu điểm của phương phỏp này là ớt tạo ra tiếng ồn, giảm chấn rung vỡ thế được ứng dụng thi cụng tại cỏc khu vực yờu cầu giảm thiểu tối đa tỏc động tới khu vực lõn cận.
84
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận
Khung võy khụng phải là kết cấu vĩnh cửu của Đập Trụđỡ, nú chỉ là một cụng trỡnh phụ tạm trong giai đoạn thi cụng, nhưng chớnh nú tạo ra khụng gian khụ giữa lũng sụng để xõy dựng cỏc trụ độc lập của Đập Trụ đỡ. Vỡ vậy mà khung võy thi cụng chớnh là yếu tố quyết định đến thành cụng của Đập trụđỡ. Đặc biệt đối với cỏc sụng sõu, khung võy thi cụng chớnh là linh hồn của Đập trụđỡ. Vấn đề lo ngại nhất là sự ổn định tổng thể khung võy, do vậy nghiờn cứu giải phỏp tăng cường ổn định khung võy cho đập Trụđỡở sụng cú cột nước lớn là một đề tài mang tớnh thiết thực caọ
Giải phỏp dựng cọc ống thộp chịu lực phớa biờn của múng kộo dài từ dưới lờn trờn để tăng cường độ cứng cho khung võy là một cải tiến rất hiệu quả nhằm tăng độ
tin cậy đối với vấn đềổn định khung võỵ
Với hiểu biết của mỡnh, trong luận văn này tỏc giảđó trỡnh bày với 4 chương, kết quả cơ bản trong từng chương như sau :
Chương 1 : Trong chương này tỏc giảđó đó cú những giới thiệu cơ bản nhất về cụng nghệđập trụ đỡ, một trong những cụng nghệ mới trong xõy dựng cỏc cụng trỡnh ngăn sụng đang được ứng dụng rộng rói ở vựng Đồng bằng sụng Cửu Long.
Đồng thời tỏc giả cũng tổng hợp, giới thiệu cỏc biện phỏp thi cụng đang ỏp dụng cho trụ cầu giao thụng cũng như bệ trụ của cụng trỡnh ngăn sụng dạng Đập trụ đỡ. Trờn cơ sở đú tỏc giả đó nờu được vấn đề cần nghiờn cứu đú là cỏc giải phỏp tăng cường ổn định khung võy thi cụng trụ trong trường hợp sụng sõu, nền địa chất yếu, chờnh lệch cột nước cao cho cỏc cụng trỡnh trụ cầu hay Đập trụđỡ.
Chương 2 : Tỏc giả lần lượt đề cập cỏc giải phỏp để tăng cường độ ổn định của khung võy thi cụng trong sụng sõu, địa chất yếụ Cỏc giải phỏp được đưa ra như
là : Khung võy sử dụng cừ Larsen, khung võy cọc ống thộp hay khung võy kết hợp..Trong từng giải phỏp, tỏc giả phõn tớch cỏc ưu, nhược điểm và tỏc giảđề xuất một phương ỏn kết cấu khung võy cải tiến kết hợp được cỏc ưu điểm của cỏc giải
85
phỏp đó nờu và tỏc giả trỡnh bày phương phỏp tớnh toỏn ổn định của kết cấu nàỵ Kết cấu khung võy cải tiến khỏ phự hợp với cỏc điều kiện cung ứng vật tư, trang thiết bị thi cụng cũng như trỡnh độ thi cụng của cỏc nhà thầu ở Việt Nam.
Chương 3 : Tỏc giả giới thiệu một cụng trỡnh ngăn sụng rộng và sõu, điều kiện địa chất yếu điển hỡnh cho trường hợp nghiờn cứụ Cụng trỡnh này Viện Thủy Cụng được giao lập phương ỏn phản biện, trong đú phần biện phỏp thi cụng bệ trụ
trong khung võy cải tiến được tỏc giả mụ tả chi tiết và được tớnh toỏn kết cấụ Kết quả cho thấy khung võy cải tiến đảm bảo điều kiện ổn định cho phộp. Đồng thời tỏc giả cũng đi so sỏnh sơ bộ cỏc yếu tố kinh tế, kỹ thuật của phương ỏn khung võy cải tiến với phương ỏn múng cọc ống thộp dạng giếng SPSP, kết quả là khung võy cải tiến cú nhiều ưu điểm hơn. Điều đú cũng thấy được giải phỏp đưa ra mang tớnh thực tế cao đồng thời cũng gợi mở thờm cỏc vấn đề nghiờn cứu mớị
Chương 4 : Tỏc giả giới thiệu trỡnh tự thi cụng khung võy cho Đập Trụ đỡ, cỏc biện phỏp thi cụng cọc ống thộp, cọc vỏn thộp đang được ỏp dụng ngoài thực tế, cỏc giải phỏp xử lý trong quỏ trỡnh thi cụng như hàn, cắt cọc ống thộp....Đõy là một cơ sởđể tham khảo khi thi cụng cỏc cụng trỡnh ngăn sụng theo cụng nghệ mới nàỵ
2.Kiến nghị
Do trỡnh độ cú hạn, khả năng nghiờn cứu cũn cú nhiều hạn chế nờn tỏc giả
cũng chưa đề cập được hết cỏc vấn đề về khung võy thi cụng cho cỏc cụng trỡnh ngăn sụng lớn. Đặc biệt là vấn đề sử dụng cọc ống thộp để thi cụng khung võy cho cụng trỡnh ngăn sụng cột nước lớn. Do đú, tỏc giả xin được kiến nghị cỏc hướng nghiờn cứu tiếp theo như sau :
- Nghiờn cứu sõu hơn việc sử dụng cọc ống thộp làm cọc chịu lực cho đập trụ đỡđồng thời giỳp tăng cường ổn định tổng thể cho khung võy thi cụng. - Nghiờn cứu cỏc phương phỏp tớnh toỏn ổn định khung võy cho cụng trỡnh ngăn
sụng cột nước sõu, nền địa chất yếu với cỏc phương ỏn khung võy là cọc ống thộp và khung võy là cọc vỏn thộp.
- Nghiờn cứu thiết bị và cụng nghệđúng cọc ống thộp cú độ xiờn lớn 1:3 để tăng sức chịu tải ngang, giảm được số cọc cho múng đập trụđỡ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt :
[1]. Bộ NN&PTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia cụng trỡnh thủy lợi - Cỏc quy
định chủ yếu về thiết kế - QCVN 04-05-2012;
[2]. Bộ Xõy Dựng: Múng cọc – Tiờu chuẩn thiết kế - TCXD 205 – 1998; [3]. Bộ GTVT: Tiờu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05. Hà Nội 2005; [4]. Bộ GTVT: Phõn cấp kỹ thuật đường thủy nội địa – TCVN 5664 – 2009;
[5]. Bộ GTVT: Quy trỡnh thiết kế cụng trỡnh và thiết bị phụ trợ thi cụng cầu 22TCN 200:1989
[6]. Dương Hồng Bộ và nnk, Hỡnh ảnh thi cụng cỏc trụ cầu giao thụng lớn ở Việt Nam;
[7]. Phạm Huy Chớnh: Tớnh toỏn thiết kế cỏc cụng trỡnh phụ tạm để thi cụng cầu, nhà xuất bản Xõy dựng, năm 2004;
[8]. Cụng ty cổ phần tư vấn xõy dựng thủy lợi II: Hồ sơ thiết kế cống Mương Chuối giai đoạn thiết kế cơ sở;
[9]. Cụng ty TNHH và thi cụng cơ giới Minh Phúng: Hồ sơ năng lực – Biện phỏp thi cụng cọc đứng và xiờn: http://www.minhphong.com.vn;
[10]. Trương Đỡnh Dụ: Đề tài KC 12.10:“Nghiờn cứu ỏp dụng cụng nghệ tiờn tiến trong cõn bằng, bảo vệ và sử dụng cú hiệu quả nguồn nước Quốc gia”(1991- 1995);
[11]. GS Trương Đỡnh Dụ: Sỏch Đập TrụĐỡ, nhà xuất bản Nụng nghiệp năm 2014; [12]. Lờ Hoàng Hà : Áp dụng cọc ống thộp trong thiết kế cầu ở Việt Nam;
[13]. Trần Đỡnh Hũa: Đề tài: “Nghiờn cứu cụng nghệ để thiết kế, xõy dựng cỏc cụng trỡnh ngăn sụng lớn vựng triều” (2006-2008);
[14]. Hồ sơ thiết kế cơ sở cỏc cống ngăn triều theo 1547/QĐ-TTg ngày 28/10/2008; [15]. Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi cụng cầu Thanh Trỡ – Phần thuyết minh chung;
[16]. Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi cụng cầu Nhật Tõn – 03 tập thuyết minh : Detailed Caculation Sheets của đơn vị tư vấn Nhật Bản : Cụng ty Chodai và cụng ty tư
[17]. T.Katayama, Nguyễn T.T. Trinh. Áp dụng múng cọc ống thộp ở Việt Nam. Tạp chớ cầu đường VN, số 7/2007;
[18]. Viện khoa học thủy lợi: Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi cụng: Cụng trỡnh Cống Sụng Cui – Long An (1997);
[19]. Viện khoa học thủy lợi: Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi cụng: Cụng trỡnh Đập ngăn mặn Thảo Long – Huế (2003);
[20]. Viện Thủy Cụng: Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi cụng: Cụng trỡnh Cống Bà Đầm C – thuộc dự ỏn ễ Mụn Xà No giai đoạn 1 (2006);
[21]. Viện Thủy Cụng: Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi cụng: Cụng trỡnh Cống Biện Nhị – Cà Mau (2008);
[22]. Viện Thủy Cụng: Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi cụng: Cụng trỡnh Cống kiểm soỏt triều Nhiờu Lộc – Thị Nghố – TP Hồ Chớ Minh (2012);
[23]. Viện Thủy Cụng: Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi cụng: Cụng trỡnh Cống Nhà Mỏt – TP Bạc Liờu, thuộc dự ỏn Tuyến đờ biển Đụng – chương trỡnh 667 (2012);
Tiếng Anh :
[24]. Design manual of steel sheet pile structures -2009
[25]. Joseph ẸBowles Foundation analysis and design, McGrow-hill international edition, 1997.
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN
Phụ lục 1: Mặt bằng bố trớ kết cấu khung võy cải tiến.
Phụ lục 2 : Tớnh toỏn hệ số phản lực nền trong mụ hỡnh SAP2000:
Hệ sốđộ cứng Kh theo phương ngang dọc thõn cọc theo cụng thức Bowles: Ks= s1.As+ s2.Bs.Zn
Đối với cọc vuụng hệ số s1= s2= 1,0
Đối với cọc trũn : s1 = 1,3-:-1,7 s2 = 2,0 -:- 4,4 Trong đú:
As : Là hằng số phụ thuộc chiều sõu múng: As= 40.(c.Nc.sc+0,5.γ.B.Nγ.sγ) Bs : Là hằng số phụ thuộc độ sõu khảo sỏt :
Bs= 40.(γ.Nq.sq)
n: Số mũ xỏc định từ thực nghiệm, nếu khụng cú số liệu lấy n=1 z: Chiều sõu tớnh toỏn
c: Lực dớnh của đất nền
Nc, Nq, Nγ: Hệ số phụ thuộc gúc ma sỏt trong của đất nền. Tra theo bảng dưới
đõy: Bảng P-1. Bảng tra cỏc hệ số Nc , Nq , Nγ φ (độ) Nc = (Nq-1).cos(φ) Nq = a2/(2.(cos2(45+φ/2)) Nγ = 0,5.tan(φ)[Kpg/cos2(φ)-1] 0,0 5,7 1,0 0,0 5,0 7,3 1,6 0,5 10,0 9,6 2,7 1,2 15,0 12,9 4,4 2,5 20,0 17,7 7,4 5,0 25,0 25,1 12,7 9,7 30,0 37,2 22,5 19,7 34,0 52,6 36,5 36,0 35,0 57,8 41,4 42,4 40,0 95,7 81,3 100,4 45,0 172,3 173,3 297,5 48,0 258,3 287,9 780,1 50,0 374,5 415,1 1153,2
Bảng P-2. Bảng tra cỏc hệ số Nc , Nq , Nγ của nền cống Mương Chuối Tờn lớp Đỉnh lớp (m) Đỏy lớp (m) Chiều dày lớp (m) Lực dớnh c (T/m2) Gúc ma sỏt trong φ γ (T/m3) Nc Nq Nγ 1 0 10 10 0,90 4,50 0,55 7,14 1,54 0,45 1c 10 16 6 1,00 4,50 0,58 7,14 1,54 0,45 1a 16 18 2 1,10 23,25 1 22,51 10,85 8,06 2b 18 22 4 4,20 14,57 1,02 12,62 4,25 2,39 2e 22 30 8 0,90 26,57 1,12 28,90 15,78 12,84 2 30 40 10 6,20 15,78 1,17 13,65 4,87 2,89
Bảng P-3. Bảng tớnh toỏn hệ số nền thep theo phương ngang nền cống Mương Chuối
Point Elev. from Suface Nc Nq Nγ c T/m2 γ T/m3 As Bs Ks T/m3 Klx T/m 0 0.00 1 7.14 1.54 0.45 0.90 0.55 262 34 393 98 1 1.00 1 7.14 1.54 0.45 0.90 0.55 262 34 512 512 2 2.00 1 7.14 1.54 0.45 0.90 0.55 262 34 561 561 3 3.00 1 7.14 1.54 0.45 0.90 0.55 262 34 598 598 4 4.00 1 7.14 1.54 0.45 0.90 0.55 262 34 630 630 5 5.00 1 7.14 1.54 0.45 0.90 0.55 262 34 658 658 6 6.00 1 7.14 1.54 0.45 0.90 0.55 262 34 683 683 7 7.00 1 7.14 1.54 0.45 0.90 0.55 262 34 707 707 8 8.00 1 7.14 1.54 0.45 0.90 0.55 262 34 728 728 9 9.00 1 7.14 1.54 0.45 0.90 0.55 262 34 749 749 10 10.00 1 7.14 1.54 0.45 0.90 0.55 262 34 768 768 11 11.00 2 22.51 10.85 8.06 1.10 1.00 1152 434 6763 6763 12 12.00 2 22.51 10.85 8.06 1.10 1.00 1152 434 6987 6987 13 13.00 2 22.51 10.85 8.06 1.10 1.00 1152 434 7202 7202 14 14.00 2 22.51 10.85 8.06 1.10 1.00 1152 434 7408 7408 15 15.00 2 22.51 10.85 8.06 1.10 1.00 1152 434 7608 7608