Đồ Án Thiết Kế Thi Công Cầu Gồm 5 Nhịp Dùng Cọc Khoan Nhồi (Kèm Bản Vẽ Cad) 3467019.Pdf

THI CÄNG KÃÚT CÁÚU NHËP Ñoà aùn xaây döïng caàu  Khoa xaây döïng caàu ñöôøng XÂY DỰNG CẦU CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH VÀ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT THỦY VĂN NƠI THI CÔNG I Tình hình địa chất thủy văn Công t[.]

XÂY DỰNG CẦU CHƯƠNG I : ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH VÀ TÌNH HÌNH

ĐỊA CHẤT THỦY VĂN NƠI THI CÔNG

I Tình hình địa chất thủy văn :

Công trình thi công cầu qua sông A Khí hậu ở vùng này chia làm 2 mùa rõ rệt Mùa nắng bắt đầu từ tháng 3 đến tháng 10 Nhiệt độ trung bình từ 260C đến 340C Trong thời gian này mực nước trên sông là nhỏ nhất, rất có lợi cho việc thi công cầu Mùa mưa bắt đầu từ tháng 11 đến hết tháng 2 năm sau.Vào mùa này mực nước thường dâng cao, kèm theo những đợt mưa kéo dài gây khó khăn cho việc thi công, nhiệt độ trung bình khoảng

180C đến 220C

Từ tài liệu khí hậu như trên ta có nhận xét sau: Nếu thi công vào mùa mưa thì rất bất lợi

vì trong mùa mưa việc triển khai công việc tiến hành thi công các hạng mục công trình sẽ gặp rất nhiều khó khăn như trời mưa gió, mực nước sông dâng cao v.v Từ đó dẫn đến việc tiến độ thi công không đuợc đảm bảo, chất lượng công trình thấp, việc bảo quản trang thiết bị máy móc vật liệu gặp nhiều khó khăn trở ngại nên dẫn đến việc kéo dài thời gian thi công công trình, làm tăng giá thành xây dựng cầu

Kết quả khảo sát địa chất tại vị trí xây dựng cầu cho thấy có các lớp địa chất sau:

- Lớp 1: Cát pha dày, dày 2.5m

- Lớp 2: Cát thô và cuội sỏi, dày ∞

Kết quả khảo sát thủy văn :

- Cao độ mực nước thấp nhất là 0,00 m(MNTN 0.00m)

- Cao độ mực nước cao nhất là 14,00 m(MNCN 14m)

Thời điểm thi công chọn vào mùa khô do đó lấy mực nước thời điểm đó làm mực nước tính toán

II Đặc điểm công trình:

Công trình cầu thi công gồm 5 nhịp : 40m + 4x55m + 40m Kết cấu nhịp được thi công bằng công nghệ đúc đẩy

Mố cầu : Dùng mố chân dê

Trụ cầu: Công trình nằm trong vùng ngập nước, mực nước khi thi công là mực nước hấp nhất ( MNTN 0.00 m)

Cọc : Dùng cọc khoan nhồi

III.Điều kiện thi công :

1.Điều kiện cung cấp vật kiệu:

Công trình gần nơi sản xuất vật liệu, đường vận chuyển đã có sẵn, thuận lợi cho việc vận chuyển vật liệu Các vật liệu đá , cát có thể khai thác tại địa phương

2.Nhân mực máy móc:

- Địa phương có nguồn lao động dồi dào có thể tận dụng được lao động địa phương trong quá trình thi công

- Đơn vị thi công có đội ngũ cán bộ kỹ thuật nhiều kinh nghiệm và năng lực ,trang thiết bị máy móc đầy đủ phục vụ cho công trình đảm bảo kịp tiến độ

3.Khí hậu :

-Khu vực xây dựng cầu năm trong miền khí hậu có 2 mùa rõ rệt

+ Mùa khô từ tháng 3 đến tháng 10

+ Mùa mưa từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau

4.Thời gian thi công :

Dựa vào các số liệu đã được khảo sát về địa hình địa mạo địa chất thủy văn thời tiết khí hậu điều kiện giao thông vận tải ta chọn thời gian thi công bắt đầu từ tháng 4,tốt nhất công trình được hoàn thành trước mùa mưa vì nếu thi công vào mùa mưa sẽ không thuận lợi điều kiện thi công gặp nhiều khó khăn ,chất lượng công trình khó đạt như thiết kế

CHƯƠNG II ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ NGUỒN CUNG CẤP NGUYÊN VẬT LIỆU

MẶT BẰNG BỐ TRÍ VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÁY MÓC THI CÔNG.

I Chuẩn bị vật liệu và nguồn cung cấp vật liệu:

- Tiếp nhận các hồ sơ thiết kế kết cấu, thiết kế thi công, dự toán công trình

- Cụ thể hóa nguồn cung cấp vật tư, kết cấu đúc sẵn

- Mở tài khoản tại ngân hàng, ký kết hợp đồng

- Xây dựng láng trại, tổ chức đời sống cho cán bộ công nhân viên tại công trình

- Làm đường trong công trình và đường vào công trình

- Tổ chức kho bãi để tập kết nguyên vật liệu, cấu kiện đúc sẵn

- Lắp ráp các thiết bị cơ giới kết cấu, đà giáo phụ tạm

- Giải phóng mặt bằng để thi công

- Lắp đặt mạng lưới đo đạc

- Tổ chức các bãi sản xuất, mặt bằng sản xuất tại công trường

- Chuẩn bị sẵn một số lượng cần thiết về vật liệu xây dựng và các cấu kiện lắp ghép đủ để khởi công trình đúng thời gian

- Xây dựng hệ thống cung cấp điện nước, thông tin, chiếu sáng v.v…

- Làm các bến sông phụ, cầu tạm, cầu chống phục vụ thi công

1 Nguồn cung cấp vật liệu :

Công trình xây dựng cách các cơ sở sản xuất vật liệu không xa, đường vận chuyển tương đối thuận lợi rất tốt cho việc vận chuyển vật liệu bằng cơ giới

Vật liệu ở đây dễ sản xuất và khai thác, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

2 Vận chuyển vật liệu :

- Cốt thép được vận chuyển tới công trình dưới dạng cuộn, thanh và phải đảm bảo chất lượng không hen gỉ

- Kho vật liệu thép không cách xa quá 100m

- Thép hình được xếp theo chủng loại, thiết kế riêng

- Khi bốc xếp chú ý không quăng mặt, khi cẩu nặng cần có các phương pháp bảo vệ, chống cong vênh và bảo vệ sơn chống rỉ

- Xi măng được vận chuyển tới công trường bằng ôtô Kho xi măng đảm bảo các yêu cầu

về chống ẩm, chứa nhiều loại xi măng khác nhau và tiện lợi cho việc vận chuyển, sản xuất, trộn cũng như việc bốc dở lên các phương tiện vận chuyển khác

II Chuẩn bị mặt bằng và vật liệu :

- Để san ủi mặt bằng thi công có thể dùng máy san, máy ủi và kết hợp nhân công Mặt bằng cần phải bằng phẳng đủ rộng để bố trí các máy móc thi công, các phương tiện vận chuyển Ở mép bờ sông chuẩn bị bến bãi, cẩu xếp cho các phao vận chuyển ra vị trí thi công

- Vật liệu được tập kết về kho bãi tại công trường Có thể dùng các phương tiện thô sơ để vận chuyển vật liệu đến bãi thi công

III Máy móc thi công :

Đơn vị thi công có đầy đủ các chủng loại máy móc thi công bao gồm : máy đóng cọc , cần trục, máy đào, giàn giáo, các thiết bị lao lấp v.v Nhân công theo máy đều có tay nghề cao, sử dụng thành thạo và có kinh nghiệm

IV Nhân lực và tình hình địa phương :

Đơn vị thi công có đội ngũ cán bộ kỹ thuật có năng lực và nhiều kinh nghiệm, nhiệt tình công tác Bên cạnh đó đội ngũ công nhân lành nghề với số lượng đông đảo nên có thể đảm bảo tiến độ thi công và chất lượng kỹ thuật của công trình theo đúng thời gian qui định

Việc thi công của đơn vị được sự giúp đỡ của công ty, bộ chủ quản và các cơ quan hữu quan về mặt kinh tế cũng như tinh thần và đặc biệt là sự đồng tình ủng hộ của nhân dân địa phương Dân cư trong khu vực có đời sống nề nếp, ổn định tham gia tích cực bảo vệ tài sản và trật tự an ninh xã hội xung quanh công trình

Chương III : CÔNG TÁC CHUẨN BỊ.

I Công tác đo đạc:

1 Tầm quan trọng :

Công tác đo đạc phải đi trước một bước vì nó ảnh hưởng đến :

- Tiến độ thi công

- Chất lượng công trình

- Tính kinh tế

2 Nội dung :

- Đo vẽ lại bình đồ khu vực

- Đo đạc định vị công trình :

+ Định vị tim mố, xác định cao độ

+ Định vị các công trình tạm phục vụ thi công

- Đo đạc chi tiết trong quá trình thi công

II Định vị tim mố cầu và tim cọc khoan nhồi :

- AA1, AA2 : Là các đường chuẩn đo chính xác (A Cách A1 và A cách A2 bằng nhau và bàng 8,66(m) )

Cách xác định : Dùng 3 máy kinh vĩ xác định tim mố, cụ thể :

+ Đặt 1 máy tại A nhìn về điểm B (theo hướng tim cầu)

+ Đặt 1 máy tại A1 nhìn về A và quay 1 góc 600

+ Đặt 1 máy tại A2 nhìn về A và cũng quay 1 góc 600

Giao hội của 3 hướng là tim mố M0 Tại điểm B, ta tiến hành tương tự, sau đó tiến hành bình sai

90 0

90 0

B1

B

B2

90 0

90 0

60 0

60 0

A1 A

A2

60 0

60 0

CHƯƠNG IV

THIẾT KẾ MỐ B

I ĐẶC ĐIỂM VÀ CẤU TẠO MỐ CẦU :

I.1 Các số liệu dùng để tính toán

- Khổ cầu : 7 + 2 x 1,5 (m)

- Mố chân dê làm bằng BTCT móng cọc khoan nhồi kích thước đường kính cọc là 100cm Chiều dài cọc dự kiến 15m

* Số liệu thiết kế:

Cao độ mũi cọc: -4,47 (m)

Cao độ đáy bệ :10,53 (m)

Cao độ MNTC : 0.00(m)

Cao độ MNTT : 9,00 (m)

Cao độ MNCN : 14,00 (m)

* Địa chất khu vực mố :

- Lớp 1: Cát pha dày, dày 2,5m

- Lớp 2: Cát thô và cuội sỏi

+ Bệ mố :

Theo phương ngang cầu : Bb = 11,5 m

Theo phương dọc cầu : bb = 5 m

Chiều cao : hb = 2 m

+ Thân mố :

Theo phương ngang cầu : Bt = 10,5 m

Theo phương dọc cầu : bt = 1,45 m

Chiều cao : ht = 2,5 m

+ Tường đỉnh

Theo phương ngang cầu : Bđ = 10,5 m

Theo phương dọc cầu : bđ = 0,5 m

Chiều cao : hđ = 2,86 m

+ Tường cánh

Theo phương ngang cầu : Bc = 0,4 m

Theo phương dọc cầu : bc = 5,82 m

II : CẤU TẠO MỐ.

A : Tỉnh tải mố:

5000

250 1450

500

800 250

1700 800 3070 5820

Gm=2,5(0,5*2,87*10,5+5*1,5*11,5+1,45*2,5*10,5+1,7*0,4*5,37*+4,12*0,4

*1,5+4,12*4,12*0,5)

= 392,23 (T)

B:Tỉnh tải dầm chủ:

Dầm hộp có chiều cao dầm không thay đổi đều do vậy ta tính toán khối lượng xem như dầm phân bố đều Diện tích mặt cắt ngang trung bình dầm chủ :

F = ( 0,25 * 6 + 1,2 * 0,15 + 0,5 * 1,75 + 3 * 0,5 + 0,5 * 0,5) * 2 = 8,41 (m2) Trọng tải dầm chủ trên 1m dài: G = 8,41 * 2,5 = 21,03 (T/m)

- Trọng lượng các bộ phần trên cầu:

+Trọng lượng các lớp mặt cầu:

- Lớp BTN dày 5cm : 0,05 * 10 * 2,3 = 1.15 (T/m)

- Lớp BT bảo vệ dảy cm: 0,03 * 10 * 2,4 = 0.72 (T/m)

- Lớp phòng nước dày 1cm : 0,01*10*1,5= 0.15 (T/m)

- Lớp tạo độ dốc dày 4cm : 0,04 * 10 * 2,4 = 0.96 (T/m)

⇒Trọng lượng các lớp mặt cầu:

gmc = (1.15 + 0.72 + 0.15 + 0.96 ) = 2.98 (T/m)

-Hoạt tải tác dụng lên mố B:

Ta vẽ đường ảnh hưởng phản lực mố B : Rm

-Với tải trọng H30 + Đoàn người:

λ = 25m, đah tam giác có đỉnh ở đầu Tra bảng có Ktđ= 2.71 (T/m)

Rmôtô = n * β0 * m * Ktđ * ω

Trong đó :

n=1.4 :Hệ số vượt tải

m : Số làn xe m =2

βo : Hệ số kể đến số làn xe βo =0.9

10000 25000

1

Âah Rm

700/2 20 150 700/2

20 150 25

200 140

40

400

40

50

300

Rmôtô= 1.4 * 0.9 * 2 * 2.71 * 0.5 * 25 = 85.36 (T)

R ng =1.4 * q * ω = 1.4 * 0.4 * 2 * 2 * 12.5 = 28 ( T)

-Do xe đặc biệt HK80:

tra bảng tương tự ta có : KTđ= 5.95 (T/m)

RMhk80 = Ktđ *ω*1.1 =1.1* 5.95 * 12.5 = 81.8 (T)

So sánh 2 tổ hợp trên ta chọn tổ hợp bất lợi là ô tô+đoàn người.Vậy

Tổng hợp hoạt tải và tỉnh tải tác dụng lên mố:

Gtt =1.1* (116.25 + 21.03 * 12.5) +1.5 * 2.98 * 12.5 + 85.36 + 28 = 586.3 (T)

III :TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI:

1 Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền.

Với giả thiết ma sát quanh thân cọc phân bố đều theo chiều sâu trong mỗi lớp và phản lực của đất ở mủi cọc phân bố đều trong tiết diện ngang của cọc thì sức chịu tải của cọc được tính theo công thức:

Pđn=m(α1*Ri*F+ u∑α2 *τi* li)

m= 0.8 hệ số điều kiện làm việc chung của cọc

1

α = 1: hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc

2

α = 0.6: hệ số làm việc của đất ở mặt bên của cọc

4

6 0 4

2 2

=

= π

πα (m3) : diện tích mũi cọc

Rc: cường độ của đất dưới mũi cọc

Tra bảng 5-6/149_ SGK Nền móng

Ta được Ri= 408 (T/m2)

u = 2π R=2.π.0,5 = 3,14 (m) chu vi tiết diện cọc

∑τ l i : Tổng ma sát các lớp đất xung quanh thân cọc

Để tính toán ma sát xung quanh thân cọc ta chia các lớp đất thành từng

lớp dày 2 m và tính toán ta được kết quả như bảng sau:

BẢNG TÍNH MA SÁT CÁC LỚP ĐẤT XUNG QUANH CỌC

⇒ ∑ τi li =67 (T/m2)

Vậy sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo đất nền :

P = 0.8 (0.283 * 408 + 0.6 * 1.884 * 67 ) = 172 (T)

2 :Xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi theo vật liệu:

Công thức tính:

P=m(Fct*Rct+Rb*Fb)

Trong đó :

M=0.9: Hệ số điều kiện làm việc của cọc

F=3.14 * 0.3 * 0.3 = 0,2826 (m2) : Diện tích thân cọc

Bê tông cọc có Mac300 : Rb=125 (kg/cm2)

Cốt thép gồm có 7φ20 có Ra= 2400 (kg/cm2)

⇒ Fct = 7*

2

*1,6 4

π

= 14,06 (cm2)

→Pvl = 0.9 (2400 * 14.06 +125 * 2826) = 348310 (kg) = 348.3 (T)

So sánh Pđn và Pvl của cọc khoan nhồi ta chọn sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi:

P=Pđn=172 (T)

III :TÍNH SỐ LƯỢNG CỌC CHO MỐ :

n=P

G

*β = 172

3 586

* 1.4 = 4.77 (cọc)

Vậy ta chọn 6 cọc cho mố

100

PHẦN II THI CÔNG MỐ B I: THI CÔNG MỐ B:

1 Trình tự thi công chung :

- Đào đất đến cao độ đáy mố

- Đập đầu cọc, uốn cốt thép, làm lớp đệm móng

- Lắp đặt ván khuôn, lắp đặt cốt thép, đổ bê tông bệ mố

-Tháo dỡ ván khuôn bệ mố, lắp dựng ván khuôn tường trước, lắp đặt cốt thép, đổ bêtông tường trước

-Tháo dỡ ván khuôn tường trước, lắp dựng ván khuôn xà mũ mố, lắp đặt cốt thép,

đổ bêtông xà mũ mố

-Tháo dỡ ván khuôn xà mũ mố, lắp dựng ván khuôn tường đỉnh, lắp đặt cốt thép, đổ bêtông tường đỉnh

-Tháo dỡ ván khuôn tường đỉnh, lắp dựng ván khuôn tường cánh, lắp đặt cốt thép, đổbê tông tường cánh

- Làm công tác hoàn thiện

2.Các hạng mục thi công :

2.1)Dọn dẹp mặt bằng :

Tiến hành san dẹp mặt bằng cho phẳng, để tăng cường cường độ nền đất tại nơi đóng cọc cần gia cố thêm lớp dăm sạn để đặt giá búa trong quá trình đóng cọc

2.2.Thi công cọc khoan nhồi :

2.2.1) Một số đặc điểm chung

-Để nâng cao năng suất thi công và tiện cho việc sau khi làm xong lỗ thì máy khoan chuyển sang vị trí mới nên chuẩn bị 2 ống chống ta chốt sẵn vào vị trí thi công

-Độ dày ống chống δ=12mm, Dtr=600mm

-Đầu khoan được chọn có Dmax=500mm

-Vì nền đất cát nên ta chọn phương pháp khoan không cần ống vách (Dùng dung dịch Bentonite gia cố thành lỗ khoan ) Để giữ ổn định cho miệng lỗ khoan ta bố trí một đoạn ống chống có độ dài bằng 2m

2.2.2 ) Định vị máy làm cọc

Đo phần đáy lỗ khoan và tim cọc đã đặt không nhìn thấy được nên ta có thể dựa vào 3 phương pháp sau đây để phán đoán vị trí lắp đặt của máy

(1) Vẽ chu vi ngoài chân sắc của ống chống trên mặt đất

(2) Trên chu vi này đóng 3 cái cọc nhỏ trở lên

(3) Làm 1 cái vòng đai định vị cọc bằng với chu vi ngoài của chân sắc.Để làm cho chu vi ngoài chân sắc của ống chống ăn khớp với vị trí cọc thì phải di động máy khoan Nếu máy khoan di động ngang được thì rất dễ xác định vị trí chuẩn của cọc

2.2.3:Biện pháp giảm lực ma sát ở mặt ống chống :

-Quay động ống chống nhiều lần lên xuống khi hạ ống chống

-Đổ nước vào trong và ngoài ống chống

-Đổ nước bùn văo phía ngoăi của ống

2.2.4 : Chọn thiết bị khoan lỗ

Dùng dđy câp để treo một gầu ngoạm thông qua lưỡi sắc hâ ra ngoạm vă kĩo lín hạ xuống để tạo lổ, đồng thời quay ống chống hạ xuống bảo đảm cho thănh lổ không bị sụt

lỡ Vì sử dụng phương phâp khoan không ống vâch nín cần có thiết bị dẫn hướng trước mũi khoan

• Chú ý : Trong khi khoan luôn giữ mặt của dung dịch bentonic cao hơn cao độ mực

nước ngầm ít nhất lă 1m Giâm sât vă kiểm tra thường xuyín trânh sự giảm đột ngột của dung dịch gđy sụt lỡ thănh lỗ khoan

2.2.5: Biị́n phâp khắc phục sự giảm năng suất của gầu ngoạm :

-Khi hạ đầu ngoạm xuống lỗ khoan gặp nước gđy cản trở lực tâc dụng của đầu

ngoạm văo nền đất gđy giảm năng suất.Biện phâpkhắc phục lă ta gia tảicho đầu ngoạm dĩ nhiín lă với sức nđng cho phĩp của mây cơ sở

-Do gầu ngoạm không đóng kín nín đất cât chảy ngược ra vì khi miệng gău đóng lạibị chẹt sỏi sạn Khắc phục bằng câch hăn một lớp chịu măimòn thay câc răng của ngău ngoạm

-Do ngầu ngoạm không đóng kín nín đất cât chảy ngược ra vì khi miệng gău đóng lại bị chẹt sỏi sạn Khắc phục bằng câch hăn một lớp chịu măi mòn thay câc răng của gầu ngoạm

2.2.6)Cốt thĩp :

-Đặc điểm công trình phải lựa chọn lắp râp tại chỗ hay vận chuyển vă lắp dựng khung công trình được thuận tiện (tại hiện trường chuẩn bị nguồn điện cho việc lăm công trình)

-Buộc công trình phải đủ dụng cụ thích hợp.trình tự buộc như sau:

+Bố trí cự lycốt chủ cho đúng sau khi cố định cột dựng khung

+Đặt cốt đai theo đúng khoảng câch quy định (a = 400 mm) Sử dụng cốt đai xoắn

-Cốt dựng khung có đủ cường độ nhất định để dùng nó móc cần khi lắp dựng khung -Giâ đở buộccốt thĩp cho cọc lăm bằng câc câc kết cấu gô có chứa câc lỗ để đặt cốt thĩp chủ vă câc thanh thĩp cuộn tròn định vị (Hình vẽ)

Thép chữ H

lu lỉn chặt

Phần trín giâ buộc Thanh tựa chữ L Phần dưới giâ buộc