bài giảng môn học thiết kế hệ thống cầu đường, chương 3b pot

Vòng vây có nhiều loại: bằng đất, cọc ván gỗ, cọc ván thép, thùng chụp,...tuỳ theo từng trường hợp cụ thể mμ áp dụng loại nμo cho phù hợp sao cho đảm bảo các yêêu cầu sâu đây: ™Cấu tạo đ

X©y dùng mãng n«ng

ƒ Xây dựng móng nông khi có nước mặt phải dùùng

vòng vây để chắn đất vμ nước Vòng vây có

nhiều loại: bằng đất, cọc ván gỗ, cọc ván thép, thùng chụp, tuỳ theo từng trường hợp cụ thể mμ

áp dụng loại nμo cho phù hợp sao cho đảm bảo các yêêu cầu sâu đây:

™Cấu tạo đơn giản, dễ thi công, thi công

nhanh, sử dụng được nhiều lần

™Chắn nước vμ đất tốt, ít thu hẹp dòng chảy.

™Sửử dụng vật liệu địa phương, phù hợp với điều iều

kiện thi công

™Đủ cường độ vμ đảm bảo độ ổn định.ịnh

™Chiều cao vòng vây cao hơn MNTC tối thiểu 0.5-1m

÷ 1:2

Gia cè taluy

™Bề rộng mặt trên vòng vây không <1m, đỉnh vòng vây cao hơn MNTC ít nhất 0.7m

™Ta luy phía ngoμi có độ dốc không >1:2, phía

trong không >1:1 Nếu v≤0.1m/s thì không cần gia cố ta luy; nếu lớn hơn thì gia cố bằng lớp đá

hộc, đá cuội, vải dầu, lát cỏ, bao tải đất với độ

™Chân ta luy phía trong cách hố móng tối thiểu 1m, nếu không phải tính toán gia cố hố móng cụ thể.

™Vòng vây đất có thểể được đắp bằng cát, á cát, ásét nhẹ (thμnh phần sét không > 20%); không nên dùng đất sét vμ sét nặng vì rất khó đầm chặt

™KKhi đắp vòng vây bằng cát thì phải có thêm lõi

đất sét chống thấm Độ dốc ta luy vòng vây được quy định theo góc nghỉ tự nhiên của cát ngậm

nước, thường rất thoải: 1:3ữ1:5 đối với ta luy

ngoμi vμ 1:3 đối với ta luy trong

ƒ Ngoμi ra còn có vòng vây đá hộc, vòng vây bao tải đất

ƒ Trước khi thi công vòng vây đất, đá nói trên, phải dọn sạch đáy sông, nếu thấy cần thiết phải vét

bùn vμ san lấp tại vị trí sẽ thi công

ƒ Khi hút nước hố móng phải hút từ từ để chống xói, chống mất ổn định ở chân vμ tạo nên mμng chắn

ở mặt ta luy

ƒ Tính toán vòng vây:

™Việc tính toán vòng vây lμ tính ổn định chống trượt

vμ tính cho 1 mét dμi vòng vây:

b

L1

L B

oLưu lượng thấm qua vòng vây:

oLưu lượng thấm bổ sung qua nền đất dưới vòng vây:

γ

).

.(

2

1

h b B

n n

t H H

f G

L

h k

q t n

2

2

=

1 1

1 1

2

.

L m

z

h k

o ¸p dông cho mùc n−íc s©u kh«ng >3m,

ƒ Cọc ván thép thường được sử dụng trong các

vòng vây hố móng nơi có nước mặt, hố móng sâu vì:

™ Cọc ván thép có cường độ vật liệu cao.

™ Đảm bm bảo ổn định khi đμo móng.

™ Diện thi công đơn giản, ít cản trở dòng chảy.

™ Được sử dụng nhiều lần.

4 Vòng vây củi gỗ:

™ Được sử dụng khi lòng sông nền đá, cuội sỏi lớn

hoặc nền đất nhưng không có khả năng đóng cọc ván

™ áp dụng mực nước sâu đến 6m, vận tốc nước

v=3m/s vμ có thể chịu được mùa mưa lũ

™ Vòng vây nμy thường tốn nhiều gỗ, đá vμ các

vật liệu khác, tốn nhiều nhân lực Do vậy chỉ

nên sử dụng nới có sẵn gỗ tạp vμ không có điều kiện lμm các loại vòng vây khác

th−a tạo thμnh từng ngăn của

vòng vây, trong đó có vμi

oĐổ cát hoặc xếp bao tải đất.

oĐổ bêtông dưới nước, phụt ximăng, bao tải chứa bêtông tươi

oĐổ cát nhỏ vμo các ngăn phía ngoμi tạo 1 bức tường dμy chống thấm, ăn sâu xuống

đất nền

™Cũi thường được đóng trên bờ hoặc trên 2 phao nổi, vận chuyển ra vị trí vμ đánh chìm bằng cách

bỏ đá cân xứng vμo các ngăn bịt đáy (chiếm

khoảng 1/4 số khoang), sau khi hạ chìm đến đáy sông vμ điều chỉnh chính xác mới lấp đầy các

ngăn còn lại

ƒ Tính toán:

™Kích thước cũi gỗ phải đảm bảo chống trượt:

™Điều kiện đảm bảo cho bất kỳ điểm nμo của đáy cũi khôông bị nhấc bổng lên khỏi nền lμ:

™Nếu lμ nền đất cũng cần tính thêm cường dộ vμ

độ lún của đất dưới đáy cũi như móng nông trên nền thiên nhiên:

5 1

t H H

f G

2

3

.

6

n d n

H M

b G

M e

12

3σ

5 Vòng vây thùng chụp:

ƒ Lμ vòng vây đ−ợc chế tạo sẵn bằng gỗ, thép,

bêtông cốt thép, phao, có độ cao đảm bảo cho

đỉnh thùng chụp cao hơn MNTC ít nhất 0.7m

Bê tông bịt đáy

Đá dăm

Đá hộc

Bệ móng Cột chống

oVỏ: được lắp dựng từ các tấm nhỏ, mỗi tấm

thường có chiều rộng 1-3m được tổ hợp từ

thép tấm vμ thép hình, các tấm liên kết với

nhau nhờ mẹ của cọc ván thép hoặc dùng liên kết bulông có đệm roan cao su

oKhung vμnh đai: khung chịu lực chính, được tổhợp từ các loại thép hình

oHệ cọc chống (cọc định vị): có tác dụng giữ

cho thùng chụp ổn định, được tổ hợp từ các loại thép hình

oLớp đệm: lớp đáy nên dùng đá hộc có kích cỡ20-40cm, lớp trên mặt dùng hổn hợp đá dăm trộn với cát thô, cát nhỏ để dễ san bằng vμ

chống rò rỉ vữa bêtông

™Cần chú ý khả năng hở chân thùng chụp dưới

nước, có thể dự phòòng bằng cách buộc trước các

túi đất sét vμo chân thùng chụp Ngoμi ra sau khi hạ phải dùng thợ lặn gia cố thêm bên ngoμi bằng cách xếp các túi đựng bêtông hoặc đất sét để bịt kín tất cả khe hở ở chân thùng chụp

ƒ Thùng chụp bằng phao:

™Thường áp dụng khi mực nước sâu không >7m.

™Vòng vây nμy gồm nhiều phao ghép lại, được chởnổi ra vị trí thi công vμ hạ xuống bằng bơm nước vμo các ngăn của phao

™C¸c khe nèi cña phao

™ Sau thi thi c«ng xong, vßng v©y ®−îc lÊy lªn

™ Chỉ trong trường hợp nước thấm vμo quá lớn mμ

không có đủ phương tiện hút cạn nước

™ Khi có hiện tượng cát chảy có nguy cơ lμm giảm

độ chặt chẽ vμ cường độ nền đất hoặc gây mất

ổn định cho vách hố móng, khiến không thể hút nước khỏi hố móng

ƒ Tuỳ theo hệ số thấm của đất, độ sâu móng, cao

độ mực nước ngầm vμ điều kiện thi công, ta có thể hút nước theo 2 phương pháp:

™ Hút nước trực tiếp.

™ Hạ mực nước ngầm.

Phương pháp hút trực tiếp:

ƒ Nước trong hố móng chủ yếu lμ nước ngầm thấm

qua vách hoặc đáy hố móng

ƒ Lưu lượng thấm của nước ngầm gần đúng được tính như sau:

ƒ Nếu lượng nước thấm không nhiều Q<0.06

m3/phút có thể dùng thủ công để múc ra ngoμi Nếu lớn hơn, thường phải dùng máy bơm để húút

nước, số lượng máy bơm cần thiết:

⇒Cần chú ý rằng chọn công suất máy bơm sao

cho phù hợp với đất đáy móng Nếu đất nhỏ hạt, khi hút mạnh sẽ phá hoại cấu trúc tự nhiên của

đất vμ ảnh hưởng đến công trình xung quanh

ƒ Bố trí máy bơm trong hố móng:

™Thường áp dụng cho độ sâu hút nước giới hạn

của máy bơm ≤6m, nếu lớn hơn phải đặt máy bơm trong hố móng trên các giá đặc biệt

Q Q

n =

™Khi hút cạn nước vẫn tiếp tục cho máy bơm hoạt

động để giải quyết lượng nước ngầm liên tục chảy vμo hố móng

™Để đáy hố móng được khô ráo, cần đμo rãnh sát vòng vây vμ có độ dốc đổ về phía các giếng tụ; rãnh vμ giếng được bố trí sát vòng vây:

o Thμnh vμ đáy giếng nên lót 1 lớp cát hạt lớn

hoặc cuội sỏi dμy 15-20cm theo nguyên tắc

tầng lọc ngược (cμng gần thμnh giếng hạt cμng lớn), nước trong giếng luôn thấp hơn đáy hố

móng 0.2-0.5m

o Rãnh có độ sâu 0.3-0.5m, có độ dốc 1-2% →kích thước hố móng phải rộng hơn kích thước

móng

ƒ Phương pháp nμy đơn giản vμ ít tốn kém nhưng cần đặc biệt thận trọng khi hút nước hố móng đμo bên cạnh các công trình đang sử dụng để tránh

sự cố như lún sụt, nghiêng lệch,

Phương pháp hạ mực nước ngầm trong hố móng

đμo trần:

ƒ Phương pháp nμy lμ bơm hút nước ngầm qua 1 hệthống các ống lọc đặc biệt, hạ sâu vμo đất ở

chung quanh bờ hố móng

ƒ Khi hút nước, nước ngầm sẽ qua mμng lọc vμ các

lỗ ở ống lọc ngoμi rồồi được hút lên theo ống dẫn

vμo 1 hệ đường ống gọi lμ ống gom được bố trí

quanh bờ hố móng; ống nμy sẽ nối trực tiếp với 1 hoặc nhiều máy bơm

3

ƒPhương pháp nμy không phá hoại cấu trúc của

đất đáy móng vμ có thể hút mức nước ngầm trong

đất đến 25m

ƒ Nó sửử dụng rất hiệu quả đối với đất có hạt cỡ

ƒ Nội dung tính toán gồm:

™Xác định lưu lượng nước.

™Chọn máy bơm.

™Xác định số lượng ống lọc

™Chiều dμi hạ ống vμ cách bố trí trên mặt bằng.

r l R

l

S S H

k Q

r

t

.

).

2 (

™ Chiều dμi tối thiểu của ống lọc:

2 Công tác đμo đất:

ƒ Công tác đμo đất lμ công việc rất nặng nhọc,

nhất lμ khi phải đμo đất trong nước→cần có biện pháp cơ giới vμ bán cơ giới để giảm sức lao động, đẩy mạnh tốc độ thi công vμ tăng

hiệu quả kinh tế

ƒ Việc lựa chọn phương án đμo đất trong hố

móng phải liên hệ chặt chẽ với phương án thiết

kế cấu tạo vách chống vμ công tác hút nước

m h

S S

ƒ Các biện pháp đμo đất đảm bảo không phá hoại cấu trúc tự nhiên của đất:

™Nếu dùng máy có công suất lớn phải để lại 1 lớp tối thiểểu 5-30cm; đối với khi đμo bằng phương

pháp xói hút thì chiều dμy nμy phải tăng thêm

™Sau đó dùng thiết bị nhỏ hơn để đμo tiếp nhưng phải để lại 1 lớp cuối cùng dμy 5-7cm dùng thủcông để sửa sang lại đáy hố móng trước khi bắt

đầu xây dựng móng

™Đất đμo từ hố móng phải vận chuyển ra xa khỏi phạm vi móng tránh sạt lở ta luy, bất lợi cho vách chống vμ cản trở thi công; chỉ để lại 1 phần đủ

để lấp hố móng sau nμy

ƒ Đμo đất bằng máy:

™Loại máy sử dụng phụ thuộc vμo loại đất, kiểu

gia cố hố móng, điều kiện vận chuyển,

oMáy xúc gμu thuận:

9Thường được bố trí ngay bên trong hốmóng rộng vμ khô

9áp lực do trọng lượng máy xúc truyền qua

xích lên đất khoảng 0.6kg/cm2, nếu sức chịu của đất không đủ thì có thể mở rộng diện tiếp xúúc bằng gỗ lót.

9Đất được xúc lên ôtô ben hoặc xe goòng

được bố trí dưới tầm với của máy xúc

9Máy nμy được sử dụng khi chiều sâu hốmóng ≤4.5m

oMáy xúc gμu nghịch:

9Thường được bố trí trên bờ hố móng để

đμo vμ đổ đất→hố móng vẫn có thể bố trí khung chống vμ không cần hút nước

9Máy nμy chỉ đμo được độ sâu có hạn

khoảng 4m

9Như máy xúc gμu thuận, loại nμy sử

dụng tốt trong trường hợp đất rời, đất

rắn, kể cả đất có lẫn đá tảng, gốc cây, sắt vụn,

oMáy xúc gμu quăng:

9Được bố trí lμm việc trên bờ hố móng,

phạm vi hoạt động có khả năng mở rộng kích thước hơn so với 2 loại máy xúc trên

vμ độ sâu đμo đến 7m; khi thi công móng

mố trụ cầu thường sử dụng gμu có dung tích 0.25-0.5m3

9Do vướng dây cáp hoặc xích kéo nên

không sử dụng cho hố móng có gia cố

vách như trường hợp đối với gμu thuận

™ Gμu ngoạm:

oThường được sử dụng đμo đất trong hốmóng ở trạng thái ngập nước hoặc khô ráo;

sửử dụng tốt trong các loại đất rời, đất dính

chỉ trừ đất ở trạng thái lỏng lμm giảm năng suất của nó

oVì gμu ngoạm lμ thiết bị được treo vμo cần trục, cần cẩu cố định hoặc tự hμnh nên nó có thể hoạt động dễ dμng trong hố móng có

khung chống vách miễn lμ phải đủ khoảng không gian cho gμu lμm việc

oTrong xây dựng cầu, thường sử dụng gμu có dung tích 0.5-1m3, có 2 hoặc 4 hμm, độ mởrộng trên bình đồ khoảng 2-2.6m

ƒ Máy hút thuỷ lực:

™Thường được sử

dụng hiệu quả đối

với đất cát, sỏi, cuội;

đối với đất sét vμ á

sét phải kết hợp thiết

bị xói đất

™Máy hút nμy sử dụng hợp lý trong trường hợp thi công hố móng có dung tích ≥600m3 vμ chiều sâu khoảng 8-10m

™Nguyên lý hoạt động:

oNước cao áp được bơm vμo buồng trong qua 1 khe hở vμnh tròn vμ cuốn hút hổn hợp bùn đất dưới hố móng lên ống xả vμ dẫn ra ngoμi

Vòi xói đất

oBÒ rĩng khe hị cê thÓ ®iÒu chØnh ®Ó thÝch øng tõng lo¹i ®Ít nh»m n©ng cao hiÖu suÍt c«ng t¸c.

Bïn nửc

ỉng hót bïn KhÝ Ðp

™Nguyên lý hoạt động:

oKhông khí ép từ hộp nén của máy vμo trong ố

ống Đầu trên của ống nối với ống xả bùn

đất, đầu dưới ống nối với đầu hút bùn

oKhi máy lμm việc, khối lượng của đất hổn hợp với không khí sẽ nhẹ hơn vμ dưới áp lực của cột nước trong hố móng hổn hợp đó sẽ

bị đẩy lên trên theo ống xả ra ngoμi

⇒Như vậy để thi công bằng máy hút dùng khí ép,

hố móng phải luôn ngập nước với độ sâu tối thiểu 3m vμ cμng ngập sâu thì năng suất máy cμng

cao

3 Nghiệm thu hố móng:

ƒ Nghiệm thu hố móng cho trụ cầu trung vμ cầu

lớn đặt trên nền thiên nhiên cần phải:

™ Kiểm tra bề dμy thực tế của lớp đất chịu lực

bằng cách khoan dò kiểm tra với chiều sâu tối thiểu 4m tính từ cao độ thiết kế của đáy móng

™ Nếu thấy có khả nnăng phát hiện nước áp lực thì

phải khoan dò kiểm tra ngoμi phạm vi hố móng

™ Khi móng đặt trên nền đá vμ đối với móng công

trình nhỏ thì chỉ cần khoan dò kiểm tra theo yêêu

cầu đặc biệt của ban nghiệm thu

ƒ Khi kiểm tra vμ nghiệm thu phải:

™ Kết luận vị trí vμ kích thước hố móng có phù hợp

với thiết kế không

™ So sánh địa tầng thực tế vμ chất lượng đất vớới

các mặt cắt địa chất vμ các lớp khoan dò đã

trong thiết kế Kết luận khả năng có thể đặt móng

ở cao độ thiết kế hoặc thay đổi cao độ