Chương III: Công tác hố móng ppt

Do đó có thể sẽ → ảnh hởng đến: Chất lợng Đ/kiện làm việc CT Thời gian hoàn thành CT Nội dung: + định vị hố móng + đào đất hố móng + bảo vệ đáy và thành hố đào + làm khô hố móng + dọn nề

Chơng III Công tác hố móng

$1.Khái niệm chung:

+ Là công việc có ảnh hởng trực tiếp đến tính chất đất nền

Do đó có thể sẽ → ảnh hởng đến: Chất lợng

Đ/kiện làm việc CT Thời gian hoàn thành CT Nội dung:

+ định vị hố móng + đào đất hố móng + bảo vệ đáy và thành hố đào + làm khô hố móng

+ dọn nền và xây móng Các công đoạn trên → cần tổ chức tốt → tránh làm đất bị ẩm ớt thêm dẫn đến:

→ làm cờng độ giảm

→ độ lún tăng thêm Việc tổ chức thi công đợc giới thiệu trong các giáo trình thi công:

nhà, cầu cống, thuỷ lợi …

→ Xét vấn đề cơ bản: bảo vệ hố móng

tháo khô và tính toán vòng vây

đổ bê tông dới nớc

$2 Thi công móng nông trên cạn.

1 Bảo vệ hố móng

1.1 Bảo vệ đáy hố móng

Các nguyên nhân ảnh hởng đến đất đáy hố móng:

- sự đi lại của công nhân và máy móc

- sự co ngót đất trong thời gian để móng lộ thiên

- gradien áp lực đất mái hố và đáy hố móng (trong đó có cả ảnh hởng của tải trọng CT bên cạnh)

- gradien áp lực nớc ngầm chảy vào đáy hố

- áp lực đẩy ngợc của tầng nớc có áp

Khi đào chừa lại 1 lớp đất khoảng 10-30cm tuỳ theo đào bằng cơ giới hay thủ công nằm trên cao độ đáy móng → để bảo vệ chống co ngót

* Gradien áp lực giữa thành và đáy làm cho → mái hố móng bị trợt sâu và đáy hố móng bị bùng lên → xảy ra từ từ → làm đứt gãy bê tông khi → cha kịp ninh kết

48

Thanh chống Dầm đỡ

Ván

Tránh: → phải giảm gradien này: → bạt thoải

→ dùng bản cừ gia cố

Khi hm > 2m → kiểm tra hiện tợng này

** Đẩy bùng do áp lực ngợc của tầng nớc

có áp gây ra

Từ đ/kiện: tìγđ = γnìH

γđ - trọng lợng thể tích của đất

γn- trọng lợng thể tích của nớc

t: chiều dày của lớp đáy cách nớc

H: cột nớc có áp

*** Do nớc ngầm chảy vào → làm xói ngầm,

đẩy trồi: Tính toán ổn định thấm → Tham khảo

trong thiết kế công trình thuỷ công

1.2 Bảo vệ mái hố móng:

1.Hố móng tự nhiên:

hm không lớn → đào thoai thoải hoặc không cần gia cố

Sét ít ẩm :

) 2 45 (

= c tg o h

2.Các loại kết cấu đỡ thành hố móng:

Phải so sánh 2 phơng pháp: bạt thoải

gia cố mái

Ví dụ: hm>3-5m; sét mềm yếu

gia cố tốt hơn cát bụi bão hoà

Giảm khối lợng đất, an toàn, rút ngắn thời gian

a, Biện pháp lót ván:

Phạm vi: không có nớc ngầm

đất không xấu để giữ đợc thành tạm thời khi thi công

Lót ván tuỳ rộng hay hẹp mà có một số cách sau:

K/C gồm: → ván lót

49

dầm đỡ thanh chống

Lu ý: dùng neo; ván lót ngang và dầm đỡ cần cắm sâu vào đất

0.2m → đất tốt 0.5-1.0m → đất yếu

b,Biện pháp đóng cọc ván:

Nớc ngầm cao hơn đáy hố móng lúc đó phải đảm bảo 2 điều kiện:

chống đỡ thành không thấm nớc Lúc đó: tốt nhất gia cố bằng tờng cọc ván (tờng cừ)

VL: thép, gỗ, BTCT: độ ổn định ∈ chiều sâu từ đáy hố móng quyết định

50

Biện pháp lót ván khi hố móng hẹp

Biện pháp lót ván khi hố móng rộng

cột (trụ) gỗ cột (trụ) gỗ

cm 10

gia công mũi

bọc đầu thép bản

40cm

t ờng cừ thép

t ờng cừ BTCT

Có thể: Không cần thanh chống

Có thanh chống

Neo

Đặc trng cơ bản của cọc ván thép → tham khảo các giáo trình:

nền và móng

thi công cầu

3.Tính toán các kết cấu chống đõ thành hố móng :

a, Hệ thống dùng ván lót thẳng đứng:

Đúng:

→ coi ván lót là dầm liên tục → tính toán phức tạp

Gần đúng:

→ coi là dầm đơn giản → tính mô men lớn nhất tại

các nhịp của ván lót và dầm đỡ

Từ đó:

→ xác định đợc lực nén lên thanh chống

→ xác định đợc kích thớc các bộ phận

51

Sơ đồ tải trọng khi tính toán khi tính toán hệ thống ván lót thẳng đứng

b, Hệ thống dùng ván lót nằm ngang:

áp lực đất nh trên

→ coi là dầm đơn giản → tìm mô men lớn nhất tại các nhịp

→ để thiết kế kích thớc tiết diện các bộ phận

c, Ván lót có neo:

Ván lót nằm ngang Dầm đỡ thẳng đứng

Có neo Biểu đồ áp lực đất:

)

2 45 ( 8 ,

0 γ 2 o−ϕ

tg

H 0 , 5 γ H

d, Tờng cọc ván không neo:

Xác định: → độ cắm sâu của cọc ván

→ chiều dày của cọc ván Coi có EJ lớn → chỉ xoay, không uốn

Biểu đồ áp lực đất có dạng:

Độ ổn định của tờng theo đ/k sau:

gh

q = = γ ( + ) −

D

q - áp lực tại chân tờng cọc ván

m – hệ số đ/k làm việc ( m= 0,7-1,0)

γ - trọng lợng thể tích của đất

c

b K

K ; - hệ số áp lực đất bị động và chủ động

Cơ đất

Cân bằng lực trên phơng ngang và mômen đối với D cho qD và zE

Biết qD và zE từ đó tính đợc Mmax

qD kiểm tra ổn định của tờng cọc ván

M max → để tính toán tiết diện cọc ván

52

0.8

D Biểu đồ áp lực đất tác dụng lên

T Ư ờng cọc ván không neo

e, Tờng cọc ván có neo:

Độ ổn định: do neo

do độ cắm sâu Dạng biểu đồ áp lực nh sau:

Để đ/k chân cọc ván không bị bật ra là mô men áp lực chủ động so với A( điểm neo) không vợt quá mô men của áp lực bị động → so với điểm đó

- Phơng pháp phần tử hữu hạn:

Sơ đồ tính ví dụ loại tờng conson Hệ số nền hớng ngang xác định bằng thí nghiệm nén ngang hay kinh nghiệm

Ghi chú : hiện nay việc tính toán áp lực đất – biến dạng tờng và bài toán tính toán

t-ờng chắn nói chung đã có những phần mềm trợ giúp rất mạnh nh : GEOSLOPE,

PLAXIS …

f, Tính toán tờng cọc ván về phơng diện xói ngầm:

đ/k: γđn ≥ mì Iì γn

I : gradien thuỷ lực m: hệ số điều kiện làm việc = 2 → Cơ đất

53

N

A

B

C

Sơ đồ áp lực đất khi

2 Làm khô hố móng

2 phơng pháp:

Hút nớc lộ thiên Bằng hệ thống lọc châm kim

1.1 Hút nớc lộ thiên

Đào hệ thống rãnh sâu hơn đáy móng: 0.5 ữ 1m để tập trung nớc

Công việc bơm tiến hành đồng thời với việc đào đất → để làm đất ráo trớc khi đào

• Khi đào đến cao trình th/k → thì việc bơm nớc vẫn tiếp tục duy trì cho đến khi xây xong móng

1.2 Hạ thấp mực nớc ngầm

Vì xảy ra xói ngầm → nên hút nớc lộ thiên nên dùng trong trờng hợp nớc ngầm ổn

định không cao hơn đáy móng quá 2 ữ3m

Trong các trờng hợp khác hút nớc lộ thiên phải kết hợp với tờng cọc ván hoặc phải dùng biện pháp hạ mực nớc ngầm nhân tạo

1 hệ thống giếng hoặc ống châm kim → bố trí xung quanh móng → bơm hút để nớc ngầm hạ xuống

Tuỳ theo tính thấm nớc → mà ta có thể dùng: giếng hoặc ống châm kim

Dùng giếng: là những lỗ khoan khoảng cách a = 5 đến 15m có ống chèn cấu tạo

nh ống lọc đ/k ống lọc: 150 đến 250mm

Nớc ngầm trong giếng → đợc bơm bằng máy bơm ly tâm

Hạ đợc 5-7m

Q lu lợng bơm cần thiết → tính toán → tài liệu tham khảo.

1.3.Hệ thống ống châm kim

ống châm kim là ống lọc đ/k: d= 50mm dài 1-1.25m khoảng cách a= 0.75 – 1.5m

để dẫn nớc từ ống châm kim vào ống hút

ống hút đặt nằm ngang có đ/ kính : 100-150mm

lắp với máy bơm lý tâm hoặc chân không để hút không khí trong toàn bộ hệ thống

Hạ ống: Xói đầu mũi bằng tia nớc → trọng lợng của ống châm kim tụt xuống

Tuỳ theo cột nớc cần hạ mà ngời ta dùng một hoặc 2,3 lớp ống châm kim

1 lớp có thể hạ đợc 4-5m

tuỳ hệ số thấm của đất mà chọn ống châm kim đất có hệ số thấm nhỏ dùng ống châm kim có cấu tạo đặc biệt loại phun

1.4.Phơng pháp điện thấm

Đất có nhiều hạt sét: → cách làm trên không hiệu quả

→ Dùng phơng pháp điện thấm

Khoảng giữa của các ống châm kim → ngời ta cắm những thanh thép tới chiều sâu bằng chiều dài ống châm kim

Các thanh này nối với nhau → dùng làm cực dơng

54

→ ống châm kim cực âm

Và nối với nhau vào ống góp → cho dòng điện chạy qua với cờng độ 1ampe / 1m2 diện tích thẳng đứng của đất giữa cực dơng và cực âm

Năng lợng điện tiêu thụ: 2-40kW/h cho 1m3 đất hố móng

$3.Thi công móng d ới n ớc

1 Các loại vòng vây

Mục đích chính: ngăn không cho nớc mặt chảy vào hố móng

Chọn loại vòng vây: → dựa vào: chiều sâu nớc

tốc độ dòng chảy yêu cầu thông tàu bè

1.1 Vòng vây đất

Dùng nơi nớc không sâu

Tốc độ dòng chảy nhỏ

Dùng đất á sét tốt nhất, có thể dùng cát nhng ở giữa phải có lõi sét chống thấm

Nhợc: Thu hẹp dòng chảy

1.2 Vòng vây cọc ván

Cọc ván đơn: nớc nông Cọc ván kép: h nớc > 3-4m Phía ngoài cọc đơn

Đắp đất chống thấm

Khe hở cọc ván kép

Cọc ván: gỗ; thép, BTCT

1.3 Vòng vây lồng gỗ

H > 5m nền sâu hoặc đá, không đóng đợc cọc ván → dùng vòng vây lồng gỗ → Cũi gỗ đóng trên bờ xong chuyển ra đánh chìm → trớc khi đánh chìm phải làm phẳng đáy sông sau đó bỏ đá vào một số ngăn bịt đáy ( khoảng 1/4 số khoang) Sau khi hạ chìm đến đáy sông và điều chỉnh thật chính xác mới lấp đầy các ô còn lại, ngoài lồng gỗ là ván lót

dới ván lót → đất chống thấm Phía ngoài cũi gỗ có thể ốp 1-2 lớp ván gỗ , giữa là vật liệu chống thấm

Chiều rộng lồng: 0.5 – 1 h; h chiều sâu mực nớc

2 Tính toán:

Do không vĩnh cửu → nên sơ đồ tính đợc đơn giản hoá

Vòng vây đất → tính nh mái đê, đập hoặc đờng đất đắp → cơ đất

55

1.1 Tính toán vòng vây lồng gỗ

Đảm bảo: ổn định trợt

ổn định lật

ổn định trợt: = ≥1.5

H

f P

k t

3

2 ≥

=

h H

B P

k l

H: lực ngang tác dụng ngoài lồng gỗ ( áp lực nớc)

F: hệ số ma sát giữa lồng gỗ và đáy sông: 0.25-0.36

h: chiều sâu của nớc

P: tổng lực đứng (có kể đến sức đẩy nổi của nớc)

Nếu nền là đất→ tính thêm cờng độ và độ lún → nh móng nông trên nền thiên nhiên

Đặc biệt không để phát sinh ứng xuất âm tại đáy vòng vây tức là → mọi điểm đáy cũi

đều không bị nhấc bổng lên khỏi nền

Đ/k:

6

B P

M

e o = ≤

M: mô men của tất cả ngoại lực so với trục nằm ngang đi qua trọng tâm tiết diện tính toán của vòng vây

1.2 Tính toán vòng vây cọc ván đơn

Không có neo hoặc thanh chống → tính nh cọc ván

Có neo, hoặc thanh chống → tính nh hệ thống chống đỡ bằng ván lót thẳng

đứng ( cạn)

1.3 Tính toán vòng vây kép

Nếu đợc ngàm chặt → cọc ván sẽ chịu uốn do tác dụng áp lực nớc và đất Tuy nhiên do nớc vẫn chui vào lớp đất ở trong nên phía trong 2 lớp cọc ván ngoài áp lực đất → còn có cả áp lực nớc → gần đúng ngời ta lấy

2

1

= áp lực thuỷ tĩnh

3 Công tác đổ bê tông dới nớc:

Do không hút đợc cạn nớc → do hiện cát chảy hoặc do độ sâu nớc quá lớn → đổ bê tông dới nớc

Có các phơng pháp sau:

Dùng bao tải Phơng pháp dâng bê tông

56

Phơng pháp vữa dâng.

ở ta ( nhất là trong ngành cầu) cả 3 phơng pháp đó đều đợc áp dụng

1.1.Dùng Bao tải:

Nếu nớc không sâu lắm, khối lợng bê tông ít → dùng bao tải lúc đó bê tông mác > mác yêu cầu 10%; có độ sụt 16-20cm.: cho BT vào bao tải thả xuống

đáy, kéo dây buộc, miệng bao tải mở ra, bê tông tụt xuống

1.2.Phơng pháp vữa dâng:

Nớc sâu, BT nhiều ta dùng phơng pháp → dâng BT → phơng pháp tơng đối hoàn thiện và phổ biến nhất

Nội dung:

→Dùng ống đổ có tiết diện 30 ì 30cm2 bằng gỗ

→Hoặc ống thép D=25-30cm vỏ dày 4-5mm; gồm nhiều đoạn dài

từ 1-2m nối lại trên miệng ống là phễu chứa BT; ống đợc treo bằng cần trục hoặc trên hệ thống giàn giáo để có thể nâng lên hạ xuống dễ dàng

Dung tích của phễu phải chứa khối lợng BT đủ đổ đầy từ đáy đến miệng ống

Đáy dùng nút gỗ hoặc bao tải cuộn chặt để nút ống nút đợc giữ bằng dây ròng ngợc;

Đổ BT vào phễu, thả dây, nút bị BT đẩy xuống dới, nâng ống lên khỏi đáy chừng 0.2m

đến 0.3m nút bị đẩy ra, BT tràn ra ngoài

Vừa tiếp tục đổ vừa nhấc ống lên → chân ống luôn cắm vào lớp BT khoảng 0.8 – 1.5m nên chỉ có lớp BT đầu tiên tiếp xúc với nớc

Bán kính hoạt động của mỗi ống khoảng 3 ữ 4.5m → tính ra số ống

Bê tông phải đổ liên tục, ống chỉ đợc nâng thẳng đứng

1.3.Phơng pháp phun vữa.

→Việc bố trí ống nh trên rồi xếp đá xung quanh → sau đó bơm xi măng cát cho dâng dần, lấp kín lỗ rỗng dồn đuổi nớc lên

Nâng ống phun cho đến khi cả khối đá dăm đợc bơm vữa

57

Sơ đồ đổ bê tông d Ư ới n Ư ớc theo

ph Ư ơng pháp ống dịch chuyển thẳng đứng.

→ Sau khi BT đông cứng đợc khoảng 50% cờng độ thì hút nớc trong hố móng và phá

bỏ mặt bên trên khoảng chừng 10-15cm do chất lợng xấu

Lu ý:

Hiện nay có một số công nghệ mới để chắn giữa thành hố đào nh :

Tờng liên tục trong đất

Cọc khoan nhồi Cọc khoan nhồi kết hợp cọc xi măng đất

→ làm kết cấu chắn giữ → Tham khảo tài liệu chuyên ngành.

58