ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU ĐỀ 05

- Thi công cọc khoan nhồi: công tác khoan tạo lỗ đợc thực hiện theo phơng pháp khoan gầu xoay, giữ thành khoan bằng dung dịch Bentonite.. Định vị hố móng: Căn cứ vào đờng tim dọc cầu và

I.XAÙC ẹềNH Sễ BOÄ KÍCH THệễÙC MAậT CAẫT DAÀM :

Chieàu cao daàm h ủửụùc choùn theo ủieàu kieọn cửụứng ủoọ vaứ ủieàu kieọn ủoọ voừng, thoõng thửụứng ủoỏi vụựi daàm beõtoõng coỏt theựp khi chieàu cao ủaừ thoỷa maừn ủieàu kieọn cửụứng ủoọ thỡ cuừng ủaừ ủaùt yeõu caàu veà ủoọ voừng

Chieàu cao daàm ủửụùc choùn khoõng thay ủoồi treõn suoỏt chieàu daứi cuỷa nhũp, choùn theo coõng thửực kinh nghieọm :











 20

1 10

1

vaứ h = 24

20

1 10

1













 =1  , 2 2 , 4

Treõn cụ sụỷ ủoự sụ boọ choùn chieàu cao daàm h = 1.6 (m)

2 Beà roọng sửụứn daàm b w :

Taùi maởt caột treõn goỏi cuỷa daàm, chieàu roọng cuỷa sửụứn daàm ủửụùc ủũnh ra theo tớnh toaựn vaứ ửựng suaỏt keựo chuỷ, tuy nhieõn ụỷ ủaõy ta choùn chieàu roọng sửụứn khoõng ủoồi treõn suoỏt chieàu daứi daàm.Chieàu roọng bw naứy ủửụùc choùn chuỷ yeỏu theo yeõu caàu thi coõng sao cho deó ủoồ beõtoõng vụựi chaỏt lửụùng toỏt

Theo yeõu caàu ủoự, ta choùn beà roọng sửụứn b w = 20 cm

3 Chieàu daứy baỷn caựnh h f:

Chieàu daứy baỷn caựnh choùn phuù thuoọc vaứo ủieàu kieọn chũu lửùc cuùc boọ cuỷa vũ trớ xe vaứ tham gia chũu lửùc toồng theồ vụựi caực boọ phaọn khaực Theo kinh nghieọm hf = (1825) (cm).ễÛ ủaõy ta choùn

h f = 160 cm 4.Kớch thửụực baàu daàm: (b 1 , h 1 )

Theo kinh nghieọm h1= (1ữ2)bw = (20 40)cm

b1=(1,5ữ2)bw=(30 40)cm

Ta choùn h 1 = 25 (cm)

b 1 = 30 (cm)

1.Kích thớc cơ bản của trụ.

- Xác định các thông số cơ bản của trụ :

a1 a2a3 b2

+ Theo phơng dọc cầu

b1: Khoảng cách nhỏ nhất từ mép bệ gối đến mép mũ trụ theo phuơng dọc cầu => Theo “22TCN1879” thì b1 lấy tùy thuộc vào chiều dài nhịp :

Do thiết kế chiều dài nhịp L=33m nên b1 nằm trong khoảng từ 25 đến 35 cm

Chọn b1=25cm

b2: Khoảng cách từ mép bệ gối đến mép gối, thờng lấy từ 15-20 cm

Chọn b2=15cm

b3: Kích thớc gối cầu theo phơng dọc cầu

Chọn loại gối cao su có b3=31 cm

b4: Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối

Chọn b4=40cm (do L=33m)

b5: Khoảng cách giữa 2 đầu dầm cạnh nhau

Chọn b5=5 cm Vậy kích thớc xà mũ theo phơng dọc cầu đợc xác định theo công thức:

2

3

b

)+2b4+b5=2(25 + 15 +

2

31

) + 2.40 + 5=192 cm

Để tiện thi công và phân biệt xà mũ với thân trụ ta chọn B1=200cm

Theo phơng ngang cầu

a1: Khoảng cách nhỏ nhất từ mép bệ gối đến mép mũ trụ theo phuơng dọc cầu: Theo QT 79 thì a1 lấy tùy thuộc vào loại kết cấu nhịp:

 Kết cấu nhịp bản a1=20cm

 Đối với mọi KCN khác với gối phẳng và gối tiếp tuyến a1=30 cm

 Nh trên với gối con lăn và con quay a1=50 cm

=> Chọn a1=20cm

a2: Khoảng cách từ mép bệ gối đến mép gối, thờng lấy từ 15-20 cm

Chọn a2=15cm

a3: Kích thớc gối cầu theo phơng dọc cầu

Chọn loại gối cao su có a3=46 cm

a4: Khoảng cách giữa các dầm chủ Theo thiết kế KCN ở trên a4=180cm

Vậy kích thớc xà mũ theo phơng dọc cầu đợc xác định theo công thức:

A1=2(a1+a2+

2

3

a

)+(n-1)a4=2(20+15+

2

46

)+(7-1).180=1196 cm

Để thuận tiện thi công, chon A1=1200cm

1 Kích thớc xà mũ trên mặt đứng

Để giàm khối lợng VL( giảm tĩnh tải do TLBT) cho trụ, ta thiết kế xà mũ dạng công xon với chiều dài hẫng 2m => a5=200cm

Do phần đầu hẫng chịu lực ít nên thiết kế phần công xon vát nh hình vẽ với các

kích thớc h1=70cm; h2=80cm

=> H1= h1+h2= 70+80 =150 cm

2 Kích thớc bệ kê gối:

Từ các kích thớc trên xác định đợc kích thớc bệ gối:

Theo phơng dọc cầu: = b3 + 2.b1=31+2.15 = 61 cm

Theo phơng dọc cầu: = a3+2.a2 = 46+2.15=76 cm

Chiều cao bệ gối: chọn h5=25 cm

Chiều cao gối cao su: h6=5cm

3 Kích thớc thân trụ

Trụ thiết kế dạng thân đặc 2 đầu tròn

Theo phơng dọc cầu chọn b7=160cm

Theo phơng ngang cầu sẽ tính đợc a7=800cm; a8=640cm

Chiều cao thân trụ: Đợc xác định theo nhiều yếu tố:

CH ơng I

thiết kế tổ chức thi công mố cầu

1 Thi công móng mố

1.1 Thông số kỹ thuật

- Kích thớc bệ cọc:

Theo phơng dọc cầu: 6 m

Theo phơng ngang cầu: 14.5 m

Chiều dày bệ cọc: 3m

- Đáy bệ cọc đặt ở cao độ +0.7m so với mặt chuẩn

- Cọc móng là loại cọc khoan nhồi BTCT =1.5m Số l =1.5m Số l ợng cọc 6 cọc bố trí thành 2 hàng Chiều dài cọc 30 m

1.2 Đề xuất phơng án thi công

Móng mố đợc xây dựng ở nơi không có nớc mặt, mực nớc ngầm thấp hơn đáy bệ móng

Do không bị hạn chế bởi điều kiện mặt bằng và đảm bảo tính đơn giản dễ thực hiện trong thi công, ta tiến hành thi công móng mố theo trình tự sau:

- San ủi mặt bằng, đầm chặt nền đất

- Thi công cọc khoan nhồi: công tác khoan tạo lỗ đợc thực hiện theo phơng pháp khoan gầu xoay, giữ thành khoan bằng dung dịch Bentonite Tuy nhiên hố khoan cũng phải dùng một đoạn ống vách Đoạn ống vách này sẽ đợc rút dần lên trong quá trình đổ bê tông cọc

- Đào đất hố móng bằng máy xúc kết hợp với đào thủ công

- Xử lý đầu cọc Đổ bê tông lót đáy móng

- Đặt ván khuôn, cốt thép đổ bê tông bệ móng.

1.3 Thiết kế thi công chi tiết

1.3.1 Chọn thiết bị thi công:

- Chọn máy khoan: máy khoan TRC 15 đợc dùng để lâý đất bên trong lòng cọc, cũng nh khoan mồi trớc

1.3.2 Định vị hố móng:

Căn cứ vào đờng tim dọc cầu và các cọc mốc đầu tiên xác định trục dọc và ngang của mỗi móng Các trục này cần phải đánh dấu bằng các cọc cố định chắc chắn nằm tơng

đối xa nơi thi công để tránh va chạm làm sai lệch vị trí Sau này trong quá trình thi công móng cũng nh xây dựng các kết cấu bên trên phải căn cứ vào các cọc này để kiểm tra theo dõi thớng xuyên sự sai lêch vị trí của móng và biến dạng của nền trong thời gian thi công cũng nh khai thác công trình

Hố móng có dạng hình chữ nhật, kích thớc hố móng làm rộng hơn kích thớc bệ móng thực tế về mối cạnh 1m để làm hành lang phục vụ thi công

1.3.3 Lắp đặt đờng ray di chuyển giá khoan:

Do thời gian quay chuyển giá khoan chiếm khá nhiều thời gian, vì vậy phải bố trí ray trên đình đồ sao cho cự ly di chuyển giá khoan ngắn nhất và thời gian chi phí cho công tác này là nhỏ nhất

Từ sơ đồ bố trí cọc trong móng ta sẽ tiến hành bố trí một đờng ray với tim cầu Yêu cầu kỹ thuật của đờng ray phải đảm bảo giá khoan luôn luôn ở t thế chính xác và vững chắc khi thi công, đồng thời không cho phép khoan lún dù là lún đều

Để thoả mãn đợc yêu cầu đó, trớc khi đặt tà vẹt phải tiến hành san phẳng đầm chặt nền đất vị trí đặt ray Sau đó đặt các tà vẹt gỗ với khoảng cách các mép tà vẹt là 0,3m Tiếp theo đặt ray lên tà vẹt và cố định chắc chắn

1.3.4 Công tác thi công cọc khoan nhồi:

1.3.4.1 Công tác khoan tạo lỗ:

- Xác định vị trí tim cọc bằng máy kinh vỹ

- Dung hạ ống chống Cao độ đáy ống chống đợc hạ sâu qua lớp cuội chặt vừa Cao độ

đỉnh ống chống cao hơn nền ống của máy khoan 1m

- Dùng loại máy khoan TRC 15 để khoan tạo lỗ Phơng pháp khoan theo kiểu tuần hoàn ngợc, mùn khoan trong vữa sét luôn đợc hút ra ngoài bằng máy bơm YOKOTA UPS-80-1520N lu lợng 300 m3/h Khi đầu khoan ở độ sâu khoảng 20 m, để tăng hiệu quả hút bùn cần dùng hệ thống hút bùn hơi ép 20 m3/phút Để đảm bảo ổn định vách khoan, cần luôn bơm bù vữa sét vào lòng cọc, khống chế giữ cho mức vữa sét cao hơn mặt sàn thi công khoảng 2m trong suốt thời gian thi công cho đến khi đổ bê tông cọc, kể cả lúc ngừng khoan mức vữa sét bị tụt

- Thổi rửa lỗ khoan: Việc làm vệ sinh đáy và thành lỗ khoan trớc khi đúc cọc là một công việc rất quan trọng Nếu không vét bỏ lớp mạt khoan, đất đá và dung dịch vữa sét lắng

đọng sẽ tạo ra một lớp đệm yếu dới chân cọc, khi chịu lực cọc sẽ bị lún Mặt khác bê tông

đổ nếu không đùn hết đợc cặt lắng sẽ tạo ra những ổ mùn đất làm giảm sức chịu tải cuả cọc Vì vậy khi khoan xong cũng nh trớc khi đổ bê tông phải thổi rửa sạch lỗ khoan

Công việc thổi rửa lỗ khoan đợc tiến hành nh sau:

Trớc khi đổ bê tông cần phải đẩy ra ngoài tất cả những hạt mịn còn lại ở trạng thái lơ lửng bằng ống hút dùng khí nén Miệng ống phun khí nén đặt sâu dới mặt nắc ít nhất là 10m và cách miệng ống hút bùn ít nhất là 2 m về phía trên Miệng ống hút bùn đợc di chuyển liên tục dới đáy lỗ để làm vệ sinh

- Kiểm tra hiệu quả xử lý cặn lắng:

+ Sau khi kết thúc đợc làm lỗ cọc đo ngang độ sâu lỗ cọc Sau khi thổi rửa lỗ khoan xong lại đo độ sâu lỗ cọc từ đó so sánh xác nhận hiệu quả của việc xử lý cặn lắng + Có thể dùng máy đo cặn lắng bằng chênh lệch điện trở

1.3.4.2 Gia công và lắp hạ lồng thép:

- Lồng thép bao gồm:

+ Cốt chủ có gờ, đờng kính 2,5mm đặt cách nhau 10cm

+ Cốt đai dùng thép tròn trơn đờng kính 12mm uốn thành vòng tròn đặt cách nhau 12cm

+ Thép định vị đờng kính 25mm thay thế cốt đai ở một số vị trí, đặt cánh nhau 3m, hàn chắc chắn và vuông góc với cốt chủ

+ Tại định vị bằng thép tròn đờng kính 25mm đợc hàn đính hai đầu với cốt chủ Tại

định vị đợc bố trí bốn phía tại các vị trí có thép định vị

+ Móc treo

- Lồng thép đợc chế tạo thành từng đoạn dài 8m trên giá đỡ nằm ngang theo trình tự sau:

+ Lắp thép định vị vào vòng rãnh trên các tấm cữ

+ Lắp cốt chủ vào các khấc đỡ trên các tấm cữ

+ Choàng và buộc cốt đai

+ Hàn thép định vị vào cốt chủ

+ Hàn tại định vị và móc treo

- Việc lắp hạ lồng cốt thép vào hố khoan đợc thực hiện bằng cần cẩu theo trình tự sau:

+ Lắp hạ một đoạn lồng thép vào trong lỗ khoan và treo vào miệng ống chống nhờ các thanh ngáng đặt dới vòng thép định vị và kề trên miệng ống vách Tim lồng thép phải trùng với tim cọc

+ Cẩu lắp đoạn lồng khác, dùng dây thép to buộc chặt mối nối 2 đầu cốt chủ bằng mối nối chồng

+ Cẩu cả hai đoạn lồng đã nối, tháo tạm thanh ngáng, hạ lồng thép nhẹ nhàng và

đúng tim cọc

+ Tiếp tục lắp các đoạn lồng thép tiếp theo

+ Kiểm tra lồng thép sau khi hạ tới vị trí

1.3.4.3 Đổ BT cọc khoan nhồi:

- Thời gian gián đoạn từ khi thổi rửa lỗ khoan xong đến khi đổ BT không quá 2h

- BT cọc khoan nhồi phải đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật theo đúng thiết kế

- Phơng pháp đổ BT cọc khoan nhồi là đổ BT trong nớc ống dẫn dùng để đổ BT là ống thép đờng kính 200mm đợc ghép nối từ các đoạn ống dài 3m

- Trong quá trình đổ BT, đáy ống đổ BT phải đảm bảo luôn cắm sâu trong BT không nhỏ hơn 2m và không lớn hơn 5m

- Tốc độ cung cấp BT ở phễu cũng phải giữ điều độ phù hợp với vận tốc di chuyển của ống

1.3.5 Công tác đào đất hố móng:

Sau khi thi công xong toàn bộ cọc trong móng, tiến hành đào đất hố móng Để đảm bảo tiến độ thi công nhanh, giảm sức lao động, đồng thời không ảnh hởng đến cọc đã khoan trong hố móng ta tiến hành cho xúc đào đất ở phần trên đỉnh cọc tới độ sâu 2m so với mặt sàn thi công Phần còn lại sẽ tiến hành đào bằng thủ công

Đất đào từ hố móng sẽ đợc đổ cách xa hố móng để tránh gây áp lực làm sạt lở hố móng đồng thời không gây cản trờ mặt bằng công trờng xây dựng mố

1.3.6 Đổ bê tông bệ cọc:

- Sau khi đào đất đến cao độ thiết kế tiến hành đập đầu cọc uốn mở rộng cốt thép cọc

bố trí cốt đúc xoắn quanh cốt thép dọc của cọc

- Vệ sinh hố móng, đổ lớp bê tông lót mác 100 dầy 10cm

- Lắp dựng ván khuôn bệ cọc, bề mặt ván khuôn quét một lớp nhựa đờng để chống dính

- Bố trí cốt thép ở mặt trên, mặt dới và 4 mặt xung quanh của bệ cọc

- Để giữ đúng kích thớc bệ cọc, ngoài việc bố trí các thanh giăng, thanh chống phía ngoài ván khuôn, phía trong ván khuôn cũng phải bố trí các thanh chống ngang bằng gỗ Các thanh chống này sẽ đợc rỡ bỏ dần trong quá trình đổ bê tông bệ cọc

- Bê tông đợc vận chuyển từ trạm trộn tới máy bơm bê tông và đổ vào bệ cọc qua đờng dẫn và ống vòi voi

- Công tác đầm bê tông đợc thực hiện bằng dầm dùi

2 Thi công thân mố:

I. Sau khi bê tông bệ móng đủ cờng độ chịu lực tiến hành lắp dựng ván khuôn, cốt thếp và đổ bê tông thân mố Để đảm bảo chất lợng bê tông phải dùng ống vòi voi và

đầm dùi

- Ván khuôn thân mố cũng dùng loại ván khuôn thép định hình Việc giữ hình dạng ván khuôn đợc thực hiện bằng các nép đứng, nẹp ngang, bu lông xuyên và thanh chống trong Các thanh chống trong sẽ đợc tháo dỡ dần trong quá trình đổ bê tông

Chơng II

Thiết kế tổ chức thi công trụ cầu

1 Thi công móng trụ

1.1 Các thông số kỹ thuật của móng trụ cầu:

- Móng trụ cầu là loại móng cọc khoan nhồi gồm 9 cọc đờng kính 1.5m, chiều dài cọc 35 m (kể từ đáy bệ)

- Kích thớc bệ cọc:

+ Theo phơng dọc cầu: 7.5m + Theo phơng ngang cầu: 10.5m + Chiều dày bệ: 2m

- Mặt trên bệ cọc đặt ở cao độ –0.91 m tức là thấp hơn mực nớc thấp nhất 0.5m

- Địa chất vị trí xây dựng trụ cầu gồm 3 lớp đất loại cát pha sét, cát hạt nhỏ, cát hạt vừa với chiều dày và các chỉ tiêu cơ lý khác nhau

1.2 Đề xuất phơng án thi công:

Cao độ mực nớc thi công dự kiến là: 0 m

Nh vậy móng trụ sẽ phải xây dựng trong điều kiện nớc mặt khá lớn (H=6 m) Bệ cọc đợc đặt ở vị trí cao hơn mặt đất tự nhiên do đó biện pháp thi công chủ đạo sẽ

đ-ợc triển khai nh sau:

- Thi công vòng vây cọc ván thép

- Thi công đảo cát

- Thi công cọc khoan nhồi Công tác khoan tạo lỗ đợc thực hiện theo phơng pháp khoan tuần hoàn nghịch, giữ thành hố khoan bằng dung dịch bentonite Tuy nhiên

hố khoan vẫn phải dùng một đoạn ống vách dài 14m Đoạn ống vách này sẽ đợc rút dần lên trong quá trình đổ bê tông cọc

- Thi công bệ cọc: Đào bỏ cát, thi công lớp bê tông bịt đáy Sau đó lắp dựng ván khuôn cốt thép, đổ bê tông bệ cọc

1.3 Thiết kế thi công chi tiết:

1.3.1 Định vị móng trụ:

Móng trụ cầu nằm ở vị trí có nớc mặt với chiều sâu khá lớn nên công tác định vị phải làm gián tiếp Tim trụ đợc xác định bằng phơng pháp tam giác đạc dựa vào các đờng cơ tuyến nằm ở hai bên bờ sông và các góc ,  tính theo vị trí của trụ Kích thớc và chu vi của móng sau này sẽ đợc xác định dựa vào công trình vòng vây

1.3.2 Tính chiều dầy lớp bê tông bịt đáy:

Từ điều kiện áp lực đẩy nổi của nớc phải nhỏ hơn lực ma sát giữa bê tông với các cọc và trọng lợng bản thân của lớp bê tông bịt đáy

Công thức tính toán :

b.h.F + n.U..h  n( h+ h1).F

Trong đó:

b: Trọng lợng riêng của bê tông bịt đáy b = 2,5 T/ m2

n: Trọng lợng riêng của nớc n = 1 T/ m3

h : Chiều dày lớp bê tông bịt đáy

h1: Chiều cao từ mực nớc thi công đến đáy bệ móng,

h1 = 6 m n: Số cọc trong hố , n = 9 cọc U: Chu vi cọc = 4.71 m F: Diện tích hố móng

F = 9.5 12.5 = 118.75 m2 (Mở rộng ra các phía 1m)

 : Lực ma sát giữa bê tông và cọc

 = 10 T/ m2

2.5 118.75  h + 9 3.14  10  h  1  (h + 6 ) 118.75

343.9 x h  423

=> h  1.23 m

Chọn h = 2m

Vậy chiều dày lớp bê tông bịt đáy là 2 m

1.3.3 Thi công vòng vây cọc đóng thép:

- Đóng các cọc định vị: Cọc định vị dùng loại cọc thép I 350 vị trí cọc định vị xác

định bằng máy kinh vỹ

- Dùng các kết cấu thép I 350 liên kết với cọc định vị tạo thành khung định hớng để phục vụ cho công tác hạ cọc ván thép

- Tất cả các cọc định vị và cọc ván thép đều đợc hạ bằng búa rung treo trên cần cẩu

đứng trên hệ nổi

- Để đảm bảo cho điều kiện hợp long vòng vây cọc ván đợc dễ dàng đồng thời tăng

độ cứng cho cọc ván, ngay từ đầu nên ghép cọc ván theo từng nhóm để hạ Tr ớc khi hạ cọc

ván thép phải kiểm tra khuyết tật của cọc ván cũng nh độ phẳng, độ đồng đều của khớp mộng bằng cách luồn thử vào khớp mộng một đoạn cọc ván chuẩn dài khoảng 1,5-2m Để

xỏ và đóng cọc ván đợc dễ dàng, khớp mộng của cọc ván phải đợc bôi trơn bằng dầu mỡ Phía khớp mộng tự do (phía trớc ) phải bít chân lại bằng một miếng thép cho đỡ bị nhồi đất vào rãnh mộng để khi xỏ và đóng cọc ván sau đợc dễ dàng

- Trong quá trinh thi công phải luôn chú ý theo dõi tình hình hạ cọc ván, nếu nghêng lệch ra khỏi mặt phẳng của tờng vây có thể dùng tời chỉnh lại vị trí Trờng hợp nghiêng lệch trong mặt phẳng của tờng cọc ván thì thờng điều chỉnh bằng kích với dây néo, nếu không đạt hiệu quả phải đóng những cọc ván hình trên đợc chế tạo đặc biệt theo

số liệu đo đạc cụ thể để khép kín vòng vây

* Tính toán chiều sâu đóng cọc ván:

- Trờng hợp mới đào đất tới cao độ thiết kế, cha đổ bê tông bịt đáy:

Sơ đồ tính toán

x: Đợc xác định từ ơng trình cân bằng đảm bảo cọc không lật quanh điểm 0

6

17 2496 6

594 7

162 8

.

2

5 3

) 2 ( 2 2

) 2 ( 361 0 125 1 1 3

) 6 ( 2 2

)

6

(

2 3

2 2





























































x x

x

M

x x

x x

M

L

L

5 1985 25

508 625

157 22

.

7

7 3

2 2 77 2 125 1 3 3

) 6 ( 2 2

)

6

(

2 3

2 2

























































x x

x

M

x x

x x

M

G

G

Điều kiện ổn định lật là:

l

g

M M

2 1 17 2496 6

594 7

162 8

2

5 1985 25

508 625

157 22

7

2 3

2 3

.

x x

x

.

x

x

x

.

















x  4.1 m

Chọn x = 5 m

Nh vậy điều kiện ổn định của cọc ván đợc đảm bảo Vậy cọc ván sẽ đợc đóng sâu x

= 5 m vào nền đất thiên nhiên Chiều dài toàn bộ cọc ván là 12.5 m (cao hơn mặt n ớc 1.5 m)

- Trờng hợp đào đất tới cao độ thiết kế, đổ bê tông bịt đáy:

Sơ đồ tính toán

n 1.000

h1 4.000

5 m

Tacó:

Quy về tải trọng rải đều

q = 4 x 2/5= 1.6 T/m Mômen giữa dầm

W = 5 x 105/1900 = 263 (cm3)

5 6 1 l2 2

q

q