BÁO CÁO: THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP pptx

Chiều dài và tiết diện cọc thường bị giới hạn bởi các thiết bị vận chuyển và thi công đóng, ép cọc.. Vận chuyển cọc : - Vận chuyển đi xa vận chuyển ngang : + Dùng ôtô kéo rơmoóc : Khi

BÁO CÁO: THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

CỐT THÉP

CHƯƠNG 1 : THI CÔNG MỐ TRỤ CẦU

1.1 THI CÔNG MÓNG NÔNG :

1.1.1 Các biện pháp gia cường nền đất :

Tính tốn và thiết kế cơng trình luơn nhằm tận dụng mức cao nhất khả năng gánh chịu của đất nền thiên nhiên,

kể cả áp dụng các biện pháp tăng cường độ cứng của tồn thể kết cấu bên trên, nhưng khi đất nền tự nhiên khơng đủ khả năng gánh đỡ cơng trình, các biện pháp gia cố nền mĩng được sử dụng để tăng cường sức chịu tải của đất nền, nhất là giảm khả năng lún

Từ xưa đến nay, con người đã sử dụng rất nhiều biện pháp

đề gia cố nền mĩng, cĩ thể phân ra ba nhĩm chính như sau

- Gia cố nền đất :

* Thay thế đất xấu bằng loại đất tốt, tạo các đệm chịu lực.

* Tác động cơ học : đầm chặt, gia tải trước, cố kết trước ( kết hợp với vật liệu thấm hay các cọc vật liệu rời ).

* Tác động hóa học : xi măng – vôi – silicat hóa đất nền.

- Các giải pháp về móng :

* Móng nông : móng đơn, móng băng một hay hai phương, móng bè.

* Móng cọc : cọc tre, cừ tràm, cọc gỗ, cọc thép, cọc bêtông cốt thép, cọc khoan nhồi, móng giếng chìm.

* Tường : rọ đá, tường chắn, tường cọc bản, tường barret.

- Các giải pháp hiện đại làm đất có cốt : đưa vào trong đất

những vật liệu chịu kéo tốt hơn để tăng cường khả năng chịu kéo của đất, vốn rất bé Các vật liệu đưa vào trong đất gồm : thanh kim loại, thanh gỗ, vải, sợi, lưới … thường được gọi là vật liệu địa kỹ thuật.

1.2 THI CÔNG CÁC LO I MÓNG CỌC : Ạ

1.2.1 Đĩng cọc thép :

Các cọc thép được đĩng xuống nền đất theo hai dạng :

- Là vách chắn, dàn giáo tạm thời để thi cơng cơng trình, sau đĩ rút ( nhổ ) cọc lên

- Là ống dẫn, thành vách, ống chứa đựng các vật liệu gia cường nền đất khác như vật liệu rời, bêtơng hay bêtơng cốt thép

Ưu điểm của cọc thép là cứng rắn, cĩ thể vượt qua các tầng đất, trở ngại, chiều dài khơng hạn chế ( cĩ thể hàn nối ) nhưng khuyết điểm lớn nhất là bị rỉ sét hư hỏng khi ở trong nền đất ( khơng sử dụng thép khơng rỉ vì giá thành quá cao )

Các phương pháp hạ cọc là dùng búa rơi tự do, búa máy diezen đơn đơng hoặc song động ( trọng lượng hay lực xung kích của búa > 3- 5 lần trọng lượng cọc ), búa nén rung động,

ép cọc Khi dùng cọc ống thép, đường kính thường 30- 60cm, chiều dày vách ống từ 12- 14mm, đầu ống nhọn để dễ đĩng

1.2.2 Đóng hoặc ép cọc bêtông cốt thép :

a) Cấu tạo cọc bêtông cốt thép đúc sẵn :

Cọc bêtông cốt thép đúc sẵn thường có các tiết diện hình vuông, tròn hay tam giác ( ít phổ biến ) và chiều dài cọc từ

5 – 25 m Hiện nay có cọc bêtông đúc ly tâm, cốt thép dự ứng lực, đường kính từ 30 – 80 cm, đặc biệt lên đến 1,1m.

Chiều dài và tiết diện cọc thường bị giới hạn bởi các thiết bị vận chuyển và thi công ( đóng, ép cọc ) Giữa chiều dài và tiết diện cọc còn có sự liên quan đến nhau sao cho đạt được yêu cầu là khi cẩu lắp và vận chuyển không bị nứt và thi công không

bị gẫy cọc Cọc thông thường cho ở bảng sau :

TT Chiều dài cọc (m) Tiết dĩện cọc (cm) Mác bêtông (kG/cm 2 )

170 ÷ 200

200 ÷ 250

250 ÷ 300

300 ÷ 350

b) Thi công đóng cọc :

1 Vận chuyển cọc :

- Vận chuyển đi xa ( vận chuyển ngang ) :

+ Dùng ôtô kéo rơmoóc : Khi phải vận chuyển cọc đi xa, ngoài phạm vi công trường; cọc sẽ được đặt trên hai khúc gỗ

ở các vị trí điểm cẩu để xe đi qua đoạn đường rẽ hoặc đường

gồ ghề thì cọc dễ quay, giảm ma sát nên bớt phải chịu uốn

+ Dùng hai xe goòng :

khi phải chuyển cọc trong

phạm vi công trường

( vận chuyển tương đối gần )

Trên xe goòng (1) có bệ quay (3)

có thể quay trên trục quay (2)

để khi qua đường rẽ thì xe dễ lái

- Vận chuyển lên cao ( vận chuyển đứng ) :

+) Với những cọc dài ( có l ≥ 10m ) có trọng lượng bản thân lớn thì khi trục lên, trong thân cọc sẽ phát sinh momen uốn Để bố trí thép có lợi nhất, phải chọn hai điểm cẩu sao cho mômen uốn là nhỏ nhất, nghĩa là M1= M2 Muốn vậy, hai điểm cẩu phải cách hai đầu cọc một khoảng là 0,21 x l

b) Với những cọc ngắn ( l < 10m ) thì có thể cẩu cọc lên

từ một điểm và điểm này ở cách đầu cọc một khoảng là 0,3

x l

2 Lắp cọc vào giá búa :

- Với cọc ngắn : dùng dây ( cáp ) treo cọc của giá búa móc

vào cẩu ở phía đầu cọc rồi kéo từ từ cho cọc dần dần trở thành vị trí thẳng đứng và ghép vào giá búa.

- Với cọc dài và nặng : phải làm thật cẩn thận theo các

trình tự tiến hành như sau đây :

•Đẩy xe goòng chở cọc đến gần giá búa.

•Móc dây ( cáp ) treo cọc (a) của giá búa vào móc cẩu phía đầu của cọc.

•Móc dây (cáp) treo búa (b) của giá búa vào móc cẩu phía mũi của cọc.

•Cho hai tời kéo các dây ( cáp ) a và b lên cùng một lúc

để cọc được nâng cao dần lên.

•Chuyển xe goòng đi nơi khác xa khỏi giá búa.

•Kéo tiếp dây (a) và ngừng kéo dây (b) để cọc dần dần ở vào

tư thế thẳng đứng để ghép vào giá búa.

3 Thi công đóng cọc :

- Trước khi đóng cọc, phải xác định vị trí hàng cọc trên

mặt đất bằng cách căng dây và đóng cọc dấu.

- Khi đóng phải dùng hai máy kinh vĩ đặt vuông góc theo hai

trục vuông góc theo hai trục ngang và dọc của hàng cọc để theo dõi và kịp thời điều chỉnh khi gặp cọc bị lệch khỏi vị trí thiết kế Những nhát đầu phải đóng nhẹ; đến khi cọc đã nằm đúng

vị trí thì mới được đóng mạnh dần lên Với những nơi đất yếu và cọc nặng thì lúc đầu phải treo cọc bằng dây để cọc xuống dần dần và đúng hướng.

- Sơ đồ đóng cọc : Cọc bêtông cốt thép là những cọc

chịu lực nên khi đóng, không đóng theo cách lèn ép đất Có ba

sơ đồ đóng cọc như sau :

+) Sơ đồ khóm cọc : gồm một số cọc đóng tụm thành một khóm riêng rẽ, chẳng hạn như cọc dưới móng cột độc lập hoặc các móng trụ cầu Ở đây phải bắt đầu đóng từ giữa ra xung quanh

Nếu đóng theo hướng ngược lại thì đất ở giữa khóm sẽ bị lèn chặt dần; lúc đó, việc đóng những cọc giữa sẽ khó khăn và có khi cọc không xuống đến độ sâu thiết kế hoặc có khi còn làm trương ( nổi ) những cọc xung quanh lên vì đất đã bị lèn quá giới hạn làm cho cơ cấu của nền đất đã bị phá hoại.

+) Sơ đồ cọc chạy dài : gồm một hoặc vài hàng cọc chạy dài song song mà ta thường thấy ở dưới các móng băng liên tục Trường hợp này, giá búa được chuyển theo các hàng cọc.

+) Sơ đồ ruộng cọc : gồm nhiều cọc đóng rải trên một

bề mặt rộng, thường dùng ở dưới các móng bè hoặc dùng để gia

cố nền công trình Ở đây, ta có thể đóng cọc từ giữa ra hai bên; nếu ruộng cọc lớn thì có thể phân ra thành các khu và trong mỗi khu cọc sẽ được đóng theo từng nhóm một.

Chú ý : * Đối với loại cọc chống, ta phải đóng sâu tới cao

trình thiết kế của mũi cọc.

* Đối với các loại cọc treo (cọc ma sát) thì phải đóng cọc cho tới khi đạt được độ chối thiết kế.

- Độ chối của cọc dưới những nhát búa cuối cùng cho biết

khả năng chịu lực của mỗi cọc ở vị trí của nó trong đất

Độ chối thiết kế được tính theo công thức :

e =

Trong đó :

e- độ chối của cọc dưới một nhát búa tính bằng mét

m- hệ số an toàn, lấy trong khoảng 0,5 ÷ 0,7 ( 0,5 cho

công trình vĩnh cửu ; 0,7 cho công trình tạm thời )

n- hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm cọc :

cọc gỗ  lấy n = 100 tấn/m2, nếu là cọc bê tông cốt thép  n = 150 tấn/m2, nếu là cọc thép  n = 500 tấn/m2,

F- diện tích tiết diện ngang của cọc (m2)

Q- trọng lượng chày của búa đóng cọc (tấn)

H- chiều cao búa rơi, sẽ lấy một cách cụ thể như sau :

q Q

,

Q

x F

.

n m

P P

H Q F n

+ Đối với búa treo, lấy bằng độ rơi thực tế của chày.

+ Đối với búa hơi đơn động H là đoạn đường đi của chày

+ Đối với búa hơi song động và búa diezen thì chiều cao

búa rơi lấy bằng , trong đó E là năng lượng thiết kế

Vậy cần phải đo độ chối sau khi đóng cọc xong và đo độ chối sau một thời gian đã để "cọc nghỉ ngơi" Độ chối đo lần sau là độ chối chính thức để so sánh với độ chối thiết kế Đo độ chối bằng máy thủy bình hoặc máy chuyên dùng và thước đo

Q E

H =

c) ép cọc :

1.2.3 Thi công cọc khoan nhồi :

a) Chuẩn bị thi công :

- Cọc khoan nhồi, so với cọc đóng ( cọc thép hay BTCT )

có tiếng ồn và chấn động thấp hơn, nhưng lại nhiều hơn

so với ép cọc, do có rất nhiều thiết bị, xe máy thi công vận chuyển liên tục ngày đêm, nên cần phải chú ý đến vấn đề hạn chế ảnh hưởng công cộng

- Xử lý các vật kiến trúc ngầm : đường cấp thoát nước, đường cáp điện, điện thoại, ống dẫn khí đốt … nếu có

- Biện pháp cấp thoát nước thi công : Thi công cọc khoan nhồi thường phải dùng một lượng nước và lượng bùn rất lớn, cho nên nhất thiết phải chuẩn bị đầy đủ các thiết bị cấp, thoát nước

- Cấp điện : tương đối đơn giản vì hầu hết thiết bị thi công cọc khoan nhồi dùng động cơ đốt trong

- Chuẩn bị ống dẫn cho việc đổ bê tông dưới nước

b) Lắp đặt thiết bị thi công :

- Lựa chọn thiết bị khoan lỗ :

+ Phương pháp thi công có ống chống

+ Phương pháp khoan phản tuần hoàn

+ Phương pháp khoan lỗ bằng guồng xoắn

- Chống sụt thành lỗ khi thi công không có ống chống

- Xử lý cặn lắng trong đáy lỗ

- Kiểm tra hiệu quả xử lý cặn lắng

d) Thi công cốt thép :

- Chế tạo khung cốt thép

- Thả khung cốt thép xuống lỗ cọc

e) Thi công bê tông :

- Phải tuân theo các quy định về đổ bê tông dưối nước

- Đổ bê tông vào theo ống dẫn

- Kiểm tra khối lượng đổ bê tông

- Đục bỏ bê tông thừa và sửa đầu cọc

f) Kiểm tra thi công cọc khoan nhồi :

- Kiểm tra khuyết tật của cọc khoan nhồi

- Kiểm tra chất lượng trong quá trình thi công

- Kiểm tra chất lượng cọc sau khi thi công

1.3 THI COÂNG MOÁ, TRUÏ CAÀU :

Mố, trụ cầu thi công bêtông toàn khối, bao gồm các khâu :

- Chuẩn bị cốt liệu : khai thác, nghiền sàng, đãi rửa và vận chuyển

- Dựng dàn dáo, đặt máy móc thiết bị phục vụ thi công

- Làm ván khuôn : chế tạo, vận chuyển, lắp đặt và tháo dỡ

- Làm cốt thép : chế tạo, vận chuyển và lắp đặt cốt thép

- Làm bêtông chế trộn, vận chuyển, đổ, đầm và bảo dưỡng

Để tạo nên những kết cấu bêtông toàn khối có hình dáng và kích thước theo thiết kế yêu cầu, cần phải làm các việc chính : thi công ván khuôn, đà dáo, cốt thép và bêtông

1.3.1 Công tác ván khuôn :

a) Phân loại ván khuôn :

Có 2 cách phân loại như sau :

- Theo vật liệu : có các loại như :

•Ván khuôn gỗ : thường được sử dụng rộng rãi nhất,

gỗ thường dùng ở nhóm VII hoặc VIII, có chiều rộng nhỏ hơn hay bằng 20cm, dày ít nhất là 2cm

•Ván khuôn tre : tre dùng làm ván khuôn phải thẳng, ít mấu,

chiều dày phải lớn hơn 3cm và thân tre phải có đường kính lớn hơn 60mm

•Ván khuôn thép : được dùng nhiều trong các nhà máy

bêtông cốt thép chế tạo các cấu kiện đúc sẵn, ta thường dùng loại thép CT-0 và CT-3

•Ván khuôn nhựa : đưyợc làm thành các tấm panel chế tạo

sẵn, kích thước 1m

•Ván khuôn bêtông cốt thép : thường làm lớp vỏ bọc ngoài

hay ốp mặt

- Theo cách sử dụng : có các loại sau đây :

•Ván khuôn luân lưu : được chế tạo thành các tấm ván đúng

theo hình dáng, kích thước cho từng bộ phận công trình; chỉ dùng được 1 lần

•Ván khuôn di động ( loại trượt hoặc leo ) gồm 2 loại :

+ Di động dọc : để thi công ống khói, xilô, đài nước, nhà cao tầng

+ Di động ngang : để thi công đường hầm ( tuynen )

Khuôn trượt được lắp theo từng đoạn Khi đổ bêtông xong một đoạn, sẽ trượt cả đoạn khuôn đến vị trí tiếp theo bằng

hệ thống kích

Ván khuôn ốp mặt : thường làm bằng bêtông hoặc BTCT, được đặt hẳn vào công trình ( không dỡ đi ) để làm vật liệu trang trí

b) Thiết kế ván khuôn :

•Ván khuôn dầm ( xà ) có 2 phần là thành và đáy Ván khuôn thành chịu lực xô ngang do việc đổ vữa bêtông và chấn động của đầm gây ra Thường lấy ván khuôn thành theo cấu tạo với chiều dày cùng làm việc với nẹp, gông, văng

•Ván khuôn đáy chịu lực thẳng đứng do trọng lượng của bêtông, của ván khuôn ( tải trọng tĩnh ) và trọng lượng của người, của xe, của máy ( tải trọng động ) gây ra Thường cấu tạo ván đáy có chiều dày, vì thế nên việc thiết kế ván khuôn ở đây thực tế là tìm khoảng cách của cột chống ở dưới ván đáy

•Ở đây, coi như 1 dầm liên tục có lực phân bố đều là q và phải giải quyết các phần sau đây :

Tất cả đều nhân với hệ số vượt tải nt = 1.1

Tải trọng động (q đ ): gồm các loại trọng lượng như sau :

_ Người làm việc : 60 kg/người

_ Xe cải tiến 150kg/cái hoặc lấy chung người và xe là 250kg/m dài Phải nhân với hệ số vượt tải động là nđ = 1.4

Cuối cùng xác định được tải trọng q theo công thức

q = q t x n t + q đ x n đ

•Xác định khoảng cách giữa các cột chống ( ký hiệu là l ) :

Do lực tác dụng lên hệ ván khuôn, có :

(1)

Do cấu tạo hệ ván khuôn, được : (2)

W là moment kháng uốn, tính theo công thức

là ứng suất cho phép của gỗ, thường lấy = 150 kg/cm2

Muốn cho hệ ván khuôn chịu được lực tác dụng, (1) = (2),

do đó có :

Thử lại khoảng cách giữa các cột chống (l) như đã tính theo

độ võng cho phép bằng công thức :

E là module đàn hồi, thường lấy E = 1.1 x 105 (kg/cm2)

và J là moment quán tính với

2 1

10

ql

M =2

1.3.2 Thi công cốt thép.

1.3.3 Thi công bê tông :

Khối lượng làm bê tông sẽ chiếm từ 45 đến 55% toàn bộ khối lượng công việc Công tác bê tông được tiến hành sau khi đã nghiệm thu ván khuôn và cốt thép

a) Những yêu cầu đối với bê tông :

Trong thi công, vữa bê tông :

1 Phải được trộn đều, đảm bải sự thống nhất về thành phần

2 Phải đảm bảo đủ số lượng và đúng thành phần cốt liệu, đúng số hiệu ( mác ) của bê tông

3 Phải đảm bảo độ sụt đúng theo yêu cầu của thiết kế quy định

4 Phải đảm bảo được việc trộn, chuyển và đổ trong một thời gian ngắn, ít hơn hai tiếng ( giờ ) đồng hồ

2 Kỹ thuật đổ bê tông :

Cần phải chú ý tới các nguyên tắc chung sau đây :

* Khối bê tông cần đổ bao giờ cũng ở vị trí thấp hơn vị trí

của các phương tiện vận chuyển bê tông tới, tức là các đường vận chuyển bê tông thường được bố trí trên các sàn công tác đặt cao hơn kết cấu công trình ( đổ từ trên cao xuống )

* Để tránh phân tầng, không được đổ vữa bê tông rơi tự do quá

3m đối với bê tông thường và quá 1m đối với bê tông có độ rỗng lớn.

Với độ cao trút vữa lớn hơn 2 m thì phải dùng máng nghiêng Nếu độ dốc nhỏ ( 5 đến 10 0 ), phải lắp máy rung

để bê tông theo máng xuống được dễ dàng mà không cần phải dùng đến xẻng hay bàn cào, cuốc.

Nếu phải đổ bê tông ở độ cao từ 5 đến 10m, phải dùng ống vòi voi Các ống làm bằng tôn ( δ = 1,5 ÷ 2mm ) hình nón cụt, có đường kính trung bình từ 22 đến 23cm, cao 50 đến 70cm, nối với nhau bằng móc Khoảng cách từ miệng ra ( ống dưới cùng ) của ống đến mặt đổ bê tông không được quá 1,5 m.

* Đổ bê tông vào ván khuôn :

+ Dùng các phương tiện vận chuyển vữa bê tông, đi trên các sàn công tác hoặc cầu tạm để đổ trực tiếp vào lòng ván khuôn hoặc qua ván nghiêng hay qua ống vòi voi.

+ Nếu vì điều kiện nào đó không thể đổ trực tiếp vào kết cấu công trình được thì ta bố trí các thùng chứa, với dung tích thường gặp là 0,3 ; 0,6 ; 0,8 m3 hoặc sàn chứa trung chuyển Từ đây, vữa bê tông sẽ được chuyển dần vào nơi cần đổ bằng các phương tiện khác ( chẳng hạn xe cút kít ).

* Đổ bê tông phải được tiến hành liên tục thành khối;

nếu là khối lớn, ta phải chia ô, chia lớp để đổ

Thời gian đổ ( tính theo phút ) lấy theo giá trị ở bảng

5 – VII

•Chú ý : Nếu thời gian đổ vượt quá những giới hạn đã

quy định thì phải xử lý như mạch ngừng kỹ thuật

* Đổ bê tông thường tiến hành theo từng lớp ngang với chiều dày mỗi lớp có thể tham khảo theo bảng cho sau đây :