Đồ Án Thi Công Cầu Dầm I BTCT DUL (Thuyết minh + Bản vẽ)

3.2 Đặc trưng về địa hình: - Địa hình khu vực xây dựng cầu có đặc điểm địa hình của vùng triền sông Cầuthuộc đồng bằng Bắc Bộ, sau hai bờ đê là vùng ruộng lúa khá bằng phẳng.. Số giờ nắn

A GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH CẦU

1 Giới thiệu chung:

- Cầu Yên Dũng bắc qua sông Cầu tại Km 3+071.09 trên đường nối ĐT 398huyện Yên Dũng tỉnh Bắc Giang đi Quốc Lộ 18 huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh

2 Quy mô công trình:

- Vị trí: lý trình tim cầu Km 3+071.90,vị trí cầu và đường đầu cầu đi vàokhoảng giữa các làng mạc.Phía bờ Bắc cách xóm bến khoảng 100m về phía hạ lưu ,bờNam cách làng Đông Viên Hạ - Quế Võ khoảng 250m về phía hạ lưu

- Quy mô: Cầu vĩnh cửu bằng BTCT ƯST và BTCT thường

-Tải trọng HL93, người 3KN/m2 theo 22TCN 272-05

+ Lề đường (lề đất) : Blề = 2*0.5m = 1m

- Đường dân sinh hai bên bờ đê : Theo tiêu chuẩn đường giao thông cấp VI cóchâm chước với bề rộng nền Bnền = 6m, mặt đường rộng 5m, khổ tĩnh khôngđường B*H = 6m*4.5m

- Sơ đồ nhịp cầu: 6*38m + 70m + 110m + 70m + 2*38m

- Tổng chiều dài cầu: Ltc = 568.690m

- Nhịp thông thuyền: nhịp 8 với tĩnh không B*H = 50*7m

- Nhịp bờ: các nhịp cầu dẫn dùng dầm supper T dài 38m bằng BTCTDUL,chiều cao dầm 1.75m Mặt cắt ngang bố trí 5 dầm, cự ly tim dầm chủ a = 2.15m

- Mố trụ:

+ Mố M1, M2 dùng mố chữ U bằng BTCT thường đổ tại chỗ Móng mốdùng móng cọc khoan nhồi đường kính D1.5m

+ Các trụ T1, T2, T3, T4, T5 và T10 dùng trụ thân đặc, xà mũ hẫng bằngBTCT đổ tại chỗ, móng dùng cọc khoan nhồi đường kính D1.2m

+ Trụ T6, T9 dùng trụ thân đặc, xà mũ hẫng bằng BTCT đổ tại chỗ,móng cọc khoan nhồi đường kính D1.5m

+ Trụ T7 dùng trụ khung, thân đặc bằng BTCTDUL đúc tại chỗ dày 3mrộng 7.5m, móng cọc khoan nhồi đường kính D1.5m

+ Trụ T8 dùng trụ thân đặc bằng BTCT đúc tại chỗ dày 3m rộng 7.5m,móng cọc khoan nhồi đường kính D1.5m

- Mặt đường:

3 Đặc trưng vùng xây dựng cầu:

3.1 Đặc trưng về thủy văn:

- Chế độ thủy văn đoạn sông xây dựng có đặc điểm thủy văn của sông Cầu theohai mùa lũ và mùa kiệt khá rõ

- Mùa kiệt trên sông bắt đầu từ khoảng tháng XI và kết thúc vào tháng IV, cao

độ mực nước trong mùa kiệt dao động khoảng từ +1.5m ~ 3.22m, cũng có khi lên đếncao độ >+4m

- Mùa lũ trùng với mùa mưa thường bắt đầu khoảng tháng V và kết thúc vàotháng X Lũ lớn thường xuất hiện trong khoảng từ tháng VI đến tháng VIII Cao độđỉnh lũ trên sông lớn nhất năm 1971 đến cao độ +7.65m

- Kết quả điều tra thủy văn cầu như sau:

Cụm mực nước tim cầu:

+ Mực nước lớn nhát năm 1971 : Hmax1971 = 7.90m+ Mực nước trung bình mùa kiệt : HmaxTB = 3.2m+ Mực nước hiện tại : Hht = 2.83m

+ Mực nước nhỏ nhất : Hmin = 1.2m

- Kết quả tính toán thủy văn công trình như sau:

+ Mực nước thiết kế : H1% = 7.90m+ Khẩu độ thoát nước : L0 = 471m

+ Mực nước thông thuyền : H5% = 7.33m+ Mực nước : H10% = 7.02m

+ Mực nước báo động cấp II tại vị trí cầu : +4.65m+ Khẩu độ thông thuyền với sông cấp III có B*H = 50m*7m

- Căn cứ theo kết quả tính toán thủy văn Tư vấn thiết kế kiến nghị chọn sơ đồcầu như sau: 6*38m + 70m + 110m + 70m + 2*38m , với khẩu độ thoát nước dưới cầu

L = 430m > L0 = 427m

- Chọn mực nước thông thuyền tại mực nước báo động cấp II là +4.65m vẫnđảm bảo thông thuyền dưới cầu ứng với khẩu độ thông thuyền sông cấp III ( cao độmực nước thông thuyền tại cầu Như Nguyệt – Đáp cầu là +4.07)

+ Mực nước thi công:

H10%(m) 1.66 1.59 1.95 2.37 3.95 5.42 6.68 6.67 6.21 4.69 3.22 1.93

- Căn cứ vào điều kiện thực tế ,nên chọn thi công kết cấu móng trụ các trụ dướisông vào mùa kiệt ( từ khoảng tháng XII đến tháng IV ), với mực nước HMNTC = HmaxTB mùa kiệt = 1.9m

+ Hệ cao độ quốc gia

3.2 Đặc trưng về địa hình:

- Địa hình khu vực xây dựng cầu có đặc điểm địa hình của vùng triền sông Cầuthuộc đồng bằng Bắc Bộ, sau hai bờ đê là vùng ruộng lúa khá bằng phẳng Ngoài đêbên phía huyện Yên Dũng có bãi song dài khoảng 280m, cao độ bãi tự nhiên khoảng từ+1.8 ~ 3.7m Đoạn sông vị trí khu vực xây dựng cầu khá thẳng, dòng sông chính rộngkhoảng 150m chảy sát với bờ đê bên phía huyện Quế Võ Theo số liệu khảo sát ,haibên bờ đê có cao độ mặt đê từ 8.41 ~ 8.67m, mặt đê bên bờ Bắc ( huyện Yên Dũng )rộng khoảng 3m , chân đê rộng khoảng 30m và mặt đê bờ Nam rộng khoảng 6m, chân

đê rộng khoảng 50m

3.3 Đặc trưng về khí hậu:

- Bắc Giang nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng Đông Bắc Mộtnăm có 4 mùa rõ rệt Mùa đông lạnh, mùa hè nóng ẩm, mùa xuân và mùa thu khí hậu

ôn hòa Nhiệt độ trung bình 22 – 23 độ C Độ ẩm dao động lớn, từ 73%- 87% Lượngmưa hàng năm đủ đáp ứng nhu cầu nước cho sản xuất và đời sống Số giờ nắng trungbình hàng năm 1.500 – 1.700 giờ.

3.4 Đặc điểm về địa chất tại vị trí xây dựng:

- Căn cứ vào báo cáo khảo sát địa chất công trình cầu Yên Dũng, bước lập dự

án đầu tư, các kết quả đo vẽ, kết quả khoan thăm dò và các kết quả thí nghiệm hiệntrường, thí nghiệm trong phòng, địa tầng khu vực nghiên cứu được mô tả theo thứ tự từtrên xuống đến hết phạm vi khảo sát gồm các lớp đất sau:

+ Lớp Đất đắp:

Đất đắp có thành phần là sét màu xám đen xám tro, trạng thái dẻo cứng đến nửacứng Lớp này có phạm vi phân bố cục bộ, gặp tại các đoạn tuyến cắt qua bờ đê đườngđất, trong phạm vi khảo sát với bề dầy lớp đất thay đổi từ 0.5m đến 6m

+ Lớp 1A:

Sét pha màu xám nâu, xám đen, trạng thái dẻo cứng – nửa cứng Lớp này lộ trên

bề mặt địa hình,gặp trong các lổ khoan LK-DAĐT, LK1, LK3, LK4 với bề dày 1m(LK-DAĐT) – 2.5m (LK1).Đây là lớp đất có khả năng chịu tải tốt, sức chịu tải qui ướcR’ = 2.5 KG/cm2 (theo báo cáo khảo sát địa chất công trình cầu Yên Dũng ,bước lập

dự án đầu tư), giá trị xuyên tiêu chuẩn N30 = 6-15

+ Lớp 1B:

Sét pha màu xám nâu, xám đen, trạng thái dẻo chảy Lớp này có diện phân bốrộng trong phạm vi khảo sát, gặp trong hầu hết các lỗ khoan có bề dày thay đổi từ 1.6(LK7) – 7.5m (LK6) Đây là lớp đất có khả năng chịu tải kém , sức chịu tải qui ướcR’< 1.0 KG/cm2, giá trị xuyên tiêu chuẩn N30 = 1-6

+ Lớp 2:

Bùn sét pha lẫn hữu cơ màu xám nâu, xám đen Lớp này nằm dưới lớp 1A, 1B,phân bố rộng rãi trong khu vực khảo sát, gặp trong hầu hết các lỗ khoan với bề dàythay đổi 2.5m (LK4) – 13.6m (LK9).Đây là lớp đất yếu có tính biến dạng cao, kém ổnđịnh, sức chịu tải qui ước R’< 0.5 KG/cm2 , giá trị xuyên tiêu chuẩn N30 = 1-8

+ Lớp 3:

Cát hạt vừa màu xám xanh, xám đen, kết cẫu chặt vừa Lớp này nằm dước lớp1B, 2, phân bố rộng rãi trong khu vực khảo sát, gặp trong hầu hết các lỗ khoan khảosát với bề dày thay đổi từ 7.0m (LK3) – 11.1m (LK-DAĐT) Lớp đất có khả năng chịutải khá, sức chịu tải qui ước R’ = 2.5Kg/cm2, giá trị xuyên tiêu chuẩn N30 = 8-29

+ Thấu kính:

Sét pha màu xám xanh trạng thái dẻo mềm Thấu kính này nằm trong lớp 3 gặp

lỗ khoan LK7 với bề dày 7.5m Thấu kính có khả năng chịu tải yếu, sức chịu tải quiước R’<1.0 KG/cm2, giá trị xuyên tiêu chuẩn N30 = 9-11

+ Lớp 4:

Sét pha màu xám nâu, xám vàng, đôi chổ lẫn sạn, mảnh đá, trạng thái dẻo cứng.Lớp này nằm dưới lớp 2,3 phân bố rộng rãi trong khu vực khảo sát, gặp trong hầu hếtcác lỗ khoan khảo sát với bề dày thay đổi từ 2.0m (LK6) – 11.0m (LK5) Lớp đất cókhả năng chịu tải trung bình, sức chịu tải qui ước R’= 1.4 Kg/cm2, giá trị xuyên tiêuchuẩn N30 = 8-41

+ Lớp 5A:

Các bột kết màu xám xanh, xám đen, phân hóa mạnh, nứt nẻ nhiều, lõi khoan

vở cục, lớp này nằm dưới lớp 3,4 gặp trong các lỗ khoan LK1, LK2, LK3, LK6 với bềdày thay đổi từ 1.2 (LK1) - 7.4m (LK2) Lớp có khả năng chịu tải tốt cường độ khángnén không gió k 96KG/cm2

+ Lớp 5B:

Đá cát bột kết màu xám nâu,xám đen kẹp các mạch canxit, phong hóa trungbình nhẹ,nứt nẻ vừa.Lớp này nằm dưới lớp 3.5A,gặp trong các lỗ khoan LK1, LK2,LK3, LK6, LK-DAĐT với bề dày lỗ khoan thay đổi từ 6.0m (LK-DAĐT) – 11.7m(LK3), có thể lớn hơn do lỗ khoan trên kết thúc trong lớp này Lớp này có khả nănngchịu lực tốt ,cường độ kháng nén không gió k 278KG/cm2

+ Lớp 6:

Đá vôi màu xám ghi, xám trắng phong hóa trung bình, nứt nẻ vừa Lớp này nằmdưới lớp 3,4 gặp trong các lỗ khoan LK4, LK5, LK7, LK8, LK9 với bề dày thay đổi lỗkhoan thay đổi từ5.0m (LK9) – 8.0m (LK8) có thể lớn hơn do các lỗ khoan trên kếtthúc trong lớp này Lớp có khả năng chịu lực tốt, cường độ kháng nén không gió

Hình Địa chất tại trụ T7 Cầu Yên Dũng

B TRÌNH TỰ CÔNG NGHỆ THI CÔNG TRỤ T7:

- Công tác chuẩn bị, định vị tim cọc

- Khoan tạo lỗ

- Công tác cốt thép

- Công tác sản xuất và đổ bê tông

- Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi

- Lắp dụng vòng vây cọc ván thép

- Lắp dựng cốt thép, ván khuôn và đổ bê tông bệ móng

- Lắp dựng cốt thép, ván khuôn và đổ bê tông thân trụ

- Bảo dưỡng bê tông và hoàn thiện

C GIỚI THIỆU NĂNG LỰC MÁY THI CÔNG:

1 Máy khoan nhồi ED – 5500 của hãng NIPPON – SHARYO (Nhật Bản): 1.1 Các thông số kỷ thuật:

- Chiều cao toàn bộ: 24.7-24.98m ( chế độ làm việc )

- Chiều rộng toàn bộ: 4.11m ( chế độ làm việc )

- Chiều dài toàn bộ: 7.837 – 9.43m ( không tính gầu )

- Chiều dài đường chạy của xích 5.32m

- Chiều rộng đường chạy của xích 4.11m

- Chiều rộng dải xích: 0.76m

- Độ sâu khoan tối đa 58m

- Tốc độ quay của gầu (cao/thấp): 30/15 vòng/phút

- Momen quay của gầu: 6 T.m

- Cáp nâng gàu có lực kéo: 13.5T

- Tốc độ nâng chậm/nhanh:34/68 m/phút

- Tốc độ nâng cần: 49m/phút

- Áp lực mặt đất trung bình: 0.8 kg/cm2

- Tốc độ quay toa: 3.3 vòng/phút

1.2 Kích thước máy vận chuyển

- Chiều cao toàn bộ: 3.3m

- Chiều rộng toàn bộ: 3.3m

- Chiều dài toàn bộ: 6.21m

2 Búa rung DZ60KS

+ Lắp dựng và định vị ống vách

+ Dùng cẩu hạ ống vách xuống vị trị cọc, tiến hành kẹp đầu búa rungDZ60KS vào ống vách hạ ống vách tạm có đường kính D = 160mm đến cao độ mũi là-5m, cao độ đỉnh ống vách là 4m

- Bước 3:

+ Chuẩn bị vữa bentonite+ Kiểm tra chỉ tiêu của vữa bentonite + Tiến hành khoan tạo lỗ bằng máy khoan gầu ngoạm trong môi trườngvữa bentonite

+ Khi khoan đến cao độ thiết kế ta tiến hành đợi 15-20 phút để các hạtthô lắng đọng xuống đáy hố khoan rồi ta tiến hành nạo vét đáy hố khoan đến khi nàolượng cát đáy hố hết cặn mới ngưng

+ Lắp đặt ống thổi rửa và máy thổi khí nén+ Tiến hành làm sạch thành hố khoan bằng phương pháp thổi khí nén.Làm sạch vữa bentonite bằng thiết bị tách cát Desander Trong suốt quá trình thổi khívữa bentonite bị trào lên, do đó phải tiến hành cung cấp vữa bentonite để thành được

ổn định Vữa bentonite sau khi được làm sạch sẽ được tái sử dụng lại Làm cho đến khinào kiểm tra chất lượng vữa bentonite được đưa ra đạt quy định cho phép

+ Kiểm tra các thông số của cọc như chiều sâu cọc khoan, độ nghiêng,đường kính cọc.v.v

- Bước 4:

+ Tiến hành lắp lồng thép bằng cẩu chuyên dụng

+ Cố định lồng thép vào thành ống vách+ Tiến hành trộn bê tông trên trạm trộn trên bờ sau chuẩn bị cho công tác

+ Tiến hành kiểm tra chất lượng của cọc bằng các phương pháp như siêu

âm , khoan lấy mẫu

+ Nghiệm thu lỗ khoan+ Chờ bê tông cọc đạt 70% tiến hành khoan những cọc kế tiếp cho đếnkhi hết số lượng cọc

E CÁC QUY ĐỊNH KỸ THUẬT:

1 Công tác chuẩn bị:

1.1 Tiêu chuẩn về vật liệu:

- Cát: cát dùng để chế tạo trụ là cát có nguồn gốc của các loại đá rắn như thạch anh với modun  2.5, không dùng các loại có nguồn gốc là đá biến chất, tuân thủ theo TCVN 7570-2006 và TCVN 4453-95

- Đá: cốt liệu thô dùng để chế tạo trụ là loại đá vôi hay đá cuội nghiền nhỏ từ đágốc có nguồn gốc phun trào Dmin = 5-25mm, tiêu chuẩn kỹ thuật được dựa trên TCVN 1771-1987 và TCVN 4453-1995.

- Xi măng: Dùng xi măng portland PC 40 trở lên và tính chất cơ lý của xi măng phải phù hợp với TCVN 2682-1992

- Nước: nước trộn bê tông là nước sinh hoạt Nước không có tạp chất làm ảnh hưởng đến chất lượng bê tông Tuyệt đối không được dùng các loại nước thải có lẩn bùn đất hay hay dầu mỡ, tuân thủ theo TCVN 4506-87 và TCVN 2655-78

- Tỷ lệ Nước / Xi măng  0.45

- Thép: thép tròn trơn dùng loại CI có giới hạn chảy 240(Mpa);giới hạn bền 380(Mpa).Thép có gờ dùng loại CIII có giới hạn chảy 400(Mpa);giới hạn bền 600(Mpa)

- Chất phụ gia: để tăng cường độ linh động của hỗn hộp bê tông cho phép dùng phụ gia, tuân thủ theo TCXDVN 325-2004

- Vật liệu bôi trơn ván khuôn: nhằm tránh cho ván khuôn dính bám vào bêtông cần bôi trơn các bề mặt có tiếp xúc với bê tông,chất bôi trơn cần đảm bảo các yêu cầu

+ Tháo dỡ ván khuôn dễ dàng

+ Không làm giảm chất lượng bê tông ở chỗ tiếp xúc với ván khuôn+ Không gẫy nứt nẻ, co ngót ạo thành vết ở bề mặt bê tông

+ Không làm gỉ hay ăn mòn ván khuôn

+ Thích hợp với các biện pháp phun hay quét

1.2 Thiết kế cấp phối bê tông

1.2.1 Thân trụ T7 ( không dùng phụ gia )

- Cở hạt lớn nhất của cốt liệu Dmax = 20

- Cường độ bê tông Rn = 30 MPa

- Xi măng sử dụng là loại XM pooclang hỗn hợp có cường độ 40 MPa

- Độ sụt bê tông: đối với trụ cầu ta chọn độ sụt 12cm

- Lượng nước ước tính sơ bộ cho 1m3 bê tông là: tra bảng 5.2 sách thực tậpVLXD ứng với Dmax = 20 và modul độ lớn của cát là 2.5 ta có lượng nước 205 lít Do

ta sử dụng XM pooclang hỗn hợp nên lượng nước sơ bộ là 205 + 10 = 215 lít

- Tính tỉ lệ X/N :

1

30 1.10.5 0.5 2.560.27 40

n x

n R X

Rn = 30 MPa : Cường độ bê tông 28 ngày tuổi của mẫu lăng trụ

Rx = 40 MPa : Cường độ thực tế của xi măng

n = 1.1 : hệ số an toàn đối với trạm trộn tự động

A1 = 0.27 : Hệ số chất lượng vật liệu lấy theo bảng 5.3 thực tập VLXD

- Hàm lượng xi măng cho 1m3 bê tông là

- Do lượng xi măng = 550.4 kg > 400kg nên ta cần hiệu chỉnh lại lượng nước

- Lượng nước hiệu chỉnh bằng công thức:

pvd = 1430 kg/m3 : khối lượng thể tích xốp của đá

px = 3.1 g/cm3 : khối lượng riêng của xi măng

pd = 2.61 g/cm3 : khối lượng riêng của đá

pc = 2.65 : khối lượng riêng của cát

- Vậy ta có thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông là:

Nước ( lít )

1.2.2 Cọc khoan nhồi: dùng phụ gia sikament R4 (ER)

- Cở hạt lớn nhất của cốt liệu Dmax = 20

- Cường độ bê tông Rn = 30 MPa

- Xi măng sử dụng là loại XM pooclang hỗn hợp có cường độ 40 MPa

- Độ sụt bê tông: đối với trụ cầu ta chọn độ sụt là 18 cm

- Lượng nước ước tính sơ bộ cho 1m3 bê tông là: tra bảng 5.2 sách thực tậpVLXD ứng với Dmax = 20 và modul độ lớn của cát là 2.5, sử dụng phụ gia siêu dẻo nêntra theo độ sụt 5-6cm ta có lượng nước 190 lít

- Tính tỉ lệ X/N :

1

30 1.10.5 0.5 2.560.27 40

n x

n R X

Rn = 30 MPa : Cường độ bê tông 28 ngày tuổi của mẫu lăng trụ

Rx = 40 MPa : Cường độ thực tế của xi măng

n = 1.1 : hệ số an toàn đối với trạm trộn tự động

A1 = 0.27 : Hệ số chất lượng vật liệu lấy theo bảng 5.3 thực tập VLXD

- Hàm lượng xi măng cho 1m3 bê tông là

- Do lượng xi măng = 486.4 kg > 400kg nên ta cần hiệu chỉnh lại lượng nước

- Lượng nước hiệu chỉnh theo công thức:

- Xác định thể tích hồ xi măng:

516.12

(201.61 4.13) 372.233.1

h x

px = 3.1 g/cm3 : khối lượng riêng của xi măng

pd = 2.61 g/cm3 : khối lượng riêng của đá

pc = 2.65 : khối lượng riêng của cát

- Vậy ta có thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông là:

Nước ( lít )

+ Tạo mặt bằng thi công bệ móng

- Chọn khoảng cách của vòng vây tường cọc ván là 1m ra mỗi bên đối với cảphương cạnh dài và cạnh ngắn

- Lớp bê tông bịt đáy được xác định từ điều kiện: Áp lực đẩy nổi của nước lên lớp bê tông phải nhỏ hơn lực ma sát giữa bê tông với hệ cọc và trọng lượng lớp bê tôngbịt đáy

- Gọi x là chiều dày lớp bê tông bịt đáy ta có

+ Trọng lượng bản thân khối bê tông bịt đáy:

b

A  F x ( 1 )

+ Lực ma sát giữa cọc và lớp BTBĐ:

B    d  x ( 2 )+ Lực đầy nổi do mực nước gây ra:

( )

n

C  h x F ( 3 )Trong đó:

F = 22.5 x 11.25 = 253.13 (m2) : diện tích phần tiết diện tính toán

h = 5.4 + x (m): Chiều cao từ MNTC đến đáy lớp BTBĐ

n = 1 (T/m3): Trọng lượng riêng của nước

b= 2.3 (T/m3): Trọng lượng riêng của bêtông

d =1.5 (m): đường kính cọc khoan nhồi

- Theo AASTO sau khi tính toán theo điều kiện đẩy nổi phải cộng thêm 300mm

và chiều dày không nhỏ hơn 600mm

=> Chiều dày lớp BTBĐ x = 3.78 + 0.3 = 4.08 m, ta chọn x = 4.1m > 0.6m

1.3 Thiết bị gia công ván khuôn, thép, bê tông:

1.3.1 Thiết bị đổ bê tông:

- Ống đổ bê tông: ( dùng cho cọc khoan nhồi )

+ Bê tông phải được đổ bằng ống dẫn thẳng đứng ( ống tremie )

+ Ống đổ bê tông phải được làm bằng thép có đường kính D = 250mm và phảiđảm bảo kín nước hoàn toàn từ trên xuống dưới trong suốt quá trình đổ bê tông

+ Ống đổ bê tông được tổ hợp các đoạn ống có cùng đường kính, không bị mópméo và chiều dài các ống phải linh hoạt phù hợp với quá trình thi công

+ Mối nối của ống đổ bê tông phải đảm bảo dễ lắp ghép và kín nước