đồ án kiến trúc xây dựng Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc

* Mục đích Nền công trình là lớp đất cát hạt nhỏ tương đối yếu và lại nằm dưới mực nước ngầm, hố móng tương đối sâu do đó để cho mái hố móng được ổn định trong suốt quá trình thi công ta

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1.VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH

1.1.1.Vị trí công trình

Cống lấy nước tại vị trí Vân Cốc thuộc cụm công trình đầu mối Hát Môn-Đập Đáy Được xây dựng tại thôn Vân Đình, xã Cẩm Đình, huyện Phúc Thọ, tỉnh Hà Tây Cống Vân Cốc dự kiến xây dựng ở bên phải cống phân lũ Vân Cốc hiên có Công trình cách mép bờ hữu sông Hồng khoảng 700m, cách vị trí K1+400 trên đê Vân Cốc về phía hạ lưu khoảng 300m

1.1.3.Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

1.Các thông số thiết kế cơ bản

- Cấp công trình : Cấp I

- Tần suất thiết kế : Bảo đảm cấp tưới P=75%.Ứng với đảm bảo P=75% ta có:

Mực nước sông Hồng tại vị trí Vân Cốc +5,35m

Mực nước sông Đáy tại vị trí hạ lưu đập Đáy +4,28m

-Mực nước sông Hồng khi phân lũ tại Vân Cốc là +15,62 m, ứng với mực nước tại HàNội là +13,4 m

-Mực nước đảm bảo yêu cầu không gây ngập lụt vùng hạ lưu Đập Đáy là +10,74m

-Lưu lượng thiết kế lấy nước mùa kiệt QTK=36,24 m3/s

2.Quy mô và kết cấu công trình

Vị trí: nằm trên đê phân lũ Vân Cốc Tim cống cách vai phải cống phân lũ Vân Cốc

cũ 240m về phía thượng lưu Toàn bộ thân cống là một khối đơn nguyên bằng bê tông cốtthép

Kết cấu: cống hở, 2 tầng gồm 3 khoang trong đó 2 khoang cửa lâý nước và mộtkhoang cửa thông thuyền và kênh dẫn thượng, hạ lưu

- Kênh dẫn thượng lưu: Dài 700m, cửa vào mở rộng để thuận thủy lực dòng chảy, trục

kênh dẫn làm với phương dòng chảy sông Hồng góc 45o

Cao trình đáy kênh +2,50m Mặt cắt kênh hình thang, chiều rộng đáy B=25m, hệ số máim=3 Đoạn đầu dài 520m được gia cố mái bằng đá lát, đoạn tiếp theo dài 50m được gia cố bằng tấm bê tông cốt thép M200 dày 0,2m có lỗ thoát nước và lớp lọc ngược

Bể lắng cát dài 50m, rộng 25m, dày 0,4m, bằng BTCT M200, cao trình đáy +2,00 Phíabên phải kênh dẫn đắp bờ con trạch cao độ +15,00 được gia cố bằng đá lát trong các ô

đổ bê tông tại chỗ để giảm bồ lắng cửa vào

Đoạn đê tràn thượng lưu cống Vấn Cốc có cao trình đỉnh +17,00

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

1

- Cửa vào: Sân làm bằng bê tông cốt thép liền khối M200, sân có cao trình mặt trên +2,5

chiều rộng là 25,00m, chiều dài là 30,00m, dày 0,60m Chân khay bố trí ở hai đầu của sân trước sâu 60cm và rộng 60cm

Hai bên tường chắn đất lượn cong để cho dòng chảy vào thuận, đỉnh tường từ cao trình+10,00 ÷ +7,00 (m) xuống cao trình +2,50(m) Móng được đóng cọc BTCT M300 có kích thước 40×40 cm dài 1200(cm)

-Thân cống: Toàn bộ cống là 1 đơn nguyên bằng BTCT M200 Hai khoang cửa lấy nước

bố trí ở phía tả có kết cấu 2 tầng, mỗi tầng bố trí 2 của phẳng Kích thước b×h = 6× 5m.Tầng dưới để lấy nước mùa kiệt, cao trình đáy +3,00.Tầng trên để lấy nước mùa lũ, caotrình đáy +9,50 Cửa thông thuyền bố trí phía bờ hữu có 1 cửa cung kích thước 8×8 m.,caotrình đáy +3,00 Thân cống dài 24m, rộng 25m, chiều dày bản đáy 2,00m chiều dày trụ bin1,8m Chân khay thượng lưu có cừ thép dài 12,00m để chống xói ngầm Xử lý nền móngthân cống bằng cọc BTCT M300 kích thước 40×40×1200 cm Trên cống làm đường giaothông có chiều rộng mặt cầu 8m, chiều dài thân cầu 25m Đỉnh cống có tháp điều khiển

-Cửa ra kết hợp với sân tiêu năng: là sân làm bằng bê tông cốt thép liền khối M200 Cao

trình đáy bể +1,00, chiều rộng 25m, chiều dài 30m, chiều dày 1,2 m Đoan cuối sân dài 8m

bố trí lỗ thoát nước, lớp lọc ngược Hai bên là tường chắn đất lượn cong cho dòng chảy rađược thuân, đỉnh tường từ cao trình +10,00 ÷ +7,00 xuống cao trình +1,00 bằng BTCTM200

Giữa cửa lấy nước và khoang thông thuyền có tường hướng dòng dày 0,6m Cao trìnhđỉnh từ +10,00 ÷ +7,00 dài 20m bằng BTCT M200 Xử lý nền móng bằng cọc BTCTM300

có kích thước 40×40×1200 (cm)

- Sân sau: cao trình đáy bằng +3,00 bằng BTCT M200 chiều dài 30m, chiều rộng 25m,

chiều dày 0,4m

- Đoạn kênh dẫn hạ lưu: dài 165m, đáy gia cố bằng tấm BTCT M200 đổ tại chỗ dày

0,2m và gia cố mái bằng tấm BTCT M200 dài 100m, gia cố bằng đá lát trong các khungBTCT đổ tại chỗ dài 30m và gia cố bằng rồng đá dài 35m Cao trình đáy +3,00, chiều rộngđáy 25m

- Liên kết giữa thân cống, cửa vào, bể tiêu năng bằng khớp nối SYKA

+ Bảo vệ bề mặt các cửa bằng cách phun kẽm và phủ ngoài bằng sơn epoxy

+ Điều khiển vận hành cửa phẳng và cửa thông thuyền bằng xilanh thủy lực

- Hệ thống cung cấp điện:

Có đường dây cao thế và trạm biến áp:Đường dây 35 KV Vân Cốc

+ Xây dựng mới đường dây trên tuyến cũ từ cột 51 đến 69, dây dẫn loại AC70, cột bêtông li tâm, xà thép mạ kẽm, sứ

+ Xây mới trạm biến áp công suất 160 KVA-35(22)/0,4 KV, lắp đặt 1 máy biến thế 160KVA-35(22)/0,4KV và các thiết bị đồng bộ

+ Hạ thế :Xây mới trạm phát điện Điêzen dự phòng công suất 100 KW-3pha-380V Lắpđặt hệ thống điện hạ thế cung cấp điện cho hệ thống đóng mở các cửa cống, chiếu sáng,

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

2

quản lý và sinh hoạt Lắp đặt các thiết bị đo lường, quan sát, thông tin liên lạc và quản lý.

3 Tiến độ thi công: Căn cứ vào khối lượng và quy mô công trình, dự kiến thời gian

thi công là một năm nhưng phải hoàn thành trước 30/5 để đảm bảo chống lũ

1.2.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT VÀ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN.

1.2.1.Đặc điểm địa hình.

Khu vực xây dựng cụm công trình đầu mối Hát Môn – Đập Đáy nằm trong phạm vi dàikhoảng 2000(m) và rộng khoảng 1500 (m) Bắt đầu từ mép bờ hưu sông Hồng và qua đêtràn Vân Cốc tới vị trí K2 trên đê Ngọc Tảo

Bề mặt địa hình nhìn chung khá bằng phẳng và dốc thoải 5 ÷ 100 từ thượng lưu về hạlưu và từ cống phân lũ Vân Cốc hiện có về kênh tiêu Ngọc Tảo Cống lấy nước tại Vân Cốcthuộc khu vực trồng lúa mầu bị phân cách bởi các hổ nước, hệ thống công trình thủy lọihiện có và một số khu dân cư xã Cẩm Đình

Cao độ mặt đất tự nhiên dao động từ +11,8(m) đến +10,7(m), các khu đồng ruộng ngậpnước sâu từ 1,00(m) đến 2,00(m) Cao độ mặt đê tràn Vân Cốc đoạn từ vị trí KO đếnK3+300 là +15,00(m) đến 17,3 (m) Cao độ mặt đê Ngọc Tảo ở vị trí K2 là +17,00(m) VựcSanh ở sát hạ lưu đê Ngọc Tảo tại vị trí K2 có cao độ đáy vực là -2,00(m)

Nhìn chung khu vực xây dựng cụm công trình đâu mối Hát Môn- Đập Đáy có đặcđiểm địa hình khá thuận tiện cho công tác thi công các công trình đầu mối

1.2.2.Đặc điểm địa chất

Theo kết quả khảo sát địa chất, địa tầng ở giai đoạn nghiên cứu khả thi và thiết kế

kỹ thuật, từ trên xuống dưới khu vực xây dựng có các lớp đất sau :

a.Lớp đất trồng trọt: Đất á sét – sét lẫm vật hữu cơ và rễ cây màu xám nâu, nâu đen,

trạng thái dẻo mềm, dẻo chảy, kết cấu kém chặt chiều dày từ 0,2 – 0,5m

b.Lớp 1a: Đất đắp đường rải nhựa, đường bờ thửa: Đất sét - á sét nặng màu nâu, xám

nâu Trong đất có chỗ lẫn vón kết Latêrit màu đen, mềm bở Trạng thái nửa cứng, kết cấukém chặt Phân bố ở đường 83 và đường bờ thủa, chiều dày 0,2 – 1m

c.Lớp 2: Đất sét – á sét nặng màu nâu, xám nâu, xám ghi, xám nhạt Trạng thái nửa cứng

dẻo cứng, có nơi cứng, kết cấu chặt vừa Phân bố rộng khắp khu vực công trình Chiều dày lớp từ 5,0 ÷ 6,0m nguồn gốc bồi tích (aQ)

d Lớp 2a: Đất sét nặng - sét màu nâu, xám nâu, xám ghi, xám nhạt Trạng thái dẻo chảy

chảy, kết cấu kém chặt vừa - kém chặt Phân bố rộng khắp khu vực công trình Chiều dày từ0,3÷3,0m Nguồn gốc bồi tích (aQ)

e.Lớp 3: Đất á sét nặng - sét có nơi là á sét trung màu nâu, nâu nhạt Trạng thái dẻo chảy

chảy, kết cấu kém chặt Phân bố dưới dạng các thấu kính mỏng nằm xen kẹp với lớp 2a Chiều dày lớp từ 0,5÷1,5m nguồn gốc bồi tích (aQ)

g.Lớp 4b: Đất á sét nhẹ có xen kẹp thấu kính á cát màu nâu, nâu nhạt, nâu xám Trạng

thái dẻo chảy - chảy, kết cấu kém chặt Phân bố dưới dạng các thấu kính mỏng Chiều dày lớp từ 0,5 ÷ 3,0m nguồn gốc bồi tích (aQ)

h.Lớp 5: Cát hạt nhỏ - thô chứa hạt bụi và vảy mica nhỏ, màu xám nâu, xám đen Trong

lớp có nơi xen kẹp các thấu kính mỏng á cát, sét - á sét nặng, hỗn hợp cuội sỏi cát, bão hòanước Kích thước hạt lớn dần theo độ sâu (từ cát hạt nhỏ đến thô), kết cấu từ kém chặt tăng

lên chặt vừa Giá trị xuyên tiêu chuẩn : N = 7-25 búa/30cm, phân bố rộng khắp khu vực

công trình Chiều dày thăm dò từ 14,5 -24,2m, nguồn gốc bồi tích (aQ)

i.Lớp 6: Đất á sét nặng - sét màu nâu gụ, nâu nhạt, vàng nâu Trạng thái nửa cứng - dẻo

cứng, kết cấu chặt vừa Giá trị xuyên tiêu chuẩn: N=8-11 búa/30cm Phân bố ở các vị trí hốkhoan máy: VC2, VC3, VC5 và VC6 Chiều dày lớp từ 2.5-4.0m, nguồn gốc bồi tích (aQ)

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

3

k.Lớp 7: Hỗn hợp cuội sỏi cát chứa sét, hỗn hợp cuội sỏi cát đến hỗn hợp cát cuội sỏi

màu nâu nhạt, xanh nhạt, xám đen, xám vàng, xám xanh Cuội có kích thước 20-60 mmchiếm 30 - 40%, sỏi kích thước 2 - 20mm,chiếm 30 - 40%, cát nhỏ - vừa chiếm 20-30%, đấtsét chiếm 0.0-10% Thành phần cuội sỏi cát chủ yếu là thạch anh cứng chắc Cuội sỏi tươngđối tròn cạnh, đất sét dẻo mềm - dẻo chảy Bão hòa nước, kết cấu chặt vừa -rất chặt Giá trịxuyên tiêu chuẩn: N=58-72 búa/30cm Phân bố ở các vị trí hố khoan máy từ VC2 đến VC8.Chiều dày thăm dò 4.5-5.1 (m) nguồn gốc bồi tích (aQ)

1.2.3.Đặc điểm địa chất thủy văn.

a.Nguồn nước mặt: Khu vực cống lấy nước Vân Cốc chủ yếu là nước sông Hồng Vực

Sanh và kênh tiêu Ngọc Tảo

b.Nguồn nước ngầm: Trên cơ sở kết quả khảo sát địa chất cho thấy nước ngầm tồn tại

trong lớp cát hạt nhỏ - vừa (lớp 5) và lớp hỗn hỗn hợp cuội sỏi cát chứa set, hỗn hợp cuộisỏi cát đến hỗn hợp cát cuội sỏi (lớp 7) có nguồn gốc bồi tích thềm sông (aQ) là lớp thấmnước mạnh, có hệ số thấm lớn (K=5×103 cm/s) Cao độ mực nước ngầm xuất hiện từ 4.5

-6.5m Cao độ MNN ổn định từ 6.5-11.0m Cao độ mực nước sông Hồng: +10.0m.

Nhìn chung nước dưới đất tồn tại trong lớp 5 và 7, thuộc loại nước có áp thấp, chiềucao cột nước áp lực từ 0.0m – 1.0m đến 4.0m – 6.0m Mực nước ngầm dao động theo mùa

và có quan hệ thủy lực với nước sông Hồng

1.2.4 Đánh giá điều kiện địa chất công trình.

Trên cơ sở kết quả khảo sát địa chất, đặc điểm phân bố các lớp đất và dự kiến bố trí cao độ đáy móng cống Sơ bộ tiến hành đánh giá điều kiện địa chất công trình của cống VânCốc như sau:

+ Cao độ mặt đất khu vực cống: Từ +11.09m đến +10.70m Cao độ đáy móng cống

dự kiến:-0.5m (Đáy móng cống được đặt sâu vào trong lớp 5 từ 3.0m đến 5.0m)

Mái đất đào ở hố móng cống có chiều cao 11.0m, phải đào qua các lớp đất sau:

+ Lớp 2 và 2a: Có cường độ kháng cắt tương đối thấp

+ Lớp 3 và 4b: Có cường độ kháng cắt kém, đất mềm yếu (trạng thái dẻo chảy-chảy).Cần mở mái thoải hơn để tránh sạt lở

+ Lớp 5: Có khả năng chịu tải của công trình Khả năng chịu tải dần theo độ sâu (giátrị xuyên tiêu chuẩn ở dưới móng cống N = 8-25 búa/30cm, giá trị xuyên tiêu chuẩn trungbình ở dưới móng cống Ntb=16 búa/30cm).Do lớp 5 chứa nước áp lực, chiều cao cột nước áplực trong mùa khô từ 5 ÷ 6m, mực nước dao động theo mùa và có quan hệ thủy lực với sôngHồng Đáy hố móng nằm trong lớp 5 là lớp đất thuộc loại cát đùn, cát chảy, có hệ số thấmlớn Bởi vậy khi thiết kế hố móng cần căn cứ vào tính chất địa chất của từng lớp đất để chọngiải pháp thiết kế hợp lý đảm bảo an toàn và ổn định cho mái hố móng

+ Lớp 6: Có cường độ kháng cắt tương đối thấp, khả năng chịu tải thấp (Giá trịxuyên tiêu chuẩn dưới móng cống N=8-11 búa/30cm, giá trị tiêu chuẩn trung bình trungbình ở dưới móng cống Ntb=10 búa/30cm) và ở sâu dưới đáy móng cống từ 13.0 -16.0 (m)

+Lớp 7:Có khả năng chịu tải lớn (giá trị xuyên tiêu chuẩn ở dưới móng cống: N=58-

72 búa/30cm, giá trị xuyên tiêu chuẩn trung bình ở dưới móng cống Ntb = 62 - 63búa/30cm.) và ở sâu dưới đáy móng cống từ 17.0m – 18m Bởi vậy khi thiết kế xử lý móngcống cần quan tâm đến khả năng sử dụng cọc chịu lực đối với lớp 7

1.2.5.Điều kiện khí tượng thủy văn.

Dự án cụm công trình đầu mối Hát Môn – Đập Đáy nằm trong vùng đông bằng Bắc Bộnên mang đặc điểm chung của khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa đông lạnh và mùa mưanắng nóng mưa nhiều và thường xuyên xuất hiện các trận mưa lớn Những nét chủ yếu vềkhí hậu được thể hiện qua đo nhiều năm tại trạm đo Sơn Tây như sau:

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

4

- Mưa: Đây là vùng có lượng mưa trung bình, theo số liệu thống kê, thì tổng lượng mưa

trung bình nhiều năm (1958 ÷ 1998) tại Sơn Tây có lượng mưa la 1762,6 (mm) Số ngàymưa trong năm khoảng 130 ÷ 140 (ngày) Tháng VII, VIII, IX là những tháng có lượng mưalớn nhất năm

Bảng lượng mưa trung bình tháng trong năm Bảng 1.1

tb 22,4 22,5 42,4 97,2 209,2 266,8 315,4 282,7 225,1 160,6 61,0 17,4 1765

- Nhiệt độ không khí: Nhiệt độ trung bình nhiều năm 23,300C nhiệt độ thấp nhất vào tháng

2 và 3 là 4,50C và nhiệt độ thấp nhất vào tháng VI, VII lên đến 410C

- Độ ẩm không khí: Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm là 84% Ba tháng màu xuân là

thời kỳ ẩm ướt nhất, độ ẩm trung bình lên tới 87%, các tháng mùa thu và đầu mùa đông làthời kỳ khô hạn nhất trong năm, độ ẩm trung bình là 80% và độ ẩm thấp nhất có thể xuốngtới 60%

Bảng độ ẩm trung bình và thấp nhất tháng Bảng 1.3

- Bốc hơi: theo số liệu thống kê nhiều năm lượng bốc hơi bình quân nhiều năm đạt 81,61

(mm) Các tháng mùa mưa từ tháng V đến tháng VII là tháng có lượng bốc hơi lớn nhất năm

có thể lên tới 87,50 (mm) Và tháng mùa xuân từ tháng II đến tháng IV là tháng có lượng bốc hơi nhỏ, tháng nhỏ nhất xuống tới 50,90 (mm).

Lượng bốc hơi bình quân tháng trong năm (mm) Bảng 1.4

BQ 57,1 50,9 55,2 60,9 84,8 83,6 67,5 68,5 65,4 72,0 66,3 63,9 851

- Gió bão: hướng gió chính trong mùa hè là gió Tây Nam và Đông - Nam Vào mùa đông

thường có gió Bắc và Đông Bắc, tốc độ gió trung bình 1,80 (m/s) và tốc độ gió lớn nhất có thể đạt 34 (m/s) Từ tháng VII đến tháng IX là những tháng có bão, các cơn bão đổ bộ vào

vùng này thường gây ra mưa lớn trong thời gian vai ba ngày liên tiếp

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

5

Số giờ nắng trung bình tháng trong năm (giờ) Bảng 1.6

TB 74,6 50,5 55,0 93,9 188,6 169,7 200,0 178,3 183,2 167,6 139,7 118,9 1617,0

* Bảng các chỉ tiêu cơ lý đất nền:

Bảng 1

CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ ĐẤT NỀN DÙNG TRONG TÍNH TOÁN

TÊN LỚP CHỈ TIÊU

Bảng 1

CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ ĐẤT NỀN DÙNG TRONG TÍNH TOÁN

TÊN LỚP CHỈ TIÊU

CHƯƠNG 2

THIẾT KẾ TIÊU NƯỚC HỐ MÓNG VÀ HẠ GIẾNG KIM

2.1.THIẾT KẾ CẤU TẠO HỐ MÓNG

2.1.1.Xác định phạm vi hố móng và cao trình đáy móng cống.

Dựa vào bản vẽ thiết kế của công trình ta xác định các kích thước và cao trình chính của công trình như sau Đáy hố móng được phân chia

thành 3 phần bao gồm kết cấu cống, sân trước (cửa vào) và

sân sau (cửa ra)

+ Sân trước: Theo tài liệu thiết kế là sân làm bằng bê

tông cốt thép M200 liền khối có tường dẫn dòng, phần đầu

mở ra hai bên bờ cắm vào bờ kênh dẫn có chiều rộng

B=54,40 m.Chiều rộng đoạn kết nối với thân cống có chiều

rông b = 41,60 m Chiều dài sân trước là 30m Cao trình

mặt sân trước là +2,5, lớp bê tông dày 0,6 và cộng thêm

10cm bê tông lót cao trình mặt dưới bản đáy sân trước

+1,80

+Sân sau: Theo tài liệu thiết kế thủy công, sân sau

có tường dẫn dòng mở ra hai bên bờ cắm vào bờ kênh dẫn

Kích thước chiều rộng và chiều dài giống sân trước Cao

trình mặt trên +1,00 Chiều dày sân 1,2m và lớp bê tông lót

dày 10 cm nên cao trình mặt dưới bản đáy sân sau -0,30 Hình 2.1.1

+ Thân cống: Thân cống là đơn nguyên bằng bê tông cốt

thép M200 Có 3 khoang với 2 khoang lấy nước có kích thước B×H

= 5×6 (m).Gồm 2 tầng, tầng dưới để lấy nước mùa kiệt, cao trình

đáy +3,0 Tầng trên lấy nước mùa lũ cao trình đáy +9,50 Một

khoang thông thuyền có cửa van cung kích thước khoang B×H =

8×8 (m), cao trình đáy +3,0 Thân cống dài 24m,chiều rộng thân

cống tính cả phần trụ bin giữ và trụ bin bên là 27,20m Cao trình

trên bê mặt cống là +3,00 Cao trình đáy cống kể cả phần bê tông

lót dày 10 cm là +0,9

Từ kích thước của các bộ phận cửa trước, cửa sau, thân

cống ta có kích thước cơ bản sau: Hình 2.1.2

+ Chiều dài công trình tính từ đầu tường cánh thượng lưu đến cuối bể tiêu năng là 84m + Chiều rộng tính từ hai đầu móng giằng là 79,2m

+ Cao trình đáy tường giằng số 1 là +5,1

+ Cao trình đáy tường giằng số 2 là +2,9

+ Cao trình đáy cống là +0,9

+ Cao trình đáy chân răng là -0,6

Dựa vào các kích thước cơ bản ta vẽ được đường viền hố móng như hình 2.3 sau :

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

B¶N §¸Y S¢N TR¦íC T¦êNG C¸NH TH¦îNG L¦U

Phương án 1: Đáy móng là một hình chữ nhật có kích thước 86×90 (m).

Phương án 2: Đáy hố móng là một đa giác có các cạnh như sau:

Sơ bộ ta xác định diện tích đáy hố móng cho từng phương án như sau:

+ Phương án 1 đáy hố móng có diện tích là S1 =7740(m2)

+ Phương án 2 đáy hố móng có diện tích là S2 = 6844 (m2)

So sánh 2 phương án 1 và phương án 2 thì khối lượng đào móng phương án 1 nhỏ hơn tuy có khó khăn và thi công phức tạp hơn phương án 1 Để giảm khối lương đào đắp một cách đáng kể ta chọn phạm vi mở móng theo phương án 2

2.1.3.Cấu tạo hố móng của phương án.

Theo phương án 2 đã chọn, phạm vi mở móng tương đối lớn Từ cao trình tự nhiên tađào đến cao trình +7,0 với hệ số mái m = 1,5 tại cao trình này ta làm cơ rộng 2,5m, sau đó tađóng hàng cừ thứ nhất và hạ giếng kim thứ nhất dài 10m Sau đó ta đào đến cao trình +5,6mvới hệ số mái m = 1.5 và cơ rộng 2,5m đóng hàng cừ thứ 2 và đào đến cao trình +3,0 ta hạ

hệ thống giếng kim thứ 2 dài 10m Cấu tạo chi tiết và đường lên xuông hố móng thể hiệntrong bản vẽ số 1

Do phạm vi mở móng tương đối lớn và để thuận tiện cho quá trình thi công đào móng

ta mở hai đường lên xuống hố móng, chiều rộng của đường phụ thuộc vào cấp công trình vàloại xe vận chuyển đất Đường thi công

được chia làm hai loại loại đường ngoài

hố móng và đường trong hố móng

- Đường ngoài hố móng: Là đường ra

vào phạm vi hố móng Theo sách “giáo

trình thi công” tập 1 đối với loại đường

đôi ngoài công trường cấp 1 chiều rộng

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

đường từ 7 ÷ 10(m) Chọn chiều rộng mặt đường B = 900(cm) và phần lề đường là 1m Cấu

tạo như hình 2.1.5

- Đường trong phạm vi hố móng: Là đường tạm thời ngắn hạn, chỉ sử dụng trong quá

trình đi lại vận chuyển đất trong hố móng Đường trong hố móng chỉ cần sử dụng máy ủisan bằng phẳng mặt đất gồ ghề tạo đường cho thi công Theo “giáo trình thi công” tập 1đường trong hố móng với công trình cấp 1 thi bề rộng đường từ 6,5 ÷ 9,5 (m).Chọn bề rộngđường B = 9(m)

Đối với đường lên xuống công trình ta mở hai đường lên xuông có bề rộng cả phần lềđường là 10 (m) độ dốc lên xuống là 10%

2.1.2.Thiết kế bảo vệ hố móng.

* Mục đích

Nền công trình là lớp đất cát hạt nhỏ tương đối yếu và lại nằm dưới mực nước ngầm,

hố móng tương đối sâu do đó để cho mái hố móng được ổn định trong suốt quá trình thi công ta phải bảo vệ hố móng

*Yêu cầu

Tiến hành thi công bảo vệ hố móng ta phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Hố móng được ổn định

- Quá trình thi công được dễ dàng và thuận tiện

- Các biện pháp bảo vệ hố móng không làm ảnh hưởng đến quá trình thi công

- Giá thành thi công rẻ

* Phân đợt thi công hố móng.

Dựa vào đặc điểm của công trình thủy công, địa chất và địa chất thủy văn công trình

ta phân quá trình đào móng làm 4 đợt để thuận tiện cho công tác thi công bảo vệ hố móng

và gia cố nền móng Ta phân thành các đợt sau:

- Đợt 1: Đào móng từ cao trình +11,5 đến cao trình +7

- Đợt 2: Đào móng từ cao trình +7 đến cao trình +5,6 Khi đào móng kết thúc đợt 2 ta tiếnhành đóng cọc cừ dài 12m từ cao trình +5,6 đến cao trình -6,4 để bảo vệ hố móng và đóng cọc sử lý nền ở các tường giằng

- Đợt 3: Đào móng dưới sự bảo vệ của hàng cọc cừ, ta đào từ cao trình +5,6 đến cao trình +2,5 Khi đào móng xong đợt 3 ta tiến hành đóng cọc sử lý nền móng, đóng hệ thống cừ ở dưới đáy bản đáy công trình

- Đợt 4: Đào móng từ cao trình +2,5 đến đáy móng

* Lựa chọn phương án bảo vệ hố móng.

Do hố móng tương đối sâu từ cao trình +11,50 đến cao trình -0,60 cho nên hố móng phải được thiết kế sao cho ổn định trong suốt thời kỳ thi công Mặt khác mực nước ngầm khá cao so với đáy móng công trình (mực nước ngầm +6,5) cho nên khi thiết kế bảo vệ hố móng cần có biện pháp tiêu nước ngầm trong thời kì đào đất và phải đảm bảo cho hố móng thi công trong điều kiện khô ráo và mái hố móng luôn ổn định Để đảm bảo các điều kiện thicông và thi công đúng tiến độ, giá thành thi công là rẻ nhất ta có các phương án sau:

- Phương án 1: Hai hàng cừ và một hệ thống giếng kim

- Phương án 2: Hai hàng cừ và hai hệ thống giếng kim

- Phương án 3: Mở móng tự nhiên và hai hệ thống giếng kim

- Phương án 4: Dùng tường vây chống thấm và hệ thống giếng có bơm hút sâu

Khi mở móng phải chọn mái hố móng hợp lý sao cho quá trình thi công mái không bị sạt lở Mái hố móng phụ thuộc vào các yếu tố như:

- Điều kiện bảo vệ hố móng Với từng phương án khác nhau và điều kiện bảo vệ hố móng mà ta chọn hệ số mái sao cho thích hợp Để lựa chọn phương án hợp lý nhất ta phân tích từng phương án để chọn phương án hợp lý nhất.

a Phương án 1

Nội dung: Theo phương án này ta đào từ cao trình tự nhiên đến cao trình +7,00 thì ta đóng một hệ thống hàng cừ thép thứ nhất dài 6m để bảo vệ hố móng, sau đó tiếp tục đào móng đến cao trình +5,6 Dọc theo đường viền hố móng tại cao trình +6,6 ta đóng một hàng

cừ thứ 2 dài 12m để bảo vệ hố móng Tiếp tục đào hố móng đến cao trình +2,5 Tại cao trình +3,0 ta hạ hệ thống giếng kim đến cao trình -7,0 Do hố móng được 2 hàng cừ bảo vệ nên khi chọn mái hố móng ta có thể chọn độ dốc của mái lớn hơn so với phương án khác

Ta chọn hệ số mái hố móng như sau : m1 = 1,5 , m2 = 2

GiÕng kim dµi 10m

Hình 2.1.5.Sơ đồ hố móng với 2 hàng cừ và 1hệ thông giếng kim

- Khó thi công giai đoạn đầu đặc biệt là giai đoạn 2 do mực nước ngầm cao

- Thi công bảo vệ hố móng phức tạp hơn vì phải thi công thêm tường cừ, trong quá trình

sử dụng dễ gây ra chân không trong ống tích thủy, không an toàn cho thi công đất

b.Phương án 2.

Nội dung của phương án 2 tương tự phương án 1 song khác ở chỗ tại cao trình +7,0 ta

bố trí thêm hệ thống giếng kim nữa từ cao trình +7,0 đến cao trình -3,0

+2.5 +3.0

+5.6 +7.0

+8.0 +11.5

- Hố móng khô giáo và mái tương đối ổn định.

- Khối lượng đào nhỏ vì hệ số mái nhỏ

- Hạ thấp mực nước ngầm xuống sâu và tương đối ổn định

* Nhược điểm

- Thi công phức tạp và tốn kém

- Số lượng giếng kim lớn gây khó khăn cho bố trí, giá thành tăng…

c.Phương án 3.

Nội dung: Theo phương án này không sử dụng cọc cừ để bảo vệ hố móng mà chỉ bố trí

hệ thống giếng kim để hạ thấp mực nước ngầm Trong trường hợp này mái hố móng phải rấtthoải để đảm bảo điều kiện ổn định, đặc biệt từ cao trình +5,6 trở xuống là lớp đất cát hạt nhỏ rất yếu Hệ số mái ta chọn như sau: m1=2, m2=2,5, m3= 3

+6.0

+7.0

+5.6

+2.5 +6.5

- Thi công mở móng đơn giản

- Không tốn thiết bị bảo vệ hố móng

* Nhược điểm

- Khối lượng đào móng rất lớn do đó giá thành sẽ tăng lên

- Mái rễ bị mất ổn định do không có thiết bị bảo vệ mái

d Phương án 4

Nội dung: Theo phương pháp này thì bảo vệ hố móng và hạn chế nước ngầm thấm vào

hố móng ta bố trí một hệ thống tường vây bằng xi măng và bentonit xung quanh hố móng ở cao trình +7,0, để tiêu nước ngầm ta cũng bố trí một hệ thống giếng lớn ( giếng có bơm hút sâu) ở xung quanh hố móng ở cao trình đáy móng

+11.5

MN ngÇm lín nhÊt

m = 1.5

- Diện tích mở móng nhỏ, khối lượng đào móng không lớn

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

12

- Đảm bảo hố móng luôn kho giáo.

- Đảm bảo tốt điều kiện kỹ thuật

* Nhược điểm

- Thi công tương chống thấm khó khăn và tốn kém

- Ảnh hưởng thi công khi thi công bản đáy do có hệ thống giếng hút sâu và sau khi thi công xong khó sử lý giếng hút sâu

Do đặc điểm cấu tạo địa chất hố móng nằm trên lớp đất cát hạt nhỏ yếu dễ thấm nước

mà hố móng lại nằm rất sâu và mực nước ngầm rất cao nên phương án bảo vệ hố móng phảiđảm bảo được yêu cầu là mái hố móng ổn định, mực nước ngầm được hạ xuống thấp đểthuận tiện cho thi công, phạm vi mở móng nhỏ Từ những yêu cầu trên ta thấy có phương án

2 và phương án 4 là khả thi và phải tính toán để lựa chọn phương án tối ưu Do thời gian cóhạn nên ta chỉ tính cho phương án 2

2.2.THIẾT KẾ TIÊU NƯỚC HỐ MÓNG

2.2.1 Nhận xét chung.

Theo tài liệu địa chất thủy văn cống lấy nước Vân Cốc có đáy nằm dưới mực nướcngầm cả mùa lũ và mùa kiệt Theo tài liệu mực nước ngầm mùa kiệt lớn nhất ở cao trình+3,0, còn mực nước ngầm mùa lũ lớn nhất ở cao trình +6,5 Khi thi công hố móng và đáymóng do công trình nằm dưới mực nước ngầm nước sẽ ngấm vào hố móng làm cho hốmóng bị ngập nước, làm hạ thấp cường độ đất nền, tính nén co tăng lên, công trình sẽ bị lúnquá lớn hay tăng trọng lượng bản thân tạo ra ứng suất phụ ảnh hưởng trực tiếp đến an toàncho công trình Mặt khác do đặc điểm địa chất thủy văn khu vực nền móng có hiện tượngcát chảy địa chất lớp 5 và cột nước áp lực nên sẽ gây sạt lở hố móng và có khả năng gâyhiện tượng đẩy bục lớp đất nền móng gây khó khăn cho việc thi công Do đó khi thi côngphải có biện pháp hạ thấp mực nước ngầm và thoát nước mặt tích cực để hố móng luônđược khô ráo

2.2.2.Tài liệu cần thiết cho thiết kế tiêu nước hố móng

- Tài liệu mưa trung bình tháng của vùng.

- Tài liệu về địa chất thủy văn

- Hệ số thấm của đất nền

* Yêu cầu của thiết kế tháo nước hố móng

- Chọn phương án tiêu nước thích hợp cho từng thời kỳ thi công

- Xác định lượng nước, cột nước cần tiêu

- Bố trí hệ thống tiêu nước và thiết bị tiêu nước thích hợp với từng thời kỳ thi công

2.2.3.Thiết kế hệ thống tiêu nước mặt và nước ngầm

2.2.3.1.Với nước mặt.

Thiết kế hệ thống tiêu nước trên mặt sao cho làm ảnh hưởng ít nhất tới quá trình thicông hố móng và các hạng mục công trình Nước mặt bao gồm nước đọng lại trong hốmóng, nước mưa rơi xuống, nước thấm ra từ bốn bên mái và đáy móng, nước tiết ra trongquá trình thi công đât và nước thi công…Để tiêu nước mặt hố móng cần sử dụng hệ thốngrãnh có mặt cắt hình thang, chữ nhật…dẫn về hố tập trung để bơm tiêu

Để tiêu nước mặt trong hố móng cần ta chia nước mặt thành 2 loại theo vị trí tập trungnước: nước mặt ngoài phạm vi hố móng và nước mặt trong phạm vi hố móng

a Nước mặt ngoài phạm vi hố móng: Để tiêu nước mặt ngoài hố móng tránh nước tập

trung chảy vào trong phạm vi hố móng gây sạt lở hố móng và gây ngập lụt hố móng Tathiết kế hệ thống mương rãnh hứng nước và dẫn thoát nước bao vây toàn bộ hố móng.Mương phải được bố trí cách mép ngoài cùng của hố móng đủ rộng để cho ô tô, máy đào,

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

13

mỏy xỳc…đi lại vận chuyển Hỡnh dạng, kớch thước và độ dốc đỏy rónh mương phụ thuộcvào loại đất và lượng nước cần tiờu Thụng thường rónh mương cú mặt cắt ngang hỡnh thang chọn mương chớnh sõu 1m đỏy rộng b = 0,3m trở lờn, độ dốc i = 0,002 Kờnh nhỏnh thườngsõu 0,3ữ0,5m, đỏy rộng b = 0,3m, độ dốc i = 0,002.

thoát n ớc mặt ngoài hố móng mặt cắt ngang m ơng vây quanh hố móng để

2.2.3.2.Với nước ngầm.

Theo tài liệu địa chất thủy văn mực nước ngầm mựa lũ cao nhất ổn định ở cao trỡnh+6,5 và mựa kiệt mực nước ngầm cao nhất ổn định ở cao trỡnh +3,5 Để hạ thấp mực nướcngầm của hố múng ta bố trớ hệ thống giếng kim võy quanh hố múng Một hệ thống bố trớ ởcao trỡnh +7,0 và một hệ thống bố trớ ở cao trỡnh +3,0

Trong thời kỳ đào múng đợt 1 từ cao trỡnh mặt đất tự nhiờn đến cao trỡnh +7,0(m), docao trỡnh mực nước ngầm lớn nhất ở cao trỡnh +6,5(m) nờn giai đoạn này ta khụng cần phảitiờu nước ngầm Ta chỉ bố trớ hệ thống tiờu nước mặt phũng trong trường hợp trời đổ mưa.Khi đào múng đến cao trỡnh +7,0(m) ta bố trớ hệ thống giếng kim thứ nhất để hạ thấp mựcnước ngầm xuống thuận lợi cho quỏ trỡnh đào múng tiếp theo Hệ thống giếng thứ nhất cúnhiệm vụ hạ thấp mực nước ngầm từ cao trỡnh +6,5(m) đến cao trỡnh +2,0(m) để cho quỏtrỡnh đào múng đợt 3 được thuận tiện Hệ thống giếng kim thứ 2 cú nhiệm vụ hạ thấp mựcnước ngầm từ cao trỡnh +2,0 đến cao trỡnh thiết kế -1,6(m)

2.2.4.Tớnh toỏn và xỏc định lưu lượng cho hệ thống

2.2.4.1 Tớnh toỏn cho hệ thống giếng thứ nhất

GVHD:PGS.TS.Lờ Đỡnh Chung Sinh viờn:Nguyễn Văn Ngọc

14

Để tính toán cho hệ thống giếng kim thứ nhất ta đưa về trường hợp tính tương đương với một giếng lớn có bán kính tính đổi là A và trị số hạ thấp mực nước ngầm là S1

Theo hình vẽ ta có độ sâu hạ thấp mực nước ngầm: S = S01 + ∆S (2.2.1)

Trong đó:

- S0 là trị số hạ thấp mực nước tại tâm hố móng so với mực nước ngầm, hệ thống giếng thứ nhất có nhiệm vụ hạ thấp mực nước ngầm tại tâm hố móng đến cao trình +2,0(m) theo hình vẽ ta có S01 = 6,5 – 2.0 = 4,5 (m)

- ∆S là trị số phụ thuộc vào kích thước hố móng, tính chất của đất, kích thước của giếng, của ống lọc, độ sâu và khoảng cách của chúng có thể tính theo công thức kỹ thuật sau: ∆S = 0,3.q.lg1,32.l

l.k r (2.2.2) [Kỹ thuật thi công đât và nền móng]Trong đó:

- q là khả năng hút nước của một giếng, q được xác định theo công thức [Giáo trình thi công T1 - tr58]

q = F × V = (π×φ×l) ×V (m3/ngày đêm) (2.2.3)

q = 3,14×0,05×1×86,5 = 13,58 (m3/ngày đêm) Với: F - là diện tích mặt ngoài của ống lọc

φ - Lấy theo bán kính của giếng đối với giếng hút sâu được hạ bằng phướng pháp thủy lực, thường đường kính giếng φ = 38 ÷ 50mm.Lấy φ = 50 mm

l - Chiều dài ống lọc thường dài l=1m.

58,13.3,0

= 1,73 (m)Vậy ta có độ sâu hạ thấp mực nước ngầm ở tâm hố móng là

S1 = 4,5 + 1,73 = 6,23(m)

a.Xác định chiều sâu hạ giếng kim

Chiều sâu hạ giếng được tính theo công thức: [Giáo trình thi công T 1 - ĐHTL]

L = Z + S01 + ∆S + ∆h + l + h0 (2.2.4)Trong đó :

Z- Khoảng cách từ tim ống tập trung (lấy đường kính ống tập trung φ =120mm) đến mực nước ngầm ban đầu Z = 0,06 + (7,0 - 6,5) = 0,56 (m).

S0 - Khoảng cách từ mực nước ngầm ban đầu đến mực nước ngầm sau khi hút ổn định

S = 6,5 - 2,0 = 4,5 (m)

∆S - Độ sâu phải hạ thêm mực nước ở trong giếng Theo tính toán ở trên ∆S = 1,73 (m)

∆h - Cột nước tiêu hao khi nước chảy qua ống lọc lấy từ 0,5 ÷ 1m

Trong đó:

- Q’ Lưu lượng nước thấm vào giếng phần không áp và được tính theo công thức gần

đúng sau : [Giáo trình thi công T 1 - ĐHTL]:

Q’ =

1 1 1

1 1 1

1,36.K.(2H -S ).S

A +RlgA

A -t /2

(2.2.7)

Trong đó:

- K là hệ số thấm trung bình của lớp đất địa chất K = 4,32 (m/ng.đ)

- R1 là bán kính ảnh hưởng của hệ thống giếng thứ nhất R1 được xác định theo công thức:

R = 2×S1× K.H (2.2.8) Với H là chiều sâu tính từ mực nước ngầm ban đầu đến đầu giếng kim H = 6,5 -(-3) =9,5(m)

Với F1 là diện tích hố móng phần giếng kim thứ nhất bao bọc

Do chiều dày tầng thấm tương đối lớn ta xác định vùng ảnh hưởng tới giếng.Theo [Kỹ thuậtthi công đất và nền móng] ta có:

Thay vào ta tính được Q’ =

50

82,7950lg

23,6)

23,65,9.2.(

32,4.36,1

+ − = 1138 (m3/ng.d)

Q =

2,72.4,5.6, 4.4,32

50 79,82lg

50 6,4 / 2

+

3/ng.d)

Vậy tổng lưu lượng chảy vào hố móng là Q1 = Q’ + Q” = 1138 + 764 = 1902 (m3/ng.d)

c Xác định số lượng giếng và khoảng cách giữa các giếng

Số lượng giếng kim được xác định bằng công thức sau :[Giáo trình thi công T1 - ĐHTL]:

n = Q

q .m (2.2.10)

Trong đó: q - Là khả năng hút nước của mỗi giếng q = 13,58 (m3/ng.d)

Q - Lưu lượng mạch cần làm khô Q = 1902 (m3/ng.d)

m - Hệ số dự trữ lấy Do có hàng cừ bảo vệ nên nước thấm vào hố móng bị hạn

Trong thực tế người ta thường lấy dư ra so với thiết kế 10% ÷ 15% số lượng giếng Vậy chọn số giếng hàng thứ nhất là 200 giếng.

Khoảng cách giữa các giếng được xác định theo công thức: [Giáo trình thi công T 1 -

n – là số lượng giếng quanh hố móng

Lấy khoảng cách giữa các giếng e = 1,7 (m)

2.2.4.2.Tính toán cho hệ thống giếng thứ 2

Kết cấu giếng kim cấp 2 hoàn toàn toàn giống với kết cấu giếng kim cấp 1 Giếng kimcấp 2 hạ từ cao trình +3,0(m) đến cao trình -7,0(m) Có chức năng chủ yếu hạ thấp mựcnước ngầm cho đợt đào đất thứ 3 và hạ thấp mực nước ngầm thường xuyên cho giai đoạn 2(giai đoạn thi công các kết cấu cống) trong mùa mưa Giếng kim cấp 2 có phương pháp hạhoàn toàn giống giếng kim cấp 1

Hệ thống giếng kim cấp 2 được bố trí trên cao trình +3,0 và dự tính hạ sâu xuống 9đến 10m Nhưng vì tầng địa chất nằm khá sâu nên tính toán thiết kế với hệ thống giếngkhông hoàn chỉnh Hệ thống giếng kim cấp 2 được thiết kế hạ thấp mực nước ngầm cho giaiđoạn đào đợt 3 và thiết kế sao cho mực nước ngầm ban đầu tính toán trùng với mực nướcngầm sau khi hút ổn định của hệ thống giếng kim thứ nhất Tức từ cao trình +2,0(m) hút ổn

định hơn đáy hố móng chỗ sâu nhất (chân khay bản đáy cống cao trình - 0,6 m) ít nhất 1(m).

Bài toán đặt ra máy bơm sẽ hút từ cao trình mực nước ban đầu ổn định +2,0 (m) đến cao

1,36.K.(2H -S ).S

A +Rlg

A

=

69,44

47,6669,44lg

33,5)

33,50,9.2.(

32,4.36,

+− = 1002 (m3/ng.d)

A -t /2

=

2,72.3,6.1,6.4,32

44, 69 66, 47lg

44,69 1,6 / 2

+

3/ng.d)

Tổng lưu lượng vào hệ thống hai giếng Q2 = 1002 + 168 =1170 (m3/ng.d)

Tính tương tự như trên ta có n = 112 giếng, e = 2,45 (m)

Trên thực tế nếu ta bố trí hệ thống giếng với khoảng cách như vậy thi không hợp lý vìphạm vi ảnh hưởng hút nước của giếng kim rất bé từ 1,5 đến 1,7m, khi đó nếu bố trí hệthống giếng như vậy thì một phần nước sẽ đi qua hai giếng làm cho hố móng không đượckhô ráo ảnh hưởng đến thi công Thông thường bố trí hệ thống giếng kim cách nhau khoảng1,7 m là hợp lý

*Bố trí hệ thống giếng kim

Có 2 hình thức bố trí hệ thống hoạt động của giếng kim:

- Hai hệ thống hoạt động đồng thời

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

17

Từ các nhận xét trên ta chọn phương án bố trí theo phương án hai hệ thống giếng làmviệc đồng thời.Vậy hệ thống giếng thứ nhất là 176 giếng, hệ thống thứ hai chọn là 112 giếng

Để cho hệ thống hoạt động an toàn ta dự trữ 30 chiếc

2.2.4.3 Phương pháp thi công giếng kim:

Giếng kim được hạ bằng phương pháp xói nước Nước ở bơm cao áp được bơm vàothân ống, van bị đẩy xuống, nước chui ra từ chân ống, xói đất Dưới tác dụng trọng lượngbản thân giếng kim sẽ được hạ dần xuống cao trình thiết kế Sau đó đổ cát thô, sỏi nhỏxuống xung quanh giếng tới mặt nước ngầm làm tầng lọc Khi đổ cát sỏi vẫn phải bơm nướcliên tục sao cho cát sỏi có thể lắng xuống được mà vách đất xung quanh giếng không bị sụt

lở Trên miệng lỗ xung quanh giếng kim lèn chặt đất sét để khong cho không khí lọt vào lớpcát sỏi và ống lọc

Áp lực nước khi hạ giếng kim, với loại đất vùng xây dựng cống Vân Cốc là loại đất á sétpha cát – sét nặng dính thì áp lực p =6 ÷ 8 at Khi bơm hút nước, van bi sẽ bịp kín chân ốnghút, nước sẽ thấm qua tầng lọc, các lớp dưới lọc chảy vào trong ống lọc rồi bị hút lên Khinhổ giếng kim lên cũng phải xói nước như khi hạ Nên dùng cần cẩu hoặc pa lăng xích đểnhổ lên

2.2.5.Chọn thiết bị máy bơm cho phương án

+ Đối với hệ thống giếng kim thứ nhất với lưu lượng Q1 = 1902(m3/ng.d) =79,25(m3/h) và cột nước cần bơm H ≤ 10 (m) Với cột nước và lưu lượng như vậy tra sổ tramáy bơm do công ty chế tạo bơm Hải Dương sản xuất, với máy bơm chất sệt dùng trong

giếng khoan chon 4 máy bơm LTSĐ 24 - 6 có các thông số như sau:

+ Đối với hệ thống giếng kim thứ hai với lưu lượng Q2 = 1170 (m3/ng.đ) =48,75(m3/h).Cột nước cần bơm 10m ≤ H ≤ 20m Với cột nước và lưu lượng cần bơm như vậy tra sổ tra máy bơm do công ty chế tạo bơm Hải Dương sản suất, với máy bơm chất sệt

dùng trong giếng khoan, chọn 2 máy bơm LTSĐ 40 - 24 có các thông số sau:

Thông số kỹ thuật máy bơm LTSĐ40-24 Bảng 2.2.2

n(v/ph)

Nđ.cơ(KW)

Dh(mm)

Dx(mm)

2.2.6 Lựa chọn và tính toán chiều sâu đóng cừ

Do hố móng sâu mực nước ngầm cao nên để giảm kích thước hố móng, giảm khốilượng đào đắp hố móng ta mở móng kết hợp đóng cừ Ta đóng hai hàng cừ hàng thứ nhất tạicao trình +8,0(m) gia cố mái lần thứ nhất, hàng cừ thứ 2 tại cao trình +5,6(m) gia cố mái lầnthứ 2 Để chọn loại cừ ta tính toán chiều dài cừ theo phương pháp Blum Tính mô men uốnlớn nhất Mmax từ đó tính được mô men chống uốn Tra [Sổ tay thiết kế nền và móng] ta chọnđược loại cừ bằng thép do các nhà máy Liên Xô sản xuất

Điều kiện an toàn của cừ là: Wcừ ≥ Mmax

R

* Tính toán chiều dài cừ (Theo phương pháp Blum – [Thiết kế và thi công hố móng sâu])

Đối với hàng cừ thứ nhất ta chọn chiều dài là 6m vì lực sô ngang không đáng kể và độsâu đào thấp nên ta không tính toán

Đối với hàng cừ thứ hai: Cừ được đóng xuống dưới tác dụng của lực xô ngang (P) từ caotrình +5,6(m) đến cao trình đáy cống +1,0(m) Lực tác dụng của đất bao gồm hai thànhphần:

+ Phần phía trên điểm C có chiều ngược chiều với lực P và phần phía dưới cùng chiều

với lực P Từ đó ta có sơ đồ bài toán như hình 2.2.4

Hình 2.2.4: Sơ đồ tính toán chiều sâu cừ.

Phần ngược chiều với P phân bố tuyến tính đến độ sâu t0 có cường độ lớn nhất λγ1t0trong đó:

λ: là hệ số áp lực đất : λ = λb - λ c = 2,37 – 0,42 = 1,95

λb: là hệ số áp lực đất bị động : λ b = tg 2(450+ϕ/2) = tg2(450+240/2) = 2,37

λc: là hệ sô áp lực đất chủ động : λ c = tg 2(450 - ϕ/2) = tg2(450 – 240/2) = 0,42

Trong đó ϕ là góc ma sát trong của lớp đất 5 là ϕ = 240

γ1: là trọng lượng riêng của đất γ = 1,83 (t/m 3)

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

19

Khi đó hợp lực F =λγt20

2 = 1,95×1,83×t20

2 = 1,785t0

2 (t/m3)Phần lực cùng chiều với áp lực chủ động phía trên coi như phân bố đều, lực lớn nhất cócường độ λγ1t0 = 1,95 × 1,83 × t0 = 3,57t0.

Áp lực chủ động P bỏ qua ma sát giữa đất với cừ có cường độ lớn nhất Pa = λc.γ.h Với h = 4,6m, γ = 1,83 (t/m3), λc = 0,42

λ γ = 0,5.5,09 -

8,131,95.1,83.5,09 = 2,09 (m)Chiều sâu đóng cừ yêu cầu: t = t0 +b/2 = 5,09 + 2,09/ 2 = 6,135 (m)

R là cường độ của cừ Với cừ thep lấy R = 2100(daN/cm2)

Mmax là mô men uốn lớn nhất của cừ thép

- Tính toán Mmax (Sơ đồ tính toán như hình 2.2.4)

Theo sơ đồ bài toán ta có: a = 2.4,6

3 =3,07 (m) là điểm đặt của P

l = h + u =4,6 + 0,99 = 5,59 (m)Theo phương pháp Blum: xm = 2.P 2.8,13

6

γ λ+ − − (2.2.16) Thay số ta tính được M = 81,3(5,59 +2,13 – 3,07) -

318,3.1,95.2,13

6 = 351,68 (kN/cm

2)

Điều kiện ổn định của cừ là Wcừ ≥ Mmax

RSuy ra Wcừ ≥ 351,68.104

Tra bảng (10 – 2) “sổ tay thiết kế nền và móng” ta chọn kiểu cọc cừ bằng thép do các

nhà máy Liên Xô sản xuất ta chọn loại cừ Π-IV có dạng mặt cắt như sau:

Hình 2.2.3 Kích thước cơ bản của cừ

Theo sổ tay thiết kế nền và móng ta tra với cừ IIIK – I có các thông số cơ bản của cừ

như sau:

Thông số cơ bản của cừ Bảng 2.2.2

Số hiệu Diện tích tiếtdiện F(cm) Trọng lượng 1mdài (kG2)

Mô men quántính I (cm4)

Mô menchống uốn

W (cm3)

2.3.THIẾT KẾ ĐÀO MÓNG

Trong xây dựng công trình thủy lợi cụm công trình đầu mối Hát Môn - Đập Đáy công

tác đào đất (đào đất hố móng cống Vân Cốc ) chủ yếu sử dụng các máy móc thiết bị cơ giới

là chính Khối lượng đất được đào bằng máy móc cơ giới chiếm tỷ lệ tới 95% ( đào hố móng, đường thi công hố móng…) tổng khối lượng đất đào Phần còn lại được đào bằng phương pháp thủ công (đào đất đệm bản đáy cống công trình, sân trước, sân sau và rãnh thoát nước …).

Các tầng đất khu vực xây dựng công trình là loại đất á sét đến sét nặng bão hòa nướcnên luôn ở trạng thái tính dính lớn, riêng lớp 5 và lớp 7 đất thuộc loại cát – á cát hạt nhỏđây là tầng chứa nước ngầm lớn nhất Hố móng luôn thi công trong điều kiện nước ngầm có

áp Khi thi công đến đâu ta có biện pháp bảo vệ hố móng và biện pháp hạ thấp mực nướcngầm đến đó đảm bảo hố móng khô ráo

2.3.1.Xác định phạm vi mở móng cho từng giai đoạn.

Từ phương án bảo vệ hố móng và biện pháp tiêu nước hố móng ta xác định phạm vi

mở móng cho từng giai đoạn như sau:

- Đợt 1: Đào móng từ cao trình mặt đất tự nhiên đến cao trình +7,0(m) bằng máy xúc gầu

xấp và ô tô tự đổ, khi đào đất đến cao trình +7,0(m) kết hợp thi công đóng hàng cừ thứ nhấtdài 6(m) vây quanh hố móng, hệ thống giếng kim và các thiết bị bơm nước để tiêu nước hốmóng cho công tác đào đất đợt 2

- Đợt 2: Đào đất từ cao trình +7,0(m) đến cao trình +5,6 (m) bằng máy xúc gầu sấp kết

hợp với ô tô tự đổ, khi đào đất đến cao trình này ta kết hợp thi công hàng cừ thứ hai dài 12m

để bảo vệ hố móng và tiến hành đóng cọc âm để xử lý nền

- Đợt 3: Đào móng từ cao trình +5,6 (m) đến cao trình +2,5 (m) bằng máy đào gầu sấp

kêt hợp với ô tô tự đổ, khi đào đến cao trình +3,0 (m) ta tiến hành hạ hệ thống giếng kimcấp 2, hệ thống bơm tiêu nước và tiếp tục thi công đến cao trình +2,5 (m)

- Đợt 4: Đào đến cao trình đáy móng công trình bằng đào thủ công để tránh việc biến

dạng và phá hoại của kết cấu đất nền từng hạng mục thiết kế sân trước, bản đáy và sân sau.Phần còn lại được tỉa bằng phương pháp thủ công:

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

21

+2.5 +5.6 +7.0

+7.0 +5.6

+3.0

Phạm vi đào móng đợt 1 Phạm vi đào móng đợt 2 Phạm vi đào móng đợt 3 Phạm vi đào móng đợt 4

Hỡnh 2.3.1.Phạm vi mở múng cho từng giai đoạn

2.3.2.Tớnh toỏn khối lượng đất đào hố múng cho từng giai đoạn

Theo tài liệu “bỏo cỏo địa chất” thỡ cao trỡnh mặt đất tự nhiờn khu vực xõy dựng cống

Võn Cốc khỏ bằng phẳng, cao trỡnh mặt đất tự nhiờn dao động từ cao trỡnh +10,0(m) đến caotrỡnh +11,8(m) ta lấy giỏ trị trung bỡnh là +11,5(m) để thiết kế và tớnh toỏn Mặt khỏc kết cấucống phần cú cao trỡnh thấp nhất của bản đỏy cống ở vị trớ chõn khay của bản đỏy cống là

- 0,6 (m) chiều sõu hố múng sõu 12,1(m) > 10(m) nờn ta bố trớ hai cơ Một cơ ở cao trỡnh+7,0(m), cơ rộng 2,5m Một cơ ở cao trỡnh +5,6(m) cú chiều rộng 2 (m) Trờn cơ bố trớ hệthống thoỏt nước

2.3.2.1 Thi cụng đào đất hố múng đợt 1

Đõy là đợt đào cú khối lượng là lớn nhất do đú thời gian đào hố múng đợt 1 cũngchiếm nhiều nhất Đào đất hố múng đợt 1 từ cao trỡnh mặt đất tự nhiờn đến cao trỡnh +7,0(m) Vỡ lớp đất đợt 1 từ bắt đầu từ mặt đất tự nhiờn nờn mặt địa hỡnh hố múng cú tớnh chất

gồ ghề gõy khú khăn cho sự di chuyển của mỏy múc Do đú cần cú biện phỏp sử lý mặtbằng cho mỏy múc thiết bị làm việc được thuận tiện

Mặt khỏc địa chất hố múng đợt 1 từ mặt đất tự nhiờn đến cao trỡnh +7,00(m) là đất ỏsột nặng – ỏ sột, lực khỏng cắt thấp cú độ dớnh tương đối lớn và đặc biệt là cú lớp đất trờncựng là loại đất sột nặng hữu cơ gõy trơn và dớnh khi cú bóo hũa nước Đường thi cụng dảimột lớp cỏt sỏi cho mặt đường và biện phỏp chống trơn khỏc Khi đào đất đến cao trỡnh +8,0

ta tiến hành hạ hàng cừ thứ nhất Khi thi cụng đến cao trỡnh thiết kế +7,0 ta hạ hệ thốnggiếng kim thứ nhất Đào đất đợt 1 khụng cú biện phỏp hạ thấp mực nước ngầm do khoảngđào nằm trờn mực nước ngầm Mặt khỏc ta chọn thời gian thi cụng là mựa kiệt mực nướcngầm nằm khỏ sõu Ta chỉ bố trớ hệ thống tiờu nước mặt để phũng cú mưa:

4257

3721 2876

3723

Hỡnh 2.3.2 Đào hố múng đợt 1

- Khối lượng đào múng đợt 1 được tớnh theo cụng thức gần đỳng sau:

GVHD:PGS.TS.Lờ Đỡnh Chung Sinh viờn:Nguyễn Văn Ngọc

22

V1 = (S1 S )2

.h2

+

(m3) (2.3.1) Trong đó: S1 là diện tích phần bao ngoài hố móng cao trình +11,5 (m), S1 = 11567(m2) S2 là diện tích phần bao hố móng cao trình +7,0(m), S2 = 9025 (m2)

h là chiều cao lớp đào, h = 11,5 – 7 = 4,5 (m)

Tính được V1 = (11567 9025).4,5

2

+

= 46332 (m3)

2.3.2.2 Thi công đào đất hố móng đợt 2: Sơ đồ như hình 2.3.3

Đào móng từ cao trình +7,0 (m) đến cao trình +5,6 (m) Vì lớp đất đào đợt 2 bắt đầu từmặt đất đào đợt 1 nên mặt bằng cũng khá gồ ghề gây khó khăn cho sự di chuyển máy móccần có biện pháp sử lý mặt bằng, cho máy ủi ủi tạo mặt bằng cho máy móc thiết bị làm việcvận chuyển

Địa chất hố móng từ cao trình +7,0(m) đến cao trình +5,6 (m) là đất á sét pha cát, á cát.Lực kháng cắt tương đối thấp độ dính tương đối nhỏ và đặc biệt lớp sét nặng gây trơn vàdính khi có bão hòa nước Tại cao trình +5,6 (m) ta hạ hàng cừ thứ 2 để chuẩn bị đào móng

+

Trong đó

+ S1 diện tích hố móng tại cao trình+7,0 (m), S1 = 9025(m2)

+ S2 diện tích hố móng tại cao trình +5,6 (m), S2 = 7473 (m3)

+ h chiều cao lớp đào h = 7,0 -5,6 = 1,4m

Suy ra : V2 = (S1 S )2

.h2

Đào thẳng đứng từ cao trình +5,6(m) xuống cao trình 2,5 m Đào hố móng đợt 3 bắt đầusau khi hàng cừ thứ hai được hạ, đóng cọc gia cố nền và hạ hệ thống giếng kim thứ 2 tại caotrình +3,0 (m) Do khối đào đợt 3 nằm dưới mực nước ngầm nên công tác tiêu nước hố móng phải được chú trọng Ngoài ra còn phải chú ý tới hiện ượng cát chảy, mạch đùn…

Do đó phải chú trọng cả tiêu nước mặt và tiêu nước ngầm

Ta có V3 = S × H

Trong đó S là diện tích hố đào S = 6844 (m2)

H chiều cao khối đào h = 5,6 – 2,5 = 3,1 (m)

Từ đó tính được V3 = 6844 × 3,1 = 21216 (m3)

2.3.2.4 Thi công đào đất hố móng đợt 4:

Đợt 4 đào từ cao trình + 2,5 xuống đến cao trình đỉnh cọc bằng máy sau đó đào thủ côngđến cao trình đáy móng công trình Khối lượng đào phần này bao gồm ba phần:

VIII = S×h = 2304 × 2,2 = 5068,8 (m3)

Phần hố móng ở bản đáy cống phải đào đến cao trình đỉnh cọc là +1,5 (m) Chiều dàylớp đất phải đào là 2,5 – 1,5 = 1m Cộng thêm khối lượng đào đât thủ công từ cao trình+1,5m đến cao trình +1,0m Khối lượng đất được tính theo công thức:

VII = S × h = 2236 × (1+0,5) = 3354 (m3)Vậy tổng khối lượng đào đất đợt 4: V4 = 5069+3354 = 8423(m3)

Ta có bảng thống kê khối lượng đất đào trong các đợt như sau:

2.3.3.Cường độ thi công đào móng

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

24

Để xác định cường độ thi công đào móng ta phải căn cứ vào thời gian thi công công trình

và thiết bị máy móc của đơn vị thi công.Thời gian thi công công trình là 1 năm và thời gianthi công đào hố móng thường chiếm 10% - 15% thời gian thi công công trình, để đẩy nhanh tiến độ thi công và ít ảnh hưởng tới các công việc khác ta kết hợp quá trình đào móng vớicác công việc bảo vệ hố móng với các công việc bảo vệ hố móng, bố trí hệ thống tiêu nước,

xử lý nền Thời gian đào móng các đợt là 45 ngày và được chia như sau:

2.3.4 Chọn máy và số lượng xe máy

Để chọn được loại máy đào thích hợp ta căn cứ vào khối lượng thi công đào Trong

công tác đào hố móng chủ yếu dùng các máy móc và thiết bị [sổ tay máy làm đất]: máy đào

một gầu model 320C dung tích gầu 1,5 (m3), máy ủi Model D6R XL cùng kết hợp với ô tôvận chuyển tự đổ khớp quay Model 725 dung tích thùng có ngọn 13,6 (m3)

- Chọn máy ủi: máy ủi có nhiệm vụ tạo mặt đường thi công, tạo mặt bằng công trường và

làm công việc phụ trợ cho máy đào và ô tô vận chuyển Do đó chỉ cần 1 máy ủi để đảmnhận toàn bộ công việc trên công trường Tra trong [sổ tay máy làm đât] Chọn 1 máy ui

Model D6R XL có dung tích làm việc 6,6 (lit)

Các thông số kỹ thuật của máy ủi model D6R XL Bảng 2.3.3

Trọng lượng hoạt động biến mô phanh li hợp KG 19000

Diện tích tiếp xúc đất với xích tiêu chuẩn m2 3,16

Chiều rộng (không có ngõng trục - xích tiêu chuẩn) m 2,44

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

25

Loại lưỡi xoay góc m 4,20

- Chọn máy đào: tra trong [sổ tay máy làm đât] chọn máy đào gầu sấp một gầu Model 320C

có dung tích gầu 1,5 (m3) các thông số cơ bản sau: Hình 2.3.6

Kí hiệu:

A − chiều cao chất tải lớn nhất với gầu có răng.

B − tầm với lớn nhất ở mức mặt đất.

C − chiều sâu đào lớn nhất.

D − chiều cao tường đứng lớn nhất.

Các kích thước như sau:

Phạm vi làm việc của máy đào gầu sấp Model 320C Bảng 2.3.4

Lắp cần tay gầu 1,9 m 5,96 8,76 5,63 4,68 5,31 7,45 8,78

- Chọn ô tô: Do dung tích gầu của máy xúc không lớn lắm V = 1,5 (m3) nên tra trong [sổ

tay chọn máy xây dựng – Tổng công ty xây dựng Sông Đà] chọn ô tô KpAZ - 25661 có các thông số kỹ thuật như sau:

Bảng thông số kỹ thuật của ô tô KpAZ - 25661 Bảng 2.3.5

Thông số kỹ thuật Ô tô KpAZ-25661

Kích thước: dài

Rộngcao

C G

17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2

21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

B F

A

Trọng lượng xe 11 tấn

* Tính toán số lượng xe máy:

Dựa vào [Định mức dự toán xây dựng công trình ] ứng với loại đất cấp I với máy đào códung tích gầu 1,5 (m3) ta tính được năng suất máy máy xúc và ô tô như sau:

Nx là năng suất máy đào (m3/ca)

Số lượng máy xúc cho từng đợt như sau:

Vậy số lượng xe phục vụ cho máy xúc là:

Bảng 2.3.5 Số lượng xe ô tô phục vụ cho máy xúc

2.3.5.Kiểm tra sự phối hợp làm việc của xe máy

Để năng suất của máy xúc và ô tô đạt cao nhất thì số lần xúc đầy ô tô phải nằm trongphạm vi cho phép Số gầu xúc đầy ô tô được xác định theo công thức:

m =

m H

Q.Kp

q .Kγ = 4 ÷ 7 (2.3.4)

Trong đó: m - là số gầu xúc đầy 1 ô tô.

Q - là tải trọng của ô tô.

q - là dung tích gầu của máy đào.

γ - dung trọng đất tự nhiên γ = 1,8 (T/m3)

Kp - hệ số tơi xốp của đất Tra bảng (6 – 7) [giáo trình thi công tập 1] Kp = 1,2

KH - hệ số đầy gầu lấy KH = 0,8

Tính được m = 12.1, 2

1,8.1,5.0,8= 6,67 Thỏa mãn điều kiện về phối hợp dung tích.Vậy ta chọn ô

tô và máy xúc như vậy là hợp lý

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

27

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ THI CÔNG BÊ TÔNG

3.1.ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG BÊ TÔNG CỐNG VÂN CỐC

Cống Vân Cốc được chia làm nhiều bộ phận, các bộ phận được liên kết với nhau bằngcác khớp nối, các bộ phận đó bao gồm:

+ Sau kết cấu bê tông chủ yếu là kết cấu thẳng đứng và khá cao

+ Khối lượng bê tông các loại là rất lớn

+ Thời gian thi công tương ngắn nên cường độ thi công tương đối lớn Do đó đòi hỏi khốilượng lớn vật tư, vật liệu và phải được cung cấp đầy đủ theo tiến độ thi công

Do đặc điểm trên khi thi công bê tông ta có thể thi công từng bộ phận công trình

3.2.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG THI CÔNG BÊ TÔNG

Công trình cống Vân Cốc chia làm nhiều hạng mục với những kết cấu phức tạp khácnhau do đó khi xác định khối lượng của toàn bộ công trình dựa vào bản vẽ mặt bằng, mặtcắt dọc và các mặt cắt bộ phận của cống

3.2.1 Tính toán khối lượng bê tông.

Khối lượng bê tông các khoảnh được tính theo bảng sau:

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

28

3.2.2 Sơ bộ xác định thời gian thi công bê tông.

Thời gian thi công bê tông được tiến hành sau khi hoàn thành các công việc sau:

- Đào đất mở móng

- Tiêu nước hố móng

- Công tác ván khuôn và gia công cốt thép

Theo kế hoạch thi công công trình trong 6 tháng mà ta thi công hố móng mất 1 thángnhư vậy công tác đổ bê tông trong vòng 5 tháng

3.3 PHÂN KHOẢNH VÀ PHÂN ĐỢT ĐỔ

3.3.1 Mục đích

* Mục đích của việc phân khoảnh đổ

- Các cấu kiện bê tông trong công trình thủy lợi thường có thể tích và diện tích lớn, mặtkhác có khe co giãn, khe lún, khe thi công, các khớp nối Đồng thời do điều kiện thi côngnên công trình không thể đổ bê tông một lần xong ngay mà phải phân chia làm nhiềukhoảnh

- Phân khoảnh hợp lý đảm bảo chất lượng, tăng nhanh tốc độ thi công, tránh được nứt

nẻ hoặc sinh khe lạnh cho công trình trong quá trình thi công cũng như quá trình sử dụng,đồng thời tạo điều kiện thi công được dễ dàng và tăng được tốc độ xây dựng

* Mục đích của việc phân chia khoảng đổ

Các công trình thủy lợi thường có khối lượng rất lớn và nhiều bộ phận hợp thành côngtrình, các công trình đều được đều được thi công theo một sơ đồ công nghệ nhất định việcphân đợt đổ bê tông một cách khoa học tạo cho công trình được thi công thuận lợi tiết kiệnchi phí xây dựng

3.3.2 Phân chia khoảnh đổ

Khoảnh đổ bê tông là vị trí đổ bê tông tại đó có cốt thép và ván khuôn đã lắp dựng Kíchthước khoảnh đổ được giới hạn bởi các khớp nối và các khe thi công Tùy vào cấu tạo củacông trình mà ta phân chia khoảnh đổ cho hợp lý để tạo điều kiện thuận lợi cho thi công.Việc phân chia khoảnh đổ được lập thành bảng (Bảng phân chia khoảnh đổ)

*Nguyên tắc chung khi phân chia khoảnh đổ:

- Cường độ thi công gần bằng nhau để phát huy khả năng làm việc của máy và đội thi công

- Các khoảnh trong cùng một đợt không quá xa nhau để tiện cho việc bố trí thi công nhưngcũng không quá gần nhau gây khó khăn cho việc lắp dựng ván khuôn và mặt bằng thi côngquá hẹp

- Tiện cho việc bố trí tram trộn, đường vận chuyển và việc thi công các khe khớp nối

- Đổ bê tông theo trình tự từ dưới lên trên Thuận tiện cho việc thi công các khe, khớp nối

3.3.3 Phân đợt đổ bê tông.

Đợt đổ bê tông là khối lượng bê tông được đổ liên tục trong một khoảng thời gian nhấtđịnh Khi phân đợt đổ bê tông phải đảm bảo nguyên tắc:

- Cường độ đổ bê tông các đợt gần giống nhau để phát huy khả năng làm việc của máy móc

và các đội thi công

- Khối lượng của mỗi đợt đổ không nên quá lớn dẫn đến việc đổ bê tông phải kéo dài ảnhhưởng đến sức khỏe của công nhân (Thường 2 – 3 ca liên tục là hợp lý)

- Thuận lợi cho việc bố trí thi công: tiện cho việc bố trí trạm trộn bê tông và đường vậnchuyển, vị trí các khoảnh đổ trong một đợt không nên quá xa nhau

- Theo trình tự trước sau, đợt đổ trước không gây cản trở thi công cho đợt sau Khi thực hiệnđợt đổ sau không làm ảnh hưởng đến chất lượng bê tông của đợt đổ trước

- Thuận lợi cho việc thi công các khe, khớp nối, thông thường hai khoảnh đổ sát nhau nên

bố trí ở hai đợt đổ khác nhau

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

39

Mỗi đợt đổ bao gồm:

- Xử lý tiếp giáp

- Lắp dựng cốt thép

- Lắp dựng ván khuôn

- Đổ bê tông vào khoảnh đổ

Dưỡng hộ bê tông và tháo dỡ ván khuôn

Thời gian mỗi đợt đổ kéo dài từ 5 ÷ 7 ngày (Cứ từ 5 ÷ 7 đơn vị thời gian chuẩn thì có 1đơn vị thời gian đổ bê tông ) Số đợt đổ được tính theo công thức: N ≤ M

TTrong đó N là số đợt đổ

M là tổng số ngày thực tế thi công

T số ngày đổ bê tông 1 đợt

Số ngày thực tế trong thời gian thi công có thể chọn phụ thuộc vào giai đoạn thi công thờigian đổ bê tông là 6 tháng bắt đầu từ 1/1/2007 kết thúc vào tháng 30/6/2007 Trong đó mùakhô kéo dài đến tháng 4.Mùa khô thi công 26 ngày/tháng và mùa mưa là 16 ngày Số ngàythực tế thi công là 153 ngày Mỗi đợt là 6 ngày Suy ra số đợt đổ bê tông: N = 153

6 = 23 đợt.

Từ những nguyên tắc nêu trên ta có bản phân đợt đổ bê tông và cường độ đổ bê tông

Bảng dự kiến phân đợt đổ bê tông Bảng 3.3.1

Đợt

Khối lượng

bê tông thànhkhí (m3)

Khối lượngvữa bê tông(m3)

Thời gian

đổ bêtông (ca)

Cường độ

đổ bê tông(m3/h)

Ghi chú: TCTL22 – Tường cánh thượng lưu khoảnh 2.

TCHL11 – Tường cánh hạ lưu khoảnh 1

TG2(+3÷+6,1) – Tường giằng số 2 từ cao trình +3,0 đến cao trình +6,1

TG1(+11,2÷+14)T+Dầm (+11,2) – Tường giằng số 1 từ cao trình +12 đến +14,0bên trái và toàn bộ dầm tại cao trình +11,2

TP5 + CGT + TN – Là trụ pin phần 5 + Cầu giao thông + Tường ngực

Với 1 ca = 8 giờ (1 khíp = 4 ÷ 6 giờ ) Một tháng bố trí 5 đợt đổ, mỗi đợt đổ kéo dài 6ngày Mỗi đợt đổ kéo dài tối đa là 3 ca đổ Còn lại là công tác chuẩn bị , bảo dưỡng, xử lýkhuyết tật, bảo dưỡng, nghiệm thu …

Ta có biểu đồ cường độ Q~T như sau:

[Định mức dự toán xây dựng cơ bản] được ghi trong Bảng 3.3.2 với đường kính lớn nhất

cốt liệu dmax =20 ÷ 40mm, xi măng PC 30:

Bảng dự trù vật liệu cho chộn bê tông cống Vân Cốc Bảng 3.3.2

BT

Khối lượng(m3)

3.4.CÁC PHƯƠNG ÁN THI CÔNG BÊ TÔNG

Từ đặc điểm công trình có các phương án thi công bê tông:

a Phương án 1.

Trộn bê tông bằng máy sau đó vận chuyển vữa và đổ vào khoảnh bằng thủ công Đặttrạm trộn gần vị trí đổ dùng xe cải tiến trở vật liệu đến trạm trộn, đổ trực tiếp vào khoảnh đổhoặc bằng máy dẫn đến khoảnh đổ, phễu, vòi voi…

b Phương án 2.

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

41

Thi công bằng cơ giới lợi dụng độ dốc của mái hố móng dùng máng chuyển bê tông từ trạm trộn vào các khoảnh đổ hoặc đổ vào các thùng chuyên dụng dùng cần cẩu đưa trực tiếpvào khoảnh đổ.

Từ hai phương án trên ta phân tích ưu nhược điểm để lựa chọn phương an:

* Với phương án 1:

- Ưu điểm: Có thể vận chuyển bê tông trong mọi điều kiện địa hình phức tạp thích hợp với

thi công có trạm trộn trung bình, trạm trộn có năng suất nhỏ, gọn nhẹ

- Nhược điểm: Phải dùng nhiều nhân lực và phải có cầu công tác mà mặt bằng công trường

không lớn gây cản trở thi công và phải qua nhiều khâu trung gian, khó khăn khi đổ lên cao(tường ngực, trụ bin, trụ bin…)

* Với phương án 2:

- Ưu điểm: Có thể thi công nhanh đổ được các khoảnh có khối lớn, thời gian ngắn, giảm chi

phí cầu công tác, nhanh chống đưa công trình vào sử dụng

- Nhược điểm: Do thời gian thi công ngắn, cường độ thi công lớn gây mệt mỏi cho công

nhân và gây tốn kém khi nghỉ thi công vì nhiều máy móc và công nhân

Qua việc phân tích các phương án trên ta chọn phương án 2 để thi công cống Vân Cốc

3.5.TÍNH TOÁN CẤP PHỐI BÊ TÔNG.

Xác định thành phần cấp phối bê tông cho 1m3 bê tông theo mác thiết kế phù hợp vớiđiều kiện vật liệu tại hiện trường đảm bảo hai yêu cầu kinh tế và kỹ thuật Công trình cốngVân Cốc có khối lượng bê tông theo mác bê tông sử dụng trong công trình là:

- Bê tông M100: Do khối lượng không lớn lắm và theo [Tiêu chuẩn 14 TCN 59 – 2002]

mục 4.1.2 của phần 4 “yêu cầu kỹ thuật khi thi công bê tông” Ta có thể dùng bảng tra sẵn,

không cần điều chỉnh cấp phối của cát sỏi hay đá dăm

- Bê tông M200 Với bê tông có mác lớn hơn 100 bê tông có các yêu cầu đặc biệt (chốngthấm, chống ăn mòn …) thì không dùng các bảng tính sẵn mà chọn thành phần vật liệu trên

cơ sở các thí nghiệm cụ thể để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và kinh tế

3.5.1 Xác định cấp phối cho 1m 3 bê tông M100

Bê tông M100 được dùng để đổ lớp lót bản đáy công trình cho nên để dễ cho thi công tachọn độ sụt của bê tông lớn S = 4 ÷ 8. Dựa vào bảng 5-33 [Giáo trình vật liệu xây dựng –

ĐHTL] với mác xi măng là M200 và mác bê tông M100 ta tra được tỷ lệ nước/Ximăng N

X = 0,75 Từ đó dựa vào bảng 5 – 23 [Giáo trình vật liệu xây dựng – ĐHTL] ta xác địnhđược thành phần cấp phối cho 1m3 bê tông như sau:

+ Cát : 664 (kg).

+ Đá : 1279 (kg)

+ Nước : 141 (lít)

Để xác định lại lượng nước cần dùng ngay sau khi trộn bê tông xong ta tiến hành đo lại

độ sụt tại hiện trường, nếu độ sụt đảm bảo yêu cầu thì không cần cung cấp thêm nước, nếu

độ sụt không đảm bảo thì tùy từng trường hợp mà có thể thêm hoặc bớt nước

3.5.2.Xác định cấp phối cho 1m 3 bê tông M200

* Xác định độ sụt của bê tông

Độ sụt của vữa bê tông phụ thuộc vào loại kết cấu, điều kiện thi công Độ sụt được xác

định theo bảng 4.1 của [Tiêu chuẩn ngành 14TCN 59 – 2002] ta có độ sụt của bê tông với

bê tông khối lớn và với cát vừa và to không pha phụ gia giảm nước: S = 2÷ 4

* Chọn tỉ lệ nước/ Xi măng (N/X)

- Xác định lượng nước trong 1 m3 bê tông:

Lượng nước trong 1m3 được xác định theo bảng 5-32 [Giáo trình vật liệu xây dựng] với

độ sụt S = 2 ÷4 và kích thước đá lớn nhất dmax = 40 (mm) tra được lượng nước cho 1m3 bêtông là 180 (lít/m3)

- Xác định tỷ lệ N/ X được tính theo công thức sau: [Giáo trình vật liệu xây dựng – ĐHTL]:

- Rx, Rb là cường độ của xi măng và bê tông ở ngày 28

- A1, A là hệ số tra bảng 5 -18 [Giáo trình vật liệu xây dựng ] với vữa dẻo chất lượng tốt

X trên chọn trị số nhỏ hơn Vậy chọn trị số

= 1800,55= 327 (kg) (5.3.3)

So sánh với lượng xi măng tối thiểu trong 1m3 bê tông ứng với điều kiện công trình được

nêu trong bảng 5- 34 [Giáo trình vật liệu xây dựng] là X =240 kg Chọn giá trị lớn nhất,

vậy chọn lượng xi măng X = 327 (kg)

* Xác định lượng vữa hồ trong 1m3 bê tông ta có:

Vh =

ax

XN+

3271803,1 + = 285,5 (lit)

GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

43