đồ án thi công đập dâng bồng sơn

Theo tài liệu thiết kế ta có các thông số: - Ta coi mặt cắt lòng sông có dạng kênh hình thang ứng với cao trình đáy sông Zds=-1,0 Bề rộng của lòng sông tại đoạn thu hẹp: Bs = 155m Lưu

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1.Vị trí công trình 1

1.2 Nhiệm vụ công trình 1

1.2 Nhiệm vụ 1

1.3 Qui mô, kết cấu các hạng mục công trình 1

1.3.1 Quy mô 1

1.3.1.2 Kết cấu công trình 1

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 2

1.4.1 Điều kiện địa hình 2

1.4.2 Điều kiện khí hậu thủy văn và đặc trưng dòng chảy 2

1.4.2.1 Các yếu tố về khí tượng 2

1.4.2.2 Các yếu tố thủy văn 3

1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn 3

1.4.3.1.Địa chất công trình 3

1.4.3.2 Địa chất thủy văn 4

1.4.4 Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực 4

1.4.4.1 Khái quát 4

1.4.4.2 Cơ sở hạ tầng kỹ thuật 5

1.5 Điều kiện giao thông vận tải 6

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước 6

1.6.1 Vật liệu đất 6

1.6.2 Mỏ vật liệu cát sỏi 6

1.6.3 Mỏ vật liệu đá 6

1.6.4.2 Cung cấp nước 6

1.7 Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực 6

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt 7

1.9 Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công 7

1.9.1 Khó khăn 7

1.9.2 Thuận lợi 7

CHƯƠNG 2 CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 8

2.1 Dẫn dòng thi công 8

2.1.1 Mục đích, yêu cầu và tầm quan trọng của công tác dẫn dòng 8

2.1.2 Lựa chọn tần suất thiết kế, thời đoạn và lưu lượng thiết kế dẫn dòng 8

2.1.2.1 Tần suất thiết kế dẫn dòng 8

2.1.2.2 Thời đoạn dẫn dòng và lưu lượng thiết kế dẫn dòng 8

2.1.3 Đề xuất phương án dẫn dòng 9

2.1.3.1 Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến dẫn dòng thi công 9

2.1.3.2 Đề xuất các phương án dẫn dòng và tổng tiến độ thi công 9

2.1.3.3 So sánh lựa chọn phương án dẫn dòng 11

2.1.4 Tính toán thủy lực và điều tiết dòng chảy phương án chọn 12

2.1.4.1 Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp 12

2.1.4.2.Ứng dụng kết quả tính toán 15

2.1.4.3.Ứng dụng kết quả tính toán 16

2.1.5 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua phần đập đã thi công xong từ đoạn I,II,III IV,V, VI, mùa khô và mùa lũ năm thứ 2 17

2.1.5.1 Mục đích .17

2.1.5.2 Nội dung tính toán 17

2.1.6 Thiết kế sơ bộ các công trình dẫn dòng theo phương án chọn 18

2.1.6.1 Thiết kế đê quai 18

2.1.6.2 Thiết kế đê quai dọc 19

2.1.6.3 Khối lượng dẫn dòng thi công phương án chọn 19

2.2 Ngăn dòng 20

2.2.1 Tầm quan trọng của ngăn dòng 20

2.2.2 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng 20

2.2.2.1 Chọn ngày tháng ngăn dòng 20

2.2.2 Chọn tần suất thiết kế ngăn dòng 20

2.2.2.3 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng 20

2.2.3.1.Vị trí và độ rộng cửa ngăn dòng 20

2.2.3.2 Xác định bề rộng cửa ngăn dòng 21

2.2.3.3.phương án ngăn dòng và tổ chức thi công ngăn dòng 21

2.2.3.4 Tính toán thũy lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng 22

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ THI CÔNG ĐẬP DÂNG BẰNG BÊ TÔNG 26

3.1 Thi công hố móng 26

3.1.1 Xác định phạm vi mở móng 26

3.1.2 Nguyên tắc thiết kế mở móng 26

3.1.3 Tính toán khối lượng đào móng bể tiêu năng, sân thượng lưu, hạ lưu 26

3.1.4 Xác định cường độ đào móng 29

3.1.5 Đề xuất và lựa chọn phương án đào móng .29

3.1.6 Tính toán số lượng xe máy theo phương án chọn 30

3.1.7 Tính toán tiêu nước hố móng 31

3.1.7.1 Đề xuất và lựa chọn phương án tiêu nước hố móng 31

3.1.7.2 Tính toán tiêu nước hố móng năm 1 32

3.1.7.3 Tính toán tiêu nước hố móng năm 2 37

3.1.8 Tổ chức thi công xử lý nền bằng cọc bê tông 40

3.2 Công tác thi công bê tông 40

3.2.1 Phân chia đợt đổ, khoảnh đổ bê tông 40

3.2.1.1 Nguyên tắc chung phân chia đợt đổ, khoảnh đổ 40

3.2.1.2 Phân chia đợt đổ, khoảnh đổ bê tông 41

3.2.1.3 Thiết kế các cấp phối bê tông, cấp phối vữa 51

3.3 Chọn máy trộn, máy vận chuyển, máy đầm bê tông 62

3.3.1 Máy trộn 62

3.3.1.1 Tính toán các thông số của máy trộn 63

3.3.1.2 Bố trí mặt bằng trạm trộn 65

3.3.1.3 Năng suất trạm trộn 66

3.3.2 Tính toán công cụ vận chuyển 66

3.3.3 Đổ, san, đầm và dưỡng hộ bê tông 69

3.4 Công tác ván khuôn và cốt thép 73

3.4.1 Thiết kế ván khuôn tiêu chuẩn 73

3.5 Công tác cốt thép và công tác khác 79

3.5.1 Khối lượng thép 79

3.5.2 Vật liệu cho công tác cốt thép 81

3.5.3 Kiểm tra cốt thép 81

3.5.4 Kiểm tra chứng chỉ cốt thép 82

3.5.5 Gia công cốt thép 82

3.5.6.Các công tác khác 84

CHƯƠNG 4 KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG 87

4.1.Kế hoạch tổng tiến độ thi công 87

4.1.1.Mục đích và ý nghĩa 87

4.1.2.Kế hoạch tổng tiến độ thi công các hạng mục 87

4.2.Phương pháp lập tiến độ theo sơ đồ đường thẳng 88

CHƯƠNG 5 BỐ TRÍ MẶT BẰNG 96

5.1 Những vấn đề chung 96

5.1.1 Nguyên tắc cơ bản .96

5.1.2 Trình tự thiết kế mặt bằng 96

5.1.3 Chọn phương án bố trí mặt bằng 97

5.2 Công tác kho bãi 97

5.2.1 Xác định lượng vật liệu dự trữ trong kho 97

5.2.2 Xác định diện tích kho 98

5.3 Tổ chức cung cấp điện - nước trên công trường 98

5.3.1 Tổ chức cung cấp nước 98

5.3.1.1 Xác định lượng nước cần dùng 98

5.3.1.2 Lựa chọn nguồn nước 101

5.3.2 Tổ chức cung cấp điện 101

5.4 Bố trí quy hoạch nhà tạm thời trên công trường 102

5.4.1 Xác định số người trong khu nhà ở 102

5.4.2 Xác định diện tích nhà ở và diện tích chiếm chổ của khu vực xây nhà 103

5.4.3 Sắp xếp bố trí nhà ở và kho bãi 103

5.5 Đường giao thông 104

5.5.1 Đường thi công ngoài công trường 104

5.5.2 Đường thi công trong công trường 104

5.6 Công tác an toàn lao động và vệ sinh môi trường 104

CHƯƠNG 6 DỰ TOÁN 106

6.1.Mục đích của việc lập dự toán 102

6.2.Ý nghĩa của việc lập dự toán 102

6.3.các cơ sở lập dự toán 102

6.3.1.chi phí trực tiếp 103

6.3.2.chi phí chung 103

6.3 3 thu nhập chịu thuế tính trước 103

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG1.1 Vị trí công trình

Đập dâng Bồng Sơn Thị trấn Bồng Sơn + Xã Hoài Xuân, Huyện Hoài Nhơn, tỉnhBình Định cuối thị trấn và cách cầu đường bộ Bồng Sơn (QL1A cũ) khoảng 3km về phía hạĐập dâng Bồng Sơn được xây dựng trên sông Lại Giang, vị trí tuyến đập dự kiến nằm lưutheo chiều dài sông Vị trí tuyến đập có tọa độ địa lý theo tọa độ VN2000 như sau:

Giữ ngọt tạo nguồn cấp nước tưới cho 500ha lúa

Tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho thị trấn Bồng Sơn và vùng lân cận, kết hợp cải tạomôi trường sinh thái đảm bảo cảnh quan khu vực

1.3 Quy mô kết cấu các hạng mục công trình

- Diện tích tưới hoặc diện tích tự nhiên khu tiêu 103ha

- Công trình cấp nguồn nước chưa xử lý cho ngành sử dụng nước

- Đập bê tông cốt thép các loại và các công trình thũy lợi chịu áp lực có chiều cao,m

- Công trình Đập Dâng Bồng Sơn là công trình cấp II

1.3.1.2 Kết cấu công trình Aấp công trình : cấp IV

Bảng 1-1: Các thông số kỹ thuật công trình

1 Diện tích lưu vực Flv km2 1300

2 Chiều dài sông chính Ls km 75,7

3 Độ dốc trung bình lòng sông Js 000 10, 3

4 Lưu lượng bình quân Qo m3/s 61,2

5 Tổng lượng dòng chảy Wo 106m3 1926,9

6 Lưu lượng bình quân năm Q (p=85%) m3/s 34,9

7 Lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất

4 Diện tích mặt hồ trên sông ứng với mặt nước thiết kế ha 164,40

7 Loại cửa van Cửa sập thép ,trục dưới

11 Tổng chiều dài đập (kể cả tường trụ) m 141

12 Thiết bị vận hành Piaton thủy lực

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình

Đặc điểm độ dốc địa hình lớn, vào mùa mưa nước sông dâng nhanh kết hợp triềucường gây ngập lụt vùng đồng bằng hạ lưu, mùa khô lòng sông cạn kiệt gây thiếu nước sinhhoạt và sản xuất nông nghiệp cho nhân dân trong vùng, ảnh hưởng đến sự phát triển của địaphương

1.4.2 Điều kiện khí hậu thủy văn và đặc trưng dòng chảy

Vùng xây dựng công trình chịu ảnh hưởng nhiệt đới gió mùa, được chia làm hai mùa:Mùa mưa và mùa khô

Lượng mưa năm lưu vực sông Lại Giang tương đối lớn tuy nhiên phân bố rất khôngđều theo không gian và thời gian, thời gian mưa tập trung nhiều vào 4 tháng cuối năm(tháng 9 đến thàng12) từ tháng 1 đến tháng 8 là mùa khô kéo dài lượng mưa nhỏ, gây ranhiều khó khăn cho sản xuất nông nghiệp

min = 13,20Nhiệt độ bình quân năm: T0

bq= 26,00 Lượng mưa bình quân năm lưu vực là : Q0 = 61,2 m3/s

b Độ ẩm không khí:

Độ ẩm không khí trung bình năm: Utb = 82%

Độ ẩm không khí thấp nhất trong năm: Utb = 37%

c.Tốc độ gió:

Tốc độ gió lớn nhất trong năm: V = 2,2m/s

Tốc độ gió trung bình trong năm:

Tốc độ gió bình quân lớn nhất trong năm:

d Lượng bốc hơi:

Lượng bốc hơi bình quân lưu vực: Zbqlv = 1015,3mm

Bốc hơi mặt nước: Zn = 1015,3mm

Tổn thất do bốc hơi: ∆Z = 1015,3mm

Bảng 1-2: Phân phối lượng bốc hơi theo tháng

Zpiche 67,0 66,0 82,0 87,8 96,8 114,5 129,1 117,2 67,3 59,4 60,7 67,0 1015,3

Mùa mưa thường từ tháng 09 dến tháng 12

Mùa khô thường từ tháng 01 đến tháng 08

1.4.2.2 Các yếu tố thủy văn

Dòng chảy năm và phân phối dòng chảy năm

Đập dâng Bồng Sơn có diện tích lưu vực là F = 1300km2

Lớp 3: Sét nặng xám nâu vàng, xám xanh ẩm, dẻo mềm, dẻo cứng kém chăt, phân bổ

ở khu vực hai vai bề dày tại hố đào HD5 là 3,0(m)

Lớp 7: Sét nặng, xám nâu, xám vàng, xám xanh, ẩm, dẻo mềm phân bố ở khu vựclòng suối, bề dày thay đổi từ 3,5-3,7(m)

Lớp 8: Á sét nặng hạt cát chứa sỏi, xám vàng xàm nâu đỏ, xám xanh, ẩm, dẻo mềm,kém chặt phân bố ở khu vực lòng suối, chiều dày thay đổi từ 4,5-5,3(m)

Lớp 9: Á sét nặng, nâu đỏ gạch, đốm xanh hơi ẩm, dẻo cứng nửa cứng chặt, phân bố

ở khu vực lòng suối chiều dày chưa xác định

Lớp 10: Đá granodiorit biotit-horblend tonalite phong hóa hoàn toàn, nâu đỏ xámtrắng, xám vàng đa số biến thành á sét, nỏn khoan ở dạng mềm bở có thể bóp vụn thành cáchạt rời bằng tay, phân bố ở khu vực lòng suối, chiều dày chưa xác định.

1.4.3.2 Địa chất thủy văn

Sông Lại Giang bắt nguồn từ các dảy núi có độ cao từ 900-1000(m), gồm 2 nhánhsông lớn là sông An Lảo và sông Kim Sơn

Mạng lưới sông suối khu vưc Lại Giang tương đối dày Ngoài 2 nhánh sông lớn làsông An Lão và sông Kim Sơn còn có rất nhiều các nhánh sông nhỏ phân bố dạng nan quạt

đổ vào sông Lại Giang

Thượng lưu sông Lại Giang là vùng núi cao, rừng tự nhiên còn phong phú, phầntrung lưu là vùng mới trồng do ảnh hưởng của khai thác Nhìn chung bề mặt lưu vực thảmphủ cua lưu vực sông Lại Giang đả bị khai thác nhiều của con người nên tác động đáng kểđến sự điều tiết của lưu vực

Kết quả đổ nước thí nghiệm cho các hệ số thấm của các lớp như sau

- Lớp 1: Hệ số thấm k=2.81x10-3cm/s

- Lớp 2: Hệ số thấm k=2.6x10-3cm

- Lớp 3: Hệ số thấm k=2.0x10-4cm

Loại nước: Bicacbonat Clorua-NatriCanxi, kết quả thí nghiệm cho thấy nước có tính

ăn mòn HCO3,CO2 tự do

1.4.4 Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực

1.4.4.1 Khái quát

Hoài Nhơn là huyện phía cực bắc của tinh Bình Định giáp với tinh Quảng Ngãi diệntích tự nhiên toàn huyện là 421.50km2 tổng dân số toàn huyện là 206.043 người, theo tài liệuthống kê của địa phương trong vùng dự án thì tình hình dân số tính đến năm 2010 như sau

Nữ % 51,49

5

Tổng số lao động người 119914

Nông lâm nghiệp người 55330

1.4.4.2 Cơ sở hạ tầng kỹ thuật

Giao thông

Hệ thống giao thông đối ngoại tương đối thuận lợi

Trục quốc lộ 1A qua Thị Trấn tạo điều kiện thuận lợi về giao lưu với các khu vực.Các tuyến đường tỉnh lộ 629,630 nối thị trấn với khu vực Tây - Bắc

Tuyến đường sắt Bắc - Nam (chiều dài qua trung tâm thị trấn khoảng 1,4km với gaBồng Sơn) đảm bảo nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách

Đường ven biển ĐT 639 ( Nhơn Hội –Tam Quan ) đi qua các xã ven biển như: Hoài

Mỹ, Hoài Hương, Hoài Hảo, Hoài Thanh, Tam Quan Nam, Tam Quan Bắc và nối với quốc

lộ 1A

Đường nội bộ thị trấn Bồng Sơn, Hoài Mỹ, Hoài Xuân và các khu vực lân cận, phầnlớn đã được nâng cấp, xây dựng Mạng lưới đường nội bộ hầu hết đã được thảm nhựa, bêtông xi măng

Thủy lợi

Hoài Mỹ

Tổng chiều dài các tuyến kênh mương 23.000m Chiều dài đã được bê tông hóa500m với 4 trạm bơm, ngoài ra còn có các đập tưới: Đập Thống Nhất, hồ Cây Khê thônXuân Vịnh

Hoài Xuân

Hệ thống thủy lợi phục vụ tưới tiêu cho sản xuất có diện tích là 2788ha Hiện tại đã

bê tông hóa đoạn mương N22 từ ngã 3 chia nước Thái Lai giáp Hoài Hương dài 3600m, cácđoạn mương tưới tiêu còn lại hàng năm bị sạt lở phải gia cố

Giáo Dục-Đào Tạo

Thị trấn Bồng Sơn:

Phong trào giáo dục ở thị trấn thật sự chuyển biến Cơ sở vật chất tiếp tục được đầu

tư xây dựng, không còn học sinh bỏ học

Văn hóa –thông tin –thể dục - thể thao, truyền thanh

Thị trấn Bồng Sơn

Các hoạt động văn hóa –thông tin –thể thao –truyền thanh phát triển khá, chất lượnghoạt động ngày càng tốt hẳn hơn Phong trào toàn dân đoàn kết xây dựng đời sống văn hóa

ở khu dân cư được triển khai sâu rộng

Xã Hoài Mỹ và Hoài Xuân

Các hoạt động văn hóa, thông tin đài truyền thanh đã có nhiều cố gắng trong hoạtđộng tuyên truyền các chủ trương chính sách của Đảng, pháp luật của nhà nước và nhiệm vụchính trị của xã hội đến với nhân dân, phục vụ tốt các ngày lễ lớn, tết nguyên đán hàng năm

1.5 Điều kiện giao thông vận tải

Hệ thống giao thông đối ngoại tương đối thuận lợi

Trục quốc lộ 1A qua Thị Trấn tạo điều kiện thuận lợi về giao lưu với các khu vực.Các tuyến đường tỉnh lộ 629, 630 nối thị trấn với khu vực Tây -Bắc

Tuyến đường sắt Bắc - Nam (chiều dài qua trung tâm thị trấn khoảng 1,4km với gaBồng Sơn) đảm bảo nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách

Đường ven biển ĐT 639 ( Nhơn Hội –Tam Quan ) đi qua các xã ven biển như: Hoài

Mỹ, Hoài Hương, Hoài Hảo, Hoài Thanh, Tam Quan Nam, Tam Quan Bắc và nối với quốc

lộ 1A

Đường nội bộ thị trấn Bồng Sơn, Hoài Mỹ, Hoài Xuân và các khu vực lân cận, phầnlớn đã được nâng cấp, xây dựng Mạng lưới đường nội bộ hầu hết đã được thảm nhựa, bêtông xi măng

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước

1.7 Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực

Vật tư thịết bị: Hiện nay trên thị trường trong nước có rất nhiều chủng loại có thể

cung ứng theo yêu cầu công trình

Nguyên vật liệu: Sắt thép, xi măng có thể mua ngay tại thị trấn Bồng Sơn, khả năng

cung cấp dồi dào đáp ứng được nhu cầu của dự án

Nhiên liệu: Hiện nay nhiên liệu trong nước nói chung và vùng dự án có thể cung cấp

đầy đủ cả về số lượng củng như chất lượng

Điện: Hệ thống lưới điện chạy ngang qua vị trí công trình và đang cấp điện cho 2

trạm bơm Hoài Xuân và Hoài Mỹ

Thông tin liên lạc: Điện thoại đã có đến tại địa phương gần với công trình Vùng xây

dựng nằm trong vùng phủ sóng của mạng lưới điện thoại di động Vinaphone, Mobiphone,viettel nên việc liên lạc bằng điện thoại di động rất thuận lợi

Nhân lực: Công trình đập dâng bồng sơn là công trình có qui mô lớn đặc biệt là đập

bê tông, có tính chất kĩ thuật phức tạp các công việc hầu hết thi công bằng cơ giới từ làmđất, đào móng, đến đổ bê tông…….Công trình được các đơn vị thi công lớn trong nước đảmnhiệm thông qua đấu thầu tình hình cung ứng nhân lực tại địa phương là rất lớn, nhưng hầuhết là lao động không có tay nghề, chưa được đào tạo vì vậy đối với công trình đầu mốikhông lợi dụng được nhân lực của địa phương

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt

Thời gian thi công là 2 năm bắt đầu từ tháng 01 năm 2014

1.9 Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công

1.9.1 Khó khăn

Xây dựng công trình bê tông khối lớn trong vùng khô nóng nhất nước ta Vì vậy việckhống chế nhiệt trong quá trình thủy hóa của bê tông là một vấn đề khó cần tiếp tục được đisâu nghiên cứu

Là công trình lớn có tính chất kĩ thuật phức tạp, hiện trường thi công lại chật hẹp,điều kiện thi công khó khăn

1.9.2 Thuận lợi

Điều kiện địa chất nền đập tương đối tốt rất thuận lợi cho việc xây dựng đập bê tôngCông tác chặn dòng đơn giản vì lưu lượng chặn dòng vào mùa kiệt là khá nhỏ

Chương 2 CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG2.1 Dẫn dòng thi công

2.1.1 Mục đích, yêu cầu và tầm quan trọng của công tác dẫn dòng

Công trình đầu mối được xây dựng trên sông Lại Giang Trong quá trình xây dựngcông trình cần phải đảm bảo cung cấp một lượng nước tối thiểu cho hạ lưu nhằm thỏa mãncác điều kiện sinh thái, vệ sinh môi trường, các yêu cầu nước cho sinh hoạt và nguồn nướctưới cho nhân dân địa phương

Thời gian xây dựng công trình dự kiến là 2-3năm, dòng chảy trong một năm thủy văn

có nhiều biến đổi Vì vậy cần phải đắp đê quai dọc, đê quai thượng lưu và đê quai hạ lưucho từng thời đoạn dẫn dòng hợp lí để việc thi công được an toàn

Do điều kiện địa hình của sông lòng sông là sông hẹp, bờ dốc, không tích nước quácao dẫn đến gây cản trở công tác thu dọn lòng hồ và ngập các bãi vật liệu và công trình phục

vụ thi công

Như vậy dẫn dòng thi công là một phần việc rất quan trọng trong xây dựng đầu mốicông trình thủy lợi Nó quan hệ chặt chẻ giữa thiết kế thủy công và thiết kế tổ chức thi công.

Sơ đồ dẫn dòng thi công ảnh hưởng đến việc bố trí tổng thể công trình đầu mối và trình tựxây dựng chúng đồng thời ảnh hưởng đến tiến độ thi công và cuối cùng là giá thành xâydựng công trình Sơ đồ dẫn dòng thi công hợp lí phải là một sơ đồ đơn giản nhất, an toàn vàgiá thành hạ

2.1.2 Lựa chọn tần suất thiết kế, thời đoạn và lưu lượng thiết kế dẫn dòng

2.1.2.2 Thời đoạn dẫn dòng và lưu lượng thiết kế dẫn dòng

Căn cứ vào tài liệu thủy văn, các đặc trưng dòng chảy tính toán, qui mô, khối lượng

và khả năng thi công, tiến độ xây dựng công trình Chọn thời đoạn dẫn dòng thi công theotừng mùa

Mùa khô từ tháng 01đến tháng 08 Lưu lượng dẫn dòng là Qmua kiệt= 1030m3/s

Mùa lũ từ tháng 09 đến thán 12 Lưu lượng lũ thi công là Qlũmax10% = 4334 m3/s

2.1.3 Đề xuất phương án dẫn dòng

2.1.3.1 Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến dẫn dòng thi công

a Điều kiện thủy văn

Chế độ dòng chảy khu vực lòng sông chia làm hai mùa rõ rệt:

Mùa khô từ tháng ( 01 đến tháng 08 ) Lưu lượng lớn nhất các tháng ứng với tần suấtđược thể hiện trong (bảng 1-4) chương 1

Mùa lũ từ tháng 09 đến tháng 12 Lưu lượng lớn nhất ứng với tần suất P = 10% là

Qlũmax10% = 4334 (m3/s)

b Điều kiện địa hình

Tại tuyến xây dựng công trình hẹp, đặc điểm độ dốc lớn dung tích lớn khả năng điềutiết rất hạn chế Chiều rộng lòng sông khoảng 155m Trên phần lớn diện tích khu vực lòng

sông chủ yếu là lớp sỏi nhỏ và á sét liền khối cứng chắc, Phù hợp với dẫn dòng thi côngqua, lòng sông thu hẹp và qua đập đang thi công dỡ.

c Điều kiện địa chất

Lòng sông là nền chủ yếu là đất sét và cát thạch anh chứa sỏi nên không thể chịuđược lưu tốc lớn có thể bị xói lở lòng dẫn

d Đặc điểm kết cấu công trình

Đập dâng nước bằng bê tông nên có thể cho phép nước tràn qua phần đập đã thi côngxong để xả lũ chính vụ

2.1.3.2 Đề xuất các phương án dẫn dòng và tổng tiến độ thi công

Thời gian thi công phương án 1 là 2 năm từ tháng 1/2014 đến tháng 12/2015

Tóm tắt nội dung các phương án dẫn dòng và các mốc khống chế

Bảng 2-1: Tóm tắt nội dung trình tự dẫn dòng và thi công phương án 1

- Tập trung thiết bị vật tư,làm đường thi công, làm lán trại san ủi mặt bằng

- Thi công đê quai dọc, đê quai thượng lưu, hạ lưu bên bờ trái

- Đào móng đập

- Đổ bê tông cọc và đóng cọc gia cố nền từ bờ trái

- Đổ bê tông đập các khoang (4,5,6) đến cao trình -0,70(m)

- Đổ bê tông bể tiêu năng và sân thượng hạ lưu

- Đổ bê tông các trụ bin trụ biên các khoang đập 4,5,6 đến cao trình +7,50

- Thi công phần cầu giao thôngbền bờ trái

Mùa mưa từ tháng 09 năm 2014

đến tháng 12 năm 2014

Lòng sôngThu hẹp vàcác khoangđập đả thicông xong

4334

- lắp đặt thiết bị lan can và hoàn thiện phần đập bên trái, lắp đặt các của van xả

Mùa khô từ tháng 01 năm

2015đến tháng 08 năm 2015

Qua cáckhoang đập

đã thi côngxong

1030

- Đắp đê quai thượng lưu, hạlưu bên bờ phải

- Đào móng đập, đóng cọcBTCT gia cố móng

- Đổ bê tông các khoang đập1,2,3 đến cao trình -0,70(m)

- Đổ bê tông bể tiêu năng và sân thượng hạ lưu

- Đổ bê tông trụ bin cáckhoang đập (1,2,3,) đến caotrình +7.50(m)

- Thi công xong phần cầu giaothông bên bờ phải

Mùa mưa từ tháng 09 năm

2015 đến tháng 12 năm 2015

Qua cáckhoang đập

đã thi côngxong

- Tập trung thiết bị vật tư, làm đường thi công, làm lán trại san ủi mặt bằng

- Thi công đê quai dọc, thượnglưu, hạ lưu bờ trái

- Đào móng đập, đổ cọc BTCTgia cố móng

Mùa mưa từ tháng 09 năm

2014 đến tháng 12 năm 2014

Lòng sôngThu hẹp vàcác khoangđập đả thicông xong

4334

- Đổ bê tông các khoang đập(4,5,6), bên bờ phải đến cao trình -0.70(m)

- Đắp đê quai áp sát vào chân đập tạo thành đường thi công bê tông

II Mùa khô từ tháng 01 năm

2015 đến tháng 08 năm 2015 khoang đậpQua các

đã thi côngxong

1030 - Đổ bê tông trụ bin các

khoang đập (4,5,6) đến cao trình +7.50(m)

- Đắp đê quai thượng lưu, hạ lưu bên bờ trái

- Lắp đặt thiết bị và cửa xả trànbên bờ phải

Thi công và đóng cọc gia cố nền bên phía bờ trái

- Đổ bê tông các khoang đập (1,2,3)đến cao trình -0.70(m)

Mùa mưa từ tháng 09 năm

2015 đến tháng 12 năm 2015

Qua cáckhoang đập

đã thi côngxong

4334

- Tiếp tục thi công các khoang đập bên bờ trái nếu điều kiện thời tiết cho phép

- Thi công đổ bê tông trụ bin các khoang đập (1,2,3)đến cao trình +7.50(m)

- Thi công cầu giao thông kết hợp với đập phần bờ trái

III

Mùa khô từ tháng 01 năm

2016 đến tháng 08 năm 2016

Qua cáckhoang đập

đã thi côngxong

đã thi côngxong

4334 - Lắp đặt thiết bị và cửa xả trànbên bờ phải

- Hoàn thiện bàn giao công trình

2.1.3.3 So sánh lựa chọn phương án dẫn dòng

Khối lượng phục vụ thi công như: Khối lượng đắp đê quai, các công trình phụ tạm,

có chênh lệch giữa các phương án rất nhỏ So sánh chọn phương án ở đây chủ yếu là sosánh cường độ đắp đập, khả năng đáp ứng của các nhà thầu về thi công, công nghệ và thiết

bị để công trình đạt chất lượng tốt

Phương án 1

*Ưu điểm

- Thời gian hoàn thành công trình sớm hơn phương án 2 là một năm

- Khối lượng thi công giữa các năm tương đối đồng đều

- Khối lượng thi công đê quai nhỏ

- Cường độ đổ nhỏ hơn phương án 1 Vì vậy khả năng lên đập thuận lợi và đảm bảochất lượng tốt.

*Nhược điểm

- Thời gian thi công kéo dài, nên ảnh hưởng đến điều kiện kinh trong vùng dự án

Kết luận: Qua quá trình phân tích, so sánh ta quyết định chọn phương án dẫn dòng phục vụ

cho việc thi công đập dâng Bồng sơn là phương 1 với thời gian thi công là 2 năm

2.1.4 Tính toán thủy lực và điều tiết dòng chảy phương án chọn

Đối với công trình đập dâng Bồng Sơn theo phương án dẫn dòng được chọn có các

sơ đồ tính toán thủy lực sau đây:

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Dẫn dòng qua các khoang đập đã thi công xong

2.1.4.1 Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

a Tính toán thủy lực mùa kiệt năm thứ nhất: Với (Q=1030m 3 /s)

- Từ tháng 01 đến tháng 08 đắp đê quai đợt 1 dòng chảy một phần lòng sông phía bờ

phải

Theo tài liệu thiết kế ta có các thông số:

- Ta coi mặt cắt lòng sông có dạng kênh hình thang ứng với cao trình đáy sông

Zds=-1,0

Bề rộng của lòng sông tại đoạn thu hẹp: Bs = 155m

Lưu lượng dẫn dòng qua mặt cắt xác định theo công thức Q=ω.C R.i

Hệ số nhám tra theo (bảng tính thủy lực trang 51) được n=0,025

ω1: tiết diện ướt của lòng sông mà đê quai và hố móng chiếm chỗ (m2)

ω2: tiết diện ướt của lòng sông cũ (m2)

- Diện tích ω ứng với từng cao trình mực nước qua lòng sông được xác định theocông thức ω=(b+m.h).h

- Chu vi ướt χ được xác định theo công thức χ =b+2.h 1+m

- Giả thiết nhiều giá trị cao trình mực nước hạ lưu Zhl tính từng giá trị Q tương ứng taxác định được quan hệ Q~ Zh

Zvl

H Vo

Zhl

Vc hc

Ztl

z Hhl

Hình 2-1: Cắt dọc tại cửa thu hẹp

Ztl

Zhl

W2* 2*

Z B

Hình 2-2: Mặt cắt ngang đoạn thượng lưu

Bảng 2-3 : Tính toán thủy lực cho mùa kiệt

Với Q = 1030 (m3/s) theo quan hệ Q ∼ Zhl ta xác định được Zhl = +0,5 m

ω2 *: Tiết diện ướt của lòng sông cũ tính với mực nước hạ lưu (m2)

Btb: Là chiều rộng trung bình của lòng sông ứng với giá trị ∇Z giả thiết (m)

Để xác định ω2 ta phải xác định đươc ∇Z mà ∇Z còn là ẩn số do đó ta giả thiếtđúng dần

∇Zgt =0,70(m) ⇒Ztl=Zhl+∇Zgt =0,5+0,70=1,2 (m)

Ứng với Hhl=1,5(m) và ω2=285,24 (m2)

Ứng với ∇Zgt =0,70(m) đo được chiều rộng trung bình của lòng sông

Btb=134,412 (m)

Từ đó xác định được diện tích ướt của lòng sông cũ là ω2=379,33 (m2)

- Xác định lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp

)/(445,138379,33.(

95,0

1030)

Trong đó:

∇Z: là độ cao nước dâng (m)

Vc: lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp của lòng sông (m/s)

Qtk: lưu lượng thiết kế Qtk = 1030 m3/s

ε: Hệ số thu hẹp bên, thu hẹp một bên (ε = 0,95)

2,71( / )

33,379

71,281,9.2

4.85,0

ω

=

33,379

45,

độ thu hẹp lòng sông là hợp lí

Ta nhận thấy khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp thì lưu tốc tại mặt cắt co hẹp gâyxói lở và cột nước dâng cao nên ảnh hưởng nhiều đến quá trình thi công

Căn cứ vào địa chất của đoạn sông thu hẹp là lớp cát thạch anh hạt trung thô, chứa sỏi dày

từ 1,5-3,0m nên ta xác định được lưu tốc bình quân cho phép không xói Theo bảng 1-2(trang 8 –GTTC tập 1) ta tra được [Vkx]=(0,8÷0,9)(m/s)

So sánh Vc=4(m/s)> [Vkx]=(0,8÷0,9)(m/s).Vậy lòng sông,bờ sông bị xói lở phải gia cốchống xói lở.phải gia cố bằng bao tải cát và đóng cọc theo chiều dài cần thi công

Độ cao nước dâng được xác định ∇Z=0,7(m) ⇒Htl=hhl+∇Z=1,5+0,7=2,2 (m)

Ztl=+0,5+0,7=+1,2 (m)

Trong đó:

∇Z: là độ cao nước dâng (m)

Htl: Cột nước thượng lưu

b Tính toán thủy lực cho mùa lũ ứng với Q lủ10% =4334(m 3 /s)

- Với lưu lượng dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp Qdd=4334(m3/s), (Lưu lượng dẫn dòng

=lưu lượng chính vụ)

- Tra quan hệ Q ∼ Zhl Xác định được Zhl=+2,5(m)

- Có Zhl =2,5(m) ⇒hhl=Zhl-Zds=2,5-(-1,0)=3,5 (m)

Đưa Zhl lên mặt cắt dọc đập ta xác định được tiết diện ướt của lòng sông mà đê quai

và hố móng chiếm chổ (m2) đo được ω1=832,29 (m2)

- Xác định ω2:

ω2=ω2 *

+Btb ∇Z

ω2 *: Tiết diện ướt của lòng sông cũ tính với mực nước hạ lưu (m2)

Btb: Là chiều rộng trung bình của lòng sông ứng với giá trị ∇Z giả thiết (m)

Để xác định ω2 ta phải xác định đươc ∇Z mà ∇Z còn là ẩn số do đó ta giả thiết đúngdần

∇Zgt =0,9(m) ⇒Ztl=Zhl+∇Zgt =2,5+0,9=+3,4(m)

Ứng với Hhl=2,5 (m) và ω2=1543 (m2)

Ứng với ∇Zgt=0,9(m) đo được chiều rộng trung bình của lòng sông

Btb=145,865 (m)

Từ đó xác định được diện tích ướt của lòng sông cũ là ω2=1672 (m2)

- Xác định lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp

)/(4,529,8321672.(

95,0

4334)

Trong đó:

∇Z: là độ cao nước dâng (m)

Vc: lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp của lòng sông (m/s)

Qtk: lưu lượng thiết kế Qtk = 4334 m3/s

ε: Hệ số thu hẹp bên, thu hẹp một bên (ε = 0,95)

29,281,9.2

4,5.85,0

⇒ mức thu hẹp long sông là hợp lý

So sánh Vc=5,4(m/s)> [Vkx]=(0,8÷0,9)(m/s) Vậy lòng sông,bờ sông bị xói lở phải gia cố

chống xói lở Phải gia cố bằng bao tải cát và đóng cọc theo chiều dài cần thi côngSau khi lòng sông bị thu hẹp thì trạng thái chảy của lòng sông thay đổi (nước dâng lên)

Độ cao nước dâng được xác định : ∆Z=0,90(m)

Vậy năm thứ nhất ta thi công đập phải vượt lên cao trình đỉnh lũ chính vụ đợt I là:+3,9(m)

2.1.5 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua phần đập đã thi công xong từ đoạn I,II,III IV,V, VI, mùa khô và mùa lũ năm thứ 2

2.1.5.1 Mục đích

Tính toán thủy lực nhằm xác định cao trình mực nước thượng lưu Trên cơ sở đó để xác

định cao trình cần đắp đê quai và cao trình thi công vượt lũ

2.1.5.2 Nội dung tính toán

Vì đập dâng là đập bê tông nên lợi dụng để dẫn dòng thi công, mùa khô củng như mùa

lũ, qua những phần đập đã thi công xong Khi tính thủy lực ta tính với trường hợp đập tràn đỉnh rộng chảy tự do

b = 20,5 (m) ở cao độ -1,0m các khoang đập I, II, III, IV, V, VI

H0tr: cột nước có kể đến lưu tốc tới gần

Cột 4: Qtràn1 tương ứng với đoạn đập số I có B=20,5(m) cao trình ngưỡng: -1,0

Cột 5: Qtràn2tương ứng với đoạn đập sốII, III, IV, V, VI có B=123(m)cao trình ngưỡng-1,0m

Cột 6: ΣQ=Q +Q (m3/s)

Bảng 2-4: Bảng tính toán cao trình mực nước, mùa khô, mùa lũ, năm thứ 2

MNHL(m)

Đỉnh đêquaiTL(m)

Đỉnh đêquai

HL (m)

Đặctính P%

Q(m3/s)

1 Lòng sông thu hẹp,và các

khoang đập đã thi công xong Kiệt 10% 1030 +1,2 +0,5 +1,9 +1,0

2 Khoang đập đã thi công xong Kiệt 10% 1030 +2,55 +2,55 +3,25 +3,05

2.1.6 Thiết kế sơ bộ các công trình dẫn dòng theo phương án chọn

2.1.6.1 Thiết kế đê quai

- Tuyến đê quai: dựa vào đặc điểm địa hình, đại chất, dòng chảy khu vực lòng sông đặcđiểm xây dựng chọn tuyến đắp đê quai như bản vẽ dẫn dòng thi công

- Đê quai thi công bằng phương pháp đầm nén, vật liệu dùng để đắp đê quai khai thácdãy đồi nằm sát bờ hữu sông Lại Giang cách tuyến công trình khoảng 300m

- Đê quai chỉ phục vụ dẫn dòng thi công mùa khô, còn đến mùa lũ công trình chủ yếuxây dựng trên cao, nên cuối mùa khô đầu tháng 8, ta tiến hành phá dở đê quai thượng hạlưu, và đê quai dọc Một phần lưu lượng được dẫn qua các khoang đập đả thi công xong

- Đê quai dọc được làm bằng cừ lá sen

- Cuối năm thi công thứ nhất tiến hành xây đê quai dọc bằng đá, để phục vụ dẫn dòng thicông năm thứ 2

Kích thước mặt cắt đê quai

- Chiều rộng đỉnh đập sơ bộ chọn 3m vì không cần điều kiện giao thông di chuyển trênđê

Cao trình đỉnh đê quai:

Tại thời điểm chặn dòng là đầu mùa khô vào tháng 2 và nhiệm vụ đê quai phục vụ chothi công mùa khô nên lượng nước trước đê rất lớn, vì vậy trong tính toán đê quai ta bỏ qua

độ cao an toàn do song, nhiệm vụ của đê quai là ngăn nước vào hố móng đập chính

Đê quai hạ lưu

Để đảm bảo hố móng được khô ráo ta chọn cao trình đê quai hạ lưu là:

Tính quan hệ Q-Zhl ứng với Q=1030 (m3/s) thì Zhl=+0,5(m)

a: độ cao an toàn đắp đê quai (chọn a=0.5m)

Hình 2-4: Mặt cắt ngang đê quai hạ lưu năm thứ nhất

- Đê quai thượng lưu:

Cao trình đê quai thượng lưu phụ thuộc vào lưu lượng thiết kế dẫn dòng khả năng xã củalòng sông thu hẹp

Căn cứ vào cao trình mực nước hạ lưu của tháng chặn dòng cụ thể là tháng 2 ta thiết kếcao trình đê quai thượng lưu:

- Đê quai hạ lưu thi công năm thứ 2,

Năm thứ 2 lưu lượng dẫn dòng được dẫn dòng qua các khoang đập đả thi công xongtrong năm thứ nhất, và đê quai chỉ phục vụ thi công trong mùa khô

Hình 2-6: Mặt cắt ngang đê quai hạ lưu năm thứ 2

2.1.6.2 Thiết kế đê quai dọc

Năm thứ nhất đê quai dọc được làm bằng cừ thép, để phục vụ công tác thi côngNăm thứ 2 đê quai dọc phía hạ lưu và thượng lưu được làm bằng cừ thép một phầntrong thân đập được xây bằng đá để phục vụ công tác dẫn dòng thi công

2.1.6.3 Khối lượng dẫn dòng thi công phương án chọn

Bảng 2-6: Khối lượng dẫn dòng thi công năm thứ 1

4 Đê quai dọc xây bằng đá phục vụ dẫn dòng năm 2 m3 410,55

6 Phá dở đê quai thượng hạ lưu năm thứ 1 (85%) m3 1.972,85

Bảng 2-7: Khối lượng dẫn dòng thi công năm thứ 2

6 Phá đê quai thượng lưu bằng cừ thép m 90

2.2 Ngăn dòng

2.2.1 Tầm quan trọng của ngăn dòng

Trong quá trình thi công các công trình thủy lợi trên sông hầu hết đều phải tiến hànhcông tác ngăn dòng Nó là khâu quan trọng hàng đầu, khống chế toàn bộ tiến độ thi công,nhất là tiến độ thi công các công trình đầu mối

2.2.2 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

2.2.2.1 Chọn ngày tháng ngăn dòng

Ngày ngăn dòng chọn vào ngày 01 tháng 02 năm 2014

2.2.2.2 Chọn tần suất thiết kế ngăn dòng

Theo QPVN 04-05/2012/BNNPTNTVN, thì công trình đầu mối cấp II tương ứng cótần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng là P = 10%

2.2.2.3 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

Lưu lượng thiết kế ngăn dòng của đập dâng Bồng Sơn là Q5% nhưng do không đủ tài liệunên trong mục chon lưu lượng này em tạm lấy giá trị Q10%

Theo tài liệu thủy văn tháng 2 có Q10%= 250 m3/s Theo như phân tích ở phần 2.2.1 chọnlưu lượng ngăn dòng tháng là: Q10% = 250 m3/s là hợp lý

2.2.3.2 Xác định bề rộng cửa ngăn dòng

Chiều rộng cửa ngăn dòng được quyết định bởi các yếu tố sau

- Lưu lượng thiết kế dẫn dòng

- Điều kiện chống xói của nền

- Cường độ thi công

- Yêu cầu về tổng hợp lợi dụng dòng chảy, nhất là vận tải thũy

- Trên sông Lại Giang không có yêu cầu vận tải thũy, lưu lượng thiết kế chăn dòngtương đối lớn Q=250m3/s Mùa khô năm thứ 2 một phần lưu lượng được dẫn qua cáckhoang đập đã thi công xong nên lưu lượng ngăn dòng được phân bố đều trên lòng sông,trước khi ta đắp đê quai thượng, hạ lưu bến phía trái, do đó chọn bề rộng cửa ngăn dòngbằng 40% của dẫn dòng năm 2 b=62(m)

2.2.3.3 Phương án ngăn dòng và tổ chức thi công ngăn dòng

Phương pháp ngăn dòng:

Có nhiều phương pháp ngăn dòng như; Đổ vật liệu vào dòng chảy (đất, cát, đá, bó cànhcây, khối bê tông …)nổ mìn định hướng; bồi đắp bằng thủy lực, đóng cửa cống …phươngpháp được áp dụng nhiều là đổ đất đá trực tiếp ngăn dòng

Yêu cầu công tác đổ đá đắp đập ngăn dòng là khẩn trương, liên tục với cường độ cao chotới khi đập nhô ra khỏi mặt nước

Hiện nay có 3 phương pháp ngăn dòng

2.2.3.4 Tính toán thủy lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng

- Ngăn dòng bằng phương pháp này có 2 giai đoạn:

- Giai đoạn kéo đê (trước thời đoạn kéo đê ở hai đầu ở mái )

- Giai đoạn nối đê (trước thời đoạn nối hoàn toàn đầu mái đê )

- Để đảm bảo phải ổn định và sử dụng làm đường để vẩn chuyển vật liệu đắp đê Ta chọn đê

có mặt cắt hình thang

- Để đảm bảo sự ổn định của hòn đá dòng chảy đạt đến vận tốc lớn nhất trong đường thoátnước Theo Izbas lưu tốc lớn nhất qua cửa ngăn dòng khi 2 chân kè găp nhau

V=

)1(

H

z H B

Q CUA

−

Trong đó:

B: Bề rộng trung bình của cửa ngăn dòng

H: Độ sâu trung bình dòng chảy tới gần thượng lưu ngăn dòng (m)

Z: Chênh lệch mực nước thượng lưu và hạ lưu cửa ngăn dòng

Qcửa: Lưu lượng cửa ngăn dòng

Chọn ngăn dòng bằng phương pháp lấp đứng ta có phương trình cân băng nước như sau:

Qđến= Qxã+ Qcửa+ Qthấm+ QtíchTrong đó:

Qđến: Lưu lượng của sông khi ngăn dòng

Qxã : Lưu lượng qua đường thoát nước

Qcửa: Lưu lượng dẫn qua kênh dẩn nước

Qthấm: Lưu lượng thấm qua đa đổ

Qcửa: Lưu lượng tích lại trong hồ

h0

Hình 2-8: Mặt cắt ngang cửa ngăn dòng

Lưu lượng cửa ngăn dòng được tính như công thức chảy qua đập tràn đỉnh rộng chảy tự do

2

3

.2

Q =

Trình tự tính toán như sau

Thời điểm ngăn dòng là tháng 2 năm, lưu lượng dẫn dòng đã chọn là Qnd=250(m3/s)

B- chiều rộng trung bình của cửa ngăn dòng (m) B=(b+m1.H)

b: (bề rộng đáy b=62 m;hệ số mái cửa ngăn dòng m1=1,25)

V=

)1(

H

z H B

Q cua

−

1 2 2ϕ

= (ϕ:là hệ số lưu tốc ϕ=0,85)

Mà: Vo =

H B

Q đen

= 2,016

2.62

250 = (m3/s)

⇒Z V o g

2

1 2 2ϕ

81.9.2

016,2.85,0

H

z H B

Q cua

25,2)2

28,01.(

2.5,64

γd: khối lượng riêng của đá (γd=2,6 T/m3)

γn: khối lượng riêng của nước (γn=1 T/m3)

D =

2

1

16,281,9.286,0

25,2

3.1 Thi công hố móng

3.1.1 Xác định phạm vi mở móng

Phạm vi mở móng là phần đất đá mà chúng ta phải đào bỏ hoặc tiến hành gia cố và phải

có biện pháp xử lý sau đó mới xây dựng công trình lên trên

Phạm vi mở móng quyết định bởi các yếu tố: Phần đáy của công trình, địa chất nền, cáckhoảng lưu không phục vụ cho công tác đi lại,và tiêu nước hố móng

+ Trình tự xác định phạm vi mở móng:

- Xác định đường biên đáy của công trình trên mặt bằng cắt dọc,

- Xác định khoảng lưu không phục vụ cho việc đi lại, máy móc, công nhân đi lại

trong lòng hố móng nên khoảng lưu không này thường kết hợp

- Khoảng lưu không để bố trí hệ thống tiêu nước hố móng phía trên mái dốc thường

là các rãnh cắt nước mưa và tiêu nước tự chảy phía dưới thấp thì bố trí các giếng tiêu nước,thu nước để tiêu nước bằng động lực (máy bơm)

Dựa vào bản vẽ hố móng có các giới hạn như sau:

Đoạn đập không tràn: Chân đập phía thượng lưu, chân đập phía hạ lưu

3.1.2 Nguyên tắc thiết kế mở móng.

Phải đảm bảo hình dạng, kích thước khi tiến hành xây lắp công trình Hố móng phải

đủ rộng để thuận tiện cho việc lắp đặt ván khuôn, neo ván khuôn, công nhân làm việc, tiêunước hố móng… Thông thường chiều rộng đáy hố móng cần đào phải rộng hơn chiều rộngmóng 3-4m

3.1.3 Tính toán khối lượng đào móng, bể tiêu năng, sân thượng lưu, hạ lưu

- Tính toán khối lượng đất cần đào theo phương pháp gần đúng theo công sau

Trong đó: b : Bề rộng hố móng đo trên mặt bằng

hi : Chiều sâu đào móng đo trên mặt cắt dọc đập

m : Hệ số mái mở móng m =1

Li : Khoảng cách từ mặt cắt i đến i+1

Vi: Khối lượng đào móng ở đoạn

Bảng 3-1: Khối lượng đào móng đập giai đoạn 1

bỏ (hi)

Bề rộng đáy mở móng(bi)

Hệ số

mở mái (m)

Diện tích mặtcắt (Fi)

Diện tíchtrung bình(Ftb)

Khối lượng (V)

bỏ (hi)

Bề rộng đáy mở móng(bi)

Hệ số

mở mái (m)

Diện tích mặtcắt (Fi)

Diện tíchtrung bình(Ftb)

Khối lượng (V)

bỏ (hi)

Bề rộng đáy mở móng(bi)

Hệ số

mở mái (m)

Diện tích mặtcắt (Fi)

Diện tíchtrung bình(Ftb)

Khối lượng (V)

bỏ (hi)

Bề rộng đáy mở móng(bi)

Hệ số

mở mái (m)

Diện tích mặtcắt (Fi)

Diện tíchtrung bình(Ftb)

Khối lượng (V)

bỏ (hi)

Bề rộng đáy mở móng(bi)

Hệ số

mở mái (m)

Diện tích mặtcắt (Fi)

Diện tíchtrung bình(Ftb)

Khối lượng (V)

bỏ (hi)

Bề rộng đáy mở móng(bi)

Hệ số

mở mái (m)

Diện tích mặtcắt (Fi)

Diện tíchtrung bình(Ftb)

Khối lượng (V)

m m

n

V

Q dao = = =

Trong đó: V = 12.966,7m3 : Khối lượng đất đào giai đoạn I

m = 14 ngày : Số ngày thi công

n = 2 ca : Số ca thi công trong một ngày đêm

Thời gian đào móng giai đoạn II:

10.2

2,8972

m m

n

V

Q dao = = =

Trong đó : m = 10 ngày : Số ngày thi công

V= 8972,2 m3 : Khối lượng đất đào giai đoạn II

n = 2 ca : Số ca thi công trong một ngày đêm

3.1.5 Đề xuất và lựa chọn phương án đào móng

- Căn cứ vào khối lượng, cường độ đào móng đã tính toán và chiều sâu đào móng đểtiến hành lựa chọn xe máy thi công: Có 2 tổ hợp máy

+ Máy cạp: Làm việc địa hình dốc và thi công đất không thi công được đối với nềnđất đá nên ta không chọn máy cạp

+ Máy đào, ô tô tự đổ, máy ủi: Máy đào là chủ đạo dùng để đào đất đổ trực tiếp lên ô

tô chở đến bãi đổ, máy ủi dùng san lấp chỗ đào sót và sửa chữa lại móng

- Do điều kiện đia hình và công tác vận chuyển đất đi xa nên chọn phương án dùng tổhợp máy đào

3.1.6 Tính toán số lượng xe máy theo phương án chọn

a) Lựa chọn thiết bị:

- Chọn tổ hợp xe máy :

+ Máy đào:

- Dung tích gầu: q(m3); q = 1,25 (m3)

- Bánh xích + Ôtô:

- Tải trọng: 10 tấn

- Dung tích xe: 8m3 + Máy ủi:

- Năng suất: 110 CV

b) Xác định năng suất xe máy

- Dựa vào định mức dự toán xây dựng công trình của Bộ xây dựng ban hành.Thành phầnhao phí như sau

Đơn vị tính 100 m 3

Mã hiệu Cự ly (m) Cấp đất Thành phần hao phí Đơn vị tính Giá trị

AB.24131 ≤ 1000 I Máy đào ≤ 1,25 m3

Nhân công 3/7

Ca Công

0,1720,5

* Năng suất các loại xe máy

Máy đào: Nđào = 581,4

172,0

100

Ô tô: Nôtô = 200

5,0

100 = (m3/ca)

Khi đào móng cứ 100 m3 thì cần 0,027 ca máy ủi phục vụ vì sự hao phí ca máy rất nhỏ nên

ở đây ta chọn 01 máy ủi làm công tác phục vụ đào móng

* Tính xe máy cho từng đợt đào móng:

Chọn 1 máy ủi và phải dự trữ phụ tùng và linh kiện thay thế

+ Tính số ô tô phối hợp với 01 máy đào

4,581 = 2,9 (ô tô).

Chọn 1 máy ủi và phải dự trữ phụ tùng và linh kiện thay thế

+ Tính số ô tô phối hợp với 01 máy đào

5814 = 2,9 (ô tô)

Ta chọn 03 ôtô và 1 xe dự trữ

Bảng 3-7: Bảng tổng hợp xe máy đào móng đập sân thượng hạ lưu

Giai đoạn I 1 Dự trữ linh kiện và

Giai đoạn II 1 Dự trữ linh kiện và

3.1.7 Tính toán tiêu nước hố móng

Vì các công trình thủy lợi thường nằm trên các sông suối, chịu ảnh hưởng của nguồn

nước và mưa Trong khi đó yêu cầu thi công phải trong điều kiện khô ráo Vì vậy công táctiêu nước hố móng là vấn đề bắt buộc và cần thiết

3.1.7.1 Đề xuất và lựa chọn phương án tiêu nước hố móng

Theo điều kiện khí tượng thủy văn của công trình hồ đập dâng Bồng Sơn thì trong

tháng chặn dòng và các tháng sau đó thì lượng không đáng kể

Bên cạnh đó theo như cấu tạo địa chất tại vị trí tuyến đập gồm các lớp sét pha Trong đócác lớp: lớp đất bazan có màu nâu nhạt trạng thái nửa cứng chặt vừa, khả năng chịu néntrung bình, lớp có khả năng thấm yếu nằm ở độ sâu cách mặt đất 3,0m

* Có hai phương pháp tháo nước hố móng hiện nay đang được áp dụng phổ biến là:

- Phương pháp tiêu nước trên mặt

- Phương pháp tiêu nước bằng cách hạ mực nước ngầm

+ Phương pháp tiêu nước trên mặt là bố trí một hệ thống kênh mương dẫn nước vào giếngtập trung nước ở trong phạm vi hố móng và dùng máy bơm bơm nước ra khỏi hố móng + Phương pháp tiêu nước bằng cách hạ thấp mực nước ngầm là phương pháp đào cácgiếng xung quanh hố móng công trình để nước tập trung vào đó rồi bơm nước liên tục để hạthấp mực nước ngầm Phương pháp này tương đối phức tạp và đắt tiền.

+ Đối với công trình đập dâng Bồng sơn ta chọn phương pháp tiêu nước trên mặt vìphương pháp này đơn giản, dễ làm, rẻ tiền và phù hợp với đặc điểm công trình

3.1.7.2 Tính toán tiêu nước hố móng năm 1

Công tác tiêu nước hố móng được chia làm 3 thời kỳ

a) Tính lượng nước cần tiêu ở thời kỳ đầu

Thời kỳ đầu: được tính từ sau khi chặn dòng cho đến trước khi làm móng Lượng nướccần tiêu giai đoạn này thường là nước đọng và nước thấm mà không có nước mưa vì đây làmùa khô và thường thời gian của giai đoạn này không kéo dài

Đây là giai đoạn vừa ngăn dòng xong và chuẩn bị công tác thi công đào hố móng Thời

kỳ này cần tiêu các loại nước đọng và nước thấm qua đê quai, lượng nước mưa bỏ qua vì thời kỳ chặn dòng là đầu mùa khô nên lượng nước mưa không đáng kể: (Qmưa= 0)

T

W Q

Q = ∆h+Q T

24

_

1ω

Trong đó :

Q1: Lưu lượng nước cần tiêu (m3/h)

_ω : Diện tích bình quan của mặt nước hố móng hạ thấp trong ngày đêm (m2)

∆h: Tốc độ hạ thấp mực nước trong ngày đêm mà không gây sạt lở mái hố móng(m/ngày đêm) ∆h=(0,5÷1,0)m

QT: Lưu lượng thấm vào hố móng (m3/h)

Với QT=(1÷2).Qd và ∆h=0,5(m)

ϖ =

B L =70.74=5180 (m3) B :chiều rộng trung bình của hố móng B =70(m)

L chiều dài trung bình của lòng sông nằm giữa hai mép hố móng L =74(m)

Vậy lưu lượng cần tiêu trong thời kỳ đầu là

24

5,0.5180[224

5,0.5180]

24

[

224

b) Tiêu nước trong thời kỳ đào móng

- Thời kỳ đào móng: là giai đoạn đào móng và xử lý nền trước khi thi công các côngviệc tiếp theo Tùy theo tường công trình mà thời gian có thể kéo dài hay ngắn Ơgiai đoạn này lượng nước cần tiêu gồm có lượng nước thấm, nước mưa và có thể cólượng nước thoát ra từ khối đất đào

- Thời kỳ này trong hố móng có các loại nước mưa, nước thấm và nước thoát ra từ khối đất đào và thời kỳ này là thời kỳ sau khi bơm cạn nước và tiến hành đào móng Lượng nước cần tiêu được tính theo công thức:

Q2 = Q móng + Q thấm + Q đào (3-4) Trong đó:

Q2 : Lưu lượng cần tiêu (m3/h)

F: Diện tích hứng nước mưa của hố móng (m2)

h: lượng nước mưa bình quân ngày trong giai đoạn tính toán (m)

Qđào : Lưu lượng nước thoát ra từ hố đất đào dưới mực nước ngầm (Vì đất đào móngđược đổ ngay lên ôtô và đưa đến bãi thải, do đó không có lượng nước thoát ra nằm lại trong

hố móng Vậy Qđào=0)

Qt = qtl+qhl + qt3+ qt4 Trong đó:

Qt :tổng lưu lượng thấm

qtl : lưu lượng đơn vị thấm qua đê quai thượng lưu đê quai dọc (m3/h)

qhl : lưu lượng đơn vị thấm qua đê quai hạ lưu (m3/h)

qt3: lưu lượng đơn vị thấm từ mái hố móng (m3/h)

qt4: lưu lượng đơn vị thấm từ đáy hố móng (m3/h)

ở đây ta bỏ qua thấm từ đáy hố móng và mái hố móng, chỉ tính cho thấm qua đê quaithượng lưu và hạ lưu, ta xét trường hợp như đê quai thượng lưu hạ lưu như đập đồng chất

hạ lưu không có nước, không có vật thoát nước, đặt trên nền không thấm nước

Đê quai thượng lưu

Sơ đồ tính thấm: Đây là bài toán tính thấm qua đập đất đồng chất trên nền thấm

hạ lưu có nước và coi hố móng luôn có nước trong quá trình thi công

Lưu lượng đơn vị thấm qua đê quai thương, hạ lưu xác định theo công thức 6)trang 51 giáo trình thi công tập 1

(4-m = 2

m =2

300

Hình3-1: Sơ đồ tính thấm đê quai thượng lưu

Lưu lượng thấm qua đê quai được xác định theo công thức

1

2 2

2

)(

L

Y T T H

K tb + − −

(m3/h.m) Trong đó:

Ktb: là hệ số thấm trung bình của đê quai và nền: K=2,81.10-3cm/s = 2,81.10-5 m/s(lớp 1) Theo bảng chỉ tiêu cơ lý của đất ta tính được

K=2,81.10-5 =36.2,81.10-5=101.10-5=1,01.10-3 (m/h)

T: Chiều dày tầng đất thấm nước cát ,cuội, sỏi T=2,7(m)

H = ∇Ztl - ∇Zđáyđq =+1,2(-1,0)=2,2(m) chiều cao cột nước trước đê quai

l: khoãng lưu không =1m

Hđêquai = ∇Zđêquai - ∇Zđáyđêquai=1,9-(-1,0)= 2,9(m) chiều cao đê quai

Lo = B + 2.m.Hđêquai= 3+2.2.2,9=14,6(m)

L1: Khoảng cách từ mực nước thượng lưu đến mương tập trung nước (m)

L1 = Lo +1 − 0,5.m.H=14,6+1-0,5.2.2,2=13,4 (m)

m=2: Hệ số mái thượng lưu và hạ lưu

y: Rảnh tập trung nước chưa xác định, cho nên khoảng cách y chưa biết Ta chọn y=0,2

Từ đó ta xác định được

qdq = ( )

1

2 2

2

)(

L

Y T T H

K tb + − −

qdq = ( )

4,13.2

2,07,2)7,22,2(10.01,1

2 2

⇒Qthấm = qđêquai Lđêquai = 0,0054 . 93 = 0,50 (m3/h)

Đê quai hạ lưu

Lưu lượng thấm qua đê quai hạ lưu được xác định theo công thức

qđêquai = ( )

1

2 2

.2

)(

L

Y T T H

T: Chiều dày tầng đất thấm nước cát, cuội,sỏi T=2,7 (m)

H = ∇Zhl - ∇Zđáyđq = +0,5-(-1,0)=1,5 (m) chiều cao cột nước trước đê quai

L: khoãng lưu không =1m

Hđêquai = ∇Zđêquai - ∇Zđáyđêquai= +1,0 -(-1,0)=2 (m) chiều cao đê quai

Lo = B + 2.m.Hđêquai= 3+2.2.2= 11 (m)

L1: khoảng cách từ mực nước thượng lưu đến mương tập trung nước (m)

L1 = Lo +1 − 0,5.m.H= 11+1-0,5.2.1,5= 10,5(m)

m=2: hệ số mái thượng lưu và hạ lưu

Y: Rãnh tập trung nước chưa xác định, cho nên khoảng cách Y chưa biết Lưu lượngkhông lớn nên ta lấy Y=0,2

Từ đó ta xác định được

1

2 2

2

)(

L

Y T T H

K tb + − −

5,10.2

2,07,2)7,25,1(10.01,1

2 2

m = 2

m =2

300

Hình 3-2: Sơ đồ tính thấm toán đê quai hạ lưu

- Lưu lượng nước mưa đổ vào hố móng (m3 )

24

Fh

Q m =

h: chiều sâu trung bình lượng nước mưa đọng lại trong hố móng h=0,15(m)

F: là diện tích hứng nước mưa của hố móng

F=129.74=9546m2

59,7

24

15,0

(Vì đất đào đổ lên xe nên Qđào=0)

c) Tính lượng nước cần tiêu cho thời kỳ thi công công trình chính

Thời kỳ thi công trình chính: là giai đoạn thi công trình chính và các hạnh mục trên nó.Thời kỳ này thường kéo dài, lượng nước cần tiêu giai đoạn này bao gồm lượng nước thấm,lượng nước mưa và lượng nước thải trong quá trình thi công

Thời kỳ này lượng nước cần tiêu gồm: nước mưa, nước thấm, nước thi công

Qthấm : Lưu lượng nước thấm qua đê quai được tính như trong thời kỳ đào móng

Qthi công : Lượng nước thải thi công thường là nước dùng để bảo dưởng bê tông bảodưỡng cọ rửa thiêt bị vì vậy ở đây ta bỏ qua Qtc=0

- vậy lượng nước cần tiêu lớn nhất cho các thời kỳ thi công công trình chính là

Q3 = Q2= 60,5(m3/h)