ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU ( thuyêt minh + bản vẽ )

Chuẩn bị mặt bằng: - Để san ủi mặt bằng thi công có thể dùng máy san, máy ủi và kết hợp nhân công.Mặt bằng cần phải bằng phẳng đủ rộng để bố trí các máy móc thi công, các phương... Đê x

PHẦN I :MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT – THUỶ VĂN

VÀ ĐIỀU KIỆN THI CÔNG.

I Đánh giá tình hình khí hậu, địa chất – thuỷ văn của khu vực thi công

Khởi công xây dựng cầu dây văng bắc qua sông Kôn thuộc địa phận tỉnh Bình Định Đây là tỉnh nằm thuộc khu vực duyên hải năm trung bộ nên có một số đặc điểm về địa chất –thuỷ văn như sau:

1 Khí hậu : nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên khí hậu phân thành 2 mùa rõ

rệt:

- Mùa khô là từ tháng 3 đến tháng 9 Thời gian này nhiệt độ trung bình là từ 250 đến

330 , lượng mưa tương đối it nên mực nước trên sông thấp thuận lợi cho công tác thi công

- Mùa mưa là từ tháng 10 kéo dài đến hết tháng 2 Vào mùa này thường có nhiều đợt mưa kéo dài kèm theo đó là nước sông dâng cao nên việc thi công các hạng mục vào thời điểm này sẽ không đảm bảo chất lượng của công trình cũng như an toàn cho nhân công trong quá trình thi công

2 Địa chất : là khu vực ven sông nên đất chủ yếu là cát, và có các đặc tính sau:

- Lớp 1: đất cát hạt vừa dáy 5.5m ,  1.73T / m3,  220

- Lớp 2: đất sét pha cát dẻo vừa dày 7.5m ,  1.82T / m3,  100

- Lớp 3: đất sét chặt ,  1.89T / m3,  7.50

3 Thuỷ văn: khí hậu phân làm 2 mùa mưa – nắng nên chế độ thuỷ văn của sông cũng

có 2 mùa tương tự vào mùa mưa nước sông dâng cao nên việc thi công trong thời gian này gặp rất nhiều khó khắn

 Dựa vào tình hình khí hậu , địa chất –thuỷ văn nêu trên, chọn thời điểm thi công là vào đầu mùa khô ( đầu tháng 3) là hợp lý nhất

4 Điều kiện thi công

 Nguồn cung cấp vật liệu : công trình xây dựng cách các cơ sở sản xuất vật liệu không xa, đường vận chuyển tương đối thuận lợi rât tốt cho việc vận chuyển vật liệu bằng xe cơ giới

Vật liệu liệu ở đây đảm bảo được các yêu cầu về kĩ thuật

 Vận chuyển vật liệu.

- Cốt thép được vận chuyển tới công trình dưới dạng cuộn, thanh và phải đảm bảochất lượng không hen gỉ

- Kho vật liệu thép không cách xa quá 100m

- Thép hình được xếp theo chủng loại, thiết kế riêng

- Khi bốc xếp chú ý không quăng mặt, khi cẩu năng cần có các phương pháp bảo vệ,chống cong vênh, và bảo vệ sơn chống rỉ

- Xi măng được vận chuyển tới công trường bằng ôtô Kho xi măng đảm bảo các yêucầu về chống ẩm, chứa nhiều loại xi măng khác nhau và tiện lợi cho việc vậnchuyển, sản xuất, trộn cũng như việc bốc dở lên các phương tiện vận chuyển khác

5 Chuẩn bị mặt bằng:

- Để san ủi mặt bằng thi công có thể dùng máy san, máy ủi và kết hợp nhân công.Mặt bằng cần phải bằng phẳng đủ rộng để bố trí các máy móc thi công, các phương

tiện vận chuyển Ở mép bờ sông chuẩn bị bến bãi, cẩu xếp cho các phao vậnchuyển ra vị trí thi công.

- Vật liệu được tập kết về kho bãi tại công trường Có thể dùng các phương tiện thô

sơ để vận chuyển vật liệu đến bãi thi công

6 Máy móc thi công: Cần chuẩn bị đầy đủ các loại máy phụ vụ cho công tác thi công

: máy đào, máy đóng cọc , các loại máy cẩu lắp… Nhân công theo máy đều có taynghề cao , sử dụng thành thạo và có kinh nghiêm

7 Nhân lực và tình hình địa phương

- Đơn vị thi công có đội ngũ cán bộ kỹ thuật có năng lực và nhiều kinh nghiệm, nhiệttình trong công tác Bên cạnh đó đội ngũ công nhân lành nghề với số lượng đôngđảo nên có thể đảm bảo tiến độ thi công và chất lượng kỹ thuật của công trình theođúng thời gian quy định

- Việc thi công của đơn vị được sự giúp đỡ của công ty, bộ chủ quản và các cơ quanhữu quan về mặt kinh tế cũng như tinh thần và đặc biệt là sự đồng tình ủng hộ củanhân dân địa phương

CHƯƠNG II: THỐNG KÊ SƠ BỘ CÁC SỐ LIỆU VÀ CHUẨN

BỊ CHO CÔNG TÁC THI CÔNG.

I Các thông số kĩ thuật của công trình

1 Mực nước thi công:

 Kích thước vòng vây mở rộng về mỗi bên là 1m

 Sơ đồ bố trí cọc và vòng vây ngăn nước như hình vẽ:

 Lớp BT bản mặt cầu đổ tại chỗ dày 200mm

 Lớp mui luyện tạo độ dốc 2% dày 40mm

10 Hệ thống thoát nước:

 dùng ống thoát nước có 100mm, bố trí dọc theo bó vỉa cách nhau khoảng 10m.

11 Khe co giãn:

 dùng loại khe co giãn PGF

II Chuẩn bị cho công tác thi công.

- Xác định lại và kiểm tra trên thực địa các mốc cao độ và mốc đỉnh

- Cắm lại các mốc trên thực địa để định vị tim cầu ,đường trục của các trụ mố và đường dẫn đầu cầu

- Kiểm tra lại hình dạng và kích thước các cấu kiện chế tạo tại công trường

- Định vị các công trình phụ tạm phục vụ thi công

- Xác định tim trụ cầu bằng phương pháp giao hội ít nhất 3 phương ngắm từ 3mốc

cố định của mạng lưới

 Tầm quan trọng.

Công tác đo đạc phải đi trước một bước vì nó ảnh hưởng đến :

- Tiến độ thi công

- Chất lượng công trình

- Tính kinh tế

2 Định vị tim trụ.

 Công tác định vị tim trụ nhằm đảm bảo cho trụ nằm đúng vị trí thiết kế Khi thi công thì công việc này được tiến hành đầu tiên và luôn kiểm tra trong quá trình thi công Đê xác định được chính xác ta dùng phương pháp tam giác đo đạc để định vị,trình tự như sau:

 Trước hết cắm đường trục của trụ qua hai điểm chuẩn là 2 tim mố (dựa vào hệ thống cọc mốc của lưới tam giác ta xác định được vị trí tim của mố là điểm O)

 Từ O mở 1 gốc 900 so với phương của trục cầu về 2 phía , lấy A và B cách O một khoảng OA = OB = 20m

 Gọi C là tim của trụ số 1 ta có :

 Làm tương tự ta xác định được tâm của các trụ và mố còn lại:

PHẦN II: THIẾT KẾ KĨ THUẬT THI CÔNG.

CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ THỂ LOẠI CẦU VÀ CÔNG NGHỆ

THI CÔNG

I Thể loại : cầu dây văng

 Định nghĩa: cầy dây văng là một kết cấu siêu tĩnh bậc cao, có dầm cứng bằng

BTCT hoặc bằng thép được kê trên gối cứng ở các mố trụ và các gối đàn hồi là cácđiểm treo của dây văng đầu còn lại của dây văng được lien kết với đỉnh trụ tháp.Cầu dây văng là cầu có kiểu dáng kiến trúc thanh mảnh , thẩm mỹ cao bên cạnh đó loại kết cấu này có khả năng vượt được nhịp lớn và tính kinh tế - kĩ thuật

II Công nghệ thi công cầu dây văng:

1 Công nghệ thi công dầm chủ:

 Thi công dầm chủ theo phương pháp đúc hẫng: là xây dựng kết cấu nhịp dần từng đốt theo sơ đồ hẫng cho đến khi nối liền thành các kết cấu nhịp hoàn chỉnh bằng cách đúc các đốt dầm tại vị trí nhịp cầu trên hệ ván khuôn đã được lắp đặt trước

 Thi công dầm chủ theo phương pháp lắp hẫng: là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dần từng đốt theo sơ đồ hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu nhịp hoàn chỉnh bằng cách lắp các đốt dầm đã được chế tạo sẵn tại vị trí nhịp cầu

 Thi công dầm chủ theo phương pháp lao dầm bằng cách lao kéo dọc dầm chủ đã được lắp ráp trên bãi đầu cầu ra phía sông để đặt trên mố trụ Trong quá trình lao dọc, dầm được kê trên các trụ tạm nhằm làm giảm độ võng và nội lực trong dầm trong quá trình thi công

 Thi công dầm chủ theo phương pháp sử dụng dây thiên tuyến: thường được áp dụng cho những nơi có địa hình phức tạp , sông sâu Dây thiên tuyến được vắt qua đỉnh tháp và được neo hai đầu ở phía các mố cầu Trên dây thiên tuyến có gắn con trược Con trược có nhiệm vụ nâng dầm khi dầm được kéo ra phía sông bởi tời kéo.

 Dựa vào đặc điểm của khu vực thi công, và thông số kĩ thuật của cầu là cầu dây dầm BTCT nên lựa chọn phương pháp thi công là phương pháp đúc hẫng là hợp lý

và phù hợp với điều kiện của địa phương

2 Công nghệ thi công tháp cầu:

 Thi công tháp cầu bằng thép : lắp dựng cả tháp bằng cần cẩu khi cầu nhỏ chiều caotháp thấp có thể dựng tháp bằng phương phá cất vó

 Thi công tháp cầu bằng BTCT : dùng phương pháp thi công toàn khối dùng ván khuôn leo hoặc ván khuôn trượt

 Chọn phương pháp thi công tháp cầu là phương pháp dùng ván khuôn trượt

CHƯƠNG II : KĨ THUẬT THI CÔNG CÁC HẠNG MỤC CỦA

CÔNG TRÌNH

I Thi công móng tháp – trụ cầu.

1 Thi công bệ móng của tháp.

a Trình tự thi công:

 Tập kết vật tư thiết bị thi công

 Định vị tim trụ ( dùng máy + nhân công )

 Gia công lồng thép

 Thi công cọc khoan nhồi

 Thi công vòng vây cọc ván thép

 Đào hố móng bằng máy kết hợp công nhân đến cao độ thiết kế

 Sửa sang hố móng, tiến hành đổ bê tông bịt đáy bằng phương pháp vữa dâng

 Hút nước và vệ sinh hố móng

 Nghiệm thu hố móng

 Đập đầu cọc tiến hành đổ lớp bê tông đệm

 Lắp dựng cốt thép, ván khuôn và tiến hành đổ bê tông bệ móng

 Khi bê tông bệ móng đạt cường độ, tháo dỡ ván khuôn, lấp đất đến cao độ đỉnh bệ móng

 Lắp dựng cốt thép, ván khuôn tiến hành đổ bê tông tháp trụ

 Khi bê tông thân trụ đạt cường độ tiến hành tháo ván khuôn hoàn thiện thân trụ.

b Các công tác chính :

 Công tác chuẩn bị:

 Lập lán trại kho bãi: Do thời gian thi công khá dài nên việc lập lán trại, kho bãi tập kếtvật liệu là rất quan trọng kho bãi lán trại phải được xây dựng nơi khô ráo, an toàn và gần công trình nhằm đảm bảo việc quản lý, bảo quản vật liệu và máy móc thi công Dùng máy san máy ủi kết hợp công nhân để dọn dẹp mặt bằng bãi thi công Mặt bằng phải bằng phẳng, đủ rộng để bố trí vật liệu máy móc thi công

 Nguyên vật liệu: Các loại vật liệu được vận chuyển đến công trường và tập kết ở kho bãi, quá trình cung ứng vật liệu phải đảm bảo liên tục, đảm bảo yêu cầu các thông số

kỹ thuật về yêu cầu vật liệu

2 điểm A,B là mốc cao độ chuẩn cho trước, điểm A cách tim trụ một khoảng cách cố định,

ta tiến hành lập 2 cơ tuyến ABA1,ABA2

cách xác định tim trụ T2 được xác định như sau:

+ Tại A nhìn về B ( theo hướng tim cầu) mở một góc α1=α2=900 về hai phía lấy 2 điểm A1,A2 cách điểm A một đoạn AA1= AA2

+ Tại B nhhinf về A ( theo hướng tim câu ) mở một góc α1=α2=900 về hai phía lấy 2 điểm B1,B2 cách b mooti đoạn BB1 = BB2

+ Gọi C là tim trụ số 2

tgβ = BC/BB2

+ Tại A2 nhìn về A quay một góc α có

tgα = AC/AA1

+ Đặt máy kinh vĩ I tại A hướng theo tim cầu, đặt máy kinh vĩ II tại A1 hướng về A sau

đó mở một góc α Giao hai hướng này tại C là tim trụ số 2

2 Thiết kế vòng vây cọc ván thép

a Chiều sâu mực nước thi công : 5m

b Kích thước vòng vây cọc ván thép dựa trên kích thước móng, khoảng cách từ mép

trong của tường cọc ván đến mép bệ móng > 1m, chiều cao tính từ mặt nước đến đỉnh của vòng vây cọc ván thép tối thiểu 0.7m chọn 0.7m

d Thông số kĩ thuật của cọc ván thép.

 Chọn loại cọc ván Jlapcek IV có các thông số như sau

 Tổng chiều dài cọc ván cần thiết : (20 9.2) 2 58.4m  

 Thông số kĩ thuật của cọc ván Jlapcek IV:

- Trọng lượng 1m CVT: 74kg

- Diện tích tiết diện CVT: 94.3cm2

- Mô men quán tính của 1 cọc ván thép: 4660cm4

- Mô men quán tính của 1m tường CVT: 39600cm4

- Mô men kháng uốn của 1 cọc ván thép: 405cm3

- Moomen kháng uốn của 1m tường CVT: 2200cm3

3 Thi công lớp bt bịt đáy

a Tính toán chiều dày lớp bt bịt đáy:

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

Bề dày lớp bê tông bịt đáy được xác định:

n bt

 H: là chiều cao mực nước thi công đến đáy bê tông bịt đáy H 7m

 S: Diện tích bê tông bịt đáy S 20 9.2 184m   2

 n: dung trọng của nước n=1T/m3

 c: dung trọng của bê tông c= 2.5

 U: chu vi một cọc U  D 3.14 1 3.14m 

 : ma sát giữa cọc và bê tông bịt đáy,  10T / m2

 n: hệ số giảm tải n = 0.9

 m: hệ số làm việc m = 0.9

 

bt bt

bt

(7 h ) 184 1h

(0.9 176.15 2.5 10 3.14 10) 0.9

1288 184h

2.83 m639.30

 Đổ BT theo phương pháp vữa dâng:

 Đổ BT từ từ, vừa đổ vừa nâng ống lên theo chiều thẳng đứng Không dich chuyển ngang, đầu ống lun ngập trong BT 1 khoảng theo quy định để cho BT tránh phân lớp và hạn chế mặt tiếp xúc giữa BT với nước

Tách một dải bê tông bịt đáy rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo hướng thượng - hạ lưu

có chiều dài nhịp bằng khoảng cách giữa hai cọc ván thép

c Kiểm toán bt bịt đáy

  : dung trọng của nước

H=10 : chiều sâu cột nước tính từ mực nước thi công đến đáy lớp bt bịt đáy

l m : bề rộng của dải bt bịt đáy đang xét

 Nội lực phát sinh trong dầm:

1 2 max

 Để hạ cọc ván thép vào đất ta sử dụng hệ thống búa , giá búa đặt trên xà lan để tránh các hàng cọc không bi nghiêng và khép kín theo chu kì thì đặt toàn bộ tường hay một đoạn vào vị trí khung dẫn hướng Công tác đóng cọc được chia thành từng giai đoạn có thể là 2 hoặc 3 tuỳ theo độ sâu cần đóng Các đoạn chuyển tiếp giữa cọc với cọc phải được bôi trơn mỡ trước khi đóng Khe hở thẳng đứng giữa các cọccần phải nhồi đất sét dẻo vào để tránh nước rò rỉ vào

 Do chiều sâu tính từ mực nước thi công đến đáy hố móng là : 5m + 2m =7m nên chọn cọc van thép có 3 tầng van chống Do đó cần kiểm tra về mặt ổn định vị trí và

độ bền của các bộ phận có trong vòng vậy T a xét hai trường hợp như sau:

 Giai đoạn 1: hố móng đã được đào tới cao độ của đáy lớp bt bịt đáy Hút ra một phần nước trong hố móng để thi công khung chống, lúc đó ta xem mực nước trong vòng vây giảm 25% so với mực nước thi công

Lớp 2: đất sét pha cát dẻo vừa dày 7.5m; γ= 1.82 T/m3 ,  =100

Từ đó tra được =0.91,C=0.148(kg/cm2)( (0.5< Il  0.75) trạng thái á sét

Lớp 3: đất sét chặt dày vô cùng, γ= 1.89 T/m3 ,  =7.50

Từ đó tra được =0.77,C=0.486(kg/cm2)(0.25< Il  0.5) trạng thái đất dẻo cứng

 Tính toán chênh lệch thông số địa chất

Các thông số giữa hai lớp đất chênh nhau lớn hơn 20%, ta tính cho từng lớp

 Đối với các lớp đất nằm trong nước ta tính theo dung trọng đẩy nổi

1

n dn

1.01 0.51 1 2.38 0.148 0.5 2

0.505 0.76 0.255 0.35 0.176 0.049 /0.5051 1.11 0.48 /

5 2

n m

Nipped IND có các thông số sau:

Q=4.7 : trọng lượng của búa

M=4100 kGcm : momen lệch tâm lớn nhất

=1100 vòng /phút =115 rad/s

A=9.5mm

Ta phải kiểm tra để đảm bảo một số điều kiện sau để có thể hạ cọc vào trong đất

- Điều kiện 1: lực kích động phải đủ lớn để hạ cọc vào trong đất:

hi =13m chiều sâu cọc ngàm trong đất

 =1.0 hệ số kể đến ảnh hưởng đàn hồi của đất ( lấy đối với cọc ván thép )

Biên độ chấn động phải thích hợp thì mới hạ cọc dễ dàng

Biên độ chấn động phụ thuộc vào vận tốc góc, loại cọc và loại đất

Với   1250vòng/phút = 130 rad/s tra bảng 4.19 ( thiết kế thi công cầu _ Nguyễn Huy Chính) ta có được A=0.8 đến 1 cm

Q q q Q

b Điều kiện đảm bảo cường độ của cọc ván thép.

5 Thi công cọc khoan nhồi: Theo điều kiện địa chất lớp trên là cát hạt vừa, lớp 2 là

sét pha cát dẻo vừa, lớp 3 là sét chặt và vị trí thi công là nơi có nước mặt nên ta

chon phương pháp khoan tao lỗ dùng ống vách

a Công tác chuẩn bị

 Thiết kế tổ chức thhi công cọc khoan nhồi cần phải thu thập và điều tra các tài liệu sau:

 bản vẽ thiết kế móng cọc khoan nhồi, khả năng chịu tải , các yêu cầu thử tải và phươngpháp kiểm tra nghiệm thu

 tài liệu điều tra về mặt địa chất, thủy văn nước ngầm

 tài liệu về bình đồ, địa hình nơi thi cơng, các cơng trình hạ tầng tại chỗ như cơng trình giao thơng, mạng điện, nguồn nước thi cơng.

 nguồn vật liệu cung cấp cho cơng trình, vị trí đổ dất khoan

 tính năng và số lượng máy thi cơng cĩ thể huy động cho cơng trình

 các ảnh hưởng cĩ thể tác động đến mơi trường và cơng trình lân cận

 trình độ cơng nghệ và kỹ năng cơng nghệ của đơn vị thi cơng

 các yêu cầu về kỹ thuật thi cơng và kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi

b thi cơng cọc khoan nhồi

Trình tự thi cơng cọc khoan nhồi gồm các bước sau:

 Bước 1: tiến hành hạ ống vách bằng thép bằng búa rung, và khoan lấy đất bên trongđến cao đến cao độ thiết kế giữ ổn định thành vách đất trong quá trình khoan tạo

hồ sơ địa chất, đo đường kính và độ thẳng đứng của lỗ khoan

 Bước 2: Xử lí cẳn lắng dưới đáy lỗ khoan bằng thổi rửa kết hợp xói hút, toàn bộđất bùn lẫn Bentonit ở dạng mền nhão lắng dưới đáy lỗ khoan cần phải được vét hết Kết thúc việc lắng cặn được xác định như sau:

 Tạp chất được lấy cuối cùng phải là đất nguyên thổ của nền Cao dộ dáy lỗ

khoan khi kết thúc cống tác xử lý cặn lắn tối thiểu phải bằng hoặc sâu hơn so với cao độ trước khi xử lí

 Việc thực hiện lầm cuối cùng khi đổ bê tơng được 15 phút

 Lỗ khoan đầu tiên của mỗi trụ, mố sẽ được kiểm tra SPT lớp đất tại đáy hố khoan sau khi xử lí cặn lắng đáy lỗ khoan và trước khi đổ bê tơng quyết định chính thức chiếu dài cọc của từng mố trụ

 Bước 3: Hạ khung cốt thép cọc vào trong lịng lỗ khoan, các lồng thép được hạ theotừng lồng và liên khết giữa các lồng được thực hiện bằng liên kết hàn hoặc buộc theo nguyên tắc liên kết phải đảm bảo chịu được theo nguyên tắc liên kết, đảm bảo được trọng lượng bản thân của các khung thép thả xuống trước đĩ và ngồi ra cần phải đảm bảo điều kiện thẳng đứng của lồng cốt thép trên suốt chiều dài cọc Chú ýmối hàn cốt thép giữa các cốt thép đai, cốt định vị và cốt chủ cầm đảm bảo khơng gây cháy cốt thép