Bai Giang công trình nhân tạo F2

Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI –CƠ SỞ 2

BỘ MƠN CẦU HẦM -***** -

MƠN HỌC CÔNG TRÌNH NHÂN TẠO F2

(BÀI GIẢNG)

ĐỀ CƯƠNG CÔNG TRÌNH NHÂN TẠO F2

1 Vai trò của công tác đo đạc? Các phương pháp định vị tim mố trụ cầu? Yêu cầu

độ chính xác khi đo đạc?

2 Vai trò của công trình phụ trợ? Cấu tạo, phạm vi áp dụng của tường ván, vòng

vây cọc ván thép? Thùng chụp?

3 Vai trò của đà giáo trụ tạm? Cấu tạo của kết cấu vạn năng (YUKM, MYK)?

4 Các thiết bị phục vụ cho công tác thi công đóng cọc?

5 Thế nào là độ chối? Cách xác định độ chối theo lí thuyết? Thế nào là độ chối giả?

Thế nào là độ sụt giả?

6 Trình bày các phương pháp thi công móng cọc đóng trên cạn?

7 Trình bày các phương pháp thi công móng cọc đóng trong điều kiện ngập nước?

8 Trình bày các phương pháp đổ bêtông trong nước? Xác định chiều dày lớp bêtông

bịt đáy?

9 Trình bày các phương pháp khoan tạo lỗ trong thi công cọc khoan nhồi? PVAD?

10 Trình bày công tác gia công cốt thép và công tác đổ bêtông cọc khoan nhồi?

11 Vai trò của ống vách thép? Vai trò của vữa sét bentonite? Các chỉ tiêu cơ lý của

vữa sét?

12 Trình bày các phương pháp thi công móng cọc khoan nhồi trên cạn?

13 Trình bày các phương pháp thi công móng cọc khoan nhồi trong điều kiện ngập

nước?

14 Trình bày công tác tổ chức thi công mố cấu?

15 Trình bày các biện pháp thi công cầu dầm thép?

16 Trình bày biện pháp thi công đổ tại chỗ bêtông bản mặt cầu trong cầu dầm thép

liên hợp bản bêtông cốt thép?

17 Trình bày biện pháp thi công mối nối bằng đinh tán và bulông cường độ cao?

18 Trình bày các biện pháp thi công cầu dàn thép?

19 Trình bày đặc điểm của tổ chức thi công cầu và các nguyên tắc tổ chức thi công

cầu?

20 Trình bày vai trò của công tác lập kế hoạch trong tổ chức thi công cầu?

21 Trình bày công nghệ chế tạo dầm BTCT căng trước?

22 Trình bày công nghệ chế tạo dầm BTCT căng sau? Trình tự căng 1 bó cáp?

23 Trình bày các biện pháp thi công cầu dầm BTCT?

Bộ môn Cầu – Hầm

24 Trình bày về công nghệ thi công đúc hẫng cầu dầm BTCT liên tục (trình tự thi

công, biện pháp giữ ổn định trong quá trình đúc hẫng, phân khối đổ bêtông)?

25 Trình bày vai trò, nội dung của công tác kiểm định cầu?

26 Trình bày về công tác đo ứng suất?

27 Trình bày về công tác đo độ võng?

28 Trình bày về công tác đo dao động?

29 Trình bày các biện pháp sửa chữa và tăng cường cầu dầm BTCT?

30 Trình bày các biện pháp sửa chữa và tăng cường cầu dầm thép?

31 Trình bày các biện pháp sửa chữa và tăng cường mố trụ?

PHÇN 2: THI C¤NG Vµ S÷A CH÷A CÇU Trang

Bộ môn Cầu – Hầm

3.5.3 Thi c«ng cÇu dµn thÐp b»ng biÖn ph¸p lao däc trªn ®−êng tr−ît 46

3.5.6 Thi c«ng dµn thÐp b»ng biÖn ph¸p lao ngang trªn ®−êng tr−ît 50

6.4.2 C¸c thiÕt bÞ ®o øng suÊt 80

PHầN 2

thi công và sửa chữa cầu

Chương 1

những vấn đề chung trong kỹ thuật thi công cầu

1.1 Công tác đo đạc

1.1.1 Vai trò của công tác đo đạc

- Định vị vị trí công trình và các bộ phận ở trên thực địa cho đúng với bản

vẽ thiết kế Một công trình được chia thành nhiều bộ phận được gọi là các hạng mục công trình Thông thường một công trình cầu gồm các hạng mục sau:

Móng, mố, trụ

Mặt xe chạy

Nền đắp đầu cầu

Các công trình điều tiết dòng chảy

- Xác định các kích thước của mỗi bộ phận kết cấu sao cho công trình

1.1.2 Nội dung của công tác đo đạc

Công tác đo đạc được tiến hành trước khi thi công; trong quá trình thi công; kết thúc xây lắp trước khi tiến hành bàn giao

- Trước khi thi công:

Lập hệ thống mốc khống chế

Dựa vào lưới khống chế định vị tim cầu, tim mố, trụ

- Trong quá trình thi công: đo đạc xác định kích thước, khối lượng các bộ phận kết cấu

- Sau xây lắp: đo đạc hoàn công: đo vẽ lại các bộ phận chính của công trình, so sánh lại các bộ phận có sai khác gì với bản vẽ thiết kế hay không

1.1.3 Yêu cầu của công tác đo đạc

- Công tác đo đạc phải được lập đề cương chi tiết và được thực hiện theo

đề cương được lập - duyệt Trong đề cương phải đưa ra phương pháp đo, thiết bị

đo, nội dung đo, độ chính xác

- Công tác đo đạc phải được tiến hành thường xuyên, có hệ thống, phát hiện những sai lệch

- Công tác đo đạc đối với công trình cầu lớn phải do một tổ đo đạc gồm: 1

kỹ sư trắc địa phụ trách + công nhân đã được đào tạo Công trình cầu nhỏ do kỹ sư chỉ đạo thi công phụ trách

1.1.4 Hệ thống cọc mốc và lưới khống chế tim cầu

Số lượng cọc mốc và quy định loại cọc mốc phụ thuộc vào chiều dài cầu Bảng 1.1- Quy định về tỉ lệ bình đồ, số lượng cọc mốc

Khoảng cách đường

đồng mức (m) Số lượng Loại cọc Số lượng Loại cọc

Cơ tuyến: đường cơ sở, được đo với độ chính xác cao

B

A

C D

1- Tim cầu; 2- Cơ tuyến; 3- Cọc mốc; 4- Bãi nổi

Việc xác định sơ đồ lưới khống chế phụ thuộc vào địa hình khu vực xây dựng cầu Mạng lưới này phải bao gồm ít nhất 2 điểm căn cứ định vị tim cầu, mỗi bên bờ có 1 điểm

Đối với cầu có quy mô lớn thì lưới khống chế phải gắn với toạ độ chuẩn Quốc gia, đối với cầu có quy mô nhỏ thì không cần

Cao độ: với cầu trung và nhỏ thì sử dụng cao độ giả định, mốc cao độ

được xác định xây dựng trên mặt bằng công trường Với cầu lớn thì phải dẫn mốc cao độ Quốc gia về công trình

1.1.5 Định vị tim mố, trụ

a) Phương pháp đo trực tiếp:

Dùng thước thép kết hợp với quả rọi và máy ngắm hướng, đo trực tiếp từ cọc mốc gần nhất dẫn ra theo hướng tim cầu Khi đã xác định được vị trí tim mố trụ, đặt máy tại đó, quay 1 góc 900 xác định hướng trục dọc của mố, trụ, rồi đóng mỗi bên thượng lưu và hạ lưu 2 cọc định vị trục dọc cho mố, trụ

Chẳng hạn sau khi xác định được tim trụ T1, đặt máy tại đó, ngắm về H0rồi quay 1 góc 900 để xác định các điểm 1, 2, 1’, 2’ (hình 1.2)

1' 2'

vị trí móng mố, trụ

Hình 1.2- Sơ đồ định vị tim mố, trụ bằng cách đo trực tiếp

b) Phương pháp đo gián tiếp bằng kéo thước:

- Dựng cầu tạm song song với cầu chính: vừa đảm bảo giao thông đi lại giữa 2 bờ, vừa phục vụ công tác đo đạc

- Cạnh mép cầu tạm xác định đường tim phụ song song với tim cầu chính (hình 1.3.a) Chuyển các điểm mốc H0, H1 từ tim cầu chính sang tim phụ, được H’0, H’1

- Trên tim phụ xác định A1’, T1’, T2’, A2’ bằng kéo thước

- Trên các điểm tương đương đó, đặt máy quay 900 về phía tim cầu chính, xác định được các điểm 1’, 2’, 1, 2 (nằm trên trục dọc của mố, trụ)

Trường hợp bên cạnh có một cầu cũ đang khai thác nhưng tim cầu cũ không song song với tim cầu chính (hình 1.3.b):

- Xác định tim phụ xiên một góc γ so với tim cầu chính

- Chuyển điểm mốc từ tim chính lên tim phụ:

Dọc tim phụ đo các khoảng cách: A1’H0’ = A1H0/cosγ,

Tại A1’, T1’, đặt máy ngắm H0’, quay góc (900 - γ) về phía tim cầu chính, xác định được A1, T1,

Yêu cầu: thước thép kéo căng (lực 3 cân), đo từ H0 theo 2 hướng đi và về

H'1 H'o

H1 Ho

A2 A1

trục phụ H'o

Hình 1.3- Sơ đồ định vị tim mố, trụ bằng cách đo trực tiếp

a) Trục cầu tạm song song với trục cầu chính; b) Không song song

c) Phương pháp đo gián tiếp bằng giao hội tia ngắm:

Phương pháp này áp dụng khi phải xác định vị trí tim cầu lớn nằm ở giữa sông Giả sử có sơ đồ như hình 1.4, tiến hành các bước sau:

Ho

H1

H2

T1 A1

a1γ

γ

2 1

L1

1α

Hình 1.4- Xác định vị trí mố, trụ bằng giao hội tia ngắm

- Xác định khoảng cách H0T1

- áp dụng định lý cos, tính H1T1

- áp dụng định lý sin, tính α1

- Đóng bè mảng neo tạm ở vị trí T1 Trên bè mảng vạch tạm vị trí tim trụ

T1 Đặt máy tại H1 ngắm về H0, quay góc α1, xác định được T1 (là giao của tia ngắm với tim cầu), sau đó đóng cọc tại vị trí vừa xác định

d) Phương pháp đo xác định tim trụ cầu cong:

- Phương pháp đa giác: giao hội tia ngắm

- Phương pháp dây cung:

ƒ Xác định A , A

b a

A2 A1

R

1 α

α2

3 α

c)

OHình 1.5- Các sơ đồ xác định vị trí mố, trụ cầu cong

a) Phương pháp đa giác; b) Phương pháp dây cung; c) Phương pháp toạ độ cực

1.1.6 Yêu cầu độ chính xác khi đo đạc

ƒ Chiều dài cơ tuyến không nhỏ hơn 30m

ƒ Các góc của tam giác trong mạng lưới: từ 250 - 1200

1.2 Các công trình phụ trợ trong thi công cầu

1.2.1 Vai trò của các công trình phụ trợ

Các công trình phụ trợ là những kết cấu, những công trình xây dựng để phục vụ, hỗ trợ cho biện pháp thi công Các công trình phụ trợ có tính chất tạm thời, chỉ phục vụ trong giai đoạn thi công, chịu lực thay cho kết cấu chính, tạo mặt bằng thi công hoặc tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình thi công Công

trình phụ trợ yêu cầu chịu lực, ổn định, dễ lắp dựng và tháo dỡ, dễ khai thác vật tư

Trong thi công cầu thì chi phí cả về kinh phí và nhân lực, thời gian cho các công trình phụ trợ chiếm khoảng 30% - 40% Chất lượng của các công trình phụ trợ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng công trình chính và an toàn cho người, thiết bị, và như vậy ảnh hưởng tới tiến độ thi công

1.2.2 Các loại công trình phụ trợ

- Loại kết cấu thiết kế đơn chiếc: áp dụng riêng cho mỗi một công trình

- Loại kết cấu chuyên dụng: vạn năng, sử dụng nhiều lần, áp dụng cho nhiều đối tượng

Theo mục đích sử dụng:

1- Các công trình chắn đất: các loại tường ván

2- Các công trình ngăn nước: vòng vây

3- Đà giáo: chịu lực thay cho kết cấu chính, tạo mặt bằng thi công

4- Trụ tạm: làm việc như 1 trụ, trên trụ tạm lại lắp đà giáo

5- Hệ nổi

6- Ván khuôn

7- Hệ thống phục vụ kích kéo

1.2.3 Nguyên lý tính toán thiết kế công trình phụ trợ

- Các công trình phụ trợ đều phải tính theo trạng thái giới hạn:

ƒ TTGH 1: cường độ, độ bền, kiểm tra ổn định về vị trí: lật, trượt

ƒ TTGH 2: kiểm tra về độ võng, ổn định hình dạng

- Tải trọng: tuỳ theo từng dạng kết cấu

ƒ Tải trọng thường xuyên: tĩnh tải, áp lực đất, nước Tĩnh tải: nhân hệ

số 1,1; 0,9

ƒ Tải trọng tạm thời: hoạt tải, thiết bị thi công Hoạt tải: nhân hệ số 1,3 Trên công trình phụ trợ có tải trọng thi công: người, thiết bị cầm tay, quy định 0,1 T/m2

ƒ Tải trọng gió:

o 50 kG/m2 khi thi công,

o 125 kG/m2 khi không thi công,

o 180 kG/m2 trong trường hợp đặc biệt

- Nguyên tắc: tính gần đúng, thiên về an toàn, đơn giản hoá kết cấu đưa về dạng kiểm soát được Ví dụ: từ sơ đồ không gian có thể đưa về sơ đồ phẳng rồi nhân với hệ số phân phối không đều, từ sơ đồ liên tục đưa về sơ đồ giản đơn nhân hệ số

- Khi chiều sâu hố móng H ≥ 3m và có hiện tượng cát trôi, cát chảy, và trong điều kiện bị ngập nước thì bắt buộc phải có biện pháp gia cố chống vách

hố móng Kết cấu dùng để gia cố chống vách được gọi là công trình chắn đất: tường ván

ƒ Dùng ván vát nhọn 1 đầu, 1 đầu bọc thép, đóng ngập vào đất theo chu vi hố móng

ƒ Đào đất đồng thời lắp các thanh nẹp ngang và văng chống theo từng lớp Dùng đinh đỉa đóng hãm văng chống vào tường ván

Hai loại tường ván trên có ưu điểm là kết cấu đơn giản, nhưng có nhược

điểm là không tái sử dụng được Nếu kết cấu hố móng lớn, điểm yếu nhất của 2 loại này là văng chống, do đó người ta không sử dụng vì không hiệu quả

ƒ Đào đất hố móng đồng thời lắp ván lát ngang vào giữa 2 cánh thép

I Các ván ngang được giữ cố định và ép chặt vào nền đất bằng các nêm gỗ

- Ưu điểm:

ƒ Thi công đơn giản, nhanh

ƒ Thường ít sử dụng hoặc không cần văng chống ngang, do đó có thể thi công hố móng rộng

ƒ Các ván lát ngang là định hình, cọc thép được rút lên sau khi thi công, do vậy có thể sử dụng được nhiều lần

1.2.5 Các công trình ngăn nước

a) Các loại vòng vây đất:

Mục đích: ngăn không cho nước vào trong hố móng

1- Đê quai, đập chắn

áp dụng đối với những dòng sông nhỏ, nước chảy ổn định Thi công bằng cách đắp chặn thượng lưu và hạ lưu của dòng sông Để thoát nước, có thể đặt một đoạn cống tròn

2- Vòng vây đất trong tường ván

Thi công: đóng 2 hàng cọc vào nền, cách nhau 1,5 - 2m, liên kết thành khung chịu lực Dùng ván hoặc phên đặt tựa vào 2 hàng cọc rồi đổ đất vào trong

Tuỳ thuộc điều kiện địa hình, quy mô cũng như phương pháp thi công mà

có các loại đà giáo khác nhau:

ƒ Đà giáo đỡ dưới

ƒ Đà giáo treo

ƒ Đà giáo di động

b) Trụ tạm

Trụ tạm có nhiệm vụ đỡ KCN trong một khoảng thời gian thi công nhất

định Ví dụ: trụ tạm đỡ KCN trong quá trình lao kéo KCN dọc cầu

Trụ tạm cần phải thoả mãn các yêu cầu sau:

ƒ Cấu tạo đơn giản

ƒ Tiết kiệm vật liệu

ƒ Tận dụng các kết cấu lắp ghép, dễ tháo lắp, dễ di chuyển

ƒ Đủ vững chắc để đảm bảo chịu trọng lượng bản thân của KCN và tải trọng của các phương tiện lắp ráp kết cấu

Hình 1.10- Các thanh thép góc dùng cho kết cấu YИKM

Tuỳ theo tiết diện thanh mà mỗi thanh được tổ hợp từ 1 - 4 thanh thép góc

- Tác dụng: có thể lắp thành rất nhiều dạng kết cấu khác nhau: đà giáo, trụ tạm, cổng trục, giá lao dầm, cần cẩu chuyên dụng,

Hình 1.12- Giá lao dầm YИKM

b) Dàn quân dụng Balley (Mỹ)

Dàn Balley thường được sử dụng để làm cầu quân dụng dã chiến Trong xây dựng cầu thì nó được dùng làm đà giáo, làm cầu tạm để đảm bảo giao thông

Dàn Balley được chế tạo sẵn thành các khung dàn Các khung nối với nhau bằng liên kết chốt

Hình 1.13- Dàn Balley

c) Ngoài ra còn có dàn quân dụng T66 (Trung Quốc), giá vòm thép

1.2.8 Hệ nổi

Hệ nổi là kết cấu có tác dụng tạo mặt bằng thi công trên mặt nước; dùng

để lắp dựng các thiết bị thi công trên sông: cần cẩu, giá búa đóng cọc, ; dùng làm trụ nổi đỡ KCN

Hệ nổi có thể được ghép từ các phao đơn hoặc từ những xà lan

a) Hệ nổi được ghép từ các phao đơn

Phao đơn là hệ thống khung thép bọc tôn Phao được chia thành các ngăn riêng không thông nhau Trên các mặt ngoài có mối nối để liên kết các phao với nhau Các phao đơn này được ghép với nhau theo nhiều cách để tạo thành hệ nổi phục vụ thi công

Hình 1.15- Công tác đóng cọc trên hệ nổi

b) Hệ nổi được ghép từ các xà lan

Các xà lan được ghép thường có sức chở lớn: 200T, 400T, 1200T Khi thi

vậy phải có thêm hệ thống khung sườn chịu lực Các xà lan ghép lại có thể tạo mặt bằng để đóng cọc, tập kết vật liệu, thi công các hạng mục khác

Xà lan Neo

Khu vực móng

Hình 1.16- Hệ nổi được ghép từ các xà lan

Chương 2

thi công móng, mố, trụ cầu

2.1 Thi công móng khối trên nền thiên nhiên

2.1.1 Thi công móng bằng biện pháp đào trần

a) Phạm vi áp dụng

- Móng nông H < 3m

- Không bị ngập nước và ảnh hưởng của nước ngầm

- Nền đất ổn định, không có hiện tượng cát trôi, cát chảy

- Thi công trong mùa khô

- Diện tích mặt bằng cho phép để đào những hố móng có kích thước lớn

- Bước 6: Hoàn thiện và lấp đất hố móng

- Xung quanh hố móng phải có rãnh dẫn nước và hố tụ nước Các nguồn nước gồm có: nước ngầm, nước trong quá trình thi công, nước mưa Tính lượng nước có trong hố móng, từ đó thiết kế hố tụ nước (cần bao nhiêu hố, thể tích mỗi hố ), chọn loại máy bơm

Hình 2.4- Hố móng

- Khi đào bằng máy bao giờ cũng phải để lại 1 lớp đất cách đáy móng 0,5m, lớp đất này chỉ được đào bằng thủ công ngay trước khi đổ bê tông móng (để đảm bảo trạng thái tự nhiên của hố móng)

- Đáy nền phải được xử lý bằng lớp lót móng, có 2 dạng:

ƒ Hỗn hợp đá dăm cát dày 15 - 20cm được đầm kỹ

ƒ Bê tông nghèo mác 150, dày 10cm

- Yêu cầu khi đổ bê tông bệ móng:

ƒ Phải đổ bê tông liên tục

ƒ Bê tông phải được đầm kỹ, tác dụng đầm của lớp bê tông trên không ảnh hưởng tới lớp bê tông đã và đang ninh kết

ƒ Bê tông sau khi thi công phải được bảo dưỡng

- Nguồn cung cấp vữa:

ƒ Trộn tại chỗ: áp dụng khi khối lượng bê tông nhỏ, đường vận chuyển khó khăn

ƒ Sử dụng bê tông của trạm trộn: áp dụng cho những công trình lớn Trạm trộn: cố định, cung cấp vữa cho cả công trình Cách vận chuyển: sử dụng máy bơm BT (có thể bơm xa 200m, cao 30m) hoặc dùng xe ben chở BT ra công trình

ƒ Sử dụng BT tươi: mua BT từ nhà máy, vận chuyển đến công trường bằng xe chuyên dụng và có máy bơm sẵn

- Biện pháp đổ bê tông bệ móng:

ƒ Dùng máng nghiêng: máng bằng tôn mỏng

ƒ Dùng máy bơm vữa bơm BT vào (hình 2.3)

ƒ Dùng cần cẩu và thùng chứa rót vữa xuống: nếu không có văng chống có thể đưa trực tiếp thùng chứa xuống vị trí đổ; nếu có văng chống, phạm vi thi công hẹp thì rót vữa xuống thông qua ống vòi voi

Thanh chốngCần cẩu

ống vòi voi

Hình 2.5- Đổ BT dùng ống vòi voi

- Hoàn thiện, lấp đất hố móng:

ƒ Ván khuôn thành được dỡ khi cường độ của BT = 50% cường độ thiết kế

ƒ Khi cường độ đạt 70% cường độ thiết kế thì mới được lấp đất Trước khi đắp phải quét nhựa đường xung quanh bề mặt móng để chống thấm

ƒ Đất đắp: cấp phối đồi hoặc dùng theo chỉ dẫn thiết kế

ƒ Yêu cầu: đắp đều 4 mặt, rải thành từng lớp dày 20 cm, đầm bằng

đầm bàn, không cho phép để lại gỗ chống hoặc bất cứ vật liệu nào khác trong hố móng

2.1.2 Thi công móng khối có gia cố chống vách hố móng

- Bước 4: Lắp dựng cốt thép, ván khuôn bệ móng

- Bước 5: Đổ BT móng (xem phần trước)

- Bước 6: Hoàn thiện, lấp đất hố móng

Yêu cầu: phải dỡ ván mới được đắp đất Thực hiện: dỡ từng lớp kéo ngược lên, tháo đều 2 bên

Máy bơm

Hình 2.6- Đào đất và bơm nước trong hố móng có chống vách

2.1.3 Thi công móng khối trong vòng vây cọc ván

- Bước 2, 3: Thi công vòng vây cọc ván thép và đào đất

Đóng (và nhổ) cọc ván thép bằng búa rung Đào đất trong hố móng trong

điều kiện chưa bơm cạn được nước (có nước ngầm) bằng máy xúc gầu ngoạm Nếu nền đất rất rắn (sét rắn, sét lẫn sỏi sạn) không xúc được; hoặc nền cát mịn khi đạt đến 1 trạng thái nhất định, gầu kéo lên chỉ toàn nước thì có thể dùng biện pháp xói hút: thổi hơi ép kết hợp với máy hút chân không hút bùn đá lên

- Bước 4:

Sau khi đào đất đến cao độ thiết kế, tiến hành đổ lớp BT bịt đáy trong điều kiện ngập nước Đổ BT dưới nước theo 2 phương pháp: phương pháp vữa dâng và phương pháp rút ống (ống dịch chuyển thẳng đứng)

Sau khi có lớp BT bịt đáy, tiến hành bơm cạn nước, lắp dựng khung cốt thép, ván khuôn, rồi đổ BT bệ móng Các biện pháp cấp vữa hố móng: trộn BT tại chỗ, sử dụng BT trạm trộn bơm vào, sử dụng BT tươi dùng máy bơm của xe

Dùng nhân lực dựng sàn đạo bằng gỗ hoặc thép để cần cẩu di chuyển từ

bờ đến vị trí thi công cọc ván thép Các công việc khác: đào đất hố móng, thi

công lớp bịt đáy, giống biện pháp thi công móng khối trong vòng vây cọc ván (mục 2.1.3)

Khi phá đá đến cao độ thiết kế thì sửa sang mặt bằng, khoan lỗ để chôn neo ngàm vào trong đá và đáy bệ móng Dùng vữa xi măng bơm vào các lỗ khoan

- Bước 5: Đổ BT móng và hoàn thiện

2.2 Thi công các dạng móng cọc

2.2.1 Khái niệm chung

a) Ưu điểm:

- Công việc chế tạo và thi công cọc thường ở 2 địa điểm khác nhau, vì vậy

có thể đẩy nhanh tiến độ thi công

- Chất lượng cọc được kiểm tra một cách dễ dàng và chính xác

b) Nhược điểm:

- Các thiết bị hạ cọc thường gây tiếng ồn và chấn động mạnh, ảnh hưởng tới sinh hoạt và công trình xung quanh

- Cọc có thể bị nứt, gãy khi vận chuyển và thi công

- Chiều sâu đóng cọc nhiều khi không đúng với thiết kế, đầu cọc đóng xong không trên cùng 1 cao độ, do đó phải đập bỏ đầu cọc gây lãng phí

2.2.2 Chế tạo các loại cọc

a) Cọc gỗ

Cọc gỗ có ưu điểm là nhẹ, dễ chế tạo, thiết bị thi công đơn giản nhưng có nhược điểm là sức chịu tải nhỏ, dễ bị vỡ, gãy, Do đó thường chỉ được dùng trong các công trình phụ tạm

b) Cọc thép

Ngoài việc làm vòng vây thi công dưới dạng các thanh cọc ván, cọc thép còn được dùng để làm móng chịu lực

- Cấu tạo: thường có 3 loại là cọc ống, cọc chữ H (I) và cọc ghép hình hộp

Hình 2.8- Tiết diện ngang của một số loại cọc thép

Cọc vuông: có thể được chế tạo tại công trường hoặc ở xưởng

Cọc ống: phải đúc trong xưởng có khuôn quay ly tâm

Móc cẩu Móc cẩu

Móc cẩu Móc cẩu

Hình 2.9- Cấu tạo cọc BTCT tiết diện 40x40cm (bố trí cốt thép)

- Nối cọc:

Đầu cọc nối thường có tiết diện thu nhỏ lại, sử dụng thép tấm dày 10mm hàn xung quanh đầu cọc và hàn vào cốt thép chủ đầu cọc Để nối cọc, dùng thép bản hặc thép góc hàn ốp 2 cọc với nhau

ƒ Búa đóng trọng lực hay búa rơi tự do

ƒ Búa hơi đơn động, song động

ƒ Búa diezel

ƒ Búa thuỷ lực

- Chọn búa đóng cọc: rất quan trọng, ảnh hưởng tới hiệu quả của công tác

đóng cọc Có thể chọn theo công suất của búa, chọn theo khả năng thích dụng, chọn theo độ chối thiết kế của cọc

e) Khung dẫn hướng: Có nhiệm vụ đảm bảo cho cọc đóng đúng vị trí,

không bị lệch hướng

2.2.4 Thi công móng cọc trên cạn

a) Đóng cọc trên mặt đất trước khi đào hố móng

- Bước 1: Tiến hành đóng cọc

San ủi tạo mặt bằng thi công

Lắp đặt đường di chuyển cho giá búa bằng ray + tà vẹt

Lắp dựng giá búa

Cho giá búa di chuyển trên đường ray và sử dụng cọc dẫn đóng ngập

đầu cọc vào trong đất nền

Quả búa 3,5T Giá búa DJ2

L = 26 m.

Đoạn cọc dẫn.

7 8

0.3m

Hình 2.12- Đào đất hố móng và xử lý đầu cọc

- Bước 3: Vệ sinh hố móng, xử lý đầu cọc

- Bước 5: Đổ BT tiếp theo phần thân mố trụ

Đắp lớp đất hố móng khi phần BT đổ lên cao hơn mặt đất tối thiểu là 1m

b) Đóng cọc sau khi đào hố móng

Theo phương pháp này, hố móng được đào đến cao độ đáy bệ, sau đó đóng cọc Có các phương pháp đóng cọc sau:

ƒ Đưa giá búa vào trong hố móng

ƒ Giá búa làm việc trên dàn giáo

ƒ Giá búa làm việc trên cầu di động

ƒ Sử dụng cần trục và cột dẫn hoặc khung dẫn

- Bước 1: Dùng búa rung đóng các cọc ván thép quanh chu vi hố móng Dùng máy đào gầu ngoạm lấy đất trong hố móng, khi cách cao độ thiết kế 0,2m thì đào bằng thủ công

- Bước 2: lắp dựng đường ray 2 bên hố móng, lắp cầu di động

Đưa giá búa lên cầu di động và đóng cọc

Hình 2.14- Xử lý đầu cọc, đổ BT bệ móng

- Bước 5: Đổ BT phần tiếp theo và lấp đất hố móng

2.2.5 Thi công móng cọc trong khu vực ngập nước

Hình 2.15- Đóng cọc và vòng vây cọc ván thép trên đảo nhân tạo

Đào đất trong hố móng bằng biện pháp xói hút (vì vướng đầu cọc và đất ở trạng thái bão hoà nước) Dùng vòi nước có áp xói xuống để phá đất nền thành bùn, sau đó dùng máy hút chân không hút bùn lên

- Bước 4: Đổ BT bịt đáy bằng phương pháp vữa dâng

- Bước 6: Đổ tiếp phần thân trụ, lấp đất hố móng, nhổ cọc ván thép

b) Thi công trong điều kiện nước ngập sâu (móng cọc bệ cao)

1- Trường hợp bệ cọc nằm chìm sâu trong nước

- Bước 1: Đóng cọc BT bằng giá búa trên hệ nổi

- Bước 2: Hạ vòng vây cọc ván thép

Hình 2.17- Đóng cọc trên hệ nổi và hạ vòng vây cọc ván thép

- Bước 3: Đổ đất hoặc đá thải vào vòng vây để tôn cao nền

Nếu dòng sông có cát, có thể dùng máy hút bùn hút cát đổ vào vòng vây

- Bước 4: Đổ lớp BT bịt đáy bằng phương pháp vữa dâng

Hình 2.18- Đổ đất vào vòng vây và đổ BT bịt đáy

- Bước 5: Bơm nước trong vòng vây, xử lý đầu cọc

- Bước 6: Lắp đặt ván khuôn, cốt thép, đổ BT bệ móng

- Bước 7: Tiếp tục đổ BT thân trụ

Nhổ vòng vây cọc ván thép (trước khi nhổ phải tháo nước vào vòng vây cho cân bằng áp lực nước với bên ngoài)

a) Vai trò của lớp BT bịt đáy

- Ngăn không cho nước thâm nhập từ phía nền vào trong vòng vây

- Giữ ổn định nền dưới đáy móng, chống áp lực đẩy nổi làm bục nền

- Làm ván khuôn đáy

- Có vai trò như lớp đệm, giữ vệ sinh đáy móng trong quá trình thi công

MNTC

CĐĐM H

h BT

Hình 2.19- Lớp BT bịt đáy

b) Xác định chiều dày lớp BT bịt đáy

Chiều dày lớp BT bịt đáy được xác định bằng tính toán, chiều dày tối thiếu 0,8m

BT được cho vào bao tải và buộc thắt nút bằng dây thừng

Hạ bao tải gần sát đáy hố móng, kéo dây mở bao tải ra cho BT tụt xuống

Đổ nhiều bao tải một lúc, hết đợt này đến đợt khác

ƒ Đổ cốt liệu thô (đá dăm, đá hộc) vào trong vòng vây

ƒ Thả các ống bơm vào trong các lồng sóc (đường kính ống khoảng 20cm) Nối các ống này với máy bơm và bơm vữa xi măng vào, vữa

xi măng sẽ chảy tràn vào và lấp kín các khe rỗng trong lớp đá

Đổ BT bằng phương pháp này đơn giản, dễ thi công nhưng chất lượng BT không đảm bảo, chỉ có thể dùng làm lớp bịt đáy ngăn nước, không được dùng để

đổ các lớp BT chịu lực

3- Phương pháp rút ống thẳng đứng

Phương pháp này áp dụng để đổ BT dưới nước khi gặp phải chiều sâu lớn hoặc đổ các khối BT yêu cầu chất lượng cao Công nghệ này yêu cầu chiều dày lớp BT cần đổ tối thiểu là 1m

≥

mntc ống thép

phễu

Hình 2.21- Đổ BT dưới nước bằng phương pháp rút ống

Trình tự thi công:

Dùng nút gỗ hoặc nhựa rỗng nút ống lại

Đổ BT vào phễu, nút bị đẩy dần xuống dưới Nhấc ống lên khỏi đáy khoảng 0,2 - 0,3m, khi đó nút bật ra ngoài và BT bắt đầu tràn ra xung quanh BT các ống sẽ chảy ra đan xen với nhau tạo thành 1 khối

Vừa đổ BT vừa rút ống lên dần

2.3 Thi công cọc khoan nhồi

2.3.1 Khái niệm chung

Cọc khoan nhồi là cọc BTCT được đúc tại chỗ trong lỗ khoan đã được tạo sẵn ở trong nền

a) Ưu điểm:

- Có sức chịu tải lớn, áp dụng cho móng của những cầu lớn

- Có thể sử dụng trong những điều kiện địa chất phức tạp, điều kiện địa hình thi công khó khăn

- Không gây chấn động, không gây ồn trong khi thi công, do đó không gây ảnh hưởng đến những công trình kiến trúc xung quanh, đặc biệt phù hợp cho móng cầu cạn, cầu vượt trong thành phố

b) Nhược điểm:

- Yêu cầu thiết bị và công nghệ cao

- Giá thành hiện nay còn đắt so với điều kiện kinh tế chung

- Chất lượng BT của cọc khó kiểm tra và đánh giá đúng

a) Máy khoan dùng ống vách; b) Máy vận hành ngược; c) Máy khoan đất

b) Máy khoan vận hành ngược (tuần hoàn nghịch)

Các hoạt động đào đất, hút nước và mùn khoan, bổ sung dung dịch khoan

đều theo nguyên tắc tuần hoàn

Trục khoan là các ống thép rỗng (Φ100 - Φ300) để cho dung dịch khoan vận hành ngược trở về bể chứa và sau khi tách lọc lại cho xuống lỗ khoan

Đất trong lỗ khoan được xén và dùng nước có áp phun xối tạo thành dung dịch mùn, sau đó được hút lên cùng cần khoan

c) Máy khoan đất

Thiết bị tạo lỗ thường có côn khoan lỗ để đào đất Côn khoan lỗ có lưỡi để xén đất, thiết bị để dọn cặn lắng Côn khoan lỗ thường lợi dụng trọng lượng bản thân của cần khoan và gầu xúc khi ép xuống đáy lỗ, vừa ép vừa quay để tạo lỗ

Đất đá sau khi bị xén gọt được đưa vào gầu xúc và đưa lên

2.3.3 Các thiết bị và vật liệu phụ trợ

a) ống vách (ống chống)

- Cấu tạo: là ống thép được hàn bằng công nghệ cao, chiều dài 6m, dày 3cm Các ống được nối với nhau bằng liên kết bu lông chìm

- Nhiệm vụ:

ƒ Chống giữa cho vách khoan được ổn định

ƒ Bảo vệ cho mặt đất xung quanh lỗ khoan khỏi bị lút sụt

ƒ Ngăn nước ở những nơi có nước mặt

- Yêu cầu:

ƒ Đủ cường độ và độ cứng, nhất là đỉnh và chân ống

ƒ Hình dạng phải thẳng và tròn đều, không gây trở ngại cho đầu khoan

nó giữ ổn định, chống sập lở thành vách (chống áp lực đất từ phía ngoài)

Vữa sét có tỷ trọng lớn nên làm cho mùn khoan không lắng chìm, do đó làm sạch đáy lỗ khoan và mùn khoan dễ dàng được đưa ra ngoài

2.3.4 Vệ sinh lỗ khoan

Nếu không vét bỏ lớp mùn khoan, đất đá và dung dịch vữa sét sẽ lắng

đọng tạo thành 1 lớp đệm yếu dưới chân cọc, làm giảm sức chịu tải và gây lún cọc Vì vậy cần phải xử lý cặn khoan

- Giai đoạn 2: Thực hiện trước khi đổ BT

Thổi hơi ép xuống đáy lỗ khoan, di chuyển miệng ống hút liên tục dưới

đáy lỗ khoan để lấy hết mùn cặn

2.3.5 Lắp hạ lồng thép

a) Cấu tạo

Hình 2.23- Lồng cốt thép cọc khoan nhồi

b) Hạ lồng thép

- Dùng các giá treo và các móc treo lồng cốt thép

- Hạ lồng cốt thép xuống sao cho đỉnh lồng gần tới miệng lỗ khoan, hàn nối lồng khác vào rồi lại tiếp tục hạ xuống

Bề dày ván khuôn: 30 - 60 mm

Ván khuôn thường được ép sát và giữ cố định nhờ thanh giằng Thanh giằng thường có ren ở đầu, được chế tạo từ thép Φ14 - 22

Khung ván khuôn được cấu tạo bởi những nẹp ngang liên kết với cột đứng tạo thành khung kín Ngoài ra còn có thể có thanh chéo để tăng độ cứng

Bề mặt ván khuôn phải nhẵn có thể được bọc phủ 1 lớp nhựa, chất dẻo hoặc tôn Cần phải bôi dầu trước khi đổ BT để dễ tháo dỡ sau khi BT đã đủ độ cứng

- Phạm vi áp dụng, ưu nhược điểm:

Loại ván khuôn này thường dùng cho mố trụ cầu nhỏ, những kết cấu có hình dáng đặc biệt, cầu ở những khu vực địa hình có địa hình phức tạp Loại này

có nhược điểm là tốn sức lao động và nguyên vật liệu, tốn thời gian thi công, không sử dụng được nhiều lần

b) Ván khuôn lắp ghép

- Cấu tạo:

Ván khuôn lắp ghép có thể được làm bằng gỗ hoặc thép Kích thước mỗi tấm từ 4 - 12m2 (tối đa 20m2) tuỳ theo khả năng vận chuyển, lắp ráp và cấu tạo của mố, trụ Các tấm thường được liên kết với nhau bằng bu lông

- Yêu cầu của ván khuôn lắp ghép:

ƒ Kích thước và hình dáng phải tiêu chuẩn hoá để dễ bố trí, sử dụng

ƒ Cấu tạo liên kết đơn giản, dễ dàng tháo lắp mà không ảnh hưởng

Ngoài ra người ta còn sử dụng hệ thống ván khuôn trượt để thi công KCN dầm liên tục

Hình 2.26- Thi công các nhịp 50m cầu Thanh Trì trên đà giáo di động MSS

(Moveable Scalfolding System)

2.4.2 Thi công mố, trụ toàn khối đổ tại chỗ

- Yêu cầu:

ƒ Kích thước thân mố trụ phải đảm bảo theo thiết kế (sai số 2 cm)

ƒ Mác BT của thân mố trụ phải đảm bảo như thiết kế

ƒ Thân mố trụ sau khi xây dựng phải đảm bảo về mặt mỹ quan

MNTC: - 7,9 m

-27,564 Hộc đổ BT

Hình 2.27- Thi công thân mố và trụ

Hình 2.28- Thi công thân trụ cầu Thanh Trì

- Công tác đổ BT:

Thường đổ thành các lớp có bề dày 15 - 30 cm Tốc độ đổ BT phải đảm bảo sao cho các lớp BT đã đông kết ở phía dưới không nằm trong bán kính tác

động của đầm

Vận chuyển BT bằng máy bơm, ô tô, xe goòng, phương tiện chở nổi,

Đưa BT lên cao: dùng cần cẩu, cần trục, tháp,

BT được đổ trực tiếp bằng thùng hoặc thông qua ống vòi voi (chiều cao rơi trực tiếp không vượt quá 1,5m)

2.4.3 Thi công mố, trụ lắp ghép và bán lắp ghép

a) Với cầu nhịp nhỏ và trung

Với cầu loại này, người ta thường dùng mố, trụ thân cột Để tăng nhanh tốc độ thi công, có thể tiến hành lắp ghép trụ

Các mố, trụ dạng cột hoặc tường mỏng được lắp ghép bằng cẩu mũi tên tự hành hay cẩu cổng (cẩu chân dê) Dùng cẩu dựng cột lên và đặt vào móng Cột

được kê trên 1 miếng thép đệm đặt ở đáy móng và được định vị bằng các nêm gỗ

ở bốn bên Sau đó đổ BT chôn cột vào móng

Để lắp xà mũ vào vị trí, người ta làm 1 sàn công tác để dễ thao tác và điều chỉnh xà mũ vào đúng vị trí thiết kế

§Öm thÐp

R·nh chèng truît

H×nh 2.31- Mè l¾p ghÐp