Bài giảng thi công cầu

Ở nước ta vào đầu những năm 90, các công nghệ thi công cầu tiên tiến như phương pháp đúc đẩy, đúc hẫng đã được áp dụng rộng rãi kết hợp với các nhà thầu lớn của nước ngoài và được tạo đi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2017

GVC ThS TRẦN VIỆT HỒNG ThS PHẠM MINH VIỆT

THI C¤NG CÇU

GVC.THS TRẦN VIỆT HỒNG, THS PHẠM MINH VIỆT

BÀI GIẢNG THI CÔNG CẦU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2017

LỜI NÓI ĐẦU

Để phục vụ cho đào tạo kỹ sư ngành Kỹ thuật công trình và ngành Công thôn Trường Đại học Lâm Nghiệp, Bộ môn Kỹ thuật công trình – Khoa Cơ điện

& Công trình tiến hành biên soạn bài giảng Thi công cầu

Bài giảng được biên soạn theo chương trình môn học đã được phê duyệt, nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức và kỹ năng sơ bản về lĩnh vực thi công một công trình cầu từ thi công kết móng mố trụ cầu, thi công kết cấu mố trụ cầu đến thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép và kết cấu nhịp cầu thép

Bài giảng được biên soạn thành 06 chương Chủ biên là GVC.ThS Trần Việt Hồng, biên soạn chương 01; chương 02; chương 03 Chương 04; chương 05; chương 06 do ThS Phạm Minh Việt biên soạn

Trong quá trình biên soạn, các tác giả có tham khảo giáo trình thi công cầu của trường Đại học Giao thông vận tải Hà Nội và các tài liệu khoa học kỹ thuật

có liên quan đến lĩnh vực thi công công trình cầu

Mặc dù có nhiều cố gắng, song do trình độ chuyên môn có hạn và một số

lý do khác, bài giảng này không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót Rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của đồng nghiệp để bài giảng này ngày càng hoàn thiện hơn Các ý kiến đóng góp xin vui long gửi về địa chỉ: Bộ môn

Kỹ thuật công trình, Khoa Cơ điện & Công trình, Trường đại học Lâm Nghiệp

Chương 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG XÂY DỰNG CẦU

1.1 Tổng quan về các công nghệ thi công cầu

1.1.1 Tình hình phát triển công nghệ xây dựng cầu trên Thế giới và ở Việt Nam

Trải qua gần một thế kỷ, kể từ khi kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DƯL) được phát minh, thế giới đã chứng kiến nhiều thành tựu tuyệt vời trong lĩnh vực xây dựng công trình, đặc biệt là các công trình cầu bằng kết cấu BTCT DƯL Từ những kết cấu kiểu dầm giản đơn thi công bằng phương pháp công nghệ truyền thống căng trước trên bệ cố định hoặc căng sau rồi lao lắp vào

vị trí, ngày nay với nhiều công nghệ mới tiên tiến như đúc đẩy, đúc hẫng (lắp hẫng), đúc trên đà giáo di động, lắp trên đà giáo di động có thể xây dựng được những nhịp cầu lớn, vượt xa giới hạn khẩu độ nhịp của dầm giản đơn truyền thống, đem lại hiệu quả rất lớn về các mặt kinh tế, kỹ thuật cũng như vẻ đẹp kiến trúc công trình

Ở nước ta vào đầu những năm 90, các công nghệ thi công cầu tiên tiến như phương pháp đúc đẩy, đúc hẫng đã được áp dụng rộng rãi kết hợp với các nhà thầu lớn của nước ngoài và được tạo điều kiện cho các Tổng công ty xây dựng giao thông trong nước nhập công nghệ và tiếp thu, làm chủ công nghệ Tiếp theo những năm sau đó, hàng loạt các công trình cầu BTCT DƯL khẩu độ lớn, thi công bằng công nghệ hiện đại ra đời

1.1.2 Tổng quan về các công nghệ thi công cầu

1.1.2.1 Tổng quan về các công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép

Do kết hợp khả năng chịu nén của bê tông với khả năng chịu kéo cao của cốt thép đặc biệt là cốt thép cường độ cao cùng với ưu điểm dễ dàng tạo mặt cắt kết cấu chịu lực hợp lý và giá thành hạ, kết cấu BTCT DƯL đã được áp dụng chủ yếu trong các công trình cầu trên thế giới

Để đạt mục tiêu về khả năng vượt nhịp lớn, kết cấu BTCT DƯL nhịp liên tục được áp dụng rộng rãi và đã có rất nhiều nghiên cứu có tính đột phá về thiết

kế kết cấu gắn với công nghệ thi công, đây là hai mặt không thể tách rời Có thể thấy rằng kết cấu nhịp BTCT DƯL với quá trình phát triển từ dạng dầm bản đặc, rỗng rồi đến dạng mặt cắt chữ I, chữ T, rồi mặt cắt hình hộp hầu như đã hoàn thiện về mặt kết cấu Do vậy, trong thời gian qua, các nghiên cứu chuyển sang chủ yếu về mặt vật liệu và đặc biệt là công nghệ thi công

a) Công nghệ đổ bê tông tại chỗ theo phương pháp đúc đẩy – CN1

Đúc đẩy thuộc phương pháp đổ bê tông tại chỗ, hệ thống ván khuôn và bệ

tiến hành theo từng phân đoạn, khi phân đoạn đầu tiên hoàn thành được kéo đẩy

về phía trước nhờ hệ thống như: kích thủy lực, mũi dẫn, trụ đẩy và dẫn hướng… đến vị trí mới và bắt đầu tiến hành đúc phân đoạn tiếp theo cứ như vậy cho đến khi đúc hết chiều dài kết cấu nhịp

Mặc dù công nghệ có ưu điểm: Thiết bị di chuyển cấu kiện khá đơn giản, tạo được tĩnh không dưới cho các công trình giao thông thủy bộ dưới cầu và không chịu ảnh hưởng lớn của lũ nhưng công trình phụ trợ lại phát sinh nhiều như: bệ đúc, mũi dẫn và trụ tạm… Chiều cao dầm và số lượng bó cáp DƯL nhiều hơn so với dầm thi công bằng công nghệ khác, mặt khác chiều cao dầm không thay đổi để tạo đáy dầm luôn phẳng nhằm đẩy trượt trên các tấm trượt đồng thời chiều dài kết cấu nhịp bị hạn chế do năng lực của hệ thống kéo đẩy

Cầu thi công bằng công nghệ này có kết cấu nhịp liên tục với khẩu độ nhịp lớn nhất hợp lý khoảng từ 35 – 60m Với công nghệ này khả năng tái sử dụng hệ thống ván khuôn, bệ đúc và kết cấu phụ trợ cao

Trong thời gian qua chúng ta đã áp dụng công nghệ này ở một số công trình cầu với khẩu độ nhịp lớn nhất là 40 ÷ 42m như: cầu Mẹt - QL.1A - Tỉnh Lạng Sơn,cầu Hiền Lương - QL.1A - Tỉnh Quảng Trị, cầu Quán Hầu - Tỉnh Quảng Bình

b) Công nghệ thi công theo phương pháp đúc hoặc lắp hẫng cân bằng – CN2

Đúc hẫng thực chất thuộc phương pháp đổ bê tông tại chỗ theo phân đoạn từng đợt trong ván khuôn di động treo trên đầu xe đúc Công nghệ này thường

áp dụng cho kết cấu có mặt cắt hình hộp với khẩu độ nhịp lớn từ 60 – 200m Đặc điểm của công nghệ là việc đúc các đốt dầm theo nguyên tắc cân bằng, sau

đó nối các nhịp giữa có thể bằng các chốt giữa, dầm treo hoặc liên tục hóa Trong quá trình thi công trên mỗi trụ đặt hai xe đúc, mỗi xe di chuyển và đúc một nửa nhịp mỗi bên theo phương dọc cầu Tùy theo năng lực của xe đúc mà mỗi phân đoạn đúc có thể dài từ 3,5 – 7m hoặc có thể lớn hơn Từng đốt sẽ lặp lại công nghệ từ đốt thứ nhất và chỉ điều chỉnh ván khuôn theo tiết diện, độ vồng thiết kế

Cũng tương tự như vậy, công nghệ lắp hẫng cân bằng chỉ có khác biệt là các phân đoạn dầm được đúc sẵn và được lao lắp cân bằng do vậy yêu cầu cao hơn về kỹ thuật thực hiện các mối nối với chất lượng và độ chính xác của hai mặt giáp nhau, sự trùng khớp các lỗ luồn cápDƯL và chất lượng thi công lớp đệm liên kết (keo epoxy, vữa polymer…) Cũng như các công trình thi công theo phương pháp lắp ghép, công nghệ lắp hẫng cân bằng có tiến độ thi công rất nhanh

Công nghệ thi công theo phương pháp đúc hoặc lắp hẫng cân bằng phù

hợp với cầu có khẩu độ nhịp lớn và tĩnh không dưới cầu cao, với công nghệ này chiều cao dầm và số lượng bó cáp đòi hỏi cao hơn, nhiều hơn so với dầm thi công bằng công nghệ khác nhưng tiến độ thi công nhanh, công trường gọn gàng

và thiết bị phục vụ thi công không đòi hỏi đặc biệt

Ở nước ta trong thời gian qua, công nghệ thi công đúc hẫng cân bằng được

áp dụng khá phổ biến với khẩu độ nhịp lớn nhất là 150m: cầu Hàm Luông – QL60 – Tỉnh Bến Tre; nhịp 120m: cầu Lai Vu - QL.5 - Tỉnh Hải Dương; cầu Gianh - QL.1A - Tỉnh Quảng Bình; cầu Bến Lức - QL.1A - Tỉnh Long An; cầu Thành Trì cầu Vĩnh Tuy – Hà Nội

c) Công nghệ đổ bê tông tại chỗ trên đà giáo di động – CN3

Công nghệ này thuộc phương pháp đổ bê tông tại chỗ Sau khi thi công xong một nhịp, toàn bộ hệ thống ván khuôn và đà giáo được lao đẩy tới nhịp tiếp theo và bắt đầu công đoạn thi công như nhịp trước, cứ như vậy theo chiều dọc cầu cho đến khi hoàn thành kết cấu nhịp Với công nghệ này trong quá trình thi công ta vẫn tạo được tĩnh không dưới cầu cho giao thông thủy bộ, mặt khác không chịu ảnh hưởng của điều kiện địa hình, thủy văn và địa chất khu vực xây dựng cầu

Kết cấu nhịp cầu có thể thực hiện theo sơ đồ chịu lực là dầm đơn giản và liên tục nhiều nhịp với chiều cao dầm có thay đổi hoặc không thay đổi Chiều dài nhịp thực hiện thuận lợi và hợp lý trong phạm vi từ 35 – 60m Số lượng nhịp trong một cầu về nguyên tắc là không hạn chế vì chỉ cần lực đẩy dọc nhỏ để đẩy

đà giáo ván khuôn và không lũy tiến qua các nhịp

Tuy nhiên, các công trình phụ trợ của công nghệ này còn khá cồng kềnh: dàn đẩy,trụ tạm, mũi dẫn và hệ đà giáo ván khuôn cồng kềnh để đảm bảo độ cứng lớn khi thi công đúc bê tông dầm

d) Công nghệ thi công lắp ghép các phân đoạn dầm dưới đà giáo di động – CN4

Công nghệ này tương tự như CN3 nhưng có một số thay đổi khác biệt khắc phục được các hạn chế của CN3 Nội dung của giải pháp công nghệ này là các phân đoạn dầm được đúc sẵn, lao lắp toàn bộ nhịp vào vị trí bằng cách treo giữ từng phân đoạn dưới đà giáo di động sau đó mới căng cáp DƯL liên tục hóa các phân đoạn dầm với nhau Chu trình lặp đi lặp lại cho từng nhịp cho đến khi hoàn thành

Giải pháp công nghệ này có được các ưu điểm như CN3, thêm vào đó có thể đẩy nhanh tiến độ hơn nữa vì việc đúc các phân đoạn dầm hoàn toàn độc lập

đốt dầm đúng vị trí nên gọn nhẹ hơn, không quá lớn như hệ đà giáo của CN3 phải phục vụ cho quá trình đúc toàn bộ bê tông kết cấu nhịp

Qua phân tích 4 giải pháp công nghệ chính trong thi công cầu BTCT DƯL nhịp liên tục chủ yếu như trên, có thể tóm tắt các đặc điểm chủ yếu ở bảng 1 dưới đây:

Bảng 1.1 Tóm tắt đặc điểm chủ yếu của 4 giải pháp công nghệ

STT Yếu tố kỹ thuật Các giải pháp công nghệ

Giản đơn hoặc liên tục

3 Tiến độ thi công Phụ thuộc

CN bê tông

Phụ thuộc

CN bê tông

Phụ thuộc

CN bê tông

Không phụ thuộc vào

CN bê tông

4 Thiết bị, đà giáo Hệ kích đẩy

phức tạp

Xe đúc dầm đơn giản

Đà giáo nặng nề

Đà giáo lao lắp gọn nhẹ

5 Tổng chiều dài

Không giới hạn

Không giới hạn

Không giới hạn

6 Chất lượng bê

tông

Có điều kiện đảm bảo chất lượng

Khó đảm bảo chất lượng bê tông

Khó đảm bảo chất lượng bê tông

Khó đảm bảo chất lượng bê tông Ghi chú:

CN1: Công nghệ đổ bê tông tại chỗ theo phương pháp đúc đẩy

CN2: Công nghệ thi công theo phương pháp đúc hoặc lắp hẫng cân bằng CN3: Công nghệ đổ bêtông tại chỗ treo trên đà giáo di động

CN4: Công nghệ thi công lắp ghép các phân đoạn dầm trên đà giáo di động Tổng chiều dài cầu không giới hạn: xét về mặt lý thuyết

Trong số các công nghệ trên, công nghệ CN1 và CN2 đã được áp dụng phổ biến ở nước ta, riêng công nghệ CN3 vàCN4 đang ở những bước đầu nghiên cứu áp dụng ở Việt Nam

1.1.2.2 Tổng quan về các công nghệ thi công cầu thép

Cầu thép cấu tạo từ các cấu kiện thép, được thi công để vượt những nhịp lớn hoặc làm các cầu tạm, xây dựng nhanh chóng, với khả năng chịu lực lớn và

tính tin cậy cao, trọng lượng nhẹ nhàng, tính cơ động cao và khả năng cơ giới hóa triệt để

Thi công cầu thép bao gồm các giai đoạn chính, Hình 1.1

Hình 1.1 Các giai đoạn thi công kết cấu nhịp cầu thép

Kết cấu nhịp cầu dầm thép có các biện pháp thi công kết cấu nhịp (KCN) như: Lắp đặt bằng cần cẩu dọc; lắp đặt bằng cẩn cẩu ngang; lao kéo dọc KCN dầm thép trên đường trượt

Kết cấu nhịp cầu giàn thép có các biện pháp thi công KCN như: Lắp đặt KCN trên đà giáo cố định kết hợp với trụ tạm; lắp hẫng KCN; lắp bán hẫng KCN; Lao kéo dọc KCN; Lao kéo ngang KCN và trở nổi kết cấu nhịp

1.2 Công tác đo đạc trong xây dựng cầu

1.2.1 Khái niệm chung về công tác đo đạc trong xây dựng cầu

1.2.1.1 Vai trò của công tác đo đạc

Trong thi công cầu, công tác đo đạc nhằm mục đích làm cho công trình và các chi tiết của công trình có vị trí, hình dáng, kích thước hình học đúng như đã thiết kế Kết quả đo đạc thiếu chính xác sẽ dẫn đến sự sai lệch vị trí, thay đổi kích thước hình học của kết cấu, gây khó khăn cho việc thi công những bước tiếp theo, làm thiệt hại về khối lượng thi công và giảm sút chất lượng, rút ngắn tuổi thọ công trình, thậm chí phải phá bỏ

Như vậy, công tác đo đạc trong xây dựng cầu có nhiệm vụ chuyển vị trí, hình dáng, kích thước của công trình ra thực địa Một công trình cầu được đánh giá đảm bảo chất lượng khi nó được xây dựng đúng: Vị trí; hình dáng; kích thước (điều này phục thuộc rất nhiều vào công tác đo đạc) và đúng vật liệu, quy trình công nghệ

1.2.1.2 Yêu cầu của công tác đo đạc

Công tác đo đạc trong xây dựng cầu cần phải tiến hành thường xuyên trong các giai đoạn trước và trong khi xây dựng công trình cầu: Phải thực hiện kiểm tra, theo dõi, quan trắc và bám sát các công việc thi công

Người thực hiện công tác đo đạc phải có phương pháp, chuyên môn, chuyên nghiệp, tuân thủ quy trình quy phạm đối với cấp hạng công trình và loại

thiết bị

Trước khi tiến hành các công tác đo đạc cần phải lập đề cương cho công tác đo đạc, khi thực hiện công tác đo đạc cần thực hiện theo đề cương đã được

cơ quan có thẩm quyền phê duyệt

Kết quả của công tác đo đạc phải đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu, tức

là phải kiểm soát được sai số trong đo đạc và sai số phải nằm trong giới hạn cho phép

Yêu cầu chung đối với công tác trắc địa được quy đinh trong tiêu chuẩn TCVN 9398:2012 và tiêu chuẩn 22 TCN 266 – 2000: “Quy phạm thi công và nghiệm thu cầu cống – Công tác đo đạc và định vị”

1.2.1.3 Nội dung của công tác đo đạc

a)Xác định vị trí của công trình và hạng mục công trình trên thực địa – Công tác định vị trắc địa

Nhận, kiểm tra và xác định lại hệ thống cọc mốc và mốc cao đạc do TVTK lập ra

Lập hệ thống cọc mốc cầu gồm: mốc khống chế tim cầu, đường trục khống chế tim mố trụ, các cọc mốc đường dẫn, đường nhánh và công trình hướng dòng

Những công việc này thuộc nhóm công việc trước khi thi công

b) Xác định ví trí và kích thước của các bộ phận công trình - Công tác đo đạc

- Xác định vị trí, kích thước của từng bộ phận công trình theo từng bước thi công

- Kiểm tra hình dáng, kích thước của các bộ phận chế tạo sẵn được đưa tới

sử dụng trong công trình

- Định vị trên thực địa các công trình phụ tạm trong thi công như đường tránh, đường công vụ, bến bốc dỡ, kho bãi vật liệu

- Đo đạc kiểm tra khối lượng công tác đã hoàn thành

Những công việc này thuộc nhóm đo đạc trong quá trình thi công

c) Kiểm tra theo dõi công trình

Đo đạc đăng ký trạng thái ban đầu (trạng thái 0)

Quan trắc, theo dõi lún và chuyển vị trong thời gian khai thác

1.2.2 Những tài liệu cần thiết phục vụ công tác đo đạc

1.2.2.1 Những tài liệu chỉ dẫn cần thiết

- Bản vẽ thiết kế kỹ thuật hoặc bản vẽ thiết kế thi công công trình cầu

- Bình đồ khu vực xây dựng cầu, trên đó chỉ rõ đường tim tuyến, đường tim cầu.Trường hợp cầu xây dựng ở nơi có điều kiện thiên nhiên phức tạp, bãi sông rộng hơn100m, nơi các cọc mốc dễ bị thất lạc cần xác định thêm đường tim

phụ song song với đường tim chính cho tuyến và cho cầu

- Sơ đồ đường sườn đo đạc và các thuyết minh kèm theo

- Bản sao toạ độ, cao độ của các cọc thuộc đường sườn đo đạc

- Các yếu tố của đường sườn như: cọc mốc, mốc cao đạc, điểm khống chế tim tuyến, tim cầu

- Nếu địa chất phức tạp thì cần bố trí đường tim phụ để đề phòng mất mốc

1.2.2.2 Các quy định đối với các cọc mốc và lưới khống chế vị trí cầu

Hình 1.2 Cấu tạo cọc mốc trắc đạc đối với trục chính

1 - nắp đậy; 2 - Vữa bê tông

Tùy thuộc vào tỷ lệ của bình đồ, số lượng cọc mốc căn cứ theo độ lớn của công trình và tham khảo theo bảng 1.2

Cọc mốc cần được chôn sâu từ 0,3  0,5m và nhô cao khỏi mặt đất từ 10 đến15cm, trên đó có ghi kí hiệu tên cọc Các mốc quan trọng, thời gian tồn tại kéo dài nhiều năm cần được xây dựng chắc chắn, có nắp che (hình 1.2)

Các cọc thuộc đường tim cầu, tim tuyến phải gắn vào lý trình chung của tuyến

Bảng 1.2 Qui định về tỷ lệ bình đồ và số lượng cọc mốc đường sườn

Tỷ lệ

bình đồ Loại công trình

liệu cọc mốc

Theo đường tim dọc

≥ 02 cọc ở mỗi phía

bờ

≥ 01 cọc ở mỗi phía bờ

Bê tông cốt thép 1:5000 Cầu dài trên

300m

≥ 02 cọc ở mỗi phía

bờ

≥ 01 cọc ở mỗi phía bờ

Bê tông cốt thép Đường vào cầu - ≥ 02 cọc /1Km

- ≥ 01 cọc /Km đường

- ở vị trí cách đường trục

≤40m ngoài phạm vi của nền đường, rãnh dọc

Gỗ

b) Quy định về lưới tam giác đạc

Hệ thống cọc mốc liên hệ với nhau thành lưới khống chế vị trí cầu Độ chính xác của lưới tam giác phụ thuộc vào vào độ dài cơ tuyến Nếu địa hình không cho phép dùng hệ thống lưới tam giác thì có thể lập lưới tứ giác

Đường cơ tuyến có thể dựng sát hai bên mép nước, nếu có bãi giữa thì cơ tuyến nên dựng ở đó

Đơn giản nhất là lập mạng đo đạc chỉ có một tam giác với một cơ tuyến và

đo 2 góc đỉnh (hình 1.3a).Để nâng cao độ chính xác và kiểm tra lẫn nhau dùng mạng lưới đo đạc gồm 2 tam giác với 2 cơ tuyến (hình 1.3b),hoặc hay dùng hơn

cả là mạng lưới đođạc tứ giác với 1 cơ tuyến (hình 1.3c) hay 2 cơ tuyến (hình 1.3d)

Nếu gần nơi xây dựng cầu có cầu cũ hay bãi nổi thì nên tận dụng đặt cơ tuyến trên cầu cũ (hình 1.3e) hoặc trên bãi giữa (hình 1.3g)

Hình 1.3 Các dạng đồ hình mạng lưới tam giác đạc

1 - Cơ tuyến; 2 - Tim cầu

Khi sử dụng phương pháp tam giác đạc để đo khoảng cách giữa các mốc

và tim mố, trụ mạng lưới tam giác đạc cần phải thoả mãn các điều kiện sau:

1- Hình thái mạng lưới tam giác đạc:

+ Cầu trung dùng mạng lưới 2 hoặc 4 tam giác

+ Cầu lớn dùng mạng lưới tứ giác Khi có bãi nổi giữa sông thì dùng mạng lưới trung tâm (hình 1.3 h)

2- Điều kiện về các góc của mạng lưới đo đạc:

+ Nếu là tam giác, các góc không nhỏ quá 250 và không lớn quá 1300 + Nếu là tứ giác, các góc không nhỏ quá 200

3- Điều kiện mạng lưới chung:

+ Mạng lưới chung phải có ít nhất 2 điểm định vị đường tim cầu, mỗi bên bờ một điểm

+ Bao gồm những điểm mà từ đó có thể định tâm mố trụ bằng giao tuyếnthẳng và thuận lợi kiểm tra trong quá trình thi công

Đường giao của hướng ngắm và tim cầu càng gần 900 càng tốt Chiều dài đườngngắm từ kinh vĩ đến tâm trụ qui định không lớn hơn:

+ 1000m khi dùng kinh vĩ có sai số góc 1’’

+ 300m khi dùng kinh vĩ có sai số góc 10’’

Số lượng giao điểm bên sườn không được ít hơn 2 điểm Các đỉnh và điểm

đo của mạng lưới đo đạc cần được chôn cố định Mỗi lần ngắm máy cần dẫn tim mốc lên đế máy Nếu không thể dẫn tim mốc lên đế máy thì cần xác định các yếu tố quay về tâm và điều chỉnh cho thích hợp Nếu địa hình phức tạp, các điểm ngắm bị che khuất trên mặt bằng thì trên tâm của điểm đo cần phải dựng chòi dẫn mốc với độ cao cần thiết (hình 1.4)

Hình 1.4 Chòi dẫn mốc

Chiều dài cầu dưới 200 m có thể dùng 1 cơ tuyến Nếu cầu dài hơn phải dùng ít nhất 2 cơ tuyến Cơ tuyến cắm ở nơi bãi sông có độ dốc nhỏ hơn 1% Trong một số trườnghợp cho phép cắm một mạng cơ tuyến đặc biệt

Chiều dài cơ tuyến nên lấy bằng nửa chiều dài cần xác định Độ chính xác khi đo cơ tuyến lấy gấp đôi khi đo chiều dài thông thường

Mỗi tim trụ mố được giao hội tối thiểu của 3 đường ngắm từ 3 mốc đỉnh của mạng Sai số của điểm giao hội không quá 1,5cm

1.2.3 Tổ chức công tác đo đạc

Công tác đo đạc phải thực hiện trong suốt quá trình thực hiện dự án xây dựng công trình, trong mỗi giai đoạn khác nhau thì nhiệm vụ của công tác đo đạc cũng khác nhau Để thực hiện công tác đo đạc và đảm bảo không chồng chéo lên nhau cần phải tổ chức công tác đo đạc cẩn thận và đúng trình tự Tổ chức công tác đo đạc được tóm tắt theo hình 1.5

Hình 1.5 Sơ đồ tổ chức công tác đo đạc

1.2.4 Định vị mố trụ cầu trên thực địa

Trong thi công cầu, công tác định vị tim mố trụ thường gặp nhiều khó khăn, nhất là đối với những công trình cầu lớn, sông sâu, nước chảy xiết hoặc qua vực sâu hiểm trở

Công việc đo đạc xác định vị trí tim mố trụ đòi hỏi phải được thực hiện nghiêm túc, thận trọng, có phương pháp và làm nhiều lần bằng những thiết bị khác nhau để so sánh, kiểm tra và đạt được kết quả đo tin cậy

Tuỳ theo nhiệm vụ đo đạc cụ thể, có thể áp dụng các phương pháp định vị tim mố trụ trực tiếp hay gián tiếp

1.2.4.1 Phương pháp đo trực tiếp

Áp dụng: Khi chiều dài cầu dưới 100m, điều kiện địa hình tương đối bằng phẳng, thuận tiện cho việc đi lại

Chiều dài cầu và khoảng cách giữa tim các mố trụ được đo bằng thước thép kết hợp với máy kinh vĩ ngắm hướng thẳng

Nếu trong khu vực ngập nước thì việc đo và đánh dấu được thực hiện trên cầu tạm bằng gỗ Cầu tạm thường được dựng bằng gỗ bên cạnh dọc theo cầu chính, ngoài phục vụ công tác đo đạc cầu tạm còn dùng để đi lại trong quá trình thi công cầu Cầu tạm thông thường có trụ là gỗ tròn (12 16cm) hoặc gỗ hộp (10x10;15x15cm) được đóng sâu vào trong nền từ 2,0  2,5 m, mặt cầu lát ván dày 4cm Tim dọc phụ đặt trên mặt cầu tạm và được đánh dấu cố định bằng đinh

và trụ để xác định vị trí các cọc ở hai phía thượng và hạ lưu cầu, mỗi phía đóng

2 cọc để khống chế đường tim mố, tim trụ Thông thường ngắm theo hướng vuông góc với tim cầu, trừ những cầu đặt chéo tim trụ hợp với tim cầu một góc xác định (hình 1.6)

Hình 1.6 Sơ đồ định vị cầu nhỏ

1 -Các cọc định vị tim dọc cầu 2- Các cọc định vị tim mố, trụ ở hai phía thượng và hạ lưu

+ Tương tự đặt máy kinh vĩ tại cọc mốc tim cầu ở đầu cầu còn lại, lần lượt xác định tim từng mố trụ cầu (đo lần hai)

+ Đặt máy kinh vĩ tại từng tim mố trụ vừa xác định, ngắm hướng dọc theo tim cầu (ngắm về cọc mốc tim cầu ở hai đầu), xoay góc 90o lần lượt về hai phía thượng hạ lưu cầu, mỗi phía đóng 2 cọc để khống chế đường tim mố, tim trụ cầu (khoảng cách giữa hai cọc khống chế cách nhau từ 15m đến 20m)

b) Định vị cầu trung và cầu lớn ngay trên mặt bằng thực địa

- Áp dụng đối với các cầu trung và cầu lớn chỉ sử dụng được phương pháp

đo trực tiếp khi có thể đo khoảng cách bằng thước

- Nội dung: Đường tim dọc cầu dựa theo hệ thống cọc mốc do thiết kế lập từ trước mà xác định

+ Từ các cọc mốc định vị tim cầu  xây dựng các cọc mốc tim mố trụ  xây dựng các cọc định vị như đối với cầu nhỏ nói trên

c) Định vị cầu trung và cầu lớn trên cầu tạm

Hình 1.7 Sơ đồ định vị mố trụ cầu thẳng trên cạn

a) Trụ tạm song song với trục cầu chính

b) Trục cầu tạm không song song với trục cầu chính 1- Cọc mốc đã có; 2- Cọc định vị; 3- Phạm vi móng mố và trụ

Những cầu qua nơi có nước,mức nước không sâu có thể dựng cầu tạm cách cầu chính từ 20  30m để đo đạc và đi lại Thông thường tim cầu tạm song song với tim cầu chính

- Khi cầu tạm song song với tim cầu chính (hình 1.7 a) cách đo như sau:

Từ các cọc mốc A,B đã có lập trục phụ A’,B’ trên cầu tạm bằng hệ đường sườn đo đạc hình chữ nhật ABA’B’

Trên trục A’B’ đo cự ly xác định hình chiếu của các tim mố,trụ cầu chính M0’, T1’,T2’ Mn’

Đặt máy kinh vĩ tại các điểm vừa xác định ngắm góc900 so với trục A’B’, đóng các cọc định vị tim mố, trụ ở hai phía thượng và hạ lưu cầu

Giao điểm của hướng ngắm trục AB và đường dóng các cọc định vị tương ứng sẽ cho vị trí tim mố, trụ

- Khi trục cầu tạm không song song với trục cầu chính, trường hợp này gặp phải khi bên cạnh cầu chính có một cầu cũ đang khai thác, ta sử dụng lề người đi củacầu này để dựng đường trục phụ A’B’ (hình 1.7 b), hợp với trục cầu chính một góc γ

(1.1) Khoảng cách giữa hai mốc A,B là:

+ Tính toán khoảng cách các hình chiếu của mố, trụ trên trục phụ A’B’ Cự

ly hình chiếu của các mố, trụ trên trục phụ A’B’ là khoảng cách thiết kế(thực) chia cho cos γ Ví dụ T1’T2’ = T1T2/ cosγ

+ Sử dụng máy kinh vĩ ngắm hướng và thước thép định vị hình chiếu tim

mố, trụ trên cầu tạm

+ Đặt máy kinh vĩ tại các điểm đã xác định được trên cầu tạm, mở góc α

so với trục A’B’, xác định các cọc định vị như phần trên đã trình bày

1.2.4.2 Phương pháp đo gián tiếp

Áp dụng: Đối với cầu trung và cầu lớn có địa hình phức tạp, nước ngập sâu

và chảy xiết, sông có thông thuyền…không thể áp dụng phương pháp đo trực tiếp

Đây là phương pháp sử dụng máy kinh vĩ đo trên mạng tam giác đạc.Trên bờ sông nơi thích hợp lập mạng lưới đo đạc tam giác hoặc tứ giác với độ chính xác cao về cự ly dài và cao độ các đỉnh, sau đó phải quy đổi toạ độ các đỉnh về hệ toạ độ quy ước thống nhất và thuận lợi

- Cách xác định tim mố, trụ cầu bằng phương pháp giao hội hướng ngắm trên mạng lưới tam giác đác có hai cơ tuyến:

Hình 1.8 Sơ đồ định vị tim mố trụ cầu bằng phương pháp giao hội hướng ngắm

Từ mốc định vị tim cầu A, xây dựng cơ tuyến AD và AC, với AC = a, AD

= b;AC và AD hợp với đường tim cầu lần lượt góc 1,2

Khoảng cách từ mốc A đến trụ T2 bằng d;

Trong ΔACT2,biết cạnh a, cạnh d và góc 1, do đó tìm được chiều dài cạnh CT2, theo định lý cos

(1.3) Sau đó tính góc 1T2 theo định lý Sin

CT2’’.Tia CT2’, CT2’’ và đường tim cầu giao hội với nhau tại đâu thì đó là vị trí tim trụ T2

+ Để định vị tạm thời, nếu T2 ở trên cạn thì dùng tiêu để xác định, nếu T2 nằm trongkhu vực ngập nước, với nước cạn dùng cọc tạm, với nước sâu phải dùng bè phao

+ Sau khi định vị tim mố trụ, có thể dựa vào đó để xây dựng các công trình phụ tạmnhư đắp đảo, đắp vòng vây đất, làm đà giáo Khi đã có các công trình phụ tạm, cần đođạc định vị lại cho thật chính xác, từ đó mà xây dựng công trình chính

1.2.4.3 Xác định tim mố trụ cầu cong

Thông thường tim cầu cong được lấy dọc theo đường cong của tuyến, trục dọc củamố trụ lấy theo hướng bán kính tương ứng của đường cong Thực tế, do điều kiện dòngchảy, điều kiện địa chất hoặc giao thông dưới cầu, trục dọc của

mố trụ có thể lấy songsong với hướng của dòng chảy, hướng của đường dưới cầu hay hướng phân giác gócđỉnh

- Các đặc điểm cần thống nhất để xác định tim mố trụ cầu cong:

+ Điểm giao của trục dọc đường cong và trục dọc mố, trụ là tim mố trụ cầu + Trục ngang mố trụ lấy vuông góc trục dọc tại tim mố, trụ

+ Lấy tim đường cong trên cầu làm trục dọc cầu

+ Hướng bán kính đường cong là trục dọc mố trụ

+ Tiếp tuyến đường cong tại tim mố trụ là trục ngang mố trụ

- Các số liệu để định vị mốc và tim mố trụ là:

+ Các yếu tố đường cong đầu cầu và trên cầu

+ Khoảng cách tim các mố trụ

+ Lý trình các điểm

+ Đường tên, cung tương ứng của nhịp cầu

a) Phương pháp đa giác

Coi vị trí tim mố trụ là các đỉnh của đa giác nội tiếp đường cong trục dọc cầu Dựa vào tài liệu thiết kế tính được các đặc trưng cạnh, góc của đa giác Khi định vị trên thực địa, tim mố, trụ được định vị lần lượt nên sai số bị công dồn vì vậy thường áp dụng cho cầu không quá 3 nhịp

Bài toán: Biết bán kính R; chiều dài các nhịp L1, L2, L3; vị trí tâm O; Mố

M0, M3

Hình 1.9 Sơ đồ định vị tim mố trụ cầu cong bằng phương pháp đa giác

- Tính toán các yếu tố của đa giác:

Góc chắn cung có chiều dài dây cung Li:

(1.7) Góc chắn cung M0Mn: =

Chiều dài dây cung M0M3

(1.8) Các cạnh còn lại của tam giác, ví dụ cạnh T1M3

(1.9) Góc nhìn cạnh T1M3, góc1

(1.10) Theo định lý sin xác định góc2

Hai tia này giao hội với nhau tại điểm nào thì điểm đó là tim trụ T1

Đặt máy kinh vĩ tại điểm tim trụ T1 vừa xác định ở trên ngắm về mốc tâm

O ta được trục dọc trụ T1, xoay một góc 90o ta được trục ngang trụ T1

+ Dùng máy kinh vĩ đặt tại O ngắm về M0 mở góc với OM0là α2 trên phương vừa xác định dùng thước thép đo một khoảng bằng R, xác định được tim trụ T2

c) Phương pháp tiếp tuyến

- Nôi dung của phương pháp:

+ Vị trí của mố trụ được xác định theo mốc

+ Dựa vào góc đỉnh , bán kính cong R xác định được T=R tg/2 và các yếu tố của đường cong

+ Đặt máy kinh vĩ tại Đ mở góc với tiếp tuyến M 1Đ, đo chiều dài T xác định được M 0

+ Vị trí tim trụ T1, T2 được xác định bằng phương pháp tạo độ vuông góc Trục toạ độ thường chọn là tiếp tuyến M0Đ

- Bài toán: Biết Mốc Đ và O; R; góc ở đỉnh ; chiều dài nhịp theo thiết kế Xác định vị trí tim trụ T1

Hình 1.11 Sơ đồ định vị tim mố trụ cầu cong

bằng phương pháp tiếp tuyến

+ Xác định XT1 và YT1

(1.15) (1.16)

d) Phương pháp giao hội hướng ngắm

Hình 1.12 Sơ đồ định vị tim mố trụ cầu cong bằng phương pháp giao hội hướng ngắm

Dùng cho địa hình phức tạp nước ngập sâu

Sử dụng một hệ thống đường sườn, dùng máy kinh vĩ đặt trên các đỉnh đường sườn ngắm giao hội không dưới 3 tia cho tim mố trụ

Hệ thống đường sườn có tối thiểu hai cơ tuyến Nên xác định tọa độ các đỉnh theo một hệ tọa độ thuận lợi

e) Phương pháp dây cung kéo thẳng

Dùng cho cầu cạn hoặc cầu có cầu tạm Từ hồ sơ thiết kế tính được dây cung, chiều dài các đoạn kéo thẳng và cự ly lẻ các đoạn trên dây cung Các cự ly phải đo theo mặt phẳng nằm ngang Trên dây cung, xác định các điểm hình chiếu của mố trụ bằng thước thép, có máy kinh vĩ ngắm hướng Từ các điểm hình chiếu đã xác định, đặt máy kinh vĩ mở góc 90oso với dây cung, ngắm hướng để đo độ dài tung độ dóng từ dây cung, xác định vị trí tim mố trụ

Hình 1.13 Sơ đồ định vị tim mố trụ cầu cong bằng phương pháp dây cung kéo thẳng

Biết: bán kính R; chiều dài các nhịp L1, L2, L3; Mố M0, M3

- Tính các góc chắn cung theo công thức (1.7)  Tính cạnh Cx theo công thức (1.8)  Tính cạnh T1M3 theo công thức (1.9)

Đặt máy kinh vĩ tại D1 ngắm về M0, mở góc 90o, dùng thước thép đo một khoảng bằng h1, xác định được tim trụ T1

- Những yêu cầu kỹ thuật khi định vị mố trụ cầu cong:

+ Định vị mố trụ cầu cong bằng phương pháp dây cung kéo thẳng, phương pháp toạ độ cực hay phương pháp tiếp tuyến sử dụng máy kinh vĩ có độ chính xác≤30’’, chiều dài đo theo phương nằm ngang sai số cho phép không quá

±0,5cm Chiềudài đo không được lớn hơn 2 lần chiều dài thước

+ Các kích thước đo dài phải được đo 2 lần (bằng 2 cách khác nhau, hoặc

từ 2 mốc khác nhau, hoặc do 2 nhóm đo khác nhau, thời điểm đo khác nhau để tránh sai số lặp lại) Nếu dùng phương pháp ngắm giao hội từ 1 mạng đường sườn đo đạc phải ngắm mỗi điểm 3 lần, mỗi lần ít nhất 3 tia ngắm, 3 giao điểm sai không quá 3cm

1.2.4.4 Phương pháp đo cao

Trong suốt quá trình thi công, ngoài công tác đo đạc định vị còn phải đo đạc cao độ công trình

Công tác đo cao độ được tiến hành bằng máy thuỷ bình

Cao độ công trình phải thống nhất được dẫn về từ một mốc cao đạc (mốc này có thể là mốc cao đạc Quốc gia hoặc mốc giả định được qui ước sử dụng)

Để cho việc dẫn cao độ được chính xác, mau chóng đến mọi hạng mục của công trình phải lập một hệ thống mốc cao đạc bổ sung phân bố hợp lý trên công trường Hệ thống mốc cao đạc chính và phụ liên hệ thống nhất với nhau, có hồ

sơ lưu trữ đi kèm Mỗi bên mố bắt buộc phải có một mốc cao đạc phụ Toàn bộ

hệ thống mốc cao đạc với sai số theo qui trình là ± 20 ( L - khoảng cách cao đạc tính bằng Km, sai số tính bằng mm ) và trị tuyệt đối nhỏ hơn 10 mm

Khi thi công trụ, để theo dõi được nhanh chóng và chính xác cao độ ở từng thời điểm thi công, cần đặt những mốc ở mức thấp và mức cao

Toàn bộ việc đo đạc cao độ công trình phải thực hiện 2 lần bằng máy thuỷ bình có độ chính xác tương ứng theo yêu cầu

1.2.5 Đo đạc trong quá trình thi công

Công tác đo đạc phải đảm bảo cho công trình trình thi công đúng vị trí, chính xác về hình dạng và kích thước, đúng cao độ Do vậy, công tác này đòi hỏi trước hết phải được thực hiện một cách có kế hoạch, có phương pháp đúng đắn và tiến hành thường xuyên trong suốt quá trình thi công từ đào hố móng đến xây dựng mố trụ, lao lắp kết cấu nhịp và hoàn thiện công trình Công tác đo đạc phải làm chính xác, mau chóng, đúng lúc, tạo điều kiện thuận lợi cho thi công, không ảnh hưởng đến tiến độ và thực hiện bởi một nhóm cán bộ, công nhân có

trình độ chuyên môn về đo đạc

Để làm tốt công tác này cần thực hiện nghiêm túc những nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu kỹ và nắm vững đồ án thiết kế kỹ thuật và thiết kế tổ chức thi công

- Nghiên cứu kỹ thực địa, nắm vững điều kiện địa hình, điều kiện địa chất thuỷ văn, diễn biến thời tiết và tình hình mặt bằng công trường.Từ đó đưa ra được biện pháp đo tốt nhất, đảm bảo độ chính xác

- Xây dựng hệ thống mốc phụ hoàn chỉnh, đầy đủ làm cơ sở cho việc định

vị, đo đạc và kiểm tra

- Chế sẵn các khung định vị, bàn gá, thanh mẫu, tấm dưỡng để giúp cho việc đo đạc, lấy dấu và kiểm tra mau chóng, dễ dàng

- Chuẩn bị đầy đủ các thiết bị và dụng cụ đo đạc như máy kinh vĩ, máy thuỷ bình, thước thép, mia, tiêu, dây thép, quả rọi Thiết bị, dụng cụ phải ở trạng thái sẵn sàng làm việc Máy móc phải được kiểm tra định kỳ và hiệu chỉnh kịp thời nếu có sai lệch

1.2.5.1 Đo đạc trong quá trình thi công móng nông

Hình 1.14 Đo đạc trong quá trình thi công móng nông

- Đo đạc trong thi công móng nông cần đáp ứng cả hai giai đoạn thi công

là : đào hố móng và xây dựng móng

- Từ vị trí tim trụ, mố đã được xác định và dựa vào kích thước hố đào trong bản vẽ thiết kế tổ chức thi công, đóng các cọc gỗ và dựng khung định vị xung quanh hố đào

- Theo trục dọc và theo trục ngang của móng, đóng những hàng đinh trên giá đểkhống chế vị trí Giao điểm của dây căng theo hai trục này là vị trí tim mố, trụ

- Ngoài ra còn phải đóng về hai phía của đường tim để xác định kích thước hố đào kích thước hố móng

- Vị trí thực của hố móng được xác định bằng quả dọi, dọi xuống từ các

giao điểm các dây căng tương ứng kéo theo các đinh lấy dấu đóng trên giá gỗ

- Sai số khi định vị móng khối là 5cm

- Sau khi đào hố móng phải được đo đạc xác định lại vị trí của móng để việc xây lắp được chính xác

- Đáy móng và đỉnh móng cần được cao đạc lại tất cả các góc

1.2.5.2 Đo đạc trong quá trình thi công móng cọc

a) Định vị khi thi công đóng cọc

Hình 1.15 Định vị khi thi công đóng cọc

- Thường dùng phương pháp giao hội tia ngắm để xác định vị trí và đóng 2 cọc đầu tiên, kết hợp với đo kiểm tra trực tiếp chiếu qua đường tim dọc và đường tim ngangcủa mố, trụ đã xác định từ trước

- Những cọc được chọn đóng trước là các cọc thẳng đứng và cách xa nhau

- Từ hai cọc này dẫn ra các cọc khác trong bãi cọc

- Trong khi dựng cọc cần kiểm tra phương của cọc bằng máy kinh vĩ, trong suốt thờ gian đóng cọc cần theo dõi vị trí của cọc để phát hiện sớm các sai lệch và có biện pháp điều chỉnh kịp thời

- Gần vị trí nhóm cọc cần dựng mốc cao đạc phụ để theo dõi cao độ đầu cọc trong quá trình đóng

- Trường hợp đóng cọc ở trên phao, để điều chỉnh giá búa đang treo cọc đi vào đúngvị trí đóng, nên dùng hệ thống neo tời bố trí ở 4 góc của hệ nổi, khi đã vào đúng vị trí thì các tời được hãm lại và neo cố định giá búa ở một vị trí đóng

- Tương tự đối với cọc khoan nhồi

b) Định vị khi hạ cọc có khung dẫn hướng

Khi hạ cọc có khung dẫn hướng, việc đo đạc tập trung vào đo đạc trong khi chế tạo khung và định vị khi lắp dựng tại vị trí móng

Trong trường hợp móng không bị ngập nước, khung dẫn hướng được lắp ráp tại chỗ, sau đó chỉnh cho các đường tim của khung trùng với các đường tim của móng đã xác định từ trước và cố định bằng những cọc định vị không cho khung xê dịch

Cọc có thể được hạ bằng biện pháp đóng hoặc biện pháp rung, nói chung trong quá trình hạ cọc ít bị sai lệch, tuy vậy vẫn cần theo dõi thường xuyên để kịp thời phát hiện sai lệch Trước khi hạ cọc cần kiểm tra vị trí khung dẫn hướng

để hạn chế sai lệch về vị trí cọc

Hình 1.16a Định vị khung dẫn hướng không bị ngập nước

Trong phạm vi bị ngập nước, nếu mức nước cạn người ta áp dụng biện pháp đắp đảo hoặc dùng vòng vây đất, công tác đo đạc định vị tiến hành như đối với trường hợp trên cạn Trường hợp nước ngập sâu, phải sử dụng hệ nổi để bố trí các thiết bị hạ cọc

Hình 1.16b Định vị khung dẫn hướng trong vùng ngập nước sử dụng hệ nổi

Hình 1.16c Định vị khung dẫn hướng trong vùng ngập nước sử dụng vòng vây cọc ván

Khung dẫn hướng được chế tạo, lắp ráp sẵn trên bờ ở phía hạ lưu và dùng phao kèm và chở đến vị trí móng Thả 4 neo định vị ở 4 góc của hệ nổi để neo giữ tạm khung

Dùng 3 máy kinh vĩ để định vị tim và điều chỉnh cho hướng của khung trùng với các đường tim của móng, dùng 4 neo ở 4 góc hệ nổi để điều chỉnh Đóng các cọc định vị của khung dẫn hướng, những cọc này đóng cách các thanh của khung khoảng cách từ 10  20cm để điều chỉnh sai lệch Khi đã đạt được vị trí dùng gỗ độn vào khoảng hở và xiết chặt bu lông cố định vị trí

1.2.5.3 Đo đạc trong thi công móng cọc ống đường kính lớn và móng giếng chìm

Các đốt cọc đường kính lớn được đúc sẵn và chở nổi đến vị trí hạ, còn các đốt của giếng chìm có thể đúc sẵn và chở nổi dến nơi hạ như các đốt cọc hoặc đúc tại chỗ trên đảo nhân tạo Công tác đo đạc trong cả hai biện pháp thi công

đều gồm hai nội dung:Định vị đốt đầu tiên và theo dõi quá trình hạ

Trong biện pháp chở nổi, đốt cọc hay đốt giếng phải được định tâm bằng

một cọc tiêu dựng trên mặt giếng, nằm trên giao của hai đường trục của tiết diện cọc (hoặcgiếng)

Các đường trục kéo dài đến mép thành và từ các điểm này kẻ các vạch thẳng đứng ở 4 phía thân cọc hay thân giếng

Đốt cọc chở đến vị trí móng và định vị bằng phương pháp giao hội tia ngắm, đưa cọc tiêu định tâm trùng với vị trí tâm của móng trụ Phép đo giao hội được kiểm tra bằng các cọc trong hệ thống cọc định vị trụ đã được xác định từ trước, ngắm thông qua những vạch thẳng đứng trên thành

Công việc định vị này cần tiến hành thận trọng và chính xác cho đến khi đốt cọc hay đốt giếng chạm xuống đáy sông

Nếu đã chạm đáy mà vẫn sai lệch phải nhấc lên điều chỉnh lại Đáy sông cần được cao đạc và san phẳng trước Việc điều chỉnh nhờ hệ thống tời và neo đặt ở các góc của hệ nổi theo sự chỉ dẫn của các trạm máy kinh vĩ

Hình 1.17 Định vị giếng chìm trở nổi

Trong biện pháp đúc tại chỗ trên đảo, công tác đo đạc định vị bao gồm việc xác định vị trí tim trụ trên mặt đảo, vị trí các đường trục chính, các đường trục của thành giếng Căn cứ vào bản vẽ thiết kế, phóng dạng tiết diện thân giếng trên mặt đảo để xếp đặt hệ thống tà vẹt lót đáy và lắp dựng ván khuôn đốt giếng Các đường tim giếng xác định bằng phương pháp giao hội tia ngắm, sau

đó xác định vị trí và kích thước bằng phương pháp đo trực tiếp

Đo đạc trong quá trình hạ cọc nhằm đảm bảo hạ chính xác về vị trí trên mặt bằng và theo phương thẳng đứng Dùng máy kinh vĩ dõi theo những vạch thẳng kẻ trên các mặt bên của đốt cọc như đã nói ở trên để phát hiện độ xê dịch của cọc theo mặt bằng và độ nghiêng của cọc theo 2 mặt phẳng thẳng đứng Từ

đó điều chỉnh việc hạ cọc đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu

Trên các mặt bên của thành giếng hay của cọc kẻ những thước đo chiều cao để theo dõi chiều sâu hạ giếng, xác định cao độ đáy móng thực tế

1.2.5.4 Đo đạc các kích thước của kết cấu

- Nội dung đo đạc kích thước của kết cấu bao gồm:

+ Đo đạc kích thước,cao độ của các phần móng, thân, mũ mố trụ, vị trí đặt gối, khoảng cách tim giữa các mố trụ

+ Đo đạc kích thước, hình dạng của các kết cấu chế sẵn được đưa tới công trường

+ Cao đạc những vị trí quan trọng, khống chế những vị trí khác của kết cấu nhịp như đáy dầm, đỉnh dầm, mặt cầu

+ Đo đạc xác định kích thước, hình dạng của các cấu kiện đúc tại công rường như nhịp dầm BTCT, bản mặt cầu, lề người đi, dải phân cách, cột lan can

+ Đo đạc xác định vị trí,kích thước ván khuôn, cự ly đặt cốt thép trong khi thi công

- Công tác đo đạc các bộ phận, chi tiết cần được tiến hành theo từng bước cùng với qua trình thi công

-Thông thường, khi đo đạc định vị móng mố trụ, ban đầu do điều kiện khó khăn nên có thể chưa chính xác Sau khi đào xong hố móng hoặc đóng xong cọc, tiến hành xây bệ phải xác định lại để hiệu chỉnh cho vị trí chính xác hơn Sau khi xây xong bệ móng cũng tiến hành như vậy đối với thân mố và thân trụ Đối với cao độ cũng phải kiểm tra theo từng giai đoạn thi công để kịp thời hiệu chỉnh, đảm bảo kích thước xà mũ không bị thay đổi do sai số cộng dồn

-Với cầu thép lắp tại chỗ đòi hỏi đo đạc cự ly giữa các gối cầu thật chính xác Đo cao độ điểm kê tại các chồng nề để kiểm tra tạo độ vồng Đặc biệt quan trọng là phải thường xuyên theo dõi độ võng của nhịp trong quá trình lắp hẫng, kịp thời xử lý khi thấy kết quả đo vượt quá trị số tính toán.Công tác đo đạc được tiến hành theo trình tự thiết kế đề ra, mỗi số liệu phải được đo ít nhất 2 lần

- Trong thi công đúc hẫng kết cấu nhịp BTCT, cần đo kiểm tra ngay khi lắp dựng đà giáo và ván khuôn xác định chính xác các cao độ, hướng của nhịp

và hình dạng kết cấu.Sau khi đúc xong mỗi đốt, căng kéo mỗi đợt cốt thép đều phải đo kiểm tra lại cao độ và vị trí nhịp Những kết quả đo phải nằm trong dự kiến của thiết kế Trong biện pháp hẫng, những sai lệch về vị trí sẽ gây những khó khăn rất lớn cho giai đoạn hợp long Cần lập sơ đồ biến dạng của kết cấu nhịp qua từng giai đoạn thi công để dễ dàng phân tích nguyên nhân sai lệch này

1.2.6.1 Độ chính xác trong đo dài

- Dụng cụ đo trước khi sử dụng cần được chuẩn lại và hiệu chỉnh kết quả

đo theo những yếu tố ảnh hưởng sau:

+ Hiệu chỉnh do những lần đo khác nhau

+ Độ dài của thước do chênh lệch nhiệt độ khi đo và khi chuẩn thước + Độ dốc của đường đo so với mặt bằng

- Nếu đo bằng một loại dụng cụ thì phải đo theo 2 hướng: hướng đi và hướng về

- Nếu đo bằng 2 hay nhiều loại dụng cụ thì chỉ cần đo theo một hướng

- Khi lập mạng lưới tam giác đạc, các sai số đo dài không được lớn hơn trị

số trong bảng 1.3

+ Đối với cầu dài không quá 100m, khi đo khoảng cách giữa các mốc định

vị tim cầu, khoảng cách giữa các tim mố trụ, sai số tương đối không được lớn hơn 1:5000

+ Đối với cầu dài trên 100m, khoảng cách giữa các mốc định vị tim cầu và phần trên của trụ phải được đo đạc với sai số nhỏ hơn trị số cho phép duới đây:

- Cầu dầm thép và BTCT, vị trí tim đá kê gối xê dịch trong khoảng ± 5cm

- Cầu vòm và cầu khung đúc tại chỗ, sai số đo đạc phải nhỏ hơn trị số tính được theo công thức:

- Cầu vòm, cầu khung bằng thép hoặc BTCT bệ kê gối có kích thước rất hạn chế, sai số đo đạc khống chế theo công thức:

Trong đó : Ln - Chiều dài mỗi nhịp đo (cm)

n - Số nhịp trên đoạn cần phải đo

Bảng 1.3.Sai số cho phép khi đo dài

Khi đo chiều dài cầu Khi đo chiều dài cơ tuyến

(1.23) Trong đó: L - Chiều dài cần đo;

n - Số lần kéo thước (hết chiều dài của thước);

lth - Chiều dài thước đã được chuẩn;

t - Nhiệt độ môi trường lúc đo;

t0- Nhiệt độ môi trường lúc chuẩn thước;

h- Mức chênh cao giữa hai đầu thước trong mỗi lần kéo thước;

1.2.6.2 Độ chính xác trong đo góc

Công trình càng lớn thì yêu cầu độ chính xác khi đo góc càng cao Ngoài trình độ của bản thân người đo, độ chính xác của thiết bị rất quan trọng Sai số cho phép khi đo góc trong mạng lưới đo đạc, độ khép góc đối với mỗi tam giác trong mạng và yêu cầu máy móc tương ứng với mỗi loại công trình lấy theo bảng 1.4

Bảng 1.4 Độ chính xác trong đo góc Chiều dài

cầu (m)

Sai số khi đo góc (s)

Độ khép góc trong tam giác

(s)

Dụng cụ đo

Số lần quay vòng

L> 1000  1,5  2 Thước Inva, kinh vĩ 1’’ 3 lần

1.2.6.3 Độ chính xác trong đo cao

Cao độ của các mốc cao đạc trong phạm vi cầu phải được móc với nhau, sai số không được vượt quá trị số tính theo công thức:

Chương 2

THI CÔNG MÓNG MỐ TRỤ CẦU 2.1 Thi công móng khối trên nền thiên nhiên

2.1.1 Đặc điểm của móng khối trên nền thiên nhiên

Thường được dùng được dùng cho những trường hợp nền đất chịu lực dưới đáy móng nằm cách mặt đất thiên nhiên không quá 6m, lớp này có thể là nền đất tốt hoặc nền đá

Thường thi công trong điều kiện khô cạn hoặc nước ngập nông Phần lớn

là nền đá như móng cầu vòm ở địa hình đồi núi

Có khối lượng thi công lớn, diện tích đáy móng 80 120m2, khối lượng bê tông đổ tại chổ rất lớn

Biện pháp thi công móng khối lần lượt là: Thi công hố móng, xử lý đáy móng, lắp dựng ván khuôn, đổ bê tông bệ móng, chống thấm và đắp đất hố móng.Trong mỗi bước thi công để lựa chọn biện pháp thi công thích hợp cần căn

cứ những yếu tố sau:

Kích thước móng: Diện tích đáy và chiều sâu đặt móng

Dạng đất nền: Loại đất, ổn định của mái dốc, có hay không có hiện tượng cát trôi

Dạng nền dưới đáy móng: Là nền đất hay nền đá

Điều kiện địa hình: Bằng phẳng hay sườn dốc, diện tích mặt bằng thi công rộng hay chật hẹp

Điều kiện thuỷ văn: Khô cạn hay ngập nước, ở trên cạn thì có hay không hiện tượng nước ngầm Trong khu vực ngập nước thì nước ngập nông hay ngập sâu

Điều kiện kỹ thuật của đơn vị thi công: Thiết bị đào lấy đất, công nghệ chế tạo và cung cấp vữa bê tông

2.1.2 Thi công móng khối trên cạn

2.1.2.1 Công tác chuẩn bị

- Nội dung:

San dọn mặt bằng: Bóc hữu cơ, nhổ gốc cây

Thoát nước mặt bằng, làm khô khu vực đáy móng (nều đáy móng làm trong phạm vi ảnh hưởng của mực nước ngầm)

Tạo mặt bằng thi công, làm đường công vụ

Xác định khối lượng đào đất

Định vị hố móng và lên khuôn công trình

Máy ủi, ô tô vận chuyển, nhân công

2.1.2.2 Đào hố móng trong nền đất không có nước ngầm

a) Biện pháp thi công hố móng để vách trần

- Đào đất bằng máy ủi, kết hợp thủ công:

+ Phạm vi áp dụng: Móng nằm trên địa hình sườn dốc, đặc biệt là móng

mố, độ dốc không vượt quá 30o, đất cấp I-III theo bảng phân loại đất thi công cơ giới, đất không bị úng nước

+ Dùng máy ủi chạy theo hướng cắt ngang sườn dốc đào bạt sườn dốc hạ dần cao độ tự nhiên đến cao độ mà cho phép hố móng có thể tiếp tục đào trần, hoặc dùng chống vách bằng ván gỗ, nếu khối lượng đào nhỏ tiến hành đào bằng thủ công vì không tập kết máy vào vị trí này được

+ Đất đào san xuống tạo mặt bằng thi công, đất thải từ hố móng có thể vận chuyển bằng thùng chứa và cần cẩu

Hình 2.1 Đào đất bằng máy ủi kết hợp thủ công

- Đào hố móng bằng máy đào gầu nghịch

+ Biện pháp thi công:

Đào đất bằng máy đào kết hợp nhân lực sửa sang ta luy hố móng Đất thải vận chuyển bằng ô tô

- Các điểm chú ý khi đào đất bằng máy đào gầu nghịch:

+ Khả năng với xa nhất, đổ cao nhất và đào ở vị trí thấp nhất so với vị trí đứng của máy

+ Vị trí đứng của máy so với mép hố móng đảm bảo ổn định vách ta luy + Dung tích gầu và năng suất máy

+ Đường di chuyển của máy để có thể đào hết được các vị trí của hố móng + Số lượng xe chở đất phối hợp và đường vận chuyển của xe Nếu không phải chở đất thải đi chỗ khác thì vị trí đổ đất phải bố trí cách xa hố móng, không ảnh hưởng đến ổn định của thành vách

Hình 2.2 Các hình thức di chuyển của máy đào thi công hố móng đào trần

a) Di chuyển dọc theo chiều dài hố móng; b) Di chuyển cắt ngang hố móng

Hình 2.2 Vị trí đứng của ô tô so với máy đào

a) Ô tô đứng trước máy đào; b) Ô đứng sau máy đào

- Máy móc thi công gồm:

+ Máy đào gầu nghịch chọn theo dung tích gầu v (m3), tầm với tay gầu

P = 60.v.n.k 1 k 2 k 3 (2.1) Trong đó:

v: Dung tích của gầu, tra theo lý trình máy, m3;

n: Số chu kỳ hành trình đào - đổ của máy trong 1 phút tình theo công thức 1/t; t: Thời gian một chu kỳ đào (phút) đối với máy đào có dung tích gầu v = 0,1-:-0,3m3; chế độ quay gầu 90o, thời gian này là 0,5 phút;

k1: hệ số triết giảm do không lấy đầy gầu 0,95;

k2: hệ số triết giảm do thời gian di chuyển 0,85;

k3: hệ số sử dụng máy không liên tục 0,75

- Ô tô phối hợp cần xác định tải trọng xe G (kN), L cự ly vận chuyển (Km)

và số lượng xe N (xe)

Lượng đất chở trong một chuyến có trọng tải là G(T):

(2.2)

Thời gian một chuyến xe gồm: Thời gian đi về, thời gian đô đất lên xe,

thời gian lùi và trút một thùng ben

(2.3)

Số lượng ô tô N(xe):

(2.4) Trong đó: 0,9 - hệ số đầy ben;

P - Năng suất của máy đào m3/h;

γ - Trọng lượng thể tích của đất rời

b) Đào đất trong hố móng có kết cấu chống vách

- Chọn loại máy đào gầu nghịch hay gầu thuận tùy thuộc vào kết cấu khung chống

- Kết cấu chống vách phải đảm bảo chắc chắn và bền ổn định, chịu được

áp lực đất và tải trọng thi công

- Cần xem xét cự ly giữa các văng chống để gầu đào lấy đất một cách

dễ dàng

+ Văng chống gồm một hàng các thanh chống ngang tạo thành các khe ngang thì dùng máy đào chạy dọc theo mép hố móng và lựa gầu lấy đất theo các khe này

+ Văng chống là một khung gồm các thanh chống theo chiều ngang và dọc tạothành các ô thì không dùng được máy đào, khi đó phảI dùng máy xúc gàu ngoạm và thả gàu qua các ô để đào đất

Hình 2.3a Đào đất trong hố móng có chống vách

a) Máy đào gầu thuận; b) Máy đào gầu ngoạm

i)Tinh toán kết cấu ván lát chống đỡ hố móng

+ Ván lát ngang: b=0,20,25m;  = 48cm; gỗ loại 3

+ Dầm đỡ: Tiết diện ,; D = 1020 cm

+ Thanh chống ngang: Tiết diện ,; D = 1422 cm