TM +BIỆN PHÁP THI CÔNG

Thi công bằng phương pháp đào trần có chống vách: - Theo phương pháp này ta có thể dùng cọc ván đóng vây xung quanh rồi dùng máyđào gàu nghịch để đào đất trong hố móng.. Thiết kế các kết

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT

Thiết kế tổ chức thi công mố cầu Quy Hậu

(Của giảng viên hướng dẫn)

(Của giảng viên đọc duyệt)

Hình 2.2.1 Cấu tạo ván khuôn thép

Hình 2.2.2 Sườn tăng cường đứng và ngang

Hình 2.2.3 Cấu tạo thanh giằng

Bảng 1.2.2 Bảng tổng hợp khối lượng

Bảng 2.2.2 Đặc trưng hình học cọc ván thép

Bảng 3.3.1 Tổng hợp nhân công ca máy công tác chuẩn bị thi công

Bảng 3.3.2 Tổng hợp nhân công ca máy công tác thi công cọc

Bảng 3.3.3 Tổng hợp nhân công ca máy công tác đào hố móng

Bảng 3.3.4 Tổng hợp nhân công ca máy công tác đổ bê tông móng mố Bảng 3.3.5 Tổng hợp nhân công ca máy công tác thi công tường thân, cánh Bảng 3.3.5 Tổng hợp nhân công ca máy công tác hoàn thiện mố

Bảng 3.3.6 Tổng hợp nhân công ca máy thi công mố

Trang

1.3.2 Thi công bằng phương pháp đào trần có chống vách: 6

2.2 Thiết kế các kết cấu bổ trợ, máy thi công và tính toán bổ trợ thi công

2.2.1 Xác định chiều dày lớp BT bịt đáy

8

8

3.2 Bố trí mặt bằng công trường 27

4.1.4 Các văn bản về tính tiền lương nhân công, tính giá ca máy 43

LỜI CẢM ƠN

Bước vào thời kỳ đổi mới đất nước ta đang trong quá trình xây dựng cơ sở vật chất

hạ tầng kỹ thuật Giao thông vận tải là một nghành được quan tâm đầu tư nhiều vì đây làhuyết mạch của nền kinh tế đất nước, là nền tảng tạo điều kiện cho các nghành khác pháttriển Thực tế cho thấy hiện nay lĩnh vực này rất cần những kỹ sư có trình độ chuyên mônvững chắc để có thể nắm bắt và cập nhật được những công nghệ tiên tiến hiện đại của thếgiới để có thể xây dựng nên những công trình cầu mới, hiện đại, có chất lượng và tínhthẩm mỹ cao góp phần vào công cuộc xây dựng đất nước trong thời đại mở cửa

thân cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trường ĐHCNGTVT nóichung và các thầy cố trong Khoa Công trình nói riêng em đã tích luỹ được nhiều kiếnthức bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ sư tương lai.

Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Em xin kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thiện hơn Đồ

án cũng như kiến thức chuyên môn của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng….năm 2016

SINH VIÊN THỰC HIỆN

PHẦN I THUYẾT MINH

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Giới thiệu chung về công trình cầu

b Tiêu chuẩn kỹ thuật

- Quy trình thiết kế đường TCVN 4054-2005

- Quy trình thiết kế cầu 22TCN 272 – 05

1.1.3 Giải pháp kết cấu công trình

- Gối cầu: Dùng loại gối cao su nhập ngoại.

- Khe co giãn: Dùng loại khe co giãn cao su nhập ngoại ống thoát nước: Đườngkính D110 làm bằng gang đúc

- Lan can: Lan can làm bằng thép mạ tráng kẽm chiều dày mạ 110m mật độ mạ781g/m2

- Dốc ngang cầu 2%, dốc dọc cầu: Cầu nằm trong đường cong lồi bán kínhR=2500m

Hình 1.1.1 Mặt cắt ngang kết cấu nhịp 1.1.3.2 Kết cấu phần dưới

- Mố cầu bằng bê tông cốt thép, móng trên cọc đóng 450x450mm, mố M1,2 bố trí

27 cọc Chiều dài cọc dự kiến Ldk=42,6m (khi thi công căn cứ vào địa chất thực tế sẽquyết định chiều dài cọc chính thức)

Hình 1.1.2 Cấu tạo kết cấu phần dưới

1.2 Cấu tạo chi tiết mố M1

1.2.1 Cấu tạo chi tiết hạng mục

- Mố cầu mố chữ U bê tông cốt thép, móng trên cọc đóng 450x450mm, mố M1,2 bốtrí 27 cọc Chiều dài cọc dự kiến Ldk=42,6m

Hình 1.2.1 Mặt cắt trái – phải mố

Hình 1.2.2 Mặt trước mố

Hình 1.2.3 Mặt bằng móng cọc 1.2.2 Tính toán khối lượng hạng mục

Tường thân + Tường đỉnh

Cốt thép D>18 Tấn 38,523

1.3 Các phương án thi công kết cấu mố

1.3.1 Thi công bằng phương pháp đào trần:

- Theo phương pháp này ta có thể dùng máy đào gàu nghịch để đào hố móng Vớichiều cao đào 3m (không quá lớn),đất á sét nên ta có thể dùng phương pháp này được

1.3.2 Thi công bằng phương pháp đào trần có chống vách:

- Theo phương pháp này ta có thể dùng cọc ván đóng vây xung quanh rồi dùng máyđào gàu nghịch để đào đất trong hố móng

1.3.3 Lựa chọn phương án thi công hạng mục

- Cả hai phương án thi công trên đều có những ưu, nhược điểm riêng.Vì vậy để đảmbảo tính hiệu quả, hợp lý nhất ta đi phân tích so sánh 2 phương án trên:

*Phương án 1: thi công bằng phương pháp đào trần

- Ưu điểm :

+ Thi công đơn giản, không đòi hỏi thiết bị thi công phức tạp

+ Thời gian thi công nhanh, thích hợp với mọi đơn vị thi công

+ Không yêu cầu cao về trình độ kỹ thuật

+Thi công phức tạp hơn, yêu cầu độ chính xác cao

+Đòi hỏi phải có thiết bị thi công chuyên dụng

+Kéo dài thời gian thi công

+Chi phí thi công lớn

-Kết luận: từ những so sánh trên, ta chọn phương án 2

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ THI CÔNG2.1 Điều kiện thi công

2.1.1 Điều kiện địa chất

- Lớp 1: Đất lấp: Sét pha, cát, xám nâu, nâu gụ, đôi chỗ lẫn đá dăm

- Lớp 2: Sét - sét pha , màu xám nâu, xám vàng, xám đen, trạng thái dẻo mềm đếndẻo chảy

- Lớp 3: Sét - sét pha, màu xám ghi, nâu gụ, trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm đôichỗ dẻo cứng (25.1-26.5m, 27.8-30.0m), đôi chỗ lẫn hữu cơ

- Lớp 4: Sét - sét pha, màu xám ghi, nâu gụ, trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm đôichỗ lẫn vỏ sò hến

- Lớp 5: Sét - sét pha, màu xám vàng, nâu đỏ, xám trắng, trạng thái dẻo cứng đếnnửa cứng, lẫn sạn

- Lớp 6: Sét, màu nâu gụ, xám đen, trạng thái dẻo mềm

- Lớp 7: Sét pha, màu nâu gụ, trạng thái nửa cứng

- Lớp 8: Cát pha, màu xám ghi, xám đen, nâu tím, trạng thái dẻo

2.1.2 Điều kiện thủy văn

H5%= 0.66m

H4%= 0.69m

MNTC: 0.00 m

2.1.3 Điều kiện khác

2.2 Thiết kế các kết cấu bổ trợ, máy thi công và tính toán bổ trợ thi công

2.2.1, Xác định chiều dày lớp BT bịt đáy

- Điều kiện tính toán: áp lực đẩy nổi của nước phải nhỏ hơn lực ma sát giữa bê tôngbịt đáy với thành cọc, trọng lượng cuả lớp bê tông bịt đáy và lực ma sát giữa bê tông bịtđáy và vòng vây cọc ván thép

- Từ điều kiện trên ta có công thức kiểm tra:

m xhb x  nbt  ku1+Ex 2  (H+hb)  

Trong đó:

hb - Chiều dày lớp bê tông bịt đáy

H - Chiều cao tính từ MNTC đến đáy hố móng; H = 0.879m

 - Diện tích đáy hố móng;  = 88.2 m2 (Dự kiến vòng vây cọc ván rộng hơn diệntích bệ móng mỗi cạnh 1m chia đều cho mỗi bên)

Suy ra hb  0,7m Mà theo quy định thì hb 1m

Vậy lớp bê tông bịt đáy lấy bằng hb = 1m

2.2.2 Tính toán thiết kế vòng vây cọc ván thép

Vòng vây cọc ván thép sử dụng phục vụ thi công mố Cọc ván thép sử dụng là loạiLASSEN IV có các đặc trưng hình học của tiết diện ngang như sau

Mã hiệu bmin

(cm)

Bmin(cm)

Hmin(cm)

F(cm2)

g(kg/m)

J(cm4)

W( cm3)

Trong giai đoạn thi công lần lượt đắp đảo để đóng cọc sau đó đào đất trong vòngvây đổ bê tông bịt đáy, hút nước và thi công mố Tương ứng với 2 giai đoạn làm việc ta

có hai sơ đồ tính vòng vây cọc như sau:

Sơ đồ 1: Trong vòng vây có đất đắp đảo, trên đảo có máy đóng cọc cùng tấm bản bê tông

dày 0.3 m

Sơ đồ 2: Hút cạn nước trong hố móng sau khi đã đổ bê tông bịt đáy.

Ta sẽ lần lượt tính cho 2 sơ đồ Khi tính toán lấy 1m dài tường để xét

1 Tính toán vòng vây khi đắp đảo (sơ đồ 1)

a - Các số liệu tính toán

b – Sơ đồ tính toán

Sơ đồ 2.1.1 Sơ đồ tính toán vòng vây ván thép

c – Tải trọng tác dụng lên tường cọc

- Áp lực do bánh xích tác dụng lên mặt đảo: q

Hệ số áp lực ngang:

a1 = tg2(450 - /2) a2 = tg 2(450 - /2)

- Áp lực do tải trọng thi công:

P1 = 0 T/m

- Áp lực ngang do thiết bị khoan:

Pq = qxa1

- Áp lực ngang của đất : Pa1 = đn1xHdx a1 Pa2 = đn1xHdxa2

t

Hn

Hd

Pq

d- Tính duyệt điều kiện ổn định của tường cọc

Tường cọc ván ổn định khi tổng mômen lật Ml của các lực so với điểm 0 (điểm neothanh bar) nhỏ hơn tổng mômen giữ Mg của các lực cùng so với điểm này

Giải phương trình này ta có t1

e – Tính duyệt cọc ván theo điều kiện cường độ

- Nội lực trong kết cấu

Sơ đồ tính toán tường cọc như hình vẽ, là một dầm tựa trên hai gối

Vị trí chốt quay giả định nằm cách mặt nền Z = 0,25Hđ

Ta có:

RA=0,5. 1. . 1 . . 2 2. . 3 0,5.( 3). . 3.2(T)

Z H

b Z P P a

Z P a H P a H

3

1 0,5 .6

x x P x R

Điều kiện tính duyệt  =  R = 1900 kG/cm2

2 Tính toán vòng vây (sơ đồ 2)

a - Các số liệu tính toán

có văng chống như hình vẽ Nhưng trong tính toán ổn định để cho bất lợi không xét tầngvăng chống.

c– Tải trọng tác dụng lên tường cọc

Xác định chiều dày lớp bê tông bịt đáy, theo tính toán trên ta có

d- Tính duyệt điều kiện ổn định của tường cọc ván

Lập phương trình cân bằng mômen theo điều kiện ổn định chống lật của cọc ván

so với tâm 0 (tâm quay 0 cách đáy móng 0.5 m về phía dưới):

Mg - mMl = 0 (m = 2 – hệ số an toàn)

Ml = Pt+ Pa + Pq

- Nội lực trong kết cấu

Sơ đồ tính cọc ván là dầm giản đơn một đầu gối tại văng chống một đầu gối ở độsâu 0.5 m so với bề mặt của lớp bt bịt đáy:

Trên sơ đồ và tải trọng như trên ta tính được mômen lớn nhất trong cọc ván: MMax Phản lực tác dụng lên 1 m vành đai khung chống RA

- Tính duyệt cọc theo điều kiện cường độ

Điều kiện cường độ của cọc như sau

Tấm ván khuôn được gia cố bằng một hệ khung thép hình là thép góc đều nhánhliên kết hàn với các chi tiết còn lại của tấm ván khuôn

Phần mặt tiếp xúc giữa ván khuôn và bê tông là một tấm tôn dày 3 mm

Mối nối giữa các tấm ván khuôn được sử dụng gioăng cao su, có tác dụng đảm bảován khuôn được kín khi lắp ghép không bị mất nước xi măng khi đổ bê tông mố cầu.Liên kết giữa các khung ván khuôn với nhau bằng bu lông với các khoảng cách địnhhình được tính toán và bố trí theo cấu tạo sao cho có thể lắp ghép các tấm ván khuôn mộtcách tiện lợi, dễ dàng theo mọi phương

Do ta sử dụng các tấm ván khuôn định hình được chế tạo sẵn nên trong trường hợpnày ta chỉ tiến hành kiểm toán khả năng chịu lực của tấm ván khuôn định hình và khảnăng chịu lực cũng như tính hợp lý của các bộ phận trong quá trình tính toán thi công cáchạng mục công trình mố trụ

Hình 2.2.1 Cấu tạo ván khuôn thép

- Tĩnh tải: Tải trọng bê tông cốt thép mố, trọng lượng bản thân của ván khuôn, trọnglượng bản thân đà giáo

- Tải trọng động: Lực thi công, lực xung kích trong quá trình đầm bê tông

Vật liệu làm ván khuôn:

- Khung ván khuôn làm thép định hình nhóm AIII

- Thanh nẹp làm bằng thép nhóm AIII

- Bản tôn làm bằng thép bản mỏng

- Bu lông liên kết là bu lông cường độ cao 20

Nội dung tính toán các bộ phận của ván khuôn :

- Trọng lượng vữa bê tông : 2500 (kG/m3 )

Chiều cao tác dụng của vữa: H = 4.h0=2,0m

h0 : chiều cao của bê tông phụ thuộc vào tốc độ đổ bê tông của thùng trộn vàotrong khuôn trong 1h

Công thức xác định áp lực vữa lên ván trong trường hợp đổ bê tông cho các cấukiện lớn hoặc tường mỏng có dùng đầm là:

Tấm được tính với sơ đồ bản có 4 cạnh ngàm cứng Độ võng tại giữa nhịp ván thép do

áp lực vữa không kể đến hệ số xung kích tính theo công thức:

f = 3

4 qd

.E

b.p

 

Trong đó:

,  : Hệ số phụ thuộc vào tỉ lệ giữa hai cạnh a = b = 0,5 m là các cạnh củaván khuôn thép được giới hạn bởi các sườn tăng cường đứng và sườn tăng cường ngangcó:  = 0,0513,  = 0,0138

E – Mô đun đàn hồi của thép làm ván khuôn E = 2,1.106 (kG/cm2)

0.5 m

Hình 2.2.2 Sườn tăng cường đứng và ngang

Chiều dày lá thép làm ván khuôn 

Chiều dày tấm thép trong ván khuôn có thể được tính gần đúng theo công thức :

R

C P 375

+ R :Cường độ tính toán của thép (kG/m2)

+ C :Khoảng cách từ đường chéo đến một đỉnh của tấm ván

b, Tính duyệt ván khuôn theo cường độ

Công thức tính duyệt:

 = W

pqđtt : áp lực vữa có xét tới tác động xung kích và hệ số vượt tải

- Mômen kháng uốn của 1 m ván khuôn

10

5 , 0 992 10

8

.

8

,

0

2 2

1

2 1

d, Kiểm toán nẹp ngang:

Do nẹp đứng và nẹp ngang có cùng kích thước và chiều dài quy đổi của nẹp ngangthành dầm giản đơn có cùng khẩu độ như nẹp đứng (ln = 50cm) Do đó điều kiện kiểmtoán và các giá trị tính toán giống như trường hợp trên

e, Tính toán thanh giằng

Các thanh giằng chịu lực kéo do áp lực của bê tông Lực trong thanh giằng có thể xácđịnh gần đúng và lấy tỷ lệ thuận với diện tích ván khuôn giới hạn bởi các đường chia đôikhoảng các thanh giằng

F al Thanh gi»ng

Hình 2.2.3 Cấu tạo thanh giằng

Nội lực trong thanh giằng do áp lực của bê tông tươi tính theo công thức:

T = Fal.PqđTrong đó:

Fal : Diện truyền tải của ván khuôn lên thanh giằng ;

Chọn thanh giằng có đường kính là thép gờ 10 mm

Điều kiện kiểm tra ứng suất trong thanh giằng:

 = f

T < R =1900(kG/cm2

2.2.4 Chọn quả búa rung đóng cọc ván thép

Chọn quả búa rung tần số cao do LX cũ chế tạo, loại búa VPP- 4A có các tính năng

kỹ thuật sau:

- Mômen lệch tâm : 0,55Kg/cm;

- Tần số dao động trong 1 phút :1500

- Lực rung lớn nhất : 14T

- Khối lượng bộ gây rung : 0,4T

- Biểu đồ dao động không cọc : 13,8mm

- Kích thước : dài 1000mm, rộng 960mm, cao 1500mm

H: chiều cao cột nước

- Thời gian hút nước sẽ thực hiện trong 8 h  chọn máy bơm có công suất từ 90 – 100

m3/h và sử dụng 2 máy để bơm nước

- Máy bơm này cũng phải có áp lực lớn để xói đất, hút sỏi sạn khi lấy đất trong công tác thicông BT bịt đáy chọn máy KTZ-611 của hãng TSURUMI (Nhậtbản) có các thông số kỹ thuậtsau :

+ Bơm nước thải công trình lẫn cát, bơm bùn.

2.3 Kỹ thuật thi công chi tiết

a) Chuẩn bị thi công

* San ủi, đắp đảo tạo mặt bằng thi công:

- sau khi xác định được vị trí móng mố, trên cơ sở kích thước hố móng và biện phápthi công Tiến hành san ủi, đắp đảo thi công đủ diện tích để máy móc và thiết bị thi công

di chuyển

* Định vị hố móng

Căn cứ vào đường tim dọc cầu và các cọc mốc đầu tiên xác định trục dọc và ngangcủa mỗi móng Các trục này cần phải đánh dấu bằng các cọc cố định chắc chắn nằmtương đối xa nơi thi công để tránh va chạm làm sai lệch vị trí Sau này trong quá trình thicông móng cũng như xây dựng các kết cấu bên trên phải căn cứ vào các cọc này để kiểmtra theo dõi thường xuyên sự sai lệch vị trí của móng và biến dạng của nền trong thờigian thi công cũng như khai thác công trình

Hố móng có dạng hình chữ nhật, kích thước hố móng làm rộng hơn kích thước bệmóng thực tế về mỗi cạnh 1m để làm hành lang phục vụ thi công

đầm kỹ, trên mặt láng vữa bê tông dày 5cm thành mặt sân có thể chịu ñược tải trọng củaphương tiện vào lấy cọc và láng vữa phẳng

Trên một bãi đúc các hàng cọc được đúc nằm sát nhau,lấy mặt bên của những cọc

đã đúc bên cạnh làm ván khuôn thành cho cọc đúc sau Đúc xong một lượt ,cẩu nhấccọc ra khỏi bãi và xếp gọn thành đống để ñúc tiếp các đợt cọc khác

Cọc vuông dùng cho móng mố trụ cầu thường có kích thước 35×35cm chiều dàiLCOC đến 30m; 40×40 cm với chiều dài LCOC đến 36m và tiết diện 45×45 cm chiềudài LCOC đến 40m Khi phải dùng những cọc đóng có kích thước lớn hơn người ta thaythế bằng loại cọc khác kinh tế và dễ thi công hơn

Cọc có chiều dài trên 12m được chia thành 2÷3 đốt nối lại với nhau, chiều dài mỗiđốt cọc không vượt quá 12m do khống chế bởi chiều dài vận chuyển và khẩu độ tínhtoán khi cẩu cọc Mỗi cọc gồm một đốt mũi và một số ñốt nối Các đốt này được nốidần lại với nhau trong quá trình đóng cọc bằng mối nối thi công Để mối nối của tất cảcác cọc trong một bệ móng không cùng nằm trên một mặt phẳng, người ta chia làm hailoại đốt mũi có chiều dài khác nhau, các đốt nối cũng theo đó mà thay đổi chiều dài ,khi nối cọc, các mối nối sẽ so le nhau

Trong mỗi đốt cọc bố trí ba móc cẩu ñể treo cẩu cọc , hai móc bố trí ở hai phíacách mỗi đầu cọc một khoảng bằng 0,207L đốt cọc dùng để cẩu nâng và xếp cọc Khitreo cọc ở hai vị trí này, thân cọc làm việc theo sơ đồ dầm mút thừa , chịu trọng lượngbản thân và có mômen uốn tại mặt cắt giữa cọc và tại hai điểm treo cọc có giá trị tuyệtđối bằng nhau, phù hợp với việc bố trí cốt thép chủ chịu lực của cọc giống nhau theosuốt chiều dài và ở cả bốn mặt cọc Một móc bố trí cách mũi cọc 0,315L đốt cọc đểcẩu dựng cọc đứng lên và lắp vào giá búa , khi đó một đầu mũi cọc tì xuống mặt ñất,thân cọc treo lên móc cẩu, cọc làm việc như một dầm mút thừa chịu trọng lượng bảnthân, mômen dương tại mặt dưới cọc bằng giá trị tuyệt ñối mô men âm tại vị trí treocọc Khi vận chuyển cọc trên xe ô tô hoặc xếp cọc thành đống phải đặt lên hai thanh gỗ

kê vào ñúng vị trí hai móc cẩu Có thể chồng ba tầng cọc lên nhau, giữa các tầng đềuphải kê gỗ thẳng với ñiểm kê ở hàng dưới Cốt thép chủ của cọc ñược bố trí 8 thanhchạy dọc theo suốt chiều dài ñốt cọc, đường kính cốt thép ∅18÷∅25 Các thanh cốtthép chủ tập trung lại ở ñầu cọc tạo thành mũi nhọn để có tác dụng ép

cho cọc đi thẳng và đào phá nếu gặp phải đất đá cứng Cấu tạo củamũi cọc gồm một thanh cốt thép tròn trơn có đường kính lớn, các cốt

chiều dài đường hàn hai mặt 10 cm , bên ngoài dùng tôn dày 8mm bao

Tại đầu của các đốt cọc được tăng cường bằng nhiều lớp lưới ∅6 bước lưới5×5cm ñặt cách nhau 5cm để chịu lực đập xung kích của quả búa