Tải bản đầy đủ

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

ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH.VÀ TÌNH HÌNH ĐỊA

CHẤT THỦY VĂN NƠI THI CÔNG
KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH :
Khí tượng
Công trình thuộc khu vực đông nam bộ - trong vùng nhiệt đới
gió mùa, nên khí hậu chia làm 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ
tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4
năm sau. Nhiệt độ trung bình hàng năm vào khoảng 26C –
27C;
Khí hậu ít biến động, ít có thiên tai do khí hậu (không gặp thời
tiết quá lạnh hay quá nóng, ít trường hợp mưa lớn, ít bão và
bão nếu có cũng chỉ là bão nhỏ, ngắn…).
Nắng :
Sau khu vực miền Nam Trung Bộ thì khu vực tuyến đi qua là nơi
có số giờ nắng cao thứ hai của Việt Nam. Trung bình hàng
ngày có khoảng 7 giờ nắng, tháng có số giờ nắng cao nhất

là tháng 3 với trung bình ngày là hơn 9 giờ và thấp nhất là
tháng 6 với trung bình ngày là hơn 5 giờ.
Mưa
Phân bố mưa có sự biến động khá lớn từ năm này qua năm
khác, nhất là về lượng mưa. Lượng mưa của năm mưa nhiều
nhất có thể gấp 2 hoặc hơn 2 lần lượng mưa của năm mưa ít
nhất.
Chế độ ẩm
Biến trình độ ẩm trong năm tương ứng với biến trình mưa, thời
kỳ mưa nhiều độ ẩm lớn và vào thời kỳ mùa khô độ ẩm
nhỏ.
Tổng lượng bốc hơi trung bình năm lên tới gần 1700 mm. Biến
trình năm của lượng bốc hơi trung bình ngược với biến trình năm
của độ ẩm không khí. Hàng năm, tháng III là tháng có lượng
bốc hơi lớn nhất tới 215 mm và tháng X là tháng có lượng
bốc hơi nhỏ nhất khoảng 100 mm.
Gió
Trên đòa hình bằng phẳng của vùng đồng bằng, gió đổi chiều
rõ rệt theo mùa và có hướng thònh hành khá phù hợp với
hướng gió mùa toàn khu vực. Vào mùa đông, hướng gió thònh
hành là Đông Bắc còn vào Mùa hạ, hướng gió thònh hành là
Tây Nam hoặc Tây, đó là 2 hướng chiếm ưu thế tuyệt đối
trong mùa gió mùa mùa hạ.


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

Nhiệt độ
Qua các tháng nhiệt độ biến thiên rất ít. Chênh lệch giữa
nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất vào
khoảng 3 – 4C. Dao động ngày đêm của nhiệt độ khá mạnh
với biên độ dao động ngày đêm vào khoảng 7 đến 8C.
Nước
Kết quả phân tích mẫu nước sông tại khu vực cầu được đánh
giá như sau:
Tên nước : Bicacbônát clorua kali natri manhê canxi;
Nước có tính chất : ăn mòn lớn nên ta phải có biện pháp
bảo vệ công trình.
Thủy văn
Đây là con sông cấp V nên tần suất dao động nhỏ.thuyền
bè nhỏ qua lại và đủ điều kiện cho cây trôi
QUY MÔ, TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
Quy mô công trình
Cầu BTCT vónh cửu.
Tiêu chuẩn kỹ thuật
Áp dụng hệ thống khung tiêu chuẩn đã được Bộ GTVT phê
duyệt tại Quyết đònh số 2529/QĐ-BGTVT ngày 14/8/2007 về việc
xây dựng công trình
Tải trọng
Hoạt tải thiết kế HL93+3(kN) theo Tiêu chuẩn thiết kế cầu
22TCN272 - 05.
Tónh không thông thuyền
Sông cấp V nên tónh không thông thuyền là (25x3.5)m.
Khổ cầu
Hiện tại thiết kế có quy mô mặt cắt ngang như sau :
Chiều rộng phần xe cơ giới : 2x3.5
= 7.00 (m)
Phần bồ hành
: 2x1
= 2.00 (m)
Lan can
: 2x0.25
= 0.5(m)
Dải an toàn
: 2x0.25
= 0.50 (m)
Tổng cộng
:
= 10.00(m)
GIẢI PHÁP THIẾT KẾ
Vò trí cầu
Vò trí cầu được xác đònh trên tim tuyến và tim dòng chảy
của sông. Tim tuyến vuông góc với tim dòng chảy.


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

Sơ đồ cầu và chiều dài cầu
Sơ đồ kết cấu nhòp như sau : 7x33(m). Chiều dài cầu
L=231(m) tính đến mép sau tường ngực mố.
Mố và trụ cầu:
Mố cầu ta chọn mố nặng chữ U.
Trụ ta chọn trụ đặc thân hẹp.
KẾT CẤU NHỊP:
Dầm chủ
Dầm BTCT DƯL 40MPa căng sau tiết diện chữ “I”, với khẩu
độ nhòp là 33(m), chiều cao dầm là 1.20(m), khoảng cách
giữa các tim dầm là 2 (m).
Mặt cầu
- Mặt cầu cấu tạo từ 4 lớp :
+ Bản mặt cầu bằng BTCT 30Mpa đổ tại chỗ trên hệ
ván khuôn để lại bằng BTCT 30Mpa chiều dày 200mm
+ Lớp mui luyện tạo dốc 2% chiều dày trung bình 40mm
+ Trên bản mặt cầu được phủ lớp phòng nước dày
4mm;
+ Lớp bê tông ASPHALT dày 60mm.
Lan can
Gồm 2 phần:
1 : Gờ lan can bằng BTCT 30MPa.
2 : Thép khung
+ Kích thước hình học như sau

Hệ thống thoát nước mặt cầu
+ Các cửa thu nước mặt cầu bố trí dọc theo bó vỉa cách
nhau khoảng
8 ~ 10(m) và xả trực tiếp ra ngoài
thông qua ống nhựa 100(mm).


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

Khe co giãn
+ Khe co giãn cao su rộng 50mm
KẾT CẤU PHẦN DƯỚI
Kết cấu mố
Gồm có 2 mố
- Kết cấu mố dạng tường chắn bằng BTCT 30Mpa đổ tại
chỗ;
- Mỗi mố gồm 28 cọc BTCT 40Mpa tiết diện 40x40cm,
chiều dài cọc là 37m(chưa bao gồm phần đập đầu cọc
và phần cọc ngàm vào bệ).
- Tim bệ mố theo phương ngang cầu đặt vuông góc với
tim dọc cầu;
- Sau mố đặt bản quá độ dài 5m bằng BTCT 30MPa trên
suốt chiều rộng phần xe chạy.
- Mái taluy của tứ nón và trong phạm vi 15m đường đầu
cầu được gia cố đá hộc xây vữa 10Mpa, chân khay
taluy bằng đá hộc xây vữa 10Mpa;
- Vật liệu đắp tứ nón đầu mố cùng loại với vật liệu
đắp nền đường.
Kết cấu trụ
Cầu gồm 6 trụ
- Kết cấu trụ dạng đặc thân hẹp(hay là hình ova) bằng
BTCT 30Mpa đổ tại chỗ.
- Móng mỗi trụ gồm 28 cọc BTCT 30Mpa tiết diện
40x40cm, chiều dài cäc với trụ là 37m(chưa bao gồm
phần đập đầu cọc và phần cọc ngàm vào bệ).
- Hệ móng: cọc đóng BTCT đúc sẵn 40 MPa, kích thước mặt cắt cọc
40x40cm. Chiều dài cọc được quy định trong bản vẽ và quyết định chính thức
khi có kết quả thi cơng cọc thử.


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

CHƯƠNG II

GIỚI THIỆU CHUNG
1. Số liệu đầu vào :
- Phạm vi đồ án : Thiết kế thi công cho một trụ cầu dưới
sông .
- Nội dung thiết kế :
1. Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn.
2. Trình bày biện pháp thi công hệ móng cọc.
3. Thiết kế ván khuôn đổ bệ cọc.
4. Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ.
- Qui mô công trình :
+ Số hàng cọc:

6

+ Số cột:

4

+ Số lượng cọc:

30 (cọc)

+ Chiều sâu cọc đóng trong đất:

L c = 36 m

+ Kích thước cọc: cọc vuông
(b=30cm)

35x35

cm

- Loại đòa chất DC2
 Lớp 1: Đất cát hạt vừa dày 5,5m
γ1 = 1,73

T
3 kg
3 =1,73 . 10
m
m3

;



1

= 220

 Lớp 2: Đất sét pha cát dẻo vừa dày 7,5m :
γ2 = 1,82 . 103

kg
m3

;

 2 = 100
 Lớp 3: Đất sét chặt dày vô hạn

γ3 = 1,89.103

kg
m3

- Chiều cao thân trụ tính từ đỉnh bệ cọc :



3

= 110
H2 = 7,5 m


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

2. Nội dung thiết kế :
 Trình bày biện pháp thi công chỉ đạo.
1 - Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn:
 Chọn loại cọc ván, kích thước vòng vây.
 Tính chiều sâu đóng cọc ván, cân nhắc có dùng khung
chống, bê tông bòt đáy hay không ? nếu có thiết kế với
cọc ván.
 Tính và lựa chọn búa đóng cọc ván.
2 – Trình bày biện pháp thi công hệ móng cọc:
 Tính toán phân đoạn cọc.
 Tính và lựa chọn búa đóng cọc.
 Mô tả biện pháp đóng cọc.
3 – Thiết kế ván khuôn đổ bệ cọc:
 Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống hoặc bệ đỡ ván
khuôn.
 Kiểm tra bài toán ván khuôn đáy theo cường độ và biến
dạng.
4 – Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ:
 Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống, khung giằng.
 Kiểm tra bài toán ván khuôn thành.
3. Lựa chọn các số liệu còn lại :

3.1 THÔNG SỐ MÓNG VÀ MỰC NƯỚC THI CÔNG:
3.1.1 Kích thước móng:
Móng 28 cọc ta bố trí như sau theo chiều rộng (song song
với nhòp cầu) ta chọn 4 cọc.theo chiều dài (vuông góc với
kết cấu nhòp cầu) ta chon 7 cọc
Khoảng cách từ tim – tới – tim không được nhỏ hơn
750mm hay 2.5D chiều rộng cọc (chọn giá trò lớn) kích
thước cọc 40x40cm nên 2.5D = 2.5x0.4= 1m
=> Vậy ta chọn khoảng cách từ tim – tới – tim bằng
1.0 m
Khoảng cách tư tim cọc tới tới mép bê tông móng
lớn hơn 225mm


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

=> Vậy ta chọn khoảng cách từ tim – tới – mép bê
tông móng như sau:
+ Theo chiều dài thì ta chọn từ tim – tới – mép là
500mm
+ Theo chiều rộng thì ta chọn từ tim – tới – mép là
450mm
Đỉnh của cọc thiết kế ngàm vào trong bệ móng
300mm
=> Vậy ta chọn khoảng cách khoảng cách cọc ngàm
vào bệ là 500mm
Chiều dày bệ móng 1.5m
Kích thước móng được biểu thò bằng hình sau:
7000
1000

1000

1000

1000

1000

1000

500

4000

500

1000

1000

1000

500

500

Chiều sâu mực nước thi công tại tim trụ :Hn =4 m
Chiều cao bệ cọc : H1 = 1,5 m.
Kích thước thân trụ : 1,4 x 5,0 m.
Kích thước mũ trụ : 1,8 x 7,6 m ( bằng thân trụ). Chiều cao mũ
trụ : H3=1m.

Kích thước trụ:
Dựa vao kích thước móng ở trên ta xác định được kích thước móng dựa theo các
thơng số sau.

a �0.5  chon a  1.5m

b �0.5  chon b  1.0m


Chiều rộng(a) và chiều dài(b) bệ �
=> Kích thước trụ như sau (1.5x6)m


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

Chon mực nước thi cồng khổ thông thuyền
chiều dài nhòp,khổ cầu
Thông số mực nước :
+ Mực nước cao nhất (MNCN = +5.5m.) tính từ mặt
đất sau sói
+ Mực nước thi công ta chọn (MNTC=MNTT =+4m) tính
từ mặt đất sau sói
+ Mực nước thấp nhất (MNTN = +2.5m) tính từ mặt
đất sau sói
Khổ thông thuyền :
+ Sông cấp V nên khổ thông thuyền là (25x3.5)m
Chiều dài nhịp:
+ Dầm BTCT DƯL 40MPa căng sau tiết diện chữ “I”, với
khẩu độ nhòp là 33(m), chiều cao dầm là 1.20(m),
khoảng cách giữa các tim dầm là 2 (m).
+ Chiều dài toàn cầu là (7x33=231)m
Khổ cầu:
+ Hiện tại thiết kế có quy mô mặt cắt ngang như
sau :
Chiều rộng phần xe chạy
: 2x3.500
= 7.00 (m)
Phần bồ hành
: 2x1
= 2.00 (m)
Lan can
: 2x0.25
= 0.5 (m)
Dải an toàn
: 2x0.25
= 0.50 (m)
Tổng cộng
:
= 10.00(m)


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

CHƯƠNG III

BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO
Trong quá trình thi công cần làm những công tác sau:
+ 1.Công tác đònh vò hố móng

+ 2. Công tác chuẩn bò mặt bằng, bố trí công
trường
+ 3. Thi công trụ cầu
1. Công tác đònh vò hố móng :
Vì ở đây mực nước thi công thay đổi khá lớn trên suốt
mặt cắt ngang của sông nên ở những nơi có mực nước
nông, không có thông thuyền để xác đònh vò trí tim trụ có
thể dựa trên những cầu tạm bằng gỗ, trên đó tiến hành đo
đạc trực tiếp và đánh dấu vò trí dọc và ngang của móng. Để
tránh va chạm trong thi công làm sai lệch vò trí thì nên có các
cọc đònh vò đóng cách xa tim móng. Khi đo đạc bằng máy, có
thể dựa trên những sàn đặt trên các cọc gỗ chắc chắn,
đóng xung quanh các cọc đònh vò này.
Với những móng đặt ở những chỗ nước sâu, công tác
đònh vò phải làm gián tiếp. Tim của các trụ được xác đònh
dựa vào các đường cơ tuyến nắm trên hai bờ sông và các
góc ,  tính ra theo vò trí của từng trụ (Phương pháp tam giác ).
Ta phải tiến hành làm cẩn thận và kiểm tra bằng nhiều
phương pháp để tránh sai số ảnh hưởng tới cấu tạo của
công trình bên trên thi công sau này.


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

Hình : Xác đònh tim trụ cầu bằng phương pháp tam giác
2- Công tác chuẩn bò mặt bằng, bố trí công trường :

-

-

-

-

-

Cần bố trí mặt bằng hợp lý để công việc thi công được
tiến hành thuận lợi.
Cần khảo sát đòa hình hai bên bờ sông, xem xét hướng gió
thổi và dự tính thời gian thi công để lập vò trí và kế
hoạch tập kết vật liệu.
Chuẩn bò mặt bằng, bãi tập kết vật liệu như : Xi măng,
đá, cát, sắt thép…
Xây dựng hệ thống cơ sở hạ tầng,hệ thống đường công
vụ, đường nội bộ,bãichứa vật liệu cho công trường.Cung
cấp điện nước phục vụ cho công tác thi công và sinh
hoạt.
Do công trình thi công có tính chất tập trung và xây dựng
trong thời gian tương đối dài. Do đó tổ chức xây dựng lán
trại, nhà nghỉ chỗ ăn, sinh hoạt cho công nhân viên, xây
dựng chỗ vui chơi giải trí, nhà vệ sinh.

3. Thi công trụ cầu :
Sau khi đã tiến hành các bước tổng quát như trên như :
xác đònh vò trí tim trụ cầu, chuẩn bò nguyên thiết bò vật liệu,
…….quá trình thi công trụ được tiến hành theo các bước sau:
Bước 1 :
- Đònh vò xà lan, nạo vét đất trong phạm vi thi công trụ.
- Vận chuyển cọc, búa, và cần cẩu đến vò trí thi công,
dựng khung đònh vò, làm các hệ cụm đầu cọc ở các tầng
của khung đònh vò.
- Dùng cẩu lắp giá búa, tiến hành đóng cọc đến đúng
cao độ thiết kế , đóng đúng số cọc thiết kế. Trong quá trình


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

đóng cọc phải thường xuyên theo dõi độ nghiêng của cọc và
độ chối của cọc.

Hỉnh : Sơ đồ đóng cọc
Bước 2 :
- Tiến hành đóng cọc ván thép làm vòng vây ngăn nước
trong phạm vi bệ trụ.
- Dùng bơm cao áp sói nước, vét bùn hố móng.
- Đổ đá mi và cát tạo phẳng .
Bước 3 :
- Tiến hành đổ bêtông bòt đáy theo phương pháp đổ
bêtông trong nước (phương pháp vữa dâng).
- Kiểm tra cao độ các lớp cát đệm, đặt các lồng thép
theo kỹ thuật.
- Xếp đá 4x6 theo đúng qui trình kỹ thuật.
- Kiểm tra cao độ của các lớp đá đã xếp, thả vòi bơm
vào ống.
- Bơm vữa theo các vò trí đã qui đònh, trong quá trình bơm
luôn kiểm tra sự lan tỏa của vữa xi măng thông qua các ống
lồng.
- Khi lớp bê tông đạt cường độ Tiến hành hút nước làm
khô hố móng.
Bước 4 :
- Đập đầu cọc và xử lý cốt thép đầu cọc, vệ sinh đáy
móng.
- Dựng ván khuôn, lắp cốt thép bệ cọc, tiến hành đổ bê
tông bệ cọc.
- Khi bê tông bệ cọc đạt 70% cường độ, tiến hành thi công
phần thân trụ.
- Trong suốt quá trình thi công phải tiến hành bảo dưỡng
bê tông cho bến khi
bê tông đạt cường độ thì tháo dỡ
ván khuôn và các thiết bò thi công.


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

Bước 5 :
- Dựng ván khuôn xà mũ, lắp cốt thép, tiến hành đổ bê
tông mũ trụ.
- Dựng ván khuôn, lắp cốt thép, tiến hành đổ bê tông
đá kê gối.
- Hoàn thiện trụ.
Diễn giải chi tiết từng công việc như sau:
a. Chn bÞ
®· nªu râ ë trªn.
b. §ãng vßng v©y cäc v¸n thÐp
ë ®©y ta chän vßng v©y cäc v¸n thÐp ®Ĩ thi c«ng. Ph¬ng
ph¸p nµy hỵp lÝ vỊ mỈt kÜ tht v× thn lỵi trong thi c«ng, tiÕt
kiƯm v× thi c«ng xong cã thĨ tiÕn hµnh th¸o dì vµ dïng l¹i cho nªn
®¶m b¶o yªu cÇu vỊ c¶ hai mỈt kinh tÕ vµ kÜ tht. ë ®©y,c¸c bƯ
mãng ®Ịu cã d¹ng h×nh ch÷ nhËt nªn ta chän vßng v©y cã h×nh
d¹ng nh ®¸y mãng (h×nh ch÷ nhËt) nhng kÝch thíc lín h¬n mét Ýt
®Ĩ ®Ị phßng lƯch l¹c trong khi ®ãng cäc v¸n vµ thn lỵi khi thi
c«ng l¾p v¸n khu«n bª cäc. ChiỊu dµi cäc v¸n thÐp ®ỵc x¸c ®Þnh
theo tÝnh to¸n. §Ĩ ®¶m b¶o hµng rµo cäc v¸n thÐp khi thi c«ng ®ỵc
kÝn sÝt vµ cäc v¸n kh«ng bÞ lƯch trong khi ®ãng th× ta ph¶i cã
khung ®Þnh vÞ . Khung ®Þnh vÞ ®ỵc hµn b»ng thÐp I hc C. Tríc
khi l¾p khung ®Þnh vÞ cÇn h¹ 4 cäc ®Þnh vÞ ë 4 gãc cđa khung ®Ĩ
gi÷ ỉn ®Þnh cho khung trong st qu¸ tr×nh thi c«ng vµ ®Þnh vÞ
chÝnh x¸c vÞ trÝ cđa khung.
§Ĩ ®¶m b¶o ®iỊu kiƯn hỵp long cho vßng v©y cäc v¸n ®ỵc dƠ dµng
th× ngay tõ ®Çu ta ghÐp 2 3 cäc v¸n thµnh mét nhãm ¨n khíp vµo c¸c
nhãm ®· ®ãng tríc, nh vËy nhãm tríc sÏ lµ cäc dÉn cho nhãm sau. Cø
nh vËy tiÕp tơc l¾p vµ ®ãng cäc v¸n quanh vßng v©y cho ®Õn khi hỵp
long víi nhãm ®Çu tiªn. Trong qu¸ tr×nh h¹ ta tiÕn hµnh h¹ ®Ịu trªn
toµn chu vi mãng tøc lµ h¹ mçi nhãm xng 2 2.5m th× dõng l¹i vµ h¹
tiÕp nhãm tiÕp theo cø nh thÕ ®Õn nhãm ci cïng. Råi h¹ tiÕp nhãm


N MễN HC THI CễNG CU

GVHD: NGUYN èNH MU

đầu tiên xuống 2 2.5m nữa cứ nh vậy ta hạ toàn bộ vòng vây tới độ
sâu thiết kế.
c. Đổ bê tông bịt máy hố móng:
Sau khi đã hoàn thành công tác lấy đất trong đáy hố móng và
làm sạch hố móng ta tiến hành đổ bê tông bịt đáy hố móng. ở đây
đổ bê tông dới nớc bằng phơng pháp vữa dâng. Theo phơng pháp này
thì trớc hết ta dùng các ống tre (hoặc ống thép) có =1015cm đục
thông các đốt với nhau và đầu cuối ống có đục các lỗ có =1.0 1.5 cm
đặt cách đều nhau trong hố móng. Sau đó đổ cốt liệu thô, cỡ hạt tối
thiểu là 12.5mm (tốt nhất là 25 mm) vào hố móng bằng thùng hoặc
ben cho tới khi bằng chiều dày thiết kế của lớp bê tông bịt đáy, tiến
hành làm phẳng lớp đá này. Sau đó ta luồn các ống bơm bê tông vào
các ống tre (ống thép) đã đặt sẵn trong hố móng cho tới khi chạm đáy
hố móng rồi bơm bê tông vào. Vữa bê tông sẽ trào qua các lỗ đục sẵn ở
đầu cuối ống tre và lấp vào khe hở của các viên đá tạo thành một khối
liên kết chặt. Trong quá trình bơm ta phải nâng ống phun vữa từ từ
cho đến khi cả khối đá dăm đợc bơm vữa.
Khi lớp bê tông này đủ cờng độ ta hút nớc ra ngoài, làm sạch hố
móng và lắp ván khuôn đổ bê tông móng mố. Trong quá trình thi
công nếu vòng vây không kín thì vẫn phải bố trí máy bơm hút nớc ra
để không ảnh hởng tới chất lợng bê tông đang đổ.
d. Đổ bê tông móng khối:
Sau khi lớp bê tông bịt đáy đủ cờng độ ta hút nớc ra khỏi hố
móng và làm sạch hố móng. Sau đó tiến hành đập lộ cốt thép đầu
cọc ra từ (20 40) cọc đối với cọc bê tông cốt thép tiết diện 30x30. Tiếp
theo ta lắp dựng cốt thép, ván khuôn, bố trí mặt bằng đổ bê tông và
đổ bê tông. Công tác chuẩn bị phải tiến hành thận trọng, khẩn trơng
để trong quá trình đổ bê tông không có sự cố xảy ra. Để đảm bảo
tốt các điều kiện trên phải có dự phòng về thiết bị, nhân lực.


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

CHƯƠNG IV
THIẾT KẾ THI CÔNG
1. Thiết kế vòng vây cọc ván :
1.1 Kích thước vòng vây :
Chiều sâu sâu mực nước thi công, chọn

H n = 4m

Kích thước vòng vây cọc ván được chọn dựa trên kích thước
móng, khoảng cách từ mặt trong của tường cọc ván đến
mép bệ móng > 0,75m , chọn kích thước vòng vây cọc
ván như sau :

Trên mặt đứng, đỉnh vòng vây phải cao hơn mực nứơc thi
công tối thiểu là 0,7m. Chọn là 1m. Vậy cọc ván phải có
chiều cao tính từ mặt đất là 5m.
1.2

Chọn loại cọc ván:

Tổng chiều dài cọc ván cần thiết là (10,1 + 3,8)x2=27,8 m.
chọn lọai cọc ván do Hàn Quốc sản xuất. Còn cụ thể loại
nào thì sau khi xác đònh được nội lực ta sẽ chọn sau.
1.3 Xác đònh bề dày lớp BT bòt đáy :
Lớp bê tông bòt đáy được xác đònh từ điều kiện : Áp lực
đẩy nổi của nước lên lớp bê tông phải nhỏ hơn lực ma sát


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

giữa bê tông với hệ cọc và trọng lượng lớp bê tông bòt
đáy.
Tính toán chiều dày bê tông bòt đáy:

- Lớp bê tông bòt đáy được xác đònh từ điều kiện :
Áp lực đẩy nổi của nước lên lớp bê tông phải nhỏ hơn
lực ma sát giữa bê tông với hệ cọc và trọng lượng lớp
bê tông bòt đáy.
- Bề dày lớp bêtông bòt đáy :
H.S. n
h bd �
(n.SO . c  k.U.).m

Trong đó :
K :số cọc BTCT, K = 28
H :chiều sâu cột nước tính từ đáy lớp bêtông
bòt đáy đến mực nước thi công
=> H =(4+1.5+hbd) =(5.5+hbd)m
S :diện tích hố móng, S  9.0 �6.0  54 m 2
S0 =(diện tích hố móng - diện tích cọc)
2
=> So  S  k �Sc  54   28 �0.16   49,52m

 c =2.5 T/m3 (trọng lượng riêng bê tơng)
 n : dung trọng của nước,  n  1T / m3

 : ma sát giữa cọc với bêtông bòt đáy,   12T / m 2

U : chu vi một cọc, U  4 �0, 4 = 1,6 m
n = 0.9 (hệ số giảm tải)
m = 0.9 (hệ số làm việc)
Thay tất cả số liệu vào cơng thức ta có:

 5.5  h bd  �S � n
h bd �
(n �SO � c  k �U �) �m
5,5 �S � n
 (n �SO � c  k �U �) �m   S

h bd �

=>


5,5 �54 �1
 0.56 m
 (0,9 �49.52 �2,5  28 �1,6 �12) �0,9  54

Chọn lớp bêtông bòt đáy dày 1.0 m
* Phương pháp đổ bêtông bịt đáy :
Tiến hành đổ bêtông bòt đáy theo phương pháp vữa dâng :


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

Bán kính hoạt động của ống : R  2 m
Diện tích hoạt động của một ống : Fo   �R 2   �22  12.56 m 2
Số ống cần thiết : n 

F
54

 4.29 (ống)
Fo 12.56

Chọn 4 ống.
* Sau khi xác đònh bề dầy lớp BTBD đủ điều kiện
ổn đònh, ta kiểm tra điều kiện cường độ cho
lớp BTBD :
Tách 1 dải BTBD rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo hướng
thượng-hạ lưu có chiều dài nhòp bằng khoảng cách giữa 2 cọc
ván thép.

+ Trọng lượng bản thân của lớp BTBD :
q1   b , H b .1  2,3.1.1  2,3T / m

Trong đó :

 b =2,3 T/m3

:Dung trọng của lớp BTBD.

Hb=1 m

: Bề dầy của lớp BTBD

1m

: Bề rộng của dải BTBD đang xét.

+ Áp lực đẩy của nước :
q2   .H .1  1.4.1  4 T / m

Trong đó :

 =1T/m3

:Dung trọng của nước.

H=4m

:Chiều sâu cột nước , từ lớp đáy BTBD đến mực nước thi

1m

: Bề rộng của dải BTBD đang xét.

cơng.
Nội lực phát sinh trong dầm :
M max 

q1  q2 2 2,3  4
.l 
.3.82  3.068(Tm) => căng thớ trên.
8
8

Momen kháng uốn của dầm :
b.hb 2 1.12
W

 0,17 (m3 )
6
6

Yêu cầu ứng suất kéo phát sinh trong BTBD phải nhỏ hơn US
kéo cho phép của BT, sử dụng BT mác 300 => [ ]btk  10 kG / cm 2


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

k 

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

M max 3.068

 18, 04T / m 2  1,81 kG / cm 2  [ ]btk  10 kG / cm 2
W
0,17

Vậy lớp BTBD thỏa mãn điều kiện cường độ .
1.4 Tính độ ổn đònh của kết cấu vòng vây cọc ván
trong các giai đoạn thi công :
1.4.1 Giai đoạn 1 :
Vòng vây đã được đóng đến đáy sông, nhưng chưa đổ
betông bòt đáy.

Với cách bố trí cọc đònh vò như trên thì cọc đònh vò không có
tác dụng chòu lực, mà áp lực sẽ truyền hết vào cọc ván
thép.
Ở giai đọan này ta đào đất trong vòng vây cọc ván bằng
gầu ngoạm, nên mực nước 2 bên thành cọc ván là như nhau.
Cọc ván chòu tác dụng của áp lực đất chủ động và áp lực
đất bò động. Chiều sâu đóng cọc ván thép, ta sẽ tính vào
giai đoạn sau.
1.4.2 Giai đoạn 2:
Đã đổ betông bòt đáy và hút cạn nước hố móng. Sơ đồ
chòu lực của cọc ván thép như sau :
Gọi t là chiều sâu ngàm cọc trong đất, chiều sâu này
được tính từ mặt trên của lớp lớp 2. Khi có lớp bêtông bòt
đáy, t được xác đònh từ điều kiện đảm bảo ổn đònh chống
quay của tường cọc ván chung quanh trục tựa của nó vào
điểm O nằm cách mặt trên của lớp bêtông bòt đáy 1
m(trên hình vẽ).


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

Điều kiện để đảm bảo ổn đònh chống lật:
M l  m.M g

Trong đó:
Ml : mômen gây lật. Do áp lực nước và áp lực chủ động.
Mg: mômen giữ. Do áp lực đất bò động.
m : hệ số an toàn.
1.4.2.1 p lực thủy tónh (P):
p lực nước có phạm vi ảnh hưởng từ lớp đất sét pha cát
dẻo vừa đến mực nước thi công. Giả sử cọc ván chỉ đóng
đến lớp thứ hai, thì toàn bộ chiều cao cọc ván ngập trong
nứớc đều bò ảnh hưởng của lực thủy tónh vì cọc ván xun qua lớp
đất cát.

-

-

Xét giai đoạn 2:
Xác đònh chiều sâu ngàm cọc ván:
Thông số đòa chất được nêu ở trên múc (III.1.1)
Ta xem như cọc ván thép được đóng qua lớp 1 và nằm
ở lớp thứ 2:
So sánh thông số của các lớp đòa chất:
+ Sự khác nhau của góc ma sát trong :
 1tc   2tc
22  10
.100%=
.100% = 54.54%
tc
22
1

+ Sự khác nhau của dung trọng :


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

1   2
1, 73  1,82
�100% 
�100%  5, 2%
1
1, 73

+ Sự khác nhau của lực dính C :
c1  c2
0  0,148
�100% 
�100%  14.8%
c1
0

+ Sự khác nhau của hệ số rỗng  :
1   2
0, 75  0,91
�100% 
�100%  21,33%
1
0, 75
-

-

Sự khác nhau của ,,  .c giữa 2 lớp đất > 20% nên khi
tính toán ta không thể quy về lớp tương đương được:
Đối với đất nằm nằm trong nước ta tính theo dung
trọng đẩy nổi
 dn 

   1  n
1 

+  là tỷ trọng của đất  = 2.7 (T/m3)
+  n là dung trọng của nước  n = 1 (T/m3)
-

+  là độ rỗng của từng lớp :
Các hệ số
+ Hệ số vượt tải của áp lực đất chủ động : na =
1,2
�

a  tg 2 �450  �
2�


+ Hệ số vượt tải của áp lực đât bò động : n b = 0,8
�

b  tg 2 �450  �
2�


+ Hệ số vượt tải của áp lực thủy tónh : n = 1
Đối với lớp đất 1 ta có:
 dn1 

   1  n   2, 7  1 �1  0,971 T
1  1

1  0, 75

 m

 �

� 0 22 �
a1  tg 2 �450  1 � tg 2 �
45  � 0, 45
2�
2 �



3

 �
22 �


b1  tg 2 �450  1 � tg 2 �450  � 2.2
2�
2 �



Đối với lớp đất 2 ta có:
 dn 2 

   1  n   2, 7  1 �1  0,89
1 2

1  0,91

T m 
3

 �

� 0 10 �
a 2  tg 2 �450  2 � tg 2 �
45  � 0, 7
2 �
2�




ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

 �
10 �


b 2  tg 2 �450  2 � tg 2 �450  � 1.42
2 �
2�



Sơ đồ tính như sau:

Phân tích lực:
-

p lực thủy tónh gồm : E1,E2

-

Áp lực đất chủ động gồm : E3,E4,E6,E61,E62

-

Áp lực đất bò động gồm : E5,E7,E71,E72

-

Lực gây lật gồm : E11,E12, E2,E3,E4,E6,E61,E62

-

Lực giữ gồm : E1,E5,E7,E71,E72 ,E41,
Ta tính tính được áp lực (P) tác dụng vào ván
khuôn :

-

P1   n h1  1�2  2, 0  T / m 2 

-

P11  P1   n h1  1�2  2, 0  T / m 2 

-

P12    n h  P11   6, 0  2, 0  4,0  T / m 2 

-

P2   P11  P12   2, 0  4, 0  6, 0  T / m 2 

-

P3   dn1 �h3 � a �a1  0,971�2 �1, 2 �0, 45  1, 05  T / m 2 

-

P41   dn1 �h41 � a �a1  0,971�(3  0,5) �1, 2 �0, 45  1,835  T / m2 

-

P42   dn 2 �h42 �a �a1  0,89 �(t  3) �1, 2 �0, 45  0, 481t  1, 44  T / m 2 


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

-

P51    c   n  �h5 �b �b1  1,5 �1, 2 �0,8 �2, 2  3,168  T / m 2 

-

P52    c   n  �h5 �b �b 2  1,5 �1, 2 �0,8 �1, 42  2, 044  T / m 2 

-

P6   dn1 �h6 �a �a1  0,971�3,5 �1, 2 �0, 45  1,84  T / m2 

-

P61   dn1 �h61 �a �a 2  0,971�3,5 �1, 2 �0, 7  2,85  T / m 2 

-

P62   dn 2 �h62 �a �a 2  0,89 � t  h7  �1, 2 �0, 7  0,89 � t  3.0  �1, 2 �0, 7  0, 7476t  2, 2428  T / m 2 

-

P7   dn1 �h7 �b �b1  0,971�3, 0 �0,8 �2, 2  5,126  T / m 2 

-

P71   dn1 �h7 �b �b 2  0,971�3,0 �0,8 �1, 42  3,309  T / m 2 

-

P72   dn 2 �h72 �b �b 2  0,89 � t  h7  �0,8 �1, 42  0,89 � t  3, 0  �0, 8 �1, 42  1,011t  3, 033  T / m 2 

Từ đó ta tích được tất cả các lưc E tác dụng vào van khuôn như sau:
1
1
P1 �h1  �2 �2  2, 0  T / m 2 
2
2

-

E1 

-

E11  P1 �h11  2 �4  8, 0  T / m 2 

-

-

-

-

1
1
E12  �P12 �h12  �4 �4  8, 0  T / m 2 
2
2

E2  P2 � t  4,5   6 � t  4,5   6t  27  T / m 2 
2
E3  P3 �( h3  2)  1, 05 �3,34  3,507  T / m 2 
3
E41  P41 �3,5  1,835 �
  6, 422  T / m 2 

E42  P42 �(t  3)  (0, 481t  1, 44) � t  3  0, 481t 2  1, 443t  1, 44t  4, 32

 0, 481t 2  2,883t  4,32  T / m 2 

-

-

E51  P51 �3  3,168 �3  9, 504  T / m 2 

-

E52  P52 �(t  3)  2, 044t  6,132  T / m 2 

-

-

1
1
E6  �P6 �h6  �1,84 �3,5  3, 22  T / m 2 
2
2

E61  P61 � t  h7   2,85 � t  3, 0   2,85t  8,55  T / m 2 

-

1
1
1
E62  �P62 � t  h7   � 0,747t  2, 242  � t  3,0   � 0,747t 2  2, 241t  2, 242t  6,726 
2
2
2
 0,373t 2  2, 241t  3,364  T / m2 

-

1
1
E7  �P7 �h7  �3, 0 �  7, 689  T / m 2 
2
2

-

E71  P71 � t  h7   3, 09 � t  3, 0   3,309t  9, 099  T / m 2 


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU

-

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

1
1
E72  �P72 � t  h7   � 1, 011t  3, 033 � t  3, 0    0,505t 2  1,516t  3, 033  T / m2 
2
2

Ta tích được tất cả các momen (M) tác dụng vào van khuôn như sau:
-

-

-

-

1
1
�E1 �h1  �2 �2  1, 33  T / m 2 
3
3
1
1
M 11  E11 �h11  �8 �4  16  T / m 2 
2
2
2
2
M 12  �E12 �h12  �4 �8,0  21,33  T / m 2 
3
3
� 1

M2  �
4  t  0,5 �
�E2   0,5t  4,5  � 6t  3  3t 2  28,5t  13,5  T / m2 
� 2

M1 

-

�2

�2

M 3  � �h3  2 �
�E3  � �2  2 �
�1, 05  3,5  T / m 2 
�3

�3


-

�3,5

M 41  �  4 �
�E41  5, 75 �6, 422  36,926  T / m2 
�2


-

�t  3

M 42  �  3,5  4 �
�E42   t  12  � 0, 481t 2  2,883t  4,332 
2


 0, 481t 3  2,883t 2  4,332t  5, 77t 2  34,59t  51,96
 0, 481t 3  2,89t 2  38,92t  51,96  T / m 2 

-

-

-

-

M 51  E51 �6  9,504 �6  57, 02  T / m2 
1
1
M 52  E52 �  (t  3))  (2, 044t  6,132) �( t  6)  1, 022t 2  9,198t  36, 792  T / m 2 
2
2
�2

�2

M 6  � h6  4 �
�E6  � �3,5  4 �
�3, 22  20,39  T / m 2 
3
3




�t  3

M 61  �  10,5 �
�E61   t  18  � 2,85t  8,55   2,85t 2  42, 75t  153,9  T / m 2 
�2


-

�2

�2

M 62  � (t  3)  7,5 ��E62  � t  5,5 �� 0,373t 2  2, 241t  3,364   0, 248t 3  1,37t 2  10,07t  18,5  T / m2 
�3

�3

-

�2

�2

M 7  � h7  4, 7 �
�E7  � �3, 0  4,5 �
�7,689  49,97  T / m 2 
�3

�3


-

�1

�1

M 71  � (t  3)  7,5 �
�E71  � t  6 �
� 3,309t  9, 099   1,654t 2  22, 25t  54,59  T / m 2 
2
2





-

�2

�2

M 72  � (t  3)  7,5 �
�E72  � t  5,5 �
� 0,505t 2  1,516t  3, 033
�3

�3

 0,336t 3  1, 767t 2  6, 316t  22, 25t  16, 681 T / m2 

Tổng momen gây lật:
-

M lât  M 11  M 12  M 2  M 3  M 41  M 42  M 6  M 61  M 62


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

M lât  16  21, 33   3t 2  28, 5t  13, 5   3, 5  36, 926  (0, 481t 3  2,89t 2  38, 92t  51, 96)
20, 39   2,85t 2  42, 75t  153, 9    0, 248t 3  1, 37t 2  10, 07t  18, 5 
 0, 729t 3  7, 26t 2  63, 24t  75, 71

Tổng momen giữ:
-

M lât  M 1  M 5  M 7  M 71  M 7

M giu  1, 33  57, 02  (1, 022t 2  9,198t  36, 792)  49, 97   1, 654t 2  22, 25t  54, 59 
  0, 336t 3  1, 767t 2  15, 934t  16, 681  0, 336t 3  4, 443t 2  47, 38t  0, 26

-

Điều kiện ổn đònh:
M lât �mM giu

Trong đó: m được tra trong bảng phụ thuộc vào:
Mm 

hn
4

 0, 73m
hn  hm 4  1,5

Từ đó ta tra bảng => m =1.08
M lât �mM giu

=>

0, 25t 3  5,513t 2  30, 48t  54, 47 �1, 08 � 0, 34t 3  4,105t 2  16, 21t  14, 8 
t1  5, 63 m


 �
t2  7, 34

t3  5, 01


1.5.4 Chọn búa đóng cọc ván :
Phương pháp sử dụng để hạ cọc ván ( cọc cừ Lassen) vào
trong đất cát hiệu quả nhất hiện nay vẫn là phương pháp
rung. Búa rung sử dụng là loại NVC-80SS của hãng
Nipped IND có các thông số sau :
Q=4,7 : Trọng lượng búa .
M=4100 kGcm : Momen lệch tâm lớn nhất.
 =1100 (vòng/phút)=115 rad/s
A = 9,5mm
Ta phải kiểm tra để đảm bảo một số điều kiện sau để có
thể hạ cọc vào trong đất
+ Điều kiện 1 : Lực kích động phải đủ lớn để hạ cọc vào
trong đất :
Qd   .T

Trong đó :


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

n

T  u.�fi '.hi  0,97.1, 2.3,5  4, 074T : lực cản của đất tác dụng vào
i 1

cọc khi đóng đến chiều sâu tối đa .Với :
u= p chu vi cọc ván thép
fi' =1.2 t/m2 :lực ma sát đơn vò
hi = 3,5m : chiều sâu cọc ngàm trong đất .
 =1,0: Hệ số kể đến ảnh hưởng đàn hồi của đất (lấy
đối với cọc ván thép)
Thay vào :
Qd   .T � Qd  1, 0.4, 074  4, 074 (T )

Với búa đã chọn :
Qd 

M . 2 4100.103.102.1152

 55, 27T >4,074T => THỎA
g
9,81

+ Điều kiện 2 :
Biên độ chấn động phải thích hợp thì mới hạ cọc dễ dàng.
Biên độ chấn động phụ thuộc vận tốc góc, loại cọc và loại
đất .
Với  =1250 vòng/phút=130rad/s tra bảng 4.19 (Thiết kế thi
công cầu _ Nguyễn Huy Chính) => A = 0,8-1,0 cm
Vậy với A=9,5 mm là hợp lý .
+ Điều kiện 3 : Tổng ngoại lực tác động lên cọc phải đủ lớn,
đảm bảo hạ cọc và nhổ cọc được nhanh .
Q  q  q p �p.F

1 

Q  q  qp
Qd

 2

q=35,5kg/m . 8,4m = 298,2kg :trọng lượng cọc
qp= 0 : trọng lượng các phần phụ tác dụng lên cọc
p=1,5 kG/cm2 : Trò số áp lực để hạ cọc
F=900cm2 : Diện tích tiết diện cọc
Qd= 55,72 T : Lực kích động của máy chấn động
1 =0,15 và 2 =0,5 :Hệ số lấy cho cọc cừ ván thép

Thay vào :


ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU

4, 7 0, 298 1,5.10 3.900

Q q��
q p �۳
p.F

1 

Q  q  qp
Qd

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH MẬU

 2 � 0,15 

4,998 1,35

4, 7  0, 298
 0,5 � 0,15  0, 089  0,5
55, 72

Chọn búa như trên là hợp lý .
2. Biện pháp thi công hệ móng cọc đóng :
2.1 Tính toán phân đoạn cọc.
Chiều sâu cọc trong đất là 42m, lớp bêtông bòt đáy dày
1m, đáy đài được đặt trên lớp BT bòt đáy, chiều sâu ngàm
cọc trong đài (kể cả phần thép chờ) là 0.5m, tổng chiều dài
cọc là 44m. Cọc có tiết diện 30x30cm, do đó không thể chế
tạo được một cọc có kích thước như trên mà phải ghép từ
nhiều cọc nhỏ lại. Ta dùng loại 3 cọc 15m ghép lại. Các vò trí
mối nối không nên tập trung trên cùng một mặt phẳng.
2.2 Tính và chọn búa đóng cọc :
Theo kinh nghiệm đóng cọc, để đóng được cọc vào trong
đất phải chọn búa có năng lượng xung kích lớn hơn hoặc
bằng 25 lần sức chòu tải cực hạn của cọc đơn. Sức chòu tải
của cọc đơn là Pgh . Với E là năng lượng của búa:
E �25Pgh (kGm)
Trong đó :
Pgh =

Po
(T)
k .m

Po=2T/m . 42m=82T : Sức chòu tải thiết kế của cọc .
k= 0.8

: Hệ số đồng nhất của đất

m=1:

: Hệ số điều kiện làm việc .
� Pgh =



 E

Po
82

 102,5 T
k .m 1.0,8

25.102,5 2562,5kGm

Dựa vào đó ta chọn búa Deizel Vulcan 4N100 có các tính
năng kỹ thuật sau :
-

Năng lực xung kích của búa :

-

Trọng lượng búa :

Nh·n
Bóa
Vulcan

träng lỵng (KN)
PhÇn
Toµn bé ®éng
56,9
23,5

E=5880kGm
56,9 kN=5,69 T

§é cao
r¬i

N¨ng lỵng

(m)
2,48

(kNm)
58,8


nh¸t/ph
ót

ChiỊu
cao
(m)

55,0


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×