Tải bản đầy đủ

ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU ( thuyêt minh

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1.
1.1

GIỚI THIỆU CHUNG.............................................................................6

SỐ LIỆU ĐẦU VÀO............................................................................................6

1.1.1

Quy mô công trình.........................................................................................6

1.1.2

Loại địa chất...................................................................................................6

1.2

NỘI DUNG THIẾT KẾ........................................................................................7

1.3


LỰA CHỌN CÁC SỐ LIỆU CÒN LẠI................................................................7

CHƯƠNG 2.

BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO........................................................8

2.1

CÔNG TÁC ĐỊNH VỊ HỐ MÓNG......................................................................8

2.2

CÔNG TÁC CHUẨN BỊ MẶT BẰNG, BỐ TRÍ CÔNG TRƯỜNG....................9

2.3

THI CÔNG TRỤ CẦU.........................................................................................9

CHƯƠNG 3.
3.1

THIẾT KẾ VÁN KHUÔN TRỤ.........................................................................12

3.1.1
3.2

THIẾT KẾ THI CÔNG.........................................................................12

Ván khuôn bệ trụ..........................................................................................12

THIẾT KẾ VÒNG VÂY CỌC VÁN..................................................................19

3.2.1

Kích thước vòng vây....................................................................................19

3.2.2

Tính toán thiết kế thanh chống.....................................................................27

3.2.3

Chọn búa đóng cọc ván thép........................................................................30

3.3

THIẾT KẾ MÓNG VÀ THI CÔNG THÂN TRỤ..............................................32

3.3.1

YÊU CẦU VÀ MỤC ĐÍCH CỦA VÁN KHUÔN.......................................32

3.3.2

THIẾT KẾ VÁN KHUÔN ĐỔ BÊ TÔNG BỆ MÓNG...............................32

3.4

BIỆN PHÁP ĐỔ VÀ BẢO DƯỠNG BÊ TÔNG MÓNG VÀ THÂN TRỤ........37

3.5

THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP........................................37

3.5.1

Công nghệ thi công kết cấu nhịp..................................................................37

3.5.2

Cấu tạo giá ba chân......................................................................................37

3.5.3

Tổ chức thi công..........................................................................................38

3.6

LẬP BẢNG TIẾN ĐỘ THI CÔNG CHO TRỤ VÀ KẾT CẤU NHỊP CẦU......46

3.6.1

THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG TRỤ T1................................................46

3.6.2

THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG NHỊP 1.................................................48

3.6.3

CUNG CẤP NHÂN LỰC............................................................................50

SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 1


3.7


TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................54

DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 1: mặt cắt sông………………………………………………………….……….….6
Hình 2: mặt bằng hố móng……………………………………………………….……….7
Hình 3: Xác định tim trụ cầu bằng phương pháp tam giác đạc…………...………………7
Hình 4: Sơ đò đóng cọc……………………………………………………….…………..8
Hình 5: Mặt trước bệ trụ…………………………………………………………………12
Hình 6: Mặt bên bệ trụ…………………………………………….…….……………….12
Hình 7: Mô phỏng tấm ván khuôn đặc trưng (I)…………………………………..……..13
Hình 8: Biểu đồ áp lực vữa bê tông lên ván thành…………………………….…………13
Hình 9: Sơ đồ chịu lực của tấm ván khuôn………………………………………………15
Hình 10: Mặt đứng và mặt bên ván khuôn thân trụ……………………………..……….19
Hình 11: Mặt đứng và mặt bên ván khuôn xà mũ trụ…………………………..………..19
Hình 12: Kích thước vòng vây cọc ván thép………………………………….…………20
Hình 13: Giai đoạn 1………………………………………………………..……………22
Hình 14: Mặt cắt địa chất…………………………………………………….…………..23
Hình 15: Áp lực đất tác dụng lên vòng vây……………………………………………...25
Hình 16: Mô hình Trụ 1…………………………………………………….……………25
Hình 17: Mặt cắt hình học của cọc ván thép Larsen…………………………………….26
Hình 18: Tải trọng tác dụng lên vòng vây……………………………….………………28
Hình 19: Biểu đồ áp lực lên ván khuôn…………………………………….……………34
Hình 20: Ván khuôn lắp ráp………………………………………………..…………….34
Hình 21: Bố trí ván khuôn trụ 2…………………………………………….……………37
Hình 22: Cấu tạo giá 3 chân……………………………………………….…………….37
Hình 23: Sơ đồ bố trí thi công………………………………………..………………….38
Hình 24: Hướng vận chuyển dầm…………………………………….………………….39
SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 2


Hình 25: Lao giá 3 chân ra vị trí lắp dầm………………………………………………..41
Hình 26: Lao dầm ra vị trí của giá lao dầm……………………………….……………..41
Hình 27: Lắp dầm lên nhịp………………………………………………………………43
Hình 28: Sơ đồ kiểm toán lật theo phương dọc…………………………….……………44
Hình 29: Sơ đồ kiểm toán lật theo phương ngang……………………………………….45
Hình 30: Các bước thi công kết cấu nhịp…………………………………..…………….46

SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 3


LỜI NÓI ĐẦU
Kinh tế Việt Nam đang trên đà phục hồi và bắt đầu phát triển từ năm 2015, khỏi cuộc
khủng hoảng kinh tế năm 2008. Mặt khác, ngành vận tải đường sắt hiện đang chịu cạnh
tranh mạnh mẽ từ các loại hình vận tải khác như hàng không, đường bộ, đường thủy…
Trước tình hình đó, ngành đường sắt phải có sự chuyển mình thay đổi để bắt kịp xu
hướng thời đại và nhu cầu đi lại, vận chuyển của người dân. Từ đó có thể giúp nền kinh
tế Việt Nam có thêm nội lực để phát triển hơn qua việc lưu thông hàng hóa nhanh chóng,
số lượng lớn, người dân đi lại dễ dàng giữa các vùng miền… giúp các tỉnh thành, vùng
miền giao lưu kinh tế thuận lơi.
Vì vậy, tổng công ty đường sắt Việt Nam dưới sự lãnh đạo của bộ giao thông vận tải Việt
Nam quyết định nâng cấp các tuyến đường cũ và xây dựng tuyến mới để phù hợp với nhu
cầu ở Việt Nam. Cầu Đồng Nai 4 được xây dựng trên mục đích đó bởi nằm trên tuyến
đường sắt quốc gia mới với đường đôi khổ 1435 mm.
Cầu Đồng Nai 4 được thiết kế ở dạng cầu dầm bê tông dự ứng lực căng sau super T, nhịp
giản đơn. Chủ đầu tư và đơn vị thiết kế lựa chọn loại dầm này bởi các ưu điểm như sau:











Tiết kiệm chi phí do tốc độ xây dựng nhanh.
Ván khuôn đúc cố định sử dụng được nhiều lần.
Đảm bảo an toàn trong thi công.
Hình dáng đẹp và có tính ổn định cao.
Hiệu quả về mặt kết cấu.
Phân phối ứng suất trên mặt cắt trong các giai đoạn làm việc phát huy tốt tính năng
của vật liệu.
Tiết kiệm diện tích lưu trữ kho.
Bản mặt cầu được thi công tại chỗ để có thể tạo độ kín nước tốt và chống gỉ sét cốt
thép tốt hơn.
Trọng lượng bản thân dầm không quá lớn.
Có thể thiết kế vách với chiều cao khác nhau để điều chỉnh siêu cao cho bản mặt
cầu.

Các tài liệu tham khảo, hỗ trợ trong quá trình lập kế hoạch thiết kế thi công:
 Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22 TCN 18-79.
 Luật xây dựng Việt Nam 2014.
 Các hồ sơ khảo sát địa chất, thủy văn.
Hồ sơ thiết kế kỹ thuật của đơn vị thiết kế.


SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 4


CHƯƠNG 1.
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO
1.1.1 Quy mô công trình
 Số hàng cọc: 7
 Số cột:
2
 Số lượng cọc:
21 (cọc)
 Chiều sâu cọc đóng trong đất:
35 (m) ( tính từ đáy bệ)
 Kích thước cọc:
30×30 (cm)
 Chiều cao thân trụ tính từ đỉnh bệ cọc: H2 = 4 (m) ( chọn)
 Chiều sâu mực nước thi công tại tim trụ: Hn = 5.6 (m) (chọn)
 Chiều dài nhịp :
18 (m)
 Khổ thông thuyền : theo 5664-1992 sông cấp 2
 Khổ cầu:
Lựa chọn theo ĐA BTCT DS
1.1.2 Loại địa chất
Lớp 1: Đất sét mềm dày 3.5 m,  = 1.475 T/m3 ,  =23 , C = 0.3KG/cm2, SPT=0 .
Lớp 2: Đất cát pha sét dày 7.5 m,  = 1.945 T/m3 (tbình),  = 20 o. ( chọn)
Lớp 3: Đất sét pha ít cát chặt vừa dày 2.5m,  = 1.878 T/m3 ,  = o. (chọn)
Lớp 4: Đất sét màu xám, trạng thái rắn dày 4.5m  = 1.937 T/m3 ,  =o. (chọn)

MNCN +1.100

L1

MNTT +0.100

L2

L1
MNTN -0.400

-0.900

L2

±0.00
L3
L4

L3
L1

-2.900

L1
CÑÑS -5.585

L2

L2

L3

L3

L4

L4

-37.9

Hình
mặtcắt
cắtsông
sôngsố
0101
Hình
1 :1:Mặt

SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 5

L4


1.2 NỘI DUNG THIẾT KẾ
 Trình bày biện pháp thi công chỉ đạo
 Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn nước.
 Chọn loại cọc ván, kích thước vòng vây.
 Tính chiều sâu đóng cọc ván, cân nhắc có dùng khung chống, bê tông bịt đáy hay
không? Nếu có thiết kế kèm với cọc ván.
 Tính và chọn búa đóng cọc ván.
 Thiết kế công tác đóng cọc.
 Tính toán phân đoạn cọc.
 Tính và chọn búa đóng cọc.
 Mô tả biện pháp đóng cọc.
 Thiết kế ván khuôn đổ bệ cọc.
 Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống hoặc hệ đỡ ván khuôn.
 Kiểm tra bài toán ván khuôn đáy theo cường độ và biến dạng.
 Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ.
 Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống, khung giằng.
 Kiểm tra bài toán ván khuôn thành đứng theo cường độ và biến dạng.
1.3 LỰA CHỌN CÁC SỐ LIỆU CÒN LẠI
Sơ đồ vị trí cọc:

SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 6

Hình 2: mặt bằng hố móng


Hệgiằ
ng

MẶ
T BẰ
NG HỐ

NG
TỶ
LỆ
: 1/50

Cọc vá
n thé
p

Bệmó
ng

Cọc 300x 300

Khoảng cách từ tim trụ đến bờ trái, bờ phải như sau: Lt = Lp = 20 m
Chiều sâu mực nước thi cơng tại tim trụ: Hn = 6 m
Chiều cao bệ cọc: H1 = 1.5 m
Chiều cao đáy đài cọc so với mặt đất: Lc2 = Hn - H1 - 0.5m = 6 - 1.5 - 0.5 = 4m
Kích thước thân trụ : 1.2 × 11 m
Kích thước mũ trụ : 1.2 × 11 m ( bằng thân trụ)
Cọc 30 × 30. Sức chịu tải Ptk = 2.1 T/m
CHƯƠNG 2.

BIỆN PHÁP THI CƠNG CHỈ ĐẠO

2.1 CƠNG TÁC ĐỊNH VỊ HỐ MĨNG
Vì ở đây mực nước thi cơng thay đổi khá lớn trên suốt mặt cắt ngang của sơng nên ở
những nơi có mực nước nơng, khơng có thơng thuyền để xác định vị trí tim trụ có thể dựa
trên những cầu tạm bằng gỗ, trên đó tiến hành đo đạc trực tiếp và đánh dấu vị trí dọc và
ngang của móng. Để tránh va chạm trong thi cơng làm sai lệch vị trí thì nên có các cọc
định vị 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 định vị này.
Với những móng đặt ở những chỗ nước sâu, cơng tác định vị phải làm gián tiếp.
Tim của các trụ được xác định dựa vào các đường cơ tuyến nắm trên hai bờ sơng và các
góc α,  tính ra theo vị 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
cơng trình bên trên thi cơng sau này.

SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 7


Hình 3: Xác định tim trụ cầu bằng phương pháp tam giác đạc
2.2 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ 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 địa hình hai bên bờ sông, xem xét hướng gió thổi và dự tính thời gian thi
công để lập vị trí và kế hoạch tập kết vật liệu.
Chuẩn bị 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,bãi chứa 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.

2.3 THI CÔNG TRỤ CẦU
Sau khi đã tiến hành các bước tổng quát như trên như : xác định vị trí tim trụ cầu, chuẩn
bị nguyên thiết bị vật liệu,... quá trình thi công trụ được tiến hành theo các bước sau:
Bước 1:
Định vị sà lan, nạo vét đất trong phạm vi thi công trụ.
Vận chuyển cọc, búa và cần cẩu đến vị trí thi công, dựng khung định vị, làm các hệ cùm
đầu cọc ở các tầng của khung định vị.
Dùng cẩu lắp giá búa, tiến hành đóng cọc đến đúng cao độ thiết kế , đóng đúng số cọc
thiết kế. Trong quá trình đóng cọc phải thường xuyên theo dõi độ nghiêng của cọc và độ
chối của cọc.

SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 8


MẶ
T BẰ
NG HỐMÓ
NG

Hệgiằ
ng

Cọc vá
n thé
p

TỶLỆ
: 1/50

Bệmó
ng

1

2

3

4

5

6

7

14

13

12

11

10

9

8

15

16

17

19

20

21

Cọc 300x 300

18

Hình 4: Sơ đò đóng cọc
Bước 2:
Tiến hành đóng cọc ván thép làm vòng vây ngăn nước trong phạm vi bệ trụ.
Dùng bơm cao áp xói nước, vét bùn hố móng.
Đổ đá mi và cát tạo phẳng.
Bước 3:
Tiến hành đổ bêtơng bịt đáy theo phương pháp đổ bêtơng 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 vị trí đã qui định, trong q trình bơm ln kiểm tra sự lan
vữa xi măng thơng qua các ống lồng.

tỏa của

Khi lớp bê tơng đạt cường độ Tiến hành hút nước làm khơ hố móng.
Bước 4:
Đập đầu cọc và xử lý cốt thép đầu cọc, vệ sinh đáy móng.
Dựng ván khn, lắp cốt thép bệ cọc, tiến hành đổ bê tơng bệ cọc.
Khi bê tơng bệ cọc đạt 70% cường độ, tiến hành thi cơng phần thân trụ.
Trong suốt q trình thi cơng phải tiến hành bảo dưỡng bê tơng cho đến khi bê tơng đạt
cường độ thì tháo dỡ ván khn và các thiết bị thi cơng.
SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 9


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:
 Chuẩn bị (Đã nêu rõ ở trên).
 Đóng vòng vây cọc ván thép
Ở đây ta chọn vòng vây cọc ván thép để thi công. Phương pháp này hợp lí về mặt kĩ thuật
vì thuận lợi trong thi công, tiết kiệm vì thi công xong có thể tiến hành tháo dỡ và dùng lại
cho nên đảm bảo yêu cầu về cả hai mặt kinh tế và kĩ thuật. Ở đây,các bệ móng đều có
dạng hình chữ nhật nên ta chọn vòng vây có hình dạng như đáy móng (hình chữ nhật)
nhưng kích thước lớn hơn một ít để đề phòng lệch lạc trong khi đóng cọc ván và thuận lợi
khi thi công lắp ván khuôn bê cọc. Chiều dài cọc ván thép được xác định theo tính toán.
Để đảm bảo hàng rào cọc ván thép khi thi công được kín sít và cọc ván không bị lệch
trong khi đóng thì ta phải có khung định vị . Khung định vị được hàn bằng thép I hoặc C.
Trước khi lắp khung định vị cần hạ 4 cọc định vị ở 4 góc của khung để giữ ổn định cho
khung trong suốt quá trình thi công và định vị chính xác vị trí của khung.
Để đảm bảo điều kiện hợp long cho vòng vây cọc ván được dễ dàng thì ngay từ
đầu ta ghép 2 3 cọc ván thành một nhóm ăn khớp vào các nhóm đã đóng trước, như vậy
nhóm trước sẽ là cọc dẫn cho nhóm sau. Cứ như vậy tiếp tục lắp và đóng cọc ván quanh
vòng vây cho đến khi hợp long với nhóm đầu tiên. Trong quá trình hạ ta tiến hành hạ đều
trên toàn chu vi móng tức là hạ mỗi nhóm xuống 2 2.5m thì dừng lại và hạ tiếp nhóm
tiếp theo cứ như thế đến nhóm cuối cùng. Rồi hạ tiếp nhóm đầu tiên xuống 2 2.5m nữa
cứ như vậy ta hạ toàn bộ vòng vây tới độ sâu thiết kế.
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 dưới nước bằng phương pháp vữa
dâng. Theo phương pháp này thì trước hết ta dùng các ống thép có =1015cm 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
SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 10


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 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 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 được bơm vữa.
Khi lớp bê tông này đủ cường độ ta hút nước 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 nước ra để không ảnh hưởng tới chất lượng bê tông đang đổ.
Đổ bê tông móng khối:
Sau khi lớp bê tông bịt đáy đủ cường độ ta hút nước ra khỏi hố móng và làm sạch hố
móng. Sau đó tiến hành đập lộ cốt thép đầu cọc ra từ (20 40) cọc . Tiếp theo ta lắp dựng
ván khuôn, cốt thép, bố trí mặt bằng đổ bê tông và đổ bê tông. Công tác chuẩn bị phải
tiến hành thận trọng, khẩn trương 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.

CHƯƠNG 3.
THIẾT KẾ THI CÔNG
3.1 THIẾT KẾ VÁN KHUÔN TRỤ
3.1.1 Ván khuôn bệ trụ
Cấu tạo ván khuôn bệ trụ:
Sử dụng ván khuôn lắp ghép bằng thép:
 Sơ đồ bố trí ván khuôn:

Hình 5: Mặt trước bệ trụ
SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 11


Hình 6: Mặt bên bệ trụ

250

BU LÔNG Ø20

0
25

250

0
25

1000

0
25

250

0
25
0
25

00
20

250

0
25
0
25
0
25

Hình 7: Mô phỏng tấm ván khuôn đặc trưng (I)
1.1.1.2. Tính toán ván lát:
SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 12


 Xác định chiều cao của lớp bê tông tác dụng lên ván khuôn:
+ Ván khuôn chịu áp lực của bê tông tươi. Áp lực này có thể thay đổi trong
phạm vi lớn, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như độ sệt của bê tông, lượng cốt
liệu, phương pháp đổ và đầm bê tông.
+ Trong quá trình bê tông ngưng kết và đông cứng áp lực này giảm dần và sau
1 thời gian sẽ hoàn toàn mất đi nhưng biến dạng và ứng suất trong các bộ phận của ván
khuôn do áp lực đó vẫn giữ nguyên.
+ Hỗn hợp bê tông tươi dưới tác dụng của đầm rung có cấu tạo như đất á cát
bão hòa nước.
 Từ đó, ta có biểu đồ áp lực của bê tông tươi tác dụng lên ván khuôn:

Hình 8: Biểu đồ áp lực vữa bê tông lên ván thành
a) Vữa không đầm; b) Vữa có đầm; c) Biểu đồ tính toán.
 Để tránh bê tông phân tầng khi đổ ta chọn tốc độ đổ bê tông là 4 (m 3/h). Do
khối lượng đổ tương đối lớn nên ta sử dụng 3 ống.
 Năng suất 3 ống là: 4 x 3 = 12 (m3/h) < P = 18,96 (m3/h)
3
 Lượng bê tông đổ được trong vòng 4h là: 4 �12  48 ( m ) ;

2
 Diện tích mặt cắt của bệ là: Sb  8 �5  40 (m ) ;

h

48
 1, 2  m 
40
;

 Chiều cao bê tông đổ được trong vòng 4h là:
 Vậy có thể chia làm 2 lần đổ BT, mỗi lần cách nhau 4 ngày:
+ Lần đầu đổ 1,2 m, chờ cho bê tông bắt đầu ninh kết và toả nhiệt;
+ Lần cuối đổ tiếp 0,8m còn lại.
 Xác định tải trọng: Khi đổ bê tông khối lớn hay tường mỏng và dùng đầm thì
áp lực ngang của bê tông tươi được tính theo công thức:
Pmax  n �(q   BT �R) ( kN / m2 )
SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 13


Trong đó:
+ n = 1.3: hệ số tải trọng;
+ R = 0.7m: chiều sâu tác dụng của đầm dùi, tra bảng 2.10 trang 45 (T1);
+ q: tải trọng thẳng đứng bao gồm:
q1: Lực xung kích do vữa rơi khi đổ bằng ống vòi voi; q1 = 0 kN/m2;
q2: Lực xung kích do đầm: q2 = 2,0 kN/m2;
q3: Tải trọng thi công: q3 = 2,5 kN/m2;
q = q1 + q2 + q3 = 0 + 2 + 2,5 = 4,5 (kN/m2).
→ Pmax = 1,3×(4,5 + 25×0.7) = 28,6 (kN/m2);
 Lực tác dụng lên tấm ván lát
Ptd: giá trị tính đổi của biểu đồ áp lực vữa hình thang sang biểu đồ hình chữ
nhật:
S P max �
1
� 1
 �  q  Pmax  �R  Pmax ( H  R) �

H
2

�H
1

� 1
 �  4.5  28.6  �0.7  28.6 �(1.2  0.7) �
�  21.57 ( kN / m 2 )
2

� 1.2
;
ptd 

ptd 

S Pmax

1

�1
 �  q  Pmax  R  Pmax  H  R  �
.
H
2

�H

1

�1
 �  4, 5  28, 6  .0, 7  28, 6.  1  0, 7  �
.  20,165  KN / m2 
2

�1

 Bệ móng có 2 loại ván khuôn, ta chọn ván khuôn bất lợi nhất để tính toán kiểm
tra:

Hình 9: Sơ đồ chịu lực của tấm ván khuôn
 Ta có ab = 250250mm;
SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 14


a 250

1
→ b 250 → α = 0.0513; β = 0.0138, tra bảng 2.14 trang 82 (T1);

 Momen uốn tại trung tâm của tấm ván lát tính theo bản kê 4 cạnh
M tt  .n.ptd.a2  0.0513�1.3�21.57�0.252  0.09 (kN/m2) ;

Mbt = .n.ptd.a2 = 0,05131,320,1650,52 = 0,336 (kN.m)
 Chọn tấm ván lát có độ dày 2mm.
 Mômen kháng uốn của 1m bề rộng tấm thép bản:
 Kiểm tra cường độ của thép bản:


 max 

 max 

Wx 

100 �0.22
 0.67 (cm3 )
6
;

M max
�    2100 (daN/ cm 2 )
Wx

0.09 �104
 1343.3 (daN/ cm 2 ) �2100 (daN/ cm 2 )
0.67
;

→Vậy điều kiện về cường độ của thép bản được thoả mãn.
p �a 4
a
250
f   � td 3 �

 1 ( mm)
E �
250 250
 Kiểm tra độ võng của thép bản:

Với E là mô đun đàn hồi của ván thép E = 2,1.106 (daN/cm2)
21.57 �102 �254
a
250
f  0.0138 �
 0.07 (cm)  0.7 (mm) �

 1 ( mm)
6
3
2.1�10 �0.2
250 250

→Vậy điều kiện về độ võng giữa nhịp của bản thép được đảm bảo.
Tính nội lưc sườn ngang
Sườn ngang làm việc theo sơ đồ dầm giản đơn. Tải trọng tác dụng là áp lực vữa do ¼
khoang sườn ở 2 phía tiếp nhận và truyền lên.
q1  pmax .b  28.6�0.25  7.15 (kN/m)

 Mômen uốn tại giữa nhịp sườn ngang:
�3a2  b2 �
�3�0.252  0.252 �
M tt  n.pmax .b.�

1.3

28.6

0.25




24
� 24 �


 0.0484 (kN.m)
;

 Chọn sườn ngang là thanh tiết diện hình chữ nhật a×b = 10×50mm

SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 15


b �h3 1�53

 10.417 (cm 4 )
12
12
;

Jx 

b �h2 1�52
Wx 

 4.167 (cm3 )
6
6

 Kiểm tra cường độ của sườn:


M tt 0.0484 �104

 116.2 (daN/cm 2 )      2100 (daN/cm 2 )
Wx
4.167

→ Vậy điều kiện về cường độ của sườn ngang được thoả mãn.
Tính nội lực sườn đứng
Phản lực gối do sườn ngang truyền lên sườn đứng:
R  q1.(2a  b)  7.15�(2�0.25 0.25)  1.7875 (kN/m).

 Lực phân bố có dạng hình răng cưa gồm các biểu đồ tam giác cân chiều rộng
đáy là b và chiều cao là ptd.b. Để đơn giản cho tính toán ta đổi biểu đồ hình răng cưa
thành biểu đồ hình chữ nhật quy đổi có tung độ:
q2 

b.ptd 0.25�21.57

 2.7 (kN/m)
2
2

 Mômen uốn tại giữa nhịp sườn đứng:

� n.q2.B2
�i2 i  3�
B.(i  1)
M tt =n.R. �
 b.� 
�+

4
4
8
8





� 1.3�2.7�12
�42 4  3 �
1�(4  1)
=1.3�1.7875��
 0.25�� 
�

8 �
8
�4
� 4

 0.366 (kN.m)

 Chọn sườn đứng là thanh hcn a×b = 10×50mm
Jx 

b �h3 1�53

 10.42 (cm 4 )
12
12
;

Wx 

b �h2 1�52

 4.2 (cm3 )
6
6
;

SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 16


 Kiểm tra cường độ của sườn:


M tt 0.366 �104

 871.43 (daN/cm 2 )      2100 (daN/cm 2 )
Wx
4.2
;

→ Vậy điều kiện về cường độ của sườn đứng được thoả mãn.
 Kiểm tra độ võng tại mặt cắt giữa nhịp của sườn đứng:
 Độ võng tại mặt cắt giữa nhịp của sườn do tải tập trung R và tải phân bố gây ra.
Độ võng tại mặt cắt giữa nhịp của sườn xác định gần đúng theo phương pháp sau: các
phản lực R chia thành 3 hợp lực bố trí tại 3 điểm đặt cách đều nhau
R 1.7875
Q=

 0.596 (kN/m).
3
3
t

B 1.0

 0.25 (m)
4 4

 Độ võng xác định theo công thức:
f 

B3
24.E.J s

19
5


� Q  q2 B �
16
16



1.53
19
5


�� �0.596  �2.7 �1� 0.026 (cm)
8
4
24 �2.1�10 �10.42 �10
16
16


B
1000
 0.26 ( mm)   f  

 4 ( mm).
250 250


→ Đảm bảo điều kiện độ võng.
Ván khuôn thân trụ và xà mũ trụ:
Sử dụng ván khuôn lắp ghép bằng thép.
 Tính toán tương tự như ván khuôn bệ trụ.

SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 17


Hình 10: Mặt đứng và mặt bên ván khuôn thân trụ

Hình 11: Mặt đứng và mặt bên ván khuôn xà mũ trụ.

3.2 THIẾT KẾ VÒNG VÂY CỌC VÁN
3.2.1 Kích thước vòng vây
Chiều sâu sâu mực nước thi công, chọn Hn = 6m lấy theo số liệu mặt cắt 2
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 :

SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 18


Hình 12: Kích thước vòng vây cọc ván thép.
Trên mặt đứng, đỉnh vòng vây phải cao hơn mực nước thi công tối thiểu là 0.7m. Chọn là
1m. Vậy cọc ván phải có chiều cao tính từ mặt đất là 7 m.
Xác định chiều sâu bê tông bịt đáy.
Chú ý : mực nước thi công Hn= 6,2
Tổng chu vi cọc ván cần thiết là (10+4.8)x2=29.6m. chọn lọai cọc ván do Luxembourg
sản xuất. Còn cụ thể loại nào thì sau khi xác định được nội lực ta sẽ chọn sau.
Lớp bê tông bịt đáy được xác định từ điều kiện : Áp lực đẩy nổi của nước lên lớp bê tông
phải nhỏ hơn lực ma sát giữa bê tông với hệ cọc và trọng lượng lớp bê tông bịt đáy.

S.H n . n
�1m
 n.S0 . bt  k.U.  .m

Bề dày lớp bê tông bịt đáy:

h�

Trong đó:

 S: diện tích mặt bằng trong vòng vây. S = 4.8 ×10 = 48 m2
 Hn: Chiều sâu mực nước thi công tới đáy lớp bê tông bịt đáy. Hn = 6.2 m.
 γn: dung trọng của nước. γn = 1 T/m3
 τ: ma sát giữa cọc với bê tông bịt đáy. f1 = 12 T/m2
 U: chu vi một cọc. U = 4 × 0.3 = 1.2 m.
 k: số lượng cọc. k = 21 cọc.
SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 19


 γbt: dung trọng bê tông bịt đáy. γbt = 2.3 T/m3
 n: hệ số giảm tải. n = 0.9
 S0: diện tích mặt bằng không tính bê tông cọc. S0 = 48 – 21 × 0.09 = 46.11
m2
 m: hệ số an toàn. m = 0.9

h

48 �7 �1
(0.9 �46.11 �2.3  21 �1.2 �12) �0.9

0.93m

Chọn chiều dày lớp bê tông bịt đáy h = 1 m.
Phương pháp đổ bê tông bịt đáy: tiến hành đổ bê tông bịt đáy theo phương pháp vữa
dâng.
Chọn bán kính hoạt động của ống: R = 2m.
2
2
2
Diện tích hoạt động của một ống: Fo   �R   �2  12.56 m
F
48
Số ống cần thiết:
n 
 3.82
Fo 12.56

Chọn 4 ống để đổ bê tông bịt đáy.

Trọng lượng bản thân của lớp BTBĐ:

q1   b , H b .1  2.3 ��
1 1  2.3 T / m
Trong đó :

 b =2.3 T/m3 :Dung trọng của lớp BTBĐ.

Hb=1 m
SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

: Bề dầy của lớp BTBĐ
Page 20


1m

: Bề rộng của dải BTBĐ đang xét.

Áp lực đẩy của nước :

q2   .H .1  1�6 �1  6 T / m
Trong đó :

 =1T/m3

:Dung trọng của nước.

H=6 m

:Chiều sâu cột nước, từ lớp đáy BTBĐ đến mực nước

1m

: Bề rộng của dải BTBĐ đang xét.

thi công.

Nội lực phát sinh trong dầm :
M max 

q1  q2 2 2.3  6
.l 
�4.82  10.656(T .m)
8
8
=> căng thớ trên.

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

 0,17 (m3 )
6
6

Yêu cầu ứng suất kéo phát sinh trong BTBĐ phải nhỏ hơn ứng suất kéo cho phép của BT,
k
2
sử dụng BT mác 200 => [ ]bt  7.5 kG / cm theo TCVN 5574-2012 Kết cấu bê tông cốt
thép – Tiêu chuẩn thiết kế

k 

M max 10.656

 62.68 T / m 2  6.268 kG / cm 2  [ ]btk  7.5 kG / cm 2
W
0.17

Vậy lớp BTBĐ thỏa mãn điều kiện cường độ .
Tính toán ổn định kết cấu vòng vây cọc ván

Hình 13: Giai đoạn 1
SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 21


Vòng vây đã được đóng đến độ sâu thiết kế, nhưng chưa đổ bê tơng bịt đáy. Ở giai đoạn
này, nước ở hai bên thành cọc ván là gần như bằng nhau, tiến hành nạo vét bùn đáy hố
móng với chiều dày khơng lớn. Vì vậy cọc chưa phải chịu tác dụng của áp lực nước và
đất. Chiều sâu đóng cọc ván thép sẽ tính ở giai đoạn 2.
Giai đoạn 2
Tiến hành đổ bê tơng bịt đáy với chiều dày như thiết kế và chờ cho bê tơng hình thành
cường độ, vì chiều dày bê tơng bịt đáy nhỏ, nên khơng gây ảnh hưởng tới cọc ván thép, ta
khơng kiểm tốn cọc ván trong giai đoạn này
Giai đoạn 3
Sau thời gian chờ bê tơng bịt đáy đạt cường độ, rút hết nước trong hố móng để tiến hành
làm bệ cọc.
Điều kiện đảm bảo ổn định chống lật:
Ml = m × Mg
Trong đó:
Ml: moment gây lật, do áp lực nước và áp lực đất chủ động gây ra.
Mg: moment giữ, do áp lực đất bị động.
m: hệ số an tồn, chọn m = 0.9
Giả sử cọc ván chỉ nằm trong lớp đất thứ nhất, sơ đồ đặt lực của hệ cọc ván trong giai
đoạn này như sau:
MỰC NƯỚ
C THI CÔ
NG

BÊTÔ
N G BỊ
T ĐÁ
Y

t

Hình 14: Mặt cắt địa chất
SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 22


Chi tiết tính toán áp lực tác dụng lên cọc ván:
Hệ số áp lực đất chủ động:
 a1  tg 2  45o -  / 2   tg 2  45o - 23o / 2   0.438
Hệ số áp lực đất bị động:
 p1  tg 2  45o   / 2   tg 2  45o  23o / 2   2.28
Dung trọng đẩy nổi của đất:
γ1’ = 1.475 – 1 = 0.475 (T/m3)
Áp lực đất chủ động:
Ea = 0.5 × 0.475 × 0.438 × t2 = 0.104t2 (T/m)
Áp lực đất bị động:
Ea = 0.5 × 0.475 × 2.28 × t2 = 0.5415t2 (T/m)
Giả thiết cọc ván thép đóng đến độ sâu thiết kế sẽ ngàm vào lớp thứ nhất một đoạn là H n
và đã lắp xong hệ khung chống.
 Áp lực tác dụng lên ván khuôn bao gồm áp lực đất chủ động và bị động.
 Hệ số tải trọng tính toán cho:
+ Áp lực đất chủ động

1.0

+ Áp lực đất bị động

0.95

 Áp lực tổng hợp của đất còn được nhân thêm hệ số sau:
+ Đối với áp lực đất chủ động:

Ka = tg2(450 - φ/2)

+ Đối với áp lực đất bị động:

Kp = tg2(450 + φ/2)

 Dung trọng tự nhiên : 14.75 (kN/m3);
Lớp
Hình 15: Áp lực đất tác
Hình 16: Mô hình Trụ

φ

Ka

Kp

1

23

0.438

2.28

2

20

0.49

2.04

dụng lên vòng vây

 Xác định áp lực đất chủ động tác dụng lên vòng vây cọc thép:
SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 23

1


T
T

Ea

1

E1

2

E3

CT xác
định

Ka

γu

Pa

Zi

a

0.5×H12×

0.43

1.47

w

8

5

0.5×t2×w

0.49

1.94

90,34

2.333

9,725t 3.5+2/3x
2

5
t
 Xác định áp lực đất bị động tác dụng lên vòng vây cọc thép:
T

Ka*P

92,32
4,77t2

CT xác

T

Ep

1

định

Kp

γu

0.5×0.52×

2.2

1.47

E2

w

8

5

E4

0.5×t2×w

2.0

1.94

Pp

Z i’

Kp*Pp

1,843

0.333

4,2

9,725t 0.5+2/3x 19.839t

2
2
2
4
5
t
 Lớp 1: Đất sét mềm dày 3.5 m,  = 1.475 T/m3 ,  =23 , C = 0.3KG/cm2, SPT=0 .

 Lớp 2: Đất cát pha sét dày 7.5 m,  = 1.945 T/m3 (tbình),  = 20 o. ( chọn)
 Lớp 3: Đất sét pha ít cát chặt vừa dày 2.5m,  = 1.878 T/m3 ,  = o. (chọn)
 Lớp 4: Đất sét màu xám, trạng thái rắn dày 4.5m  = 1.937 T/m3 ,  =o. (chọn)
 Giải PT sau để tìm được Hn(min)
∑Ei x Zi - 0.95 x ∑E’i×Z’i = 0
92,32 �2,333  4, 77t 2 (3,5  0, 67t )  0,95x(4,2 �0,333+19,839.t 2 (0, 67t  0,5)) �0
t �3.11m

 Chọn chiều sâu chôn cọc: Hn = 3.5 m (Thỏa);
 Chọn tổng chiều dài cọc ván thép TK: L = 8,5 m;
3.2.1.1

Chọn cọc ván thiết kế

SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 24


Chọn loại cọc Larsen do Hàn Quốc sản xuất (Oriental Sheet Piling)

Hình 17: Mặt cắt hình học của cọc ván thép Larsen
Bảng 3.1: Đặc điểm và diện tích mặt cắt
Secti

Dimensions

Per Pile

Per Linear Meter of Wall

on

Wi

He

Avg

Thic

Sec- Wei

Mome

Setio

Se

Wei

Mom

Secti

Type

dth

i-

Coa

k-

tion -ght

nt of

n

c-

-ght

ent of

on

(B

ght

t-

ness

al

Mod- tio

(W)

Inerti

Mod-

)

(H

ing

(T)

Are

nal

a

ulus

)

Are

a

Ar

(Ix)

(Zx)

a*

(A)

ea
cm4/m

cm3/

m

m

m2/

m

m

m

mm

cm2

(W)

Inertia
(Lx)

kg/

cm4

ulus

cm3

m

cm

kg/

2

m2

/

m

m
LS-

40

18

IV

0

0

3.2.1.2

94.3

8.0

45.2

35.

1

5

598

88

11

88.8

4,500

3.0

Xác định nội lực và kiểm tra khả năng chịu lực của cọc ván:

SVTH: NGUYỄN LỆ GIÁP

Page 25

529


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×