thi cong cau

L B ình Thi công c ày thay th

trình Thi công và s ã c òn phù htrình gi

B ình g ình Thi công cvà T ình Thi công c ùng cho các l ên ngành C à trong

ên so êng cho nh ên thì có th à h

Giáo trình ên so ù h à

c ù h ào t ình do các tác gi ên so

n Nh àn b T ình àn ch ài giã cung c ã c

chch òn thi ót rsau s

ã nh ên này.

M [email protected] , xin

CÁC TÁC GI

1

CHƯƠNG I NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG

1.1- ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ NỘI DUNG CỦA MÔN HỌC. 1.1.1- Môn học Thi công cầu và đối tượng nghiên cứu của môn học.

Xây dựng cầu là một chuyên ngành khoa học kỹ thuật tổng hợp liên quan đến rất nhiều lĩnh vực, trong đó thi công cầu là một bộ phận của ngành cầu chịu ảnh hưởng nhiều nhất của cuộc cách mạng khoa học công nghệ hiện nay. Cùng với sự phát triển chung của khoa học kỹ thuật, công nghệ thi công cầu không ngừng đổi mới và luôn cần đuợc nghiên cứu ứng dụng những tiến bộ của khoa kỹ thuật để ngày càng hoàn thiện hơn.

Thi công là giai đoạn quan trọng nhất của một dự án xây dựng, thông qua các hoạt động sản xuất của con người làm cho công trình kiến trúc từ ý tưởng sáng tạo thể hiện trong bản vẽ thiết kế trở thành hiện thực vật chất trên thực địa.

Sự ra đời của một cây cầu chứa đựng ước vọng của một cộng đồng dân cư đông đúc, làm thay đổi diện mạo của cả một vùng trong bức tranh phát triển kinh tế, xã hội và văn hóa. Ngay sau khi cắt băng khánh thành, trở thành tài sản chung của xã hội, chiếc cầu như một cuốn sách mở chứa đựng các kiến thức, kinh nghiệm và những sự kiện, hòa vào với đời sống xã hội. Với tuổi thọ hàng trăm năm của mình chiếc cầu là chứng nhân của biết bao biến cố lịch sử. Bản thân công trình nói lên rất nhiều điều trong đó thể hiện trình độ khoa học công nghệ không những của đội ngũ những người làm cầu mà của cả một nền khoa học kỹ thuật tại thời điểm đó. Cầu là một công trình kiến trúc có tầm vóc lớn, có đầu tư ban đầu cao, chiếm một tỉ trọng đáng kể trong nguồn lực của một ngành hay của một địa phương. Công việc thi công xây lắp khó khăn và phức tạp cần tập trung trí tuệ và công sức của nhiều người trong một thời gian dài có khi cả xương máu và sinh mạng của những người tham gia xây dựng. Các hoạt động thi công tác động không ít đến môi trường và sinh hoạt của nhân dân. Quá trình thi công một công trình cầu thu hút sự qua tâm của rất nhiều người, thậm chí của cả toàn xã hội. Có thể nhận định rằng, thi công cầu không chỉ là một hoạt động sản xuất hay công nghệ thuần túy mà nó còn mang nhiều yếu tố xã hội và nhân văn.

Để có thể trở thành một kỹ sư cầu, người học phải hội đủ kiến thức của ba lĩnh vực trong ngành cầu bao gồm : thiết kế, thi công và khai thác sửa chữa. Ba lĩnh vực này như ba điểm tựa ổn định tạo nên nền tảng kiến thức vững chắc cho hoạt động nghề nghiệp của một chuyên gia xây dựng cầu tương lai. Việc phân chia ra các môn học trong ngành cầu chỉ có ý nghĩa giúp cho việc truyền đạt và tiếp thu kiến thức được thuận lợi do đó môn học Thi công cầu không phải là một môn khoa học độc lập mà chỉ là một lĩnh vực trong chuyên ngành Khoa học xây dựng cầu. Đối tượng nghiên cứu của môn học là : những biện pháp công nghệ áp dụng để thi công cho từng bộ phận của các loại cầu và tổ chức để thực hiện những biện pháp đó cho một công trình hoàn chỉnh.

Mỗi biện pháp công nghệ bao hàm ba nội dung cần phải nghiên cứu : - Trình tự công nghệ mà chúng ta quen gọi là các bước thi công. - Kỹ thuật thi công . - Tổ chức thi công.

2

Nghiên cứu trình tự công nghệ bao gồm : nội dung của các bước thi công, điều kiện tiến hành và thứ tự thực hiện. Trình tự công nghệ rất ít thay đổi theo thời gian và theo trình độ công nghệ của mỗi quốc gia, mỗi công ty. Sau này khi đi vào nội dung chính của chương trình, người học dễ hiểu lầm trình tự công nghệ là biện pháp công nghệ thi công. Trình tự công nghệ chỉ đề ra giải pháp và mang tính khái quát, định hướng thực hiện, chỉ trả lời được câu hỏi : Làm gì? mà chưa trả lời được câu hỏi : Làm như thế nào? Trình tự công nghệ của nhiều biện pháp gần như một điều tất yếu, hiển nhiên ví dụ chúng ta muốn tát cạn một khu vực để thi công, giải pháp là be bờ vây kín xung quanh sau đó bơm nước nhưng làm như thế nào thì công việc này lại chiếm cả một chương sách .

Kỹ thuật thi công là nội dung quan trọng và phong phú. Kỹ thuật thi công bao gồm cách thức, kinh nghiệm, thiết bị, vật liệu, tiêu chuẩn và tính toán. Kỹ thuật làm đổi mới và thay đổi công nghệ .

Tổ chức thi công bao gồm qui hoạch mặt bằng thi công hay còn gọi là công địa, bố trí sử dụng thiết bị và nhân lực trong phạm vi công địa theo không gian và thời gian một cách hợp lý và khoa học. 1.1.2- Quá trình thực hiện một dự án và các các bước tiến hành trong giai đoạn thi

công cầu. Theo Luật Xây dựng ban hành năm 2003 và Nghị định 16/2005/NĐ-CP của Chính

phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình thì các dự án xây dựng giao thông trong đó có công trình cầu ngoài dự án quan trọng mang tính quốc gia do Quốc hội thông qua chủ trương đầu tư, các dự án còn lại phân thành ba nhóm A,B và C theo giá trị tổng mức đầu tư.

- Nhóm A : > 600 tỉ (VNĐ). - Nhóm B : 7÷ 600 tỉ . - Nhóm C : < 7 tỉ . Những công trình thuộc dự án nhóm C chỉ thực hiện theo hai giai đoạn là : thiết kế

và thi công, trong đó giai đoạn thiết kế chỉ có một bước gọi là Báo cáo Kinh tế – Kỹ thuật ( BCKT-KT).

Những công trình thuộc nhóm A và B phải qua ba giai đoạn thực hiện gồm : giai đoạn lập Dự án đầu tư xây dựng cơ bản ( XDCB), giai đoạn thiết kế kỹ thuật (TKKT) và giai đoạn thi công.

Công trình trọng điểm quốc gia phải qua bốn bước bao gồm : Báo cáo đầu tư XDCB, lập Dự án đầu tư XDCB, giai đoạn TKKT và thi công.

TKKT được phân làm ba dạng : thiết kế một bước là TKKT và thiết kế bản vẽ thi công (BVTC). Thiết kế hai bước bao gồm : thiết kế cơ sở (TKCS) mà chúng ta thường gọi là thiết kế sơ bộ và thiết kế kỹ thuật-bản vẽ thi công. Thiết kế ba bước gồm: TKCS, TKKT và thiết kế BVTC.

Như vậy, theo Luật Xây dựng 2003 và Nghị định 16-CP năm 2005 dù công trình nhóm nào thi công cũng là một giai đoạn và là giai đoạn quan trọng quyết định cuối cùng kết quả của một dự án đầu tư.

Môn thi công cầu xem xét tất cả các công việc liên quan đến quá trình một công trình cầu bắt đầu từ giai đoạn tiếp nhận mặt bằng cho đến khi hoàn thành xây lắp đưa công trình vào khai thác. Trong giai đoạn thi công bất luận quy mô công trình như thế nào cũng trải qua ba bước cơ bản sau :

3

1- Công tác chuẩn bị thi công : công tác này mang tính chất nội nghiệp là chính, gồm các công việc nghiên cứu TKKT và lập các BVTC đối với công trình thiết kế ba bước , thiết kế tổ chức thi công (TKTCTC), lập các Qui trình công nghệ thi công.

2- Triển khai kế hoạch thi công là bước thi công chính bao gồm ba công tác: - Xây dựng mặt bằng công trường, chuyển quân, mua sắm và tập kết vật

tư thiết bị máy móc. - Chế tạo các cấu kiện lắp ghép bao gồm cả kết cấu BTCT và kết cấu thép

như cọc BTCT, dầm cầu, gối và các bộ phận phục vụ khai thác trên cầu. - Thi công từng hạng mục .

3- Hoàn thiện, kết thúc quá trình thi công, đưa công trình vào khai thác bao gồm các nội dung : thi công các công trình phục vụ khai thác trên mặt cầu, xây phần tư nón và các công trình chỉnh trị dòng chảy, thử tải cầu, lập hồ sơ hoàn công, bồi hoàn lại mặt bằng và thanh thải dòng chảy cũng như không gian dưới cầu, nghiệm thu bàn giao công trình và theo dõi bảo hành trong thời hạn theo luật định. 1.1.3- Nội dung của môn học thi công cầu.

Nội dung chương trình nhằm cung cấp cho sinh viên ngành xây dựng cầu đường những kiến thức cơ bản trong lĩnh vực thi công cầu. Nội dung được hệ thống theo ba nhóm kiến thức: cơ sở, chuyên môn và tổ chức quản lý. Chương trình nghiên cứu và giảng dạy được chia thành hai học phần : học phần một bao gồm những kiến thức cơ sở và thi công kết cấu phần dưới , học phần hai gồm thi công các dạng kết cấu nhịp và tổ chức thi công cầu.

Để nghiên cứu những biện pháp công nghệ thi công cầu cần phải nắm được những kiến thức cơ sở áp dụng chung trong xây dựng và những vấn đề chung đặc trưng cho môn thi công cầu đó là :

- Các công tác xây dựng và công nghệ thi công nghiên cứu những công tác xây dựng phổ biến như công tác bê tông, công tác cốt thép, công tác đóng cọc ... cũng như những kỹ thuật rất cần thiết trong ngành cầu là các công việc liên quan đến công tác kích kéo.

- Thiết kế và thi công các công trình phụ trợ để phục vụ thi công các bộ phận trong công trình cầu. Các công trình phụ trợ có vai trò quan trọng và mang tính quyết định trong thi công cầu, được sử dụng trong tất cả các giai đoạn thi công. Kỹ sư cầu không những phải thiết kế thành thạo các công trình chính mà còn phải biết thiết kế các công trình phụ trợ.

Những nội dung thuộc về kiến thức chuyên môn hệ thống theo trình tự công việc liên quan đến quá trình thi công một công trình hoàn chỉnh bao gồm :

- Công tác chuẩn bị mặt bằng công trường : là những công việc khởi đầu sau khi nhà thầu nhận bàn giao toàn bộ diện tích khu vực xây dựng đã được giải phóng và tiến hành tạo lập mặt bằng công trường bao gồm : xây dựng hệ thống đường công vụ, các công trình phụ tạm , kho bãi, xưởng sản xuất, trạm cấp năng lượng và mặt bằng công nghệ thi công kết cấu nhịp. Những hạng mục này được bố trí và xây dựng theo một thiết kế riêng phù hợp với biện pháp thi công tổng thể đã được chọn .

- Công tác đo đạc nhằm xác định và khống chế vị trí cầu, vị trí của các bộ phận ở trên thực địa, định dạng và định kích thước cho mỗi bộ phận của công trình cầu một cách chính xác đúng như trong đồ án thiết kế .

- Công tác chế tạo các cấu kiện lắp ghép của cầu bê tông và cầu thép trong điều kiện công xưởng và ở trên công trường. Đây là một mảng công việc của ngành xây

4

dựng cầu nhằm cung cấp những sản phẩm chế sẵn cho thi công theo phương pháp lắp ghép. Đối với cầu bê tông cốt thép, các cấu kiện đúc sẵn có thể được chế tạo trong xưởng dầm chở đến chân công trình hoặc đúc ở ngay trên bãi đúc của công trường sau. Đối với cầu thép, các bộ phận của kết cấu nhịp bắt buộc phải được gia công chế tạo tại xưởng sau đó mới lắp ráp tại công trường bằng các hình thức liên kết như hàn, bulông cường độ cao v.v..

- Thi công mố trụ bao gồm các công đoạn thi công móng , thi công thân mố, trụ với các biện pháp công nghệ áp dụng thích hợp cho từng loại móng và các dạng trụ, mố thi công trong những điều kiện tự nhiên phong phú ,đa dạng và ở những trình độ kỹ thuật khác nhau. Đây là công đoạn khó khăn và phức tạp nhất trong thi công cầu, chiếm một nửa và hơn nửa thời gian của tiến độ thi công toàn công trình .

- Thi công kết cấu nhịp được chia thành 3 nhóm : thi công kết cấu nhịp cầu BTCT, thi công kết cấu nhịp cầu thép ,và thi công cầu treo, cầu dây văng . Đối với mỗi loại cầu nghiên cứu những biện pháp công nghệ thi công phù hợp, những công nghệ này đã và đang được áp dụng ở trong nước và trên thế giới .

- Tổ chức thi công cầu là công tác lập kế hoạch và biện pháp bố trí nguồn lực, sử dụng trang thiết bị một cách thích hợp để tiến hành thi công một công trình cầu . 1.2- KHÁI NIỆM VỀ CÔNG TÁC XÂY DỰNG VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG .

Trong một công trình cầu có nhiều bộ phận kết cấu hợp thành, những bộ phận kết cấu này phân ra theo hai nhóm .

- Kết cấu phần dưới gồm móng , mố và trụ cầu . - Kết cấu phần trên bao gồm kết cấu nhịp, hệ mặt cầu và các chi tiết phục

vụ khai thác trên cầu. Mỗi bộ phận kết cấu trên có một chức năng làm việc riêng biệt được gọi là một

hạng mục công trình. Trong mỗi hạng mục công trình có những bộ phận thành phần nhỏ hơn có kết cấu

độc lập cấu tạo nên, những bộ phận thành phần đó được gọi là một hạng mục kết cấu. Kết cấu độc lập là kết cấu có đủ các thành phần cấu tạo và nếu đặt riêng thì có khả năng chịu lực . Ví dụ móng trụ Pi là một hạng mục công trình, hạng mục này bao gồm các cọc BTCT và bệ móng đúc tại chỗ, thì các cọc BTCT là một hạng mục kết cấu và bệ móng là một hạng mục kết cấu. Kết cấu nhịp cầu dầm thép là một hạng mục công trình, trong đó bao gồm các hạng mục kết cấu là các dầm chủ, hệ liên kết ngang, hệ liên kết dọc.

Để thi công mỗi một hạng mục kết cấu chúng ta cần phải chia ra làm nhiều bước thực hiện, mỗi bước gọi là một công đoạn, trong mỗi công đoạn thực hiện một loạt các công việc xây dựng, các công việc này được tiến hành liên tục theo một trình tự nhất định.

Công việc là bộ phận chia nhỏ nhất của cả quá trình thi công công trình. Công việc đòi hỏi một số thao tác cơ bản và sử dụng cùng một loại công cụ lao động. Công việc được thực hiện giống nhau đối với tất cả các hạng mục kết cấu có sử dụng cùng một loại vật liệu và cho một sản phẩm xây dựng tương tự. Để có một sản phẩm xây dựng ở dạng hoàn chỉnh hoặc dạng bán thành phẩm thì cần phải thực hiện nhiều loại công việc.

Ví dụ để có được toàn bộ khung cốt thép của một phiến dầm bê tông ta cần tiến hành các công việc : nắn thẳng các thanh cốt thép ; đo ,cắt và uốn từng thanh cốt thép theo hình dạng và kích thước ghi trong bản vẽ ; bó từng loại thanh đã uốn vào theo từng nhóm và ghi tên đánh dấu sau đó cất vào kho hoặc đưa ra lắp dựng và buộc thành

5

khung cốt thép của dầm. Để chế tạo khung cốt thép của một đoạn cọc BTCT đúc sắn cũng yêu cầu những công việc hoàn toàn như trên , chúng ta có thể liên hệ tới các ví dụ khác tương tự để hiểu rõ khái niệm. Sản phẩm của các công việc này là khung cốt thép, dưới dạng bán thành phẩm chưa phải là một sản phẩm xây dựng.

Tất cả các công việc để chế tạo nên một khung cốt thép yêu cầu một loại công

nhân chuyên nghiệp là thợ cốt thép, khi thực hiện mỗi công việc, người công nhân này phải thực hiện một kỹ thuật thao tác và sử dụng một loại công cụ như : để nắn thẳng cốt thép cần tay vam hoặc máy nắn, khi uốn cần bàn vam hoặc máy uốn cốt thép và khi lắp dựng khung cốt thép cần kìm buộc thép hoặc máy hàn. Để thi công một khung cốt thép ta phải thực hiện một loạt các công việc và được gọi chung là công tác cốt thép.

Như vậy, một nhóm các công việc cùng được thực hiện để hoàn thành một sản phẩm của một công đoạn thi công gọi là một công tác xây dựng .

Công tác xây dựng đòi hỏi cùng một loại công nhân chuyên nghiệp để thực hiện và sử dụng cùng một nhóm thiết bị . Kết quả hoàn thành của công tác xây dựng cho một khối lượng có thể đo đếm được, sản phẩm của công tác xây dựng không phải là một sản phẩm xây dựng hoàn chỉnh mà dưới dạng bán thành phẩm, được tiếp nhận để thi công các công đoạn tiếp theo.

Trong một hạng mục kết cấu chúng ta phải tiến hành nhiều công tác xây dựng nhưng trong đó có một công tác chính, công tác này cần có một loại thiết bị chủ đạo và phải áp dụng một kỹ thuật đặc trưng. Một công tác xây dựng được nghiên cứu và đúc rút kinh nghiệm từ thực tế sản xuất trong nhiều năm và xây dựng thành một phương pháp xây dựng để phổ biến rộng rãi.

Công tác xây dựng là một khái niệm chung, mỗi công tác bao gồm nhiều công việc, mỗi loại công việc có thể được thực hiện theo nhiều cách thức và công cụ khác nhau, tổ hợp các cách thức tiến hành các công việc trong một công tác chúng ta có một phương pháp, phương pháp được đặc trưng bởi biện pháp thực hiện và công cụ áp dụng của công việc chính . Những công việc thể hiện trong hình 1.1 là một phương pháp trong công tác bê tông thân trụ cầu. Phương pháp này tóm tắt như sau: vữa bê tông được sản xuất tại trạm trộn của công trường, vận chuyển ra chân công trình bằng xe chở bê tông chuyên dụng và đổ rót vào khuôn bằng xe bơm , dùng đầm dùi để đầm, bê tông thân trụ được bảo dưỡng bằng biện pháp tưới nước với chế độ tưới theo qui định của qui phạm .

1 2 3 54

Hình 1.1- Các công việc trong công tác bê tông .

1- Trộn vữa bê tông. 2- Vận chuyển vữa bê tông . 3- Đổ bê tông . 4- Đầm bê tông 5- Bảo dưỡng bê tông.

6

Một phương pháp xây dựng được hoàn thiện nhờ nghiên cứu và áp dụng những tiến bộ của kỹ thuật mới, tiến hành theo một qui trình chặt chẽ và đồng bộ có thể kiểm soát được chất lượng của sản phẩm , định trước được thời gian hoàn thành, phương pháp đó được gọi là một công nghệ thi công.

Trong thi công cầu chúng ta sẽ phải tiến hành rất nhiều công tác xây dựng, áp dụng nhiều phương pháp và công nghệ thi công. Có những phương pháp và công nghệ mang tính phổ biến áp dụng chung và giống nhau trong ngành xây dựng, nhưng có những phương pháp và công nghệ mang tính chất đặc thù mà chỉ riêng ngành cầu mới có. Ví dụ công tác đóng cọc BTCT đúc sẵn là phổ biến trong ngành xây dựng nói chung như xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp, xây dựng thủy lợi và xây dựng cầu nhưng phương pháp đóng cọc trong mỗi ngành có những đặc điểm khác nhau và có những công nghệ đóng cọc khác nhau. Công tác kích kéo nói chung thì các ngành xây dựng đều phải áp dụng, nhưng công tác lao dọc kết cấu nhịp cầu trên đường trượt con lăn thì lại là một công tác đặc thù, hay công tác hạ giếng chìm chở nổi thì chỉ trong ngành cầu mới áp dụng.

1.3 - BIỆN PHÁP THI CÔNG VÀ BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG

Biện pháp thi công và biện pháp tổ chức thi công là hai khái niệm khác nhau. Biện pháp thi công là cách thức áp dụng những phương pháp xây dựng, những

công nghệ thích hợp, sử dụng hợp lý các công trình phụ trợ để thi công một hạng mục công trình theo một trình tự nhất định.

Theo định nghĩa trên để có biện pháp thi công tốt cần phải có sự tìm kiếm và sáng tạo. Đứng trước bài toán thi công bao gồm : đối tượng, điều kiện và tiến độ yêu cầu người kỹ sư phải tìm ra lời giải đúng tức là đề xuất được biện pháp thi công hợp lý.

Trong chương trình học chúng ta sẽ đi sâu nghiên cứu những biện pháp thi công của các bộ phận trong công trình cầu áp dụng cho các dạng kết cấu và trong những điều kiện thi công điển hình. Chẳng hạn nghiên cứu biện pháp thi công móng cọc bệ cao trong điều kiện nước ngập nông và biện pháp thi công móng cọc bệ cao trong điều kiện nước ngập sâu; biện pháp thi công kết cấu nhịp cầu BTCT theo công nghệ đúc hẫng ... Những biện pháp này được nghiên cứu kỹ, cụ thể có cả những tính toán thiết kế cần thiết nhưng không thể áp dụng ngay được trong thực tế, bởi vì cũng giống như toán học, các bài toán thi công không có lời giải sẵn mà chỉ có phương pháp giải và những lời giải mẫu. Đứng trước một công trình cụ thể với các điều kiện thực tế người kỹ sư phải xây dựng được biện pháp thi công cụ thể phù hợp với yêu cầu của nhiệm vụ dựa trên cơ sở những kiến thức đã học, những kinh nghiệm đã tích luỹ được và cả sựu sáng tạo của bản thân.

Để phân biệt biện pháp thi công mang tính sách vở có ý nghĩa như một lời giải mẫu với biện pháp thi công được thiết kế cho một công trình cụ thể, trong thực tế người ta gọi các thiết kế biện pháp thi công của một công trình là biện pháp thi công chỉ đạo. Tại sao gọi nó là biện pháp chỉ đạo, bởi nó được các chuyên gia thống nhất đánh giá là phù hợp với điều kiện thực tế, được cơ quan có thẩm quyền duyệt chấp thuận và buộc nhà thầu thi công phải thực hiện theo. Biện pháp thi công chỉ đạo mang tính định hướng, trong hồ sơ thiết kế nó được thể hiện một cách khái quát bằng lời thuyết minh vắn tắt và một bản vẽ mô tả trình tự các bước công nghệ. Trong trao đổi hàng ngày người ta có thể nói tắt là biện pháp thi công nhưng cần phải hiểu đó là biện pháp thi công chỉ đạo.

7

Biện pháp thi công chỉ đạo được lập cùng với TKCS và TKKT do tư vấn thiết kế thực hiện .

Biện pháp công nghệ thi công là biện pháp thi công mà trong các phương pháp có áp dụng và/hoặc gắn liền với một công nghệ thi công nào đó. Ví dụ biện pháp công nghệ thi công cọc khoan nhồi, khi thi công cọc áp dụng hàng loạt những công nghệ như công nghệ khoan tuần hoàn nghịch và công nghệ đổ bê tông dưới nước theo phương pháp rút ống thẳng đứng. Trong thi công cầu có nhiều biện pháp thi công được gọi là biện pháp công nghệ.

Hình 1.2- Biện pháp chỉ đạo thi công trụ cầu. Bước 1: đóng cọc BTCT bằng giá búa lắp dựng trên hệ phao và hạ vòng vây cọc ván

thép bằng búa rung. Bước 2: Đổ đất tôn cao nền và đổ bê tông bịt đáy bằng công nghệ vữa dâng. Bước 3: thi công bệ cọc bằng biện pháp đổ bê tông tại chỗ. Bước 4: Thi công thân trụ bằng biện pháp đổ bê tông tại chỗ .

Trong một công trình cầu( hoặc hạng mục công trình) có nhiều hạng mục ( công

trình hoặc kết cấu) tương tự nhau như cùng một dạng móng và thân trụ, cùng một dạng nhịp với điều kiện thi công không khác xa nhau được thi công theo cùng một biện pháp. Cần phải bố trí thi công hạng mục nào trước, hạng mục nào sau, qui hoạch mặt bằng thi công của mỗi hạng mục như thế nào cho gọn , phối hợp các công đoạn thi công với nhau để có thể điều hành được công việc, kiểm soát được chất lượng và tiết kiệm được chi phí, đẩy nhanh tiến độ thi công. Một cách thức xắp xếp, bố trí thi công các hạng mục của một công trình theo một trình tự thời gian và không gian thích hợp để thực hiện các biện pháp công nghệ đã được lựa chọn gọi là biện pháp tổ chức thi công .

Biện pháp tổ chức thi công được lập để thi công mỗi hạng mục công trình và lập cho toàn công trình. Tổ chức thi công được hiểu nôm na là cách bày binh, bố trận để thực hiện công việc xây dựng theo biện pháp thi công chỉ đạo. Thời gian là trình tự công nghệ, không gian là mặt bằng. Để thực hiện theo biện pháp thi công chỉ đạo sẽ có nhiều biện pháp tổ chức thi công bởi cách sử dụng thiết bị khác nhau, con người khác nhau, tổ chức mặt bằng khác nhau và trình độ công nghệ, trình độ tổ chức khác nhau. Thực tế đã cho thấy rằng trên cùng một công trình, mỗi nhà thầu thi công một nửa hoàn toàn đối xứng theo cùng một biện pháp thi công chỉ đạo nhưng theo những biện pháp tổ chức thi công khác nhau và tất nhiên hiệu quả xây dựng của mỗi bên là không giống nhau. Loại trừ trình độ tổ chức quản lý, việc lựa chọn biện pháp tổ chức thi công thích

8

hợp có vai trò quan trọng trong thành công của nhà thầu. Như vậy có biện pháp tổ chức thi công của từng hạng mục công trình và biện pháp tổ chức thi công của toàn bộ công trình. Khi lập biện pháp tổ chức thi công của toàn công trình phải phù hợp với biện pháp tổ chức thi công của mỗi hạng mục. Biện pháp tổ chức thi công do nhà thầu lập khi tiến hành lập hồ sơ thiết kế tổ chức thi công .

Thiết kế tổ chức là hồ sơ trong đó thể hiện biện pháp tổ chức thi công và các kế hoạch để triển khai thi công. Hồ sơ thiết kế tổ chức thi công bao gồm các bản vẽ và các bảng biểu, biểu đồ thể hiện biện pháp tổ chức thi công, quy hoạch mặt bằng công trường, kế hoạch cung cấp vật tư, thiết bị máy móc, kế hoạch thực hiện khối lượng và các biểu đồ tiến độ thi công.

Thiết kế tổ chức thi công và thiết kế thi công là hai khái niệm khác nhau vì, thiết kế thi công là thiết kế các công trình phụ trợ phục vụ thi công như đà giáo, ván khuôn, vòng vây, hệ nổi... và cũng do nhà thầu thi công lập.

1.4- ĐẶC ĐIỂM CỦA MÔN HỌC THI CÔNG CẦU VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU. Môn thi công cầu có ba đặc điểm chính sau : 1- Nội dung bao quát rộng, có rất nhiều vấn đề yêu cầu phải nghiên cứu, tìm hiểu.

Biện pháp thi công của từng hạng mục phải được xem xét dưới những góc độ bao gồm tính thực tế, tính hiện đại và tính khả thi. Mỗi bộ phận của công trình cầu lại có nhiều dạng thức kết cấu khác nhau, vật liệu khác nhau đòi hỏi phải áp dụng những biện pháp thi công khác nhau. Công nghệ thi công phải xem xét cả mới và cũ, thiết bị cần đề cập đến cả thô sơ và hiện đại để phù hợp với những điều kiện thi công và trình độ thi công ở những địa phương khác nhau.

2- Môn thi công cầu có liên quan đến nhiều kiến thức cơ bản và cơ sở và những lĩnh vực khác. Ngoài kiến thức của các môn học thiết kế cầu đương nhiên phải nắm vững vì nằm trong hệ thống kiến thức chuyên ngành, ngoài ra để tiếp thu và đi sâu nghiên cứu môn học cần phải được trang bị nền kiến thức cơ bản tốt đặc biệt là về Vật lý. Cần phải vận dụng các qui luật, nguyên lý của vật lý trong tính toán và giải quyết các bài toán thi công. Hầu hết các kiến thức cơ sở của ngành Công trình đều được sử dụng một cách thành thạo trong thi công cầu. Chúng tôi muốn nhấn mạnh yêu cầu sử dụng thành thạo có nghĩa là làm chủ được kiến thức đó để áp dụng đúng và linh hoạt, ví dụ đối với kết cấu thép trong thi công cầu chúng ta sẽ gặp những trường hợp như phải chế sửa, vá đắp kết cấu cũ để sử dụng lại, chế tạo những kết cấu phi tiêu chuẩn phù hợp với yêu cầu sử dụng, và thiết kế sao cho tận dụng những loại vật tư sẵn có... Những bài toán cơ học trong thi công ngoài yêu cầu những tính toán chi tiết và chính xác còn cần cả kỹ năng tính nhanh và ước lượng gần đúng để trong thức tế thi công có thể có được những quyết định kịp thời. Những lĩnh vực khác như máy móc cơ khí, điện kỹ thuật, vật tư tổng hợp là những kiến thức cũng đã được trang bị trong trường, còn những lĩnh vực khác như pháp lý, xã hội cũng cần được tự hoàn thiện bởi như phần đầu đã nêu thi công cầu còn chứa đựng những yếu tố xã hội và nhân văn trong quá trình triển khai trên thực địa.

3- Kiến thức của môn thi công về cơ bản được hình thành và xây dựng trên cơ sở lý luận, nhưng gắn liền với thực tiễn sản xuất, những vấn đề nảy sinh trong thực tế được nghiên cứu hoàn thiện, những kinh nghiệm được chắt lọc và kiểm chứng bằng cơ sở khoa học mới được đưa thành lý thuyết. Vì vậy có những nội dung, những thiết bị và

9

phương tiện thi công đối với nhiều người chưa được tiếp xúc với thực tế rất khó hình dung. Ngoài ra kiến thức thi công thường xuyên được cập nhật do sự phát triển của khoa học và công nghệ, cần phải theo dõi và tìm hiểu ở thực tế sản xuất, phải hiểu và nắm bắt ngay khi được tiếp xúc với thực tế.

Yêu cầu khi nghiên cứu môn học này trước hết là phải nhận thức đầy đủ ba nguyên tắc sau :

1- Không được coi thi công cầu như một môn dạy nghề và học nghề mà phải xác định là một bộ môn khoa học kỹ thuật thuộc chuyên ngành khoa học xây dựng cầu với đối tượng nghiên cứu là các công nghệ thi công cầu và tổ chức xây dựng cầu.

Từng vấn đề đặt ra của môn học đều phải được phân tích trên cơ sở khoa học, được tổng hợp thành phương pháp và công nghệ, có triển khai áp dụng hoặc kiểm chứng qua thực tiễn sản xuất. Những kinh nghiệm thực tế, những hiện tượng hiện trường được tập hợp và phân tích qua đó có thể bổ sung cho biện pháp và công nghệ để hoàn thiện thêm cho kiến thức về mặt lý thuyết.

Từ nhận thức này yêu cầu về cách dạy và cách học môn học thi công cầu trong trường Đại học giao thông không thể như cách dạy và cách học ở trong các trường Cao đẳng hoặc dạy nghề. Sự khác biệt là ở tính chất nghiên cứu, người dạy và người học đều là những người đang nghiên cứu không phải là ở các đề tài được đăng ký mà ở ngay trong quá trình dạy và học. Nghiên cứu không phải là chỉ để tìm ra cái mới, bản thân việc học tập của sinh viên đại học là nghiên cứu khoa học, trong đó người thày hướng dẫn cho sinh viên phương pháp và cung cấp những thông tin cần thiết cho sinh viên, trên cơ sở đó sinh viên tự tìm hiểu và hoàn thiện kiến thức của bản thân mình.

2- Không được tách rời giữa thiết kế và thi công mà phải đặt sự hiểu biết của mình về hai lĩnh vực này trong mối liên hệ hữu cơ của một hệ thống kiến thức thống nhất .

Sự thực trong các công trình cầu, khi kết cấu dự định thi công theo công nghệ nào thì phải được thiết kế để có cấu tạo và năng lực chịu tải phù hợp theo điều kiện thi công của công nghệ đó và ngược lại, khi kết cấu đã được thiết kế để thi công theo một công nghệ ấn định thì khi triển khai thi công phải thực hiện theo công nghệ mà người thiết kế đã đề ra.

Như vậy khi thiết kế phải dự kiến trước biện pháp thi công và hiểu rõ công nghệ của biện pháp đó để lựa chọn hình thức cấu tạo và phân tích nội lực đúng đắn. Ví dụ nội lực phát sinh và tồn tại trong kết cấu nhịp dầm BTCT thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng khác kết cấu nhịp dầm BTCT thi công theo công nghệ đúc trên đà giáo di động. Mặc dù cũng là dạng cầu dầm liên tục, số bậc siêu tĩnh có thể như nhau, cùng thi công đúc tại chỗ nhưng cấu tạo khác nhau, phân tích nội lực khác nhau và bố trí cốt thép DƯL trong dầm chủ khác nhau.

Đương nhiên là không có bản vẽ kết cấu thì không thể thi công được, nhưng đọc và hiểu bản vẽ chưa đủ mà phải phân tích được bản vẽ như chính tác giả của bản thiết kế đó mới có thể thực hiện đúng thiết kế.

3- Gắn kiến thức học với thực tế, không những biết vận dụng kiến thức đã học mà vận dụng một cách sáng tạo.

Thi công cầu là một môn khoa học ứng dụng, học để làm , để áp dụng đúng đắn những kiến thức đã học được vào trong thực tế. Trong khi nghiên cứu môn học luôn phải đặt ra các tình huống liên hệ với thực tế để tìm cách giải quyết.

10

Việc làm các bài tập thi công là một cách rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức. Người kỹ sư cũng là người thợ cầu, cần phải có bản lĩnh của một người thợ dù không trực tiếp thao tác nhưng phải có những khái niệm về các công việc của người thợ . Việc tham gia vào các nội dung chương trình thực tập, tham quan dã ngoại một cách chủ động tích cực là một hình thức giáo dục nghề nghiệp tốt và cần thiết đối với sinh viên ngành cầu.

Sinh viên thường hỏi những câu hỏi như : kiến thức thi công học nhiều như thế sau này đi làm thực tế có sử dụng hết không? Tại sao thấy ở công trình A, công trình B công việc này người ta lại không tiến hành giống như những điều đã học, có phải kiến thức chỉ là để học còn thực tế là kinh nghiệm không? Sau này ra trường sẽ có người chuyên làm công việc tư vấn thiết kế, có người làm công tác nghiên cứu, có người làm tư vấn giám sát, có người sẽ đi chỉ đạo thi công, vậy có nên ưu tiên cho lĩnh vực nào theo định hướng việc làm sau này hay không?

Lượng kiến thức mà môn học này cung cấp là cần thiết đủ cho sinh viên có thể vận dụng vào các hoạt động nghề nghiệp sau này của mình bất kể ở cương vị công tác nào trên công trường xây dựng cầu.

1.5- NHỮNG CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU HIỆN ĐẠI ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG

THÀNH CÔNG Ở VIỆT NAM . 1.5.1- Những công nghệ thi công hiện đại:

Nhiều công nghệ thi công cầu hiện đại trong các lĩnh vực gồm thi công móng, thi công kết cấu nhịp cầu thép và kết cấu nhịp cầu BTCT khẩu độ lớn được áp dụng trên thế giới và khu vực trong những năm gần đây, đặc biệt là vào thời kỳ đổi mới, mở cửa đã theo các dự án xây dựng lớn đưa vào nước ta. Những công nghệ này một phần được chuyển giao, một phần chúng ta đã tìm hiểu nghiên cứu và cải tiến vận dụng cho phù hợp với điều kiện thực tế của Việt nam , có công nghệ trở thành thế mạnh riêng của một vài công ty xây dựng cầu.

+ Công nghệ thi công bulông cường độ cao áp dụng phổ biến ở nước ta bắt đầu từ công trình cầu Thăng long do Liên xô(cũ) giúp ta xây dựng. Đến nay một số nhà máy của ta có thể chế tạo được bulông CĐC và trong một số công trình đã sử dụng loại bulông CĐC xiết đứt đầu, bulông có mũ tròn.

+ Công nghệ thi công lắp hẫng cầu giàn thép, được áp dụng cũng bắt đầu từ công trình cầu Thăng long để lắp tại chỗ các nhịp giàn thép liên tục ba nhịp khẩu độ L=112m nằm trong khu vực dòng chính của sông Hồng.

+ Công nghệ chế tạo kết cấu nhịp giàn thép tổ hợp hàn,liên kết bulông CĐC. Trước đây các KCN giàn thép chúng ta đều phải nhập khẩu của nước ngoài, hiện nay từ sản phẩm thép tấm và bằng công nghệ hàn tự động tiên tiến, các xưởng dầm của Tổng Công thi XD cầu Thăng long và nhiều đơn vị khác đã có thể chế tạo các nhịp giàn thép khẩu độ 50m và trên 50m phục vụ xây dựng thay thế các cầu trên đường sắt.

+ Các công nghệ chế tạo dầm BTCT ƯST theo công nghệ căng trước và căng sau, tại công xưởng và trên bãi đúc công trường.

+ Công nghệ thi công đúc hẫng cân bằng cầu dầm BTCT, bắt đầu áp dụng vào thi công cầu Phú lương( Hải Dương) vào năm 1993, cầu Sông Gianh ( Quảng Bình). Ban đầu chúng ta phải nhập xe đúc của nước ngoài và thuê chuyên gia căng kéo cốt thép DƯL, hiện nay các công ty có thể thiết kế và tự chế tạo các bộ xe đúc cải tiến gọn nhẹ

11

hơn và tự tính toán công nghệ căng kéo cốt thép. Đúc hẫng hiện là biện pháp phổ biến được áp dụng để thi công các cầu BTCT có khẩu độ vượt từ 70m trở lên.

+ Công nghệ thi công đúc đẩy cầu dầm liên tục BTCT, đã được áp dụng ở ba công trình cầu mà đầu tiên là cầu Mẹt ( Bắc Giang). Công nghệ đúc đẩy có phạm vi áp dụng hạn chế nhưng khi có điều kiện áp dụng một số công ty cầu có thể thực hiện được.

+ Công nghệ đúc dầm BTCT trên đà giáo di động áp dụng trong thi công cỏc nhịp dẫn cầu Thanh trì, khẩu độ nhịp là 50m.

+ Công nghệ thi công cầu dây văng theo phương pháp lắp hẫng, dây cáp căng kéo từng tao áp dụng trong thi công cầu Kiền ( Hải phòng), khẩu độ nhịp là ...m

+ Công nghệ thi công cầu dây văng thi công theo phương pháp đúc hẫng, đầu tiên áp dụng trong thi công cầu Mỹ thuận (Tiền Giang) sau đó là cầu Bãi Cháy( Quảng Ninh) là chiếc cầu dây văng một mặt phẳng dây có khẩu độ lớn nhất thế giới là 435m. Trong thi công kết cấu nhịp cầu Bãi Cháy ngoài đúc hẫng dầm cứng còn phải giải quyết nhiều vấn đề kỹ thuật phức tạp khác. Mặc dù công trình do nhà thầu Nhật Bản thi công nhưng hầu hết các công đoạn là do kỹ sư và công nhân Việt Nam thực hiện , qua các công trình này chúng ta dần nắm bắt được các kỹ thuật và công nghệ thi công cầu dây văng nhịp lớn.

+ Công nghệ thi công cầu vòm ống thép nhồi bê tông tuy đã được áp dụng từ những năm 60 của thế kỷ trước đặc biệt là ở Liên xô (cũ), song gần đây kết cấu này được áp dụng trở lại với những thay đổi về kết cấu và công nghệ. Dạng cầu này được xây dựng nhiều ở Trung Quốc, gần đây bắt đầu được ứng dụng ở nước ta đầu tiên là ở các cầu nằm trong khu đô thị mới Phú Mỹ Hưng( T.P. Hồ Chí Minh) do nhà thầu Trung Quốc thi công, hiện nay đã có một số dự án khác được triển khai do chúng ta thiết kế và thi công.

+ Các công nghệ thi công cọc khoan nhồi, đầu tiên được nhập thiết bị và áp dụng để thi công móng trụ chính cầu Việt trì( Phú Thọ) là cầu giàn thép có đường sắt và đường bộ chạy chung vào năm 1990. Hiện nay công nghệ thi công cọc khoan đã trở thành phổ biến với những công nghệ khoan tạo lỗ khác nhau và chúng ta có thể thi công những cọc có đường kính lớn trên 2m và ở độ sâu đến 100m.

+ Thi công giếng chìm và giếng chìm hơi ép là biện pháp thi công truyền thống nhưng hiện nay với các thiết bị tiên tiến, các công nghệ này có nhiều thay đổi. Trong biện pháp thi công giếng chìm, chúng ta đã áp dụng biện pháp giếng chìm chở nổi trong thi công móng các trụ chính cầu Thăng long với đường kính trụ tròn 18m và xuống độ sâu 30m. Công nghệ thi công giếng chìm hơi ép với những kỹ thuật tiên tiến đã được chuyển giao từ nhà thầu thi công Nhật bản trong dự án công trình cầu Bãi Cháy . 1.5.2 – Một số công trình tiêu biểu:

Chúng ta có nhiều công trình cầu lớn mang tầm cỡ quốc gia và khu vực tiêu biểu cho trình độ kỹ thuật và công nghệ của đội ngũ những người làm cầu của Việt Nam, đánh dấu cho từng giai đoạn trưởng thành về mặt khoa học và công nghệ.

12

Hình 1.3- Cầu Hàm Rồng hiện nay được xây dựng lại sau chiến tranh phá hoại miền Bắc

Trước năm 1975, ở miền Bắc chịu sự đánh phá ác liệt do chiến tranh phá hoại của

Mỹ không một cây cầu nào được nguyên vẹn, nhiều cầu bị phá hủy. Có một chiếc cầu được xây dựng xong ngay trước khi chiến tranh nổ ra và bị đánh phá dữ dội nhất nhưng đã đứng vững cho đến ngày chiến thắng là biểu tượng anh hùng của ngành GTVT và của tỉnh Thanh Hóa, đó là cầu Hàm Rồng. Cầu giàn thép hai nhịp liên tục, khẩu độ 55m , móng cọc ống chôn trên nền đá và kết cấu nhịp được thi công theo phương pháp lao kéo dọc trên đường trượt con lăn. Sau khi chấm dứt chiến tranh phá hoại cầu Hàm Rồng được làm mới gồm 2 nhịp giàn thép giản đơn khẩu độ 2×80m cầu đường sắt chạy chung với Quốc lộ 1A trong nhiều năm , hiện nay đoạn Quốc lộ 1A tách riêng chạy trên cầu Hoàng Long xây dựng phía hạ lưu.

Ở miền Nam , các cầu lớn xây dựng trong thời kỳ này phải kể đến là cầu Sài gòn và cầu Đồng Nai lớn. Các cầu này đều là cầu dầm thép đặc khẩu độ lớn chiều cao thay đổi. Trong đó cầu Sài Gòn là cầu dầm mút thừa dầm đeo khẩu độ 82,3+102,9+82,3 (m) với nhịp đeo dài 61,7m. Cầu Đồng Nai là cầu dầm liên tục hai nhịp có mút thừa dầm đeo bố trí nhịp gồm hai liên đối xứng : 43+15 +2×73+15+43 +15+2×73+15+43 (m), tiết diện dầm thay đổi có đáy dầm là đường cong Parabol lồi.

Cầu Thăng long mãi là niềm tự hào của những người làm cầu Việt nam bởi vì vào những năm khó khăn trong thời kỳ đất nước bị thiếu thốn về mọi mặt chúng ta đã xây dựng một chiếc cầu thép hiện đại có phần cầu chính gồm 15 nhịp thép chia làm 5 liên mỗi liên 3 nhịp giàn thép khẩu độ 112m, tổng cộng 1680m liên kết bulông CĐC theo phương pháp lắp hẫng cân bằng. Cầu có hai tầng, tầng một dành cho hai chiều đường sắt với tổng chiều dài cả cầu chính và cầu dẫn là 5500m, hai bên có hai làn dành cho xe thô sơ với chiều dài 2700m, tầng trên có 4 làn đường ôtô phần cầu chính có kết cấu bản trực hướngđặt trên các thanh mạ thượng của các nhịp thép chiều dài cầu ôtô là 3200m.

13

Hình 1.4- Nhịp giàn thép cầu Thang long. Chiếc cầu bê tông cốt thép đầu tiên được áp dụng công nghệ đúc hẫng cân bằng là

cầu Phú Lương hoàn thành vào năm 1996, mở đầu cho hàng loạt các cầu được xây dựng trong khoảng thời gian 10 năm theo công nghệ này do chúng ta tự thiết kế và thi công như cầu Hoàng Long (Thanh Hóa) với khẩu độ nhịp 120m, cầu Tân Đệ (Thái Bình) khẩu độ nhịp 120m, cầu Tạ Khoa ( Sơn La) 130m...

Hình 1.5- Cầu Bãi Cháy giai đoạn thi công đúc hẫng dầm cứng. Để vượt khẩu độ lớn cần phải áp dụng các hệ cầu dây treo trong đó cầu treo

(Suspension Bridge) dầm mềm sử dụng dây cáp bện làm cáp chủ với khẩu độ vài chục

14

mét được áp dụng rộng rãi trong các cầu ở nông thôn miền núi, cầu treo nhịp lớn lần đầu tiên áp dụng là cầu Thuận Phước nối ra bán đảo Sơn Trà của thành phố Đà Nẵng. Chiếc cầu dây văng khẩu độ lớn đầu tiên được xây dựng là cầu Mỹ Thuận bắc qua sông Tiền nối liền hai tỉnh Tiền Giang và Vĩnh Long có khẩu độ nhịp chính là 350m, thiết kế và thi công chính do các nhà thầu của Ốtxrâylia thực hiện. Chiếc cầu dây văng lớn thứ hai có kết cấu một mặt phẳng dây là cầu Bãi Cháy vượt qua Cửa Lục của thành phố Hạ Long( Quảng Ninh) được khánh thành 11-2006 có khẩu độ nhịp chính 435m , chiều cao tĩnh không thông thuyền 50m.

CÂU HỎI TỰ KIỂM TRA .

1- Trình tự các bước tiến hành để thực hiện một dự án xây dựng cầu. 2- Hãy giải thích các khái niệm : hạng mục kết cấu, hạng mục công trình. 3- Phân biệt một công việc xây dựng với một công tác xây dựng. Phương pháp

xây dựng khác công nghệ xây dựng ở chỗ nào. 4- Hãy giải thích các khái niệm: biện pháp thi công, biện pháp thi công chỉ đạo,

biện pháp công nghệ thi công và biện pháp tổ chức thi công. 5- Nội dung Thiết kế thi công khác Thiết kế tổ chức thi công như thế nào.

14

CHƯƠNG 2 NHỮNG CÔNG TÁC XÂY DỰNG

22..11-- CCÔÔNNGG TTÁÁCC LLÀÀMM ĐĐẤẤTT ::

Công tác làm đất là những công việc đào, đắp đất, đá trong xây dựng. Trong thi công cầu công tác làm đất bao gồm : san ủi tạo mặt bằng thi công, đào đất trong hố móng, đắp đất nền đắp đầu cầu và đắp đảo nhân tạo phục vụ thi công.

Công tác làm đất phải đảm bảo yêu cầu thi công công trình đúng kích thước thiết kế, mái đất ổn định, nền đắp đảm bảo độ chặt, không bị lún, nền đào giữ được trạng thái đất nguyên thổ.

Công tác làm đất được tiến hành bằng máy hoặc máy kết hợp với thủ công, khi khối lượng đào đắp nhỏ có thể làm hoàn toàn bằng thủ công. Đối với mỗi loại đất việc đào, vận chuyển và đắp nền có những mức độ khó khăn khác nhau. Để đánh giá mức độ khó khăn trong thi công người ta phân loại đất theo cấp (Xem phụ lục ) và căn cứ vào bảng phân cấp đó ta có thể chọn loại máy thi công cho phù hợp đồng thời tính toán chi phí ca máy phục vụ cho công tác lập kế hoạch và dự toán. 2.1.1- Xác định khối lượng thi công :

Việc xác định khối lượng đào đắp rất cần thiết trong khi thiết kế, lập dự toán và cần cho cả người thi công để lập kế hoạch, tổ chức thi công.

Việc xác định chính xác khối lượng của nền đắp hoặc của hố móng có xét đến địa hình của mặt đất thiên nhiên là rất phức tạp. Trong phạm vi sai số có thể chấp nhận được người ta sử dụng những công thức sau để xác định khối lượng đào đắp.

Thể tích đoạn nền đất đắp như trên hình 2. 1 có thể tính như sau :

3

22

21 LFFFV ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+= (m3) (2-1)

Trong đó : F1- diện tích mặt cắt đầu. F2-diện tích mặt cắt cuối F- diện tích mặt cắt tại điểm

giữa của đoạn nền đắp có chiều dài là L .

Khi hố móng có dạng hình máng kích thước đáy a×b, kích thước trên mặt hố móng là c×d và chiều sâu H thì thể tích được tính theo công thức :

( )( )[ ]dbcacdabHV ++++=6

( m3 ) (2-2)

Thông thường hố móng được đào sau khi đã san ủi tạo mặt bằng, nếu trong những trường hợp không thể tạo được mặt bằng thì chiều sâu H lấy theo giá trị thấp nhất và tính thể tích hố móng theo công thức (2-2) sau đó cộng thêm một lượng hiệu chỉnh do độ dốc của mặt đất tự nhiên :

Hình 2. 1- Sơ đồ xác định thể tích nền đắp

15

( ) dmcmcmcV ss 21

×+×=Δ (m3) (2-3)

trong đó : -1: ms độ dốc của mặt đất mép hố móng -1: m độ dốc ta luy hố móng.

Thể tích đất trong hố móng là thể tích khối chìm nằm trong trạng thái tự nhiên, khi đào lên trạng thái này bị phá vỡ và tăng thể tích, cần phải xác định thể tích đất sau khi đào lên để bố trí phương tiện vận chuyển đất thải cho phù hợp. Lượng đất thải tính bằng thể tích khối chìm nhân với hệ số tơi xốp của mỗi loại đất.

Loại đất Hệ số tơi xốp

Đất thịt, đào thủ công 1,2÷1,3 Đất cát, cát sỏi sạn 1,08÷1,15 Đất thịt rắn,đào bằng nổ mìn 1,3÷1,45

Xác định khối lượng san ủi mặt bằng gồm có khối lượng đào ở chỗ cao và khối

lượng đắp bù cho những vị trí thấp hơn so với cốt thiết kế. Có hai phương pháp xác định khối lượng san ủi mặt bằng : phương pháp lưới tam

giác và phương pháp lưới ô vuông. Trong tài liệu này giới thiệu phương pháp lưới tam giác.

Hình 2. 2- Xác định khối lượng san mặt bằng theo phương pháp lưới tam giác

Tùy theo mức độ phức tạp của địa hình mà cạnh lưới ô vuông cắm từ 50÷10m, để tăng độ chính xác địa hình càng phức tạp chia càng nhỏ. Sau đó mỗi ô vuông lại kẻ một đường chéo. Tại mỗi đỉnh của tam giác xác định cao độ tự nhiên và cao độ thiết kế của mặt bằng, hiệu số CĐTN-CĐTK = Hij – chiều cao của mỗi đỉnh. Hiệu số mang dấu (+) là phần đào, mang dấu (-) là thuộc phần đắp. Chỉ số của cao độ H gồm i- là số thứ tự hàng ngang, j- là số thứ tự các đỉnh trong một hàng. Mỗi tam giác cũng được đánh số thứ tự 1,2,3,4.. .

Thể tích của mỗi lăng trụ tam giác có cao độ cùng dấu được tính bằng công thức :

16

( )3

.2

3212 HHHaVLangtru

++= (2-4)

Tính thể tích của những khối lăng trụ trong những ô tam giác mà đỉnh của chúng có cao độ khác dấu ta phải tính theo ba bước. Bước 1 : tính theo công thức (2- 4) ta được khối lượng dư ra sau khi điều phối giữa phần đào và phần đắp, nếu kết quả mang dấu (+) tức là phần đào nhiều hơn phần đắp. Bước 2: tính thể tích của phần khối hình chóp tam giác có chiều cao là H3, thể tích này mang dấu (+) nếu nó nằm trong vùng đào và mang dấu (-) nếu nằm trong vùng phải đắp.

( )( )3231

33

2

6 HHHHHa

V++

±=Δ (2- 5)

Bước 3: tính thể tích phần hình nêm còn lại: VNêm=VLang tru-VΔ Trong các công thức trên các cao độ H1,H2 và H3 lấy theo vị trí của chúng như hình

2.2. Ví dụ : Xác định khối lượng đào đắp khi phải san tạo mặt bằng trong phạm vi bốn

ô 13,13’,14 và 14’ trên hình vẽ. Chiều dài cạnh lưới a=10m, cao độ tương đối của mặt tự nhiên ở các đỉnh so với cao độ thiết kế là :

H13=+1,8; H14=1,1; H15=-0,6; H23=+0,55 ; H24=-0,7 và H25=-1,3. Lần lượt xác định thể tích từng khối trong các tam giác. Thể tích của lăng trụ tam giác 13, cao độ đều mang dấu (+), nằm hoàn toàn trong

phần đào đi :

( ) ( ) 3142313

2

13 5,576

1,155,08,11006

mHHHaV =++

=++

=

Thể tích khối 13’ gồm hai phần, phần đào và phần đắp, khối lượng dư ra sau điều phối là :

( ) ( ) 3241423

2

'13 8,156

7,01,155,01006

mHHHaV +=−++

=++

=

giá trị (+) nghĩa là phần đào nhiều hơn phần đắp. Thể tích phần hình chóp, khối này nằm trong phần đắp nên mang dấu (-)

( )( ) ( )( )3

3

14242324

324

2

'13 5,21,17,055,07,06

7,01006

mHHHH

HaV −=++

×−=

++−=Δ

Thể tích của phần phải đào hình nêm : VNêm 13’ = V13’ - VΔ13’ =15,5-(-2,5)= +18,3 m3 Tương tự chúng ta tính cho các ô 14 và 14’. Kết quả tổng hợp trong bảng sau :

Khối lượng (m3)

N0 tam

giác

Cao độ tương đối của các đỉnh

tam giác Đào (+) Đắp (-)

Khối lượng đất dư (m3)

13 13’ 14 14’

+1,8 +1,1 +1,1 -0,7

+1,1 +0,55 -0,7 -0,6

+0,55 -0,7 -0,6 -1,3

57,5 18,3 7,2 -

- 2,5

10,5 43,3

17

Cộng 83,0 56,3 +26,7 2.1. 2 - Các công việc chuẩn bị :

Trong công tác làm đất, những công việc chuẩn bị bao gồm : san dọn mặt bằng và lên khuôn công trình trên thực địa.

Công việc san dọn mặt bằng rất đa dạng, phụ thuộc vào đặc điểm địa hình và qui mô của công trình đào đắp.

Với điều kiện công trình nằm trong khu vực đô thị công tác chuẩn bị còn phải tổ chức đường tránh đảm bảo giao thông, rào ngăn khu vực thi công và di dời những công trình ngầm đi qua khu vực đào hố móng.

Với địa hình trũng, thấp cần đào hệ thống rãnh thoát dẫn nước ra ngoài khu vực thi công hoặc dẫn về hố tụ để bơm ra ngoài đảm bảo khu vực thi công không bị ngập nước.

Trong mặt bằng khu vực thi công cần san bóc hết lớp đất hữu cơ phía trên, đào hết các gốc cây và tạo một địa hình tương đối bằng phẳng để tiện cho việc đo đạc lên khuôn công trình.

Hình 2.3- Khuôn nền đường a) Khuôn nền đắp. b) Khuôn nền đào.

Vị trí mép nền đắp xác định từ tim cốt theo các công thức : + Về phía dưới sườn dốc :

1 2n bd mH

n m⎛ ⎞= +⎜ ⎟− ⎝ ⎠

(2- 6)

+ Về phía trên sườn dốc :

2 2n bd mH

n m⎛ ⎞= +⎜ ⎟+ ⎝ ⎠

(2-7)

Vị trí mép nền đào hoặc hố đào tính từ tim cốt xác định theo các công thức : + Về phía dưới sườn dốc :

1 2n bd k mH

n m⎛ ⎞= + +⎜ ⎟+ ⎝ ⎠

(2- 8)

+ Về phía trên sườn dốc :

2 2n bd k mH

n m⎛ ⎞= + +⎜ ⎟− ⎝ ⎠

(2- 9)

18

Những giá trị trên là hình chiếu của khoảng cách từ tim cốt đến chân ta luy còn khi đo khoảng cách trực tiếp trên mặt đất phải nhân thêm với một hệ số hiệu chỉnh độ dốc sườn ks :

12 += nks (2-10) Biện pháp lên khuôn các vị trí

nằm dưới đáy hố móng tiến hành như sau :

Dùng cọc là những thanh gỗ dựng hàng rào chắc chắn vây quanh hố móng gọi là giá đo. Trên các thanh ngang của giá đo dùng thước xác định vị trí các góc của kết cấu và dùng cưa hoặc đinh đánh dấu điểm này. Khi muốn xác định vị trí điểm góc này dưới đáy hố móng dùng dây thép nhỏ căng qua những điểm đã lấy dấu trên giá đo và dùng rọi dóng từ điểm giao cắt giữa hai

dây căng xuống cao độ cần xác định.

2.1.3- Biện pháp đào đất trong hố móng : a) Đào đất trong hố móng trên cạn, không có kết cấu chống vách :

Hố móng có chiều sâu tối đa là 3m, vách hố móng có mái dốc 1: 0,75÷1:1. Biện pháp thi công : Dùng máy đào gầu nghịch, đứng ở vị trí sao cho mép bánh

lốp hoặc cạnh dải xích cách mép hố móng 1,0m và di chuyển dọc theo chiều dài cạnh hố để đào lấy đất lần lượt từng lớp. Đất đổ lên ôtô tự đổ và chuyển ra ngoài bãi thải của công trường. Kết hợp nhân lực sửa sang ta luy hố móng. Khi đào đến vị trí cách cao độ thiết kế của đáy móng 0,5m thì phải đào hoàn toàn bằng thủ công. Dùng nhân lực đào lấy đi từng lớp đất mỏng, vừa đào vừa kiểm tra mặt bằng đáy hố móng. Nền đất dưới đáy hố móng chỉ được đào đi mà không được đắp đất bù vào. Đất thải được vận chuyển lên miệng hố móng bằng thủ công, đi theo bậc lên xuống tạo trên ta luy hố móng hoặc xúc đổ vào thùng chứa rồi dùng cần cẩu đưa lên khỏi hố móng và đổ lên ôtô. Trong hình 2. 6 các con số chỉ tầm với của máy đào. Tùy theo kích thước hố móng và tầm với làm việc của cần mà bố trí ôtô đứng trước hoặc đứng sau. Vị trí đứng của ôtô thay đổi theo hành trình di chuyển của máy đào.

Hỡnh 2. 5- Biện phỏp dúng kớch thước xuống dưới

đỏy hố múng.

19

Hình 2. 6- Đào đất trong hố móng đào trần bằng máy đào gầu nghịch.

b) Đào đất trong hố móng trên cạn, có kết cấu chống vách :

Khi hố móng có chiều sâu lớn hơn 3m hoặc nền đất yếu có hiện tượng cát chảy dễ sập lở, ngoài ra để giảm bớt diện tích miệng hố móng vách hố móng đào thẳng đứng, khi đó thành hố móng phải được kè chống bằng kết cấu tạm thời gọi là tường ván chống vách.

Giữa hai mặt tường ván đối diện nhau có hệ thống văng chống ngang tạo thành các ô hoặc các khe ngang gây khó khăn cho việc lựa gầu của máy đào lấy đất trong hố móng. Tùy thuộc vào dạng của kết cấu văng chống mà sử dụng máy đào gầu nghịch hay máy đào gầu ngoạm.

Hình 2. 7- Đào đất hố móng có kết cấu chống vách

Nếu văng chống chỉ gồm một hàng các thanh chống ngang, tạo thành các khe ngang, dùng máy đào chạy dọc theo mép hố móng và lựa gầu lấy đất theo các khe này, đất đổ lên xe ô tô có ben tự đổ và chuyển ra bãi thải.

Nếu kết cấu văng chống là một khung gồm các thanh chống theo chiều ngang và thanh chống theo chiều dọc của hố móng tạo thành các ô thì không thể dùng máy đào, khi đó dùng máy xúc gầu ngoạm, thả gầu qua các ô để đào lấy đất trong hố móng. Đất đưa lên có thể đổ lên ôtô hoặc đưa ra cách xa mép hố móng và đổ đống, sau đó dùng máy ủi san phẳng.

Cấu tạo của tường ván sẽ nghiên cứu trong chương 3. + Xác định năng suất của máy đào : 32160 kkvnkP = (m3/h) (2-11) trong đó : ν - dung tích của gầu, tra theo lý lịch máy m3

n- số chu kỳ hành trình đào và đổ một gầu của máy trong 1 phút.

tính theo công thức n = t

60 .

t - thời gian của một chu kỳ ( phút) đối với máy đào có dung tích gầu ν =0,1÷0,3 m3 chế độ quay gầu 900,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.

20

+ Xác định số lượng xe ô tô phối hợp với máy xúc :

Xe có trọng tải là G, lượng đất mỗi lần xe chở được là xeGVγ

= (m3), trong

đó γ là khối lượng riêng của đất, với đất đổ đống lấy bằng 1,7 Tấn/m3. Thời gian của một chuyến xe gồm thời gian đi về, thời gian lùi vào vị trí đổ và trút đổ một ben đất hết khoảng 5 phút. Với tốc độ chạy xe trên công trường là 5km/h, khoảng cách vận chuyển là L ( km), thì thời gian vận chuyển của một chuyến xe tính bằng :

12,05

2 +=LT (h) (2-12)

Số xe ôtô phối hợp là :

. 10,9 xe

T PNV

= + (2- 13)

0,9 - là hệ số đổ đầy ben P- năng suất của máy đào (m3/h) tính theo (2-11)

Giá trị trên làm tròn, nếu phần thập phân dưới 0,9 có thể chọn loại xe nhỏ hơn. c) Đào đất trong hố móng bị ngập nước :

Ở khu vực ngập nước, với dạng móng có bệ ngập sâu vào trong nền người ta tiến hành đóng vòng vây cọc ván xung quanh phạm vi móng và đào đất trong vòng vây để tạo hố thi công bệ móng. Sau khi đào lấy đất đến cao độ thiết kế đáy móng được đổ một lớp bê tông và bơm cạn nước.

Đào đất hố móng trong điều kiện ngập nước bằng một trong hai biện pháp: dùng máy đào gầu ngoạm và bằng biện pháp xói hút.

Hình 2.8- Đào đất hố móng trong điều kiện ngập nước bằng máy đào gầu ngoạm. a) Trường hợp nước ngập nông. b) Trường hợp nước ngập sâu.

1- Vòng vây cọc ván. 2- đường công vụ. 3- sà lan. So với MNTC, nếu chiều sâu ngập nước Hn < 2m, thiết bị đào và vận chuyển đất

thải phải đứng và di chuyển trên đường công vụ hoặc trên sàn đạo. Với chiều sâu ngập nước Hn ≥ 2m , sử dụng các phương tiện nổi là sà lan hoặc hệ phao làm mặt bằng thi công trên mặt nước.

Với nền sét, sét pha hoặc cát thô, cát lẫn sỏi sạn, trong hố móng không bị vướng các đầu cọc thì nên sử dụng máy đào gầu ngoạm có dung tích gầu từ 1,2÷2,5m3. Khi Hn <2m, bố trí xe cẩu di chuyển trên đường công vụ để đào lấy đất ở các vị trí của hố móng

21

và đất thải được đổ sang bên cạnh. Khi Hn ≥ 2m đặt xe cẩu đứng cố định trên phao thả gầu lấy đất ở trong hố móng rồi đổ đất ra sông hoặc đổ vào xà lan vận chuyển.

Với nền cát, cát lẫn sỏi cuội rời rạc và đặc biệt nền đào bị vướng các đầu cọc đào đất hố móng bằng biện pháp xói hút hoặc hút thủy lực.

Khi gặp nền đất chặt, sử dụng thiết bị xói hút có các đầu vòi xói nước để phá đất nền thành bùn với các hạt rời và dùng đầu hút để hút hỗn hợp bùn thải ra ngoài. Máy hút bùn có hai loại : máy hút khí động thổi bằng hơi ép và máy hút thủy lực dùng bơm ép nước.

Cấu tạo máy hút khí động bao gồm ống hút có đường kính 100÷250mm, đi kèm song song với ống hút là đường ống dẫn hơi ép xuống buồng hút bó trí gần sát cửa hút ở phía dưới. Tại đây đường ống hơi ép đổi chiều và thổi vào trong buồng hút một góc chéo 20÷250 so với phương thẳng đứng rồi theo đường ống đi ngược lên tạo nên một buồng chân không tại khu vực cửa hút, do đó nước và bùn bị cuốn vào rồi theo luồng khí ép chảy dọc theo ống hút để xả ra ngoài. Máy có thể cuốn theo lên cả những viên đá kích cỡ lớn lớn có thể làm tắc đường ống, do đó ở miệng ống người ta hàn lưới để chặn lại chỉ cho những viên đá có kích thước nhỏ hơn 1/4 đường kính ống lọt qua. Biện pháp xói hút không áp dụng được đối với nền sét dẻo bởi dễ bị làm tắc đường ống trong quá trình bơm hút.

a)

b)

c)

A

Nót A

H¬i

Ðp

Bïn

Hình 2. 9- Cấu tạo máy xói hút khí động và biện pháp tổ chức đào đất bằng máy xói hút. a- Cấu tạo chung của máy xói hút ; b- đầu xói ; c- đầu hút

Để đào xói đất phải có máy bơm áp lực nước 90m và lưu lượng 90m3/h, năng suất

của máy hút từ 2÷4m3/h. Chỉ tiêu hơi ép cho 1m3 bùn hút lên phụ thuộc vào độ sâu đào và xác định theo đồ thị trong hình vẽ dưới đây, trong đó h là độ cao đưa bùn lên khỏi mặt nước còn H tính từ cao độ đặt máy đến cao độ đầu hút.

22

9 10(m)

h=1m

h=2m

h=3 m

§é s©u h¹ ®Çu hót H

ChØ

tiªu

h¬i

Ðp

cho

1m3

bïn

3

m· hiÖu C«ng suÊt

(m3/h)

¸p lùc

( m)

C«ng suÊt ®éng c¬

(kW)

Träng l−îng (daN)

hpg-2 28. 8 20 7 3003gp-8 50 15 10 3555gp- 8 100-250 34-38 40 9506pc -9 250 43 75 1500

8gpu-12 380 19. 5 55 2000

B¶ng 2-1- C«ng suÊt mét sè lo¹i m¸y hót khÝ ®éng

0

1

2

3

4

V( m )

2 3 4 5 6 7 8

Hình 2.10- Chỉ tiêu hơi ép và thông số kỹ thuật của một số máy hút khí động.

Thiết bị xói hút được gắn trên giá chữ A và được di chuyển trên mặt sàn đạo dựng trên mặt vòng vây của hố móng.

Cấu tạo của máy hút thủy lực tương tự như máy hút khí động nhưng dùng dòng nước bơm với áp lực nước 1,0÷1,5 Mpa và lưu lượng 150m3/h để tạo thành dòng hút

Với nền cát rời mềm thì không cần vòi xói để đào phá mà có thể dùng đầu hút trực tiếp hút đất cát lên. Trước tiên tạo lỗ lòng chảo sâu hơn mặt nền xung quanh 20÷30cm và thả đầu hút xuống sát mặt nền , khi hút nước bị cuốn vào rồi tạo thành dòng chảy tốc độ lớn làm xói đất nền và cuốn theo. Dùng cần cẩu hoặc giá chữ A di chuyển dần đầu hút để có thể đào rộng ra xung quanh và sâu dần xuống đến cao độ cần thiết.

Khi những viên đá có kích cỡ lớn không lọt qua cửa hút của máy hút bùn đọng lại ở dưới đáy hố móng với khối lượng lớn người ta dùng một loại thiết bị gọi là lồng hút đá hoạt động theo nguyên lý của máy hút thủy lực nhưng chỉ hút những viên đá kích thước 10÷25cm. Các viên đá này hút vào lồng chứa bằng thép, khi đầy cả đầu hút được lấy lên để xả đá ra.

a) b)

1

25

6

4

3

(1,5

-2)d

(2-3

)d

20

300

1250

2000

75

nuíc

cao

¸p

Bïn

d

Hình 2. 11 – Cấu tạo máy hút thủy lực (a) và lồng hút đá (b).

23

1- lồng chứa. 2-ống bơm nước. 3- buồng hút. 4- ống hút. 5- lưới chắn. 6- đá cuội được hút lên. 2. 2- CÔNG TÁC NỔ MÌN.

Nổ mìn là sử dụng sức công phá của thuốc nổ để phá vỡ một khối lớn, rắn chắc. Trong xây dựng nổ mìn được dùng để đào phá đá mở đường, đào hầm và khai thác đá trong các mỏ vật liệu, phá dỡ công trình cũ, tạo mặt bằng.. . Trong thi công cầu một số trường hợp sau đây cũng cần phải áp dụng biện pháp nổ mìn để phối hợp với những công tác thi công khác :

- Phá những tảng đá mồ côi. - Đào phá đá dưới đáy hố móng. - Phá móng và mố trụ cầu cũ. - Phá dỡ kết cấu nhịp cầu cũ.

Khi gặp phải những trường hợp trên, đơn vị thi công thường phải thuê những đơn vị khác có chuyên môn và tư cách pháp nhân về nổ mìn thực hiện. Nếu đơn vị thi công có chứng chỉ về nổ mìn và xin cấp phép thì có thể tự tổ chức nổ phá. Dù sao người kỹ sư xây dựng cũng cần phải có kiến thức cơ bản về nổ phá mìn.

2. 2. 1- Khái niệm về nổ mìn : Nổ là một phản ứng hóa học cực nhanh

kèm theo giải phóng một năng lượng lớn, tại tâm nổ nhiệt độ lên tới 30000C, áp suất cao và tăng đột ngột làm cho môi trường xung quanh tâm nổ sinh ra làn sóng lan truyền va đập với vận tốc lớn, những tác dụng này có sức công phá và hủy hoại ghê gớm, càng gần tâm nổ ảnh hưởng này càng lớn. Quan sát môi trường sau khi nổ người ta phân biệt ba vùng tác dụng gồm :

- Vùng nén, môi trường bị nén chặt đột ngột và bị nát vụn.

- Vùng phá rời : môi trường bị chia cắt, phá vỡ

- Và vùng chấn động: làn sóng va đập không đủ phá vỡ kết cấu mà chỉ làm chấn động các phần tử tạo nên môi trường, vùng này được coi là còn nguyên vẹn sau khi nổ. Trong nổ phá chúng ta chỉ quan tâm đến hai vùng trong và gọi chung là vùng phá hoại.

Hình 2. 13 – Ba hình thức nổ mìn : a) nổ hạn chế n<1 ; b) nổ tung n=1 ;c) nổ văng xa n>1

Hỡnh 2. 12- Các vùng tác dụng của nổ. 1-Vùng nén (nát vun). 2- Vùng phá rời. 3- Vùng chấn động

24

Một lượng thuốc nổ tập trung được chuẩn bị để nổ gọi là một phát mìn. Phát mìn

đặt nằm áp sát vào đối tượng cần phá gọi là mìn đắp hay mìn ốp, phát mìn nằm sâu ở trong đối tượng nổ phá gọi là mìn nạp. Loại mìn phổ biến được sử dụng là mìn nạp. Với mìn nạp, khối thuốc được đặt vào trong môi trường cần phá và nén chặt lại, khi nổ năng lượng được giải phóng và sẽ phá nhiều về phía nào có lớp bảo vệ mỏng hơn. Một môi trường nổ phá có thể có một hoặc nhiều mặt thoáng. Khoảng cách ngắn nhất từ tâm nổ đến mặt thoáng gọi là đường kháng và kí hiệu là w, còn bán kính đường tròn vĩ tuyến giao cắt giữa vùng phá hoại với mặt thoáng gọi là bán kính phễu nổ r. Nếu cùng một lượng thuốc nổ, đối với những đường kháng khác nhau thì hình dạng và kích thước phễu nổ sẽ khác nhau. Căn cứ vào hình dạng của phễu nổ người ta chia ra làm ba hình thức nổ mìn nạp : nổ hạn chế, nổ tung và nổ văng xa ( bắn mìn). Giữa giá trị đường kháng và kích thước phễu nổ có mối quan hệ với nhau, đồng thời liên quan đến ba hình thức nổ trên. Để tạo ra các vụ nổ theo hình thức đã định người ta sử dụng một đại lượng phản ánh mối quan hệ này gọi là chỉ số tác dụng của phát mìn, tính bằng tỉ số giữa bán kính phễu nổ và đường kháng.

Wrn = (2- 14)

n<1 – nổ mìn hạn chế, không bắn đi xa và ít chấn động xung quanh, trong đó: n ≤0,35 - nổ tạo bầu trong đất. n = 0,7 nổ om, đất đá vỡ nát nằm nguyên tại chỗ

n=1 - nổ tung, tạo thành phễu nổ. n>1 : nổ văng xa, đất đá bị phá vụn và đẩy ra xa.

2. 2. 2- Vật liệu nổ : Thuốc nổ : là một chất hoặc hợp chất hoá học trộn lẫn với một số chất phụ gia.

Những chỉ tiêu cơ bản của thuốc nổ : + Độ nhạy :khả năng phát nổ do tác dụng của một xung lượng nào đó. + Sức nổ : khả năng sinh công phá hoại môi trường nổ ( cm3). + Sức công phá : khả năng phá hoại của thuốc nổ tác dụng vào môi trường nằm

gần phát mìn. (mm) + Tốc độ kích nổ m/s + Độ chuyền nổ : khả năng kích nổ khi khởi nổ một thỏi thuốc trong một phát

thuốc nổ có nhiều thỏi. Thử độ nhạy bằng cách cho rơi một quả nặng 8daN xuống 0,05g thuốc và xác định

hai thông số : chiều cao rơi tối thiểu để quả nặng rơi xuống thuốc nổ gây ra nổ (cm) và tính % số lần nổ khi cho rơi từ chiều cao 25cm.

Thử sức nổ bằng cách cho 10g thuốc nổ vào lỗ tạo sắn kích thước ∅25mm, dài 125mm trong khối chì hình trụ ∅200mm, cao 200mm và kích nổ bằng kíp. Sau khi nổ lỗ trong khối chì bị biến dạng thành hình quả lê. Đo thể tích dãn ra trừ đi thể tích lỗ trước khi nổ ta được sức nổ tính bằng cm3.

Thử sức công phá bằng cách cho 50g thuốc nổ gói chặt trên một miếng thép dày 10mm, miếng thép này đặt trên thỏi chì nguyên chất ∅40mm,cao 60mm. Đáy thỏi chì đặt trên đế thép dày 20mm. Sau khi kích gói thuốc nổ bằng kíp,thỏi chì bị ép xuống, độ chênh lệch chiều cao cho biết sức công phá của thuốc nổ.

25

Một số chất nổ công nghiệp thông dụng : TNT ( Trinitrôtôlin) : Là loại thuốc nổ đơn chất, kết tinh mầu vàng, mùi thơm,

vị đắng và rất độc. TNT sản xuất dưới dạng bột khô,vảy trấu, hoặc ép bánh. Đây là loại có sức nổ trung bình, an toàn, có thể nổ trong nước, tạo nhiều khói.

Amônít : Là loại thuốc nổ hỗn hợp, thành phần gồm TNT, NaCl, bột nhôm, mùn cưa.. . Hạt nhỏ cứng và rời được đóng thành thỏi mầu vàng nhạt. Amônít được chia thành nhiều nhóm theo số hiệu. Amônít có sức nổ kém TNT nhưng sức công phá lại lớn hơn, an toàn, tan trong nước, khi nổ ít tạo khói.

Dynamít : Là thuốc nổ hỗn hợp, thành phần chủ yếu là Nitro glyxêrin. Dẻo mầu nâu sẫm, sức nổ mạnh,kích nổ khi va chạm chà xát và nhiệt độ >80C, vì vậy kém an toàn. Dynamít nổ được trong nước, và khi nổ không tạo ra khí độc.

Phương tiện gây nổ : để làm nổ một phát mìn cần cung cấp cho nó một năng lượng nhất định gọi là xung lượng kích nổ. Chất kích nổ là một lượng thuốc nổ nhỏ nhưng mạnh và nhạy, được chế tạo sẵn dưới dạng kíp nổ hoặc dây nổ. Đối với phát mìn lớn thì chất kích nổ chia làm 2 tầng: kích nổ - mồi nổ - khối thuốc nổ. Mồi nổ là lượng thuốc nổ gắn sau kíp có sức công phá mạnh.

Hình 2. 14- Cấu tạo kíp đốt và kíp điện

1-vỏ nhôm hoặc đồng. 2-thuốc kích nổ lần 2. 3-vỏ dựng thuốc kích nổ lần 1.4-thuốc kích nổ lần 1. 5-điểm hoả ( mắt ngỗng). 6-chất cháy chậm.7-dây tóc bốc cháy. 8-dây điện; 9-chất cách ly.

Kíp nổ có hai loại : kíp nổ đốt và kíp điện.

26

Kíp đốt được gắn vào dây cháy chậm, khi đốt một đầu dây thuốc cháy dần đến kíp và làm cho chất nổ trong kíp phát nổ.

Kíp điện khác với kíp đốt là ở phía đuôi kíp có bộ phận gây cháy bằng dây tóc và đốt nóng bằng dòng điện dẫn vào bằng dây dẫn.

Cả hai loại kíp có vỏ bằng đồng hoặc nhôm, đường kính ∅=5,5÷7mm và có chiều dài theo số hiệu của kíp. Các bộ phận của hai loại kíp thể hiện trong hình 2.14.

Để làm cho kíp phát nổ dùng biện pháp đốt nóng lượng thuốc kích nổ cực nhạy 4, khối này tiếp tục làm cho lượng thuốc 2 có sức công phá lớn ở đầu kíp phát nổ tạo thành xung lượng kích nổ làm cho khối thuốc chính của quả mìn phát nổ.

Nguồn nhiệt đốt nóng lượng thuốc số 4 là do đốt dây cháy chậm hoặc nung nóng dây tóc bằng dòng điện dẫn từ nguồn ở xa vào.

Dây cháy chậm là một sợi dây có đường kính 5÷6mm, trong lõi đặt chất dẫn cháy gồm thuốc nổ đen+bột than+diêm tiêu bọc bằng 3 lớp sợi bông phía ngoài phủ hắc ín để chống ẩm. Dây chấy chậm được sản xuất thành cuộn dài, khi sử dụng phải cắt ra từng đoạn có chiều dài tính toán và lắp vào kíp đốt.

Dây dẫn nổ : Dùng để truyền nổ từ nơi phát nổ đến quả mìn. Dây nổ có lõi là thuốc nổ mạnh ( Hexoghen,Têtrin) nhưng với lượng nhỏ bên ngoài có vỏ bọc bằng nhựa bảo vệ, dây dẫn từ vị trí điểm hoả đến quả mìn, trên vỏ dây có chỉ hướng truyền nổ. Tốc độ truyền nổ 7000m/s. Nếu dùng dây dẫn nổ quấn quanh vật cần phá và cho nổ có thể cắt đứt hoặc phá vỡ vật đó. Như vậy dây dẫn nổ là một loại mìn sợi dài. Để làm cho dây dẫn phát nổ phải dùng kíp buộc ốp vào đầu dây và điểm hỏa, kíp nổ làm cho lõi thuốc trong dây kích nổ và khối thuốc nổ ở cuối dây nổ theo. 2. 2.3- Biện pháp nổ mìn :

Có ba biện pháp nổ mìn : nổ mìn ốp, nổ mìn lỗ và nổ mìn buồng. Trong thi công cầu chỉ sử dụng biện pháp nổ mìn lỗ nhỏ và nổ ốp.

Nổ mìn ốp dùng để phá đá mồ côi, cắt đứt kết cấu. Thuốc nổ được gói chặt thành quả bộc phá và buộc vào khối đá hoặc gài xuống phía dưới khối đá, trong gói thuốc nổ đã gài kíp nổ. Lượng thuốc tính tóan đủ để làm vỡ khối đá thành những hòn nhỏ để có thể vận chuyển đi được.

27

Hình 2. 15- Biện pháp nổ ốp mìn. a) phá đá tảng trên cạn. b) phá đá và cắt cọc ở dưới nước. 1- Gói bộc phá. 2- Dây cháy chậm có gài kíp. 3- Đất dẻo hoặc bột dẻo đắp ngoài

Khi nổ mìn để cắt kết cấu thép có tiết diện tổ hợp, ứng với mỗi bộ phận của tổ

hợp tiết diện bố trí một lượng nổ riêng. Các lượng nổ đặt dối diện nhau để tăng hiệu ứng cắt.

Hình 2. 16- Bố trí lượng nổ cắt kết cấu thép, các số chỉ vị trí các gói thuốc nổ, đơn vị tính bằng mm .

Nổ mìn lỗ nhỏ để phá đá hố móng hoặc phá dỡ kết cấu bê tông. Lỗ khoan có

đường kính ∅42÷60mm. Chiều dài lỗ khoan căn cứ vào chiều dày lớp đá cần đào hoặc của kết cấu bê tông cần phá.

Cấu tạo một quả mìn nạp bao gồm : phía đáy lỗ mìn là thuốc nổ được lèn chặt, phần thuốc trên cùng có gài kíp và nối ra ngoài lỗ mìn bằng dây cháy chậm hoặc dây điện. Phần lỗ mìn còn lại phải được lèn chặt bằng mùn khoan của lỗ mìn, bằng đất sét dẻo. Phần chèn lấp này gọi là bua mìn, bua càng chặt, hiệu quả nổ phá càng cao. Chiều dài của đoạn bua phải không được nhỏ hơn 1/3 chiều dài toàn bộ lỗ mìn (Hình 2.17,b).

a) b)

Hình 2.17- Bố trí các lỗ mìn đào phá đá trong hố móng (a) và cấu tạo quả mìn nạp sử

dụng kíp điện . 1- các thỏi thuốc nổ. 2- kíp điện 3- bua mìn

28

Nạp thuốc nổ : Thuốc nổ gói thành gói nhỏ, buộc chặt, có đường kính nhỏ hơn đường kính lỗ và thả nhẹ từng thỏi xuống lỗ khoan. Hoặc nếu là thuốc bột thì dùng phễu bằng bìa cứng rót ít một thuốc vào lỗ khoan, sau một lượt rót thuốc dùng gậy gỗ nén chặt rồi rót tiếp. Thỏi thuốc sau cùng gắn kíp. Nếu là kíp đốt, đầu dây cháy chậm giữ cố định trên miệng lỗ khoan bằng một khúc gỗ nhẹ. Nếu là kíp điện, hai đầu dây dẫn mảnh dễ bị đứt nên dùng hai mảnh nứa buộc ốp để bảo vệ , đầu dây kéo chờ trên miệng lỗ khoan.

Mìn nạp dùng để đào hố móng trong nền đá, các lỗ khoan được bố trí theo hình mắt sàng trên diện tích đáy hố móng. Cự ly giữa các lỗ khoan xác định theo chỉ số tác dụng nổ n thông qua các công thức kinh nghiệm sau :

( )

( )1435,015,0+=

+=nwb

nwa (2- 15).

Chiều dài đường kháng w lấy bằng chiều sâu cần đào. Chiều sâu lỗ khoan Lk bằng 1,1w.

Tại giữa hố móng khoan 4 lỗ xiên chéo vào nhau tạo thành hình phễu gọi là các lỗ mìn moi. Các lỗ mìn này nổ trước tạo thêm mặt thoáng cho các lỗ mìn nổ phá sau (hình 2-17).

Khoan một lượt cho xong hết các lỗ khoan, sau khi khoan xong một lỗ phải dùng nút đóng kín. Dưới đáy hố móng thường có nước ngầm nên cần lưu ý sử dụng loại thuốc nổ không bị tan có khả năng nổ được trong nước và sử dụng kíp điện. Các mối nối dây dẫn phải đảm bảo không bị thấm nước, chống chập hay dò điện. Kíp dùng cho các quả mìn nổ phá là kíp vi sai hẹn chậm giờ so với các kíp của lỗ mìn moi khoảng 100 μs. Vật liệu để lấp bua là đất sét dẻo. 2. 2. 4-Tính toán lượng nổ :

Mục tiêu của một vụ nổ là phá vỡ được một khối lượng đất, đá hoặc kết cấu có thể tích là V(m3), tạo thành những viên có kích cỡ đã định. Vụ nổ theo một hình thức đã chọn trước. Ngoài ra phải đảm bảo những yêu cầu về điều kiện an toàn của chấn động do vụ nổ gây ra đối với các công trình bên cạnh và khống chế tuyệt đối các tai nạn do đá bay.

Để đạt được những mục tiêu trên, trước mỗi vụ nổ cần phải lập hồ sơ kỹ thuật thiết kế vụ nổ gọi là hộ chiếu nổ mìn ( Document of Blasting Operation) trong đó nội dung quan trọng là tính toán khối lượng thuốc nổ cần thiết vừa đủ cho vụ nổ.

Lượng nổ là khối lượng thuốc nạp trong một quả mìn. Đối với biện pháp nổ mìn lỗ nhỏ theo hình thức nổ om, lượng nổ được xác định

theo công thức : 3qWC = ( kg ) (2-16) trong đó : q- lượng thuốc nổ tiêu chuẩn Amônít N09 cần thiết để phá vỡ 1m3 đất đá ( kg/m3) W- đường kháng nhỏ nhất tính từ tâm nổ đến mặt thoáng ( m)

Khi dùng loại thuốc nổ khác lượng nổ được nhân với hệ số α. 3qwC α= (kg) (2- 17)

Hệ số α lấy theo từng loại thuốc nổ trong bảng 2.2 Bảng 2-2 Loại thuốc nổ Hệ số α Loại thuốc nổ Hệ số α

29

Amônít No 6 0,85 Đinamit 62% 0,75 Amônít No7 0,9 NitơratAmôn 1,45 TNT 0,85

Khi nổ theo hình thức nổ tung hoặc văng xa, lượng nổ được tính theo công thức của Bôrexcốp :

( )33 6,04,0 nqwC += (kg) (2- 18) Khối lượng thuốc sử dụng trong một vụ nổ bằng lượng nổ nhân với số lượng N

quả mìn. NCQ .= kg Lượng nổ để phá vỡ tảng đá có thể tích V≤ 15m3 bằng chỉ tiêu nổ ốp nhân với thể

tích của tảng đá : VqC 1= ( kg) (2-19) q1 – chỉ tiêu nổ ốp đối với đá lấy bằng 1,8÷0,2 (kg/m3) Lượng nổ để cắt gốc cây, cọc gỗ bằng hệ số k nhân với bình phương đường kính

của cây gỗ : 2kdC = (kg ) (2- 20)

k – hệ số tính với thuốc TNT, gỗ tạp khô lấy bằng 1; gỗ ướt hoặc tươi nhân lên 1,25. Gỗ hồng sắc, hoặc tứ thiết nhân lên 1,5 ÷2 lần.

d- đường kính cây gỗ (cm ). Lượng nổ để cắt kết cấu thép xác định theo công thức : 2qahC = (kg) (2- 21) q- chỉ tiêu thuốc nổ Amônit N09 lấy bằng 0,077 kg. a- chiều dài vết cắt của liều nổ cm h- chiều dày của chi tiết thép cần cắt đứt cm

Chỉ thiêu thuốc nổ đối với một số loại đất đá Bảng 2- 3 Chỉ tiêu thuốc nổ q kg/m3

Phân loại đất đá

Tên đất đá Nổ om

Nổ văng xa

- -

III IV

IV÷V V

V-VI VI-VII

VI VI-VII VI-VIII

VIII-IX IX-XV

XII-XVI XIV

XIV-XV

Cát Cát chắc,ẩm Sét, sét pha cát nặng Đất sét chắc Hoàng thổ Đá phấn Thạch cao, đá vôi sét Đá vôi,đá vôi vỏ sò san hô Đá phún xuất nứt nẻ Đá cuội kết, dăm kết Sa thạch sét kết,diệp thạch sét,đá vôi sét. Dôlômit,đá vôi,sa thạch Granit Bazan, anđêzit Quăc zit Pooc fe rit

- -

0,4-0,45 0,4-0,5

0,35-0,45 0,3-0,35 0,4-0,5 0,6-0,7 0,5-0,6

0,45-0. 55

0,45-0,55 0,5-0,65 0,6-0,85 0,7-0,9 0,6-0,7

0,8-0,85

1,8-2,0 1,4-1,5

1,2-1,35 1,2-1,5 1,1-1,5 0,9-1,1 1,2-1,5 1,8-2,1 1,5-1,8

1,35-1,65

1,35-1,65 1,5-1,95 1,8-2,55 2,1-2,7 1,8-2,1

2,1-2,55

30

Khối lượng thuốc phát nổ đồng thời trong một vụ nổ không được vượt quá lượng

khống chế để chấn động của nó không ảnh hưởng đến công trình nằm cách tâm nổ một khoảng cách Dva và sức ép của sóng nổ không nguy hiểm đối với người ở khoảng cách Dep xác định theo những công thức dưới đây.

Khoảng cách an toàn đối với công trình: 3 QkD cVa α= (m) (2- 22)

Khoảng cách an toàn đối với sức ép: 315 QDep = (m) (2-23) Loại nền Hệ số kc Hệ số α

Đá 5 1 Đất sét 9 1,2

Khoảng cách bay xa của những viên đá lẻ có thể đến 140 m.

2. 2.5- Điều khiển nổ : Những phương tiện điều khiển nổ giúp chúng ta chủ động gây nổ ở một khoảng

cách an toàn cách xa nơi xảy ra vụ nổ. Có ba biện pháp điều khiển nổ là : dùng dây cháy chậm, dùng dây dẫn nổ và dùng

điện. Cả ba biện pháp đều dùng kíp để kích nổ. a) Điều khiển nổ bằng dây cháy chậm :

Khi đốt mìn, một người có thể đốt nhiều quả sau đó chạy về chỗ ẩn nấp an toàn để chờ các quả mìn phát nổ. Chiều dài đoạn dây cháy chậm của quả mìn châm đầu tiên được xác định theo công thức :

( )[ ]

vttn

L501 21 ++−

= (m) (2- 24)

trong đó: n - số lượng quả mìn do một người đốt. t1 - thời gian đốt một dây cháy chậm ( 2s). t2 - thời gian ẩn nấp 60s/100m. 50 - thời gian dự trữ (s). ν - tốc độ cháy của dây xác định theo biện pháp đốt thử (cm/ s).

Những quả mìn tiếp theo theo thứ tự đốt, chiều dài dây cháy chậm cắt ngắn dần mỗi lần số lượng mìn đốt n bớt đi 1 quả.

Khi cắt dây cháy chậm phải dùng dao sắc cắt ngọt một nhát, không được cắt nhiều lần sẽ làm rơi mất thuốc cháy ở trong lõi hoặc làm cho nhựa đường ở vỏ miết vào che kín làm lõi thuốc không bắt cháy được. Một đầu dây cắt thẳng, một đầu cắt vát. Luồn đầu dây cắt thẳng vào trong đầu kíp, không được chạm mạnh vào mắt ngỗng của kíp. Dùng kìm chuyên dụng kẹp chặt vỏ đuôi kíp vào đầu dây để giữ không cho dây tuột khỏi kíp.

D©y ch¸y chËm

Chç dïng k×mbãp chÆt vá kÝpvµo d©y ch¸y chËm

kÝp

Dïng dao s¾c c¾t v¸t ®Ó lµm chç ch©m löa

31

Hình 2. 19- Lắp dây cháy chậm vào kíp đốt

Khi châm lửa dùng mồi châm hoặc áp đầu que diêm vào lõi thuốc rồi quẹt lửa, không đốt bằng cách hơ trên ngọn lửa, làm như vậy thuốc khó bắt cháy do nhựa đường bị đốt nóng chảy che kín mất lõi thuốc. b) Điều khiển nổ bằng dây dẫn nổ :

Dùng dây dẫn nổ để truyền nổ từ vị trí điểm hỏa đến khối thuốc nổ nằm cách xa một khoảng cách an toàn. Dùng dây dẫn nổ để nối nhiều quả mìn lại với nhau thành một mạng cùng chung một lần điểm hỏa. Các quả mìn được nối với nhau bằng dây dẫn nổ sẽ phát nổ đồng thời và gần như ngay lập tức sau khi điểm hỏa. Dây dẫn nổ có thể buộc nối với nhau để kéo dài thêm hoặc chia thành nhánh từ đường truyền nổ chính đến các phát mìn riêng rẽ theo sơ đồ nối tiếp hoặc song song. Khi buộc thành nhánh phải nối dây nhánh xuôi theo hướng truyền nổ, nếu buộc ngược lại, dây dẫn sẽ không truyền nổ.

Hình 2. 20- Đấu các quả mìn vào mạng bằng dây dẫn nổ

c) Điều khiển nổ bằng điện :

Điều khiển nổ dùng điện là tiện nhất, dùng nguồn điện để làm cho kíp điện phát nổ và xung lượng của kíp sẽ kích nổ khối thuốc trong mỗi quả mìn. Để làm cho một kíp điện phát nổ cần nguồn điện một chiều có điện áp U=1V và cường độ dòng I = 1A. Với nguồn yếu hơn kíp vẫn có thể nổ nhưng không chắc chắn vì vậy để đảm bảo an toàn, khi đấu các quả mìn với nhau không được để cho bất kì nguồn điện ngẫu nhiên nào tiếp xúc với mạch. Mỗi quả mìn có hai đầu dây dẫn của đuôi kíp chờ sẵn. Các quả mìn được nối lại với nhau theo sơ đồ mạch điện nối tiếp, song song hoặc hỗn hợp.

Một mạng điện của bãi mìn gồm một dây trục chính dẫn từ bãi nổ tới nơi ẩn nấp và đấu vào nguồn điện của máy điểm hỏa. Từ dây trục chính có dây nối dẫn đến vị trí từng quả mìn và dây đoạn để nối từng quả mìn với nhau.

Hình 2. 21- Sơ đồ nối mạng các quả mìn c-dây chính ; n-dây nối ; d- dây đoạn; e-dây đuôi kíp ; k- kíp mìn

Nối theo sơ đồ mạch nối tiếp, nguồn điện phát nổ yêu cầu phải có điện áp lớn. Điện

trở của mạng xác định theo công thức : ( )kednc RRnRRRR ++++= (Ω) (2- 25) Dòng điện qua mạng ( cũng là dòng qua mỗi kíp điện) yêu cầu :

may

k rRUI+

= ≥ 1 (A) ( 2- 26)

Điện áp nguồn điện : ( ) ( )1++++≥ ednc RnRRRU (V) (2- 27) Đấu mạch nối tiếp dễ kiểm tra điều kiện kín mạch trước khi điểm hỏa.

Nối theo sơ đồ mạch điện song song nguồn điện phát nổ yêu cầu phải có trị số dòng lớn. Điện trở của mạnh xác định theo công thức :

n

RRRRR ek

nc+

++= (Ω ) (2- 28)

Trị số dòng điện yêu cầu :

32

1≥=k

k nRUI (A ) (2- 29)

trong đó: Rc - điện trở của dây trục chính Ω. Rn - điện trở của dây nối từ trục chính đến từng quả mìn Ω Rd - điện trở các dây đoạn Ω Re - điện trở dây đuôi kíp Ω Rk - điện trở của một kíp Ω rmay - điện trở trong của máy điểm hoả Ω n- số lượng kíp

Nguồn điện thường dùng máy điểm hỏa chuyên dụng, phát điện bằng biện pháp quay tay và điện được tích bằng tụ cho đến khi đủ trị số điện áp thiết kế. Mỗi loại máy có trị số điện áp và khả năng cung cấp dòng cho một mạng có điện trở cho phép nhất định, ví dụ máy điểm hỏa ờùỡ-2 của Nga có các trị số biểu kiến như sau U=1500V; Rcho phep=950Ω. Sau khi thiết kế mạng điện của bãi mìn, xác định được các trị số của mạng và căn cứ vào đó để chọn loại máy điểm hỏa cho phù hợp. 2. 2. 6 - Biện pháp nổ mìn có che chắn :

Trong thi công cầu chúng ta thường gặp phải những trường hợp phải tổ chức nổ phá trong điều kiện ở xung quanh có những công trình không thể di dời được, để bảo vệ những công trình này tránh khỏi chấn động do sóng xung kích ta phải tính toán lượng nổ trong một lần phát nổ không được vượt quá khối lượng Q để khoảng cách Dva ở trên nhỏ hơn khoảng cách từ điểm phát nổ đến công trình cần bảo vệ. Ngoài ảnh hưởng của sóng chấn động, công trình ở xung quanh còn chịu va đập của các mảnh vỡ của đá hay của vật liệu bị phá văng ra, khoảng cách bay xa của những mảnh này lớn, trong điều kiện công trường rất khó kiểm soát hiện tượng này. Để khắc phục người ta áp dụng biện pháp nổ mìn có che chắn. Vật liệu che chắn phải là những vật liệu mềm , đàn hồi và rẻ tiền như rơm rạ, cây cỏ. Hiệu quả nhất là nùn rơm bện thành tấm chắn quây kín xung quanh những quả mìn hoặc đậy hẳn lên vùng nổ. Nếu không có sẵn nùn rơm có thể dùng nhiều tấm lưới B40 căng trên khung thép làm thành tấm chắn đặt che về phía chống đá bay.

Không nên dùng thép tấm đậy lên vùng nổ, tấm thép sẽ bị phá hoại. 2. 2. 7 - Thiết bị khoan lỗ mìn :

Loại máy dùng thông dụng để nổ phá trong xây dựng giao thông là máy khoan đập-xoay chạy bằng hơi ép. Tác dụng phá đá chủ yếu là do va đập của búa lên mũi khoan, sau mỗi lần đập, mũi khoan xoay đi một góc 10÷150 ngược chiều kim đồng hồ. Máy khoan đập còn gọi là búa khoan. Choòng khoan gồm : cần khoan có chiều dài 2,5÷5,5m làm bằng thép các bon cứng, dọc theo thân cần khoan có lỗ ∅6 để thổi mùn khỏi lỗ khoan. Đầu choòng tạo giác lục lăng để lắp vào bộ ly hợp của búa và có đai gờ để mắc vào khoá giữ.

Mũi khoan để rời, lắp vào cần khoan theo nguyên lý làm việc của nêm, sau một thời gian khoan mũi bị mòn có thể tháo ra và thay thế mũi mới. Mũi khoan có nhiều loại,tuỳ thuộc vào độ cứng của đá mà chọn loại mũi thích hợp

- mũi chữ nhất (-),dùng cho loại đá có f =5÷7; - mũi chữ thập (+),dùng cho đá có f=10÷14 - mũi hoa khế (�),dùng cho đá rất cứng.

33

f – hệ số kiên cố theo cách phân loại đất đá của Prôtôđiakônốp, đối với đá bằng cường độ chịu nén tính bằng kG/cm2 chia cho 100.

Búa khoan tay loại ẽé có trọng lượng 18÷31kg Chiều dài lỗ khoan tối đa 4÷5m. Đường kính lỗ 42÷60mm. Khoan đập có cấu tạo đơn giản, an toàn, khi khoan cần khoan xoay từng góc nhỏ

để thay đổi vị trí mũi khoan sau mỗi lần đập.

H−íng truyÒn næ H−íng truyÒn næ



Dùng dây dẫn nổ để truyền nổ từ vị trí điểm hỏa đến khối thuốc nổ nằm cách xa một khoảng cách an toàn. Dùng dây dẫn nổ để nối nhiều quả mìn lại với nhau thành một mạng cùng chung một lần điểm hỏa. Các quả mìn được nối với nhau bằng dây dẫn nổ sẽ phát nổ đồng thời và gần như ngay lập tức sau khi điểm hỏa. Dây dẫn nổ có thể buộc nối với nhau để kéo dài thêm hoặc chia thành nhánh từ đường truyền nổ chính đến các phát mìn riêng rẽ theo sơ đồ nối tiếp hoặc song song. Khi buộc thành nhánh phải nối dây nhánh xuôi theo hướng truyền nổ, nếu buộc ngược lại, dây dẫn sẽ không truyền nổ.







trở của mạng xác định theo công thức :

34

( )kednc RRnRRRR ++++= (Ω) (2- 25) Dòng điện qua mạng ( cũng là dòng qua mỗi kíp điện) yêu cầu :

may

k rRUI+

= ≥ 1 (A) ( 2- 26)



n

RRRRR ek

nc+

++= (Ω ) (2- 28)


1≥=k

k nRUI (A ) (2- 29)


Nguồn điện thường dùng máy điểm hỏa chuyên dụng, phát điện bằng biện pháp quay tay và điện được tích bằng tụ cho đến khi đủ trị số điện áp thiết kế. Mỗi loại máy có trị số điện áp và khả năng cung cấp dòng cho một mạng có điện trở cho phép nhất định, ví dụ máy điểm hỏa ờùỡ-2 của Nga có các trị số biểu kiến như sau U=1500V; Rcho phep=950Ω. Sau khi thiết kế mạng điện của bãi mìn, xác định được các trị số của mạng và căn cứ vào đó để chọn loại máy điểm hỏa cho phù hợp. 2. 2. 6 - Biện pháp nổ mìn có che chắn :



35









Dùng dây dẫn nổ để truyền nổ từ vị trí điểm hỏa đến khối thuốc nổ nằm cách xa một khoảng cách an toàn. Dùng dây dẫn nổ để nối nhiều quả mìn lại với nhau thành một mạng cùng chung một lần điểm hỏa. Các quả mìn được nối với nhau bằng dây dẫn nổ sẽ phát nổ đồng thời và gần như ngay lập tức sau khi điểm hỏa. Dây dẫn nổ có thể buộc nối với nhau để kéo dài thêm hoặc chia thành nhánh từ đường truyền nổ chính đến các phát mìn riêng rẽ theo sơ đồ nối tiếp hoặc song song. Khi buộc thành nhánh phải nối

36

dây nhánh xuôi theo hướng truyền nổ, nếu buộc ngược lại, dây dẫn sẽ không truyền nổ.







trở của mạng xác định theo công thức : ( )kednc RRnRRRR ++++= (Ω) (2- 25) Dòng điện qua mạng ( cũng là dòng qua mỗi kíp điện) yêu cầu :

may

k rRUI+

= ≥ 1 (A) ( 2- 26)



n

RRRRR ek

nc+

++= (Ω ) (2- 28)


1≥=k

k nRUI (A ) (2- 29)


Nguồn điện thường dùng máy điểm hỏa chuyên dụng, phát điện bằng biện pháp quay tay và điện được tích bằng tụ cho đến khi đủ trị số điện áp thiết kế. Mỗi loại máy

37

có trị số điện áp và khả năng cung cấp dòng cho một mạng có điện trở cho phép nhất định, ví dụ máy điểm hỏa ờùỡ-2 của Nga có các trị số biểu kiến như sau U=1500V; Rcho phep=950Ω. Sau khi thiết kế mạng điện của bãi mìn, xác định được các trị số của mạng và căn cứ vào đó để chọn loại máy điểm hỏa cho phù hợp. 2. 2. 6 - Biện pháp nổ mìn có che chắn :









38

Hình 2.22- Khoan cầm tay chạy bằng hơi ép.

a) Máy khoan. b) Choòng khoan. c) Đầu khoan.

Trong trường hợp khối lượng khoan nhỏ, chiều sâu mỗi lỗ khoan khoảng dưới 50cm có thể dùng loại khoan cầm tay xoay đập chạy điện, đường kính lỗ khoan tối đa 32mm. 2. 2. 8 – Hộ chiếu nổ mìn :

Hộ chiếu nổ mìn là một tài liệu kỹ thuật và pháp lý dùng cho mỗi đợt nổ. Nội dung của tài liệu này là thiết kế bãi mìn cho mỗi đợt nổ phá bao gồm bình đồ bố trí các lỗ mìn, cấu tạo lỗ mìn, lượng nổ trong từng quả mìn, biện pháp điều khiển nổ. Trong hộ chiếu thể hiện biện pháp tổ chức mỗi đợt nổ gồm thời gian, hiệu lệnh và phân công canh gác, cảnh giới, phân công trách nhiệm của mỗi thanh viên tham gia công tác nổ phá. Hộ chiếu phải được duyệt, trong đó có sự tham gia của cơ quan phòng cháy chữa cháy và thanh tra an toàn lao động. 2.2.9 – Một số nguyên tắc cần thiết khi tổ chức nổ mìn trên công trường :

1. Chỉ được phép tổ chức nổ mìn khi có sự cho phép của cơ quan phòng cháy chữa cháy và bộ phận an toàn lao động.

2. Phải lập hộ chiếu nổ mìn và hộ chiếu này phải được duyệt trước khi tổ chức nổ phá.

3. Chỉ có những người được đào tạo và có chứng chỉ chuyên nghiệp mới được tham gia công tác nổ phá mìn.

4. Kho thuốc nổ và các phương tiện nổ phải đúng tiêu chuẩn theo qui định của cơ quan phòng cháy và chữa cháy.

5. Trước khi nổ mìn, những công trình và thiết bị có khả năng bị hư hại do đá văng phải được che chắn kỹ.

6. Sơ tán mọi thành viên không có phận sự ra khỏi khu vực ảnh hưởng. Mọi lối vào khu vực nổ mìn phải có canh gác cảnh giới nghiêm ngặt.

39

7. Giờ nổ mìn được thông báo từ trước và cố định. Các hiệu lệnh phải nghe rõ từ xa.

8. Chỉ được báo yên khi chắc chắn không còn nguy hiểm trong khu vực nổ mìn 22..33 -- CCÔÔNNGG TTÁÁCC BBÊÊ TTÔÔNNGG ..

Công tác bê tông bao gồm các nội dung công việc : chuẩn bị vật liệu, chế tạo hỗn hợp vữa bê tông,vận chuyển vữa, đổ và đầm bê tông, bảo dưỡng bê tông.

Công tác bê tông chiếm tỉ trọng lớn trong các công tác thi công cầu và được thực hiện ở trong hầu hết các hạng mục của công trình.

Công tác bê tông có vị trí quan trọng trong xây dựng nói chung và trong thi công cầu nói riêng. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của công trình và tiến độ thi công , tổ chức thực hiện có hiệu quả công tác này đồng nghĩa với việc tạo nên hiệu quả sản xuất của công trường.

Vữa bê tông sử dụng trên công trường cầu bao gồm một hoặc cả ba loại sau : - Vữa bê tông chế tạo tại chỗ bằng máy trộn di động. - Vữa bê tông chế tạo tại trạm trộn cố định trên công trường. - Bê tông tươi thương phẩm mua của nhà máy bê tông.

2.3.1- Công việc chuẩn bị vật liệu : Vật liệu dùng cho bê tông bao gồm : cát , đá dăm, xi măng, nước và phụ gia.

Những vật liệu này đều phải được kiểm tra bằng các thí nghiệm theo tiêu chuẩn đã được thỏa thuận giữa nhà thầu và chủ đầu tư. Vật liệu trừ nước được tập kết đến công trường với số lượng dự trữ đảm bảo thi công liên tục và được chứa ở trong kho và bãi chứa vật liệu. Về kho bãi chúng ta sẽ nghiên cứu trong phần Tổ chức thi công.

Cát dùng cho bê tông là cát tự nhiên lấy từ nguồn khai thác được chấp thuận , phải đáp ứng các yêu cầu :

- Sạch : lượng bùn sét, bụi và chất hữu cơ lẫn trong cát không được vượt quá tỉ lệ cho phép sau ( Theo TCVN 1770-86)

- Có cấp phối đều : Tỉ lệ % tích tụ lọt qua sàng theo trọng lượng phù hợp với bảng 2-4.

Cì sµng (mm)

TØ l

Ö %

sãt

tÝch

lòy

trªn

sµn

g B¶ng 2-4

Cì sµng (mm) TØ lÖ % theo träng l−îng tÝch tô trªn

sµng

4,752,632,361,180,60,30,15

00-50-2015-5040-7570-9080-98

Cốt liệu thô dùng cho bê tông là đá dăm xay từ đá vôi hoặc đá nguyên khai có cường độ ≥ 1,5 lần cường độ của số hiệu bê tông và ít nhất bằng 40Mpa. Đá dăm qui định kích cỡ hạt 1-2, 2-4 và 4-6 dùng cho bê tông các kết cấu của cầu. Đá phải đảm bảo những yêu cầu :

- Sạch: số lượng các tạp chất không được vượt quá tỉ lệ % theo trọng lượng có thể tham khảo bảng 2-6.

40

- Đều hạt : Tỉ lệ các hạt dài, hạt dẹt là những hạt có chiều dài ≥3 lần chiều rộng và chiều rộng ≥ 3lần chiều dày không được vượt quá 1% theo trọng lượng.

- Cấp phối hạt phải thỏa mãn yêu cầu ghi trong bảng 2-7 ( tham khảo ).

Xi măng dùng cho bê tông trong các kết cấu cầu phải có số hiệu ít nhất là PC30. Loại xi măng dùng do chủ đầu tư quyết định và không được pha trộn nhiều loại xi măng với nhau. Xi măng dùng trong một đợt đổ bê tông phải cùng một loạt sản xuất của nhà máy.

Bảng 2-5 MỨC ĐỘ LẪN TẠP CHẤT CHO PHÉP THEO MÁC BÊ

TÔNG

TÊN CÁC CHỈ TIÊU

Nhỏ hơn 100 150-200 Lớn hơn 200

1. Sét, á sét, các tạp chất khác ở dạng cục

không không Không

2. lượng hạt trên 5mm, tính bằng % khối klượng cát,

không lớn hơn

10

10

10

3. hàm lượng muối gốc sunfat, sunfit tính ra SO3 tính

bằng % khối lượng, không lớn hơn

1

1

1

4. Hàm lượng mica, tính bằng % khối lượng cát, không lớn

hơn

1,5

1

1

5. Hàm lượng bùn, bụi sét, tính bằng % khối lượng cát

không lớn hơn

5

3

3

6. Hàm lượng tạp chất hữu cơ thử theo phương pháp so

mầu, mầu của dung dịch trên cát không sẫm hơn

Mẫu số hai

Mẫu số hai

Mẫu chuẩn

Bảng 2-6

Loại tạp chất Tỉ lệ % tính theo trọng

lượng

- Các cục đất sét. - Các hạt mềm. - Vật liệu có tỉ trọng nhỏ hơn 1,95 kN /m3

0,25 5,0 1,0

41

Nước ngọt thiên nhiên dùng cho sinh hoạt có độ pH ≥4 đều có thể dùng cho bê tông. 2.3.2 - Chế tạo vữa bê tông :

Hỗn hợp vữa bê tông được chế tạo trên công trường bằng hai hình thức : trộn bằng máy trộn cơ động và bằng trạm trộn cố định. Không được phép trộn bằng tay.

Có hai loại máy trộn bê tông hoạt động theo hai nguyên tắc khác nhau : - Máy trộn cưỡng bức : Thùng trộn được chế tạo ở hai dạng, loại hình trụ thấp cố

định ở vị trí thẳng đứng và loại hình máng nằm ngang. Bộ phận trộn vữa là trục có gắn các lưỡi xẻng khuấy quay đều , đảo trộn hỗn hợp theo thời gian quy định và trút vữa qua cửa sổ mở ra ở dưới đáy thùng. Máy trộn cưỡng bức thường dùng cho các trạm trộn cố định.

- Máy trộn rơi tự do : Thùng trộn hình quả lê quay đều quanh trục dọc và nghiêng được theo một số góc nghiêng. Trong thùng trộn có gắn một số lưỡi xẻng bố trí theo đường xoắn ốc. Hỗn hợp vữa bê tông được nhào trộn do liên tục bị cuốn lên và rơi xuống tự do. Vữa được trút đổ ra ngoài bằng cách xoay gần dốc ngược thùng trộn.

Các máy trộn đều trộn từng mẻ , thùng trộn được chế tạo để trộn mỗi mẻ có dung tích 250 , 400, 800 và 1200 lít.

Trạm trộn được lắp đặt theo công suất tính toán đảm bảo tại thời điểm thi công

dồn dập nhất, vữa bê tông vẫn được cung cấp đủ để đổ bê tông liên tục. Trạm trộn phải bố trí ở vị trí ngay cạnh bãi chứa cốt liệu và kho xi măng, gần bãi đúc cấu kiện BTCT lắp ghép, bãi đúc dầm và không bị ngập nước.

Trạm trộn đặt ở vị trí thuận tiện cho việc cung cấp vữa đến các điểm đổ bê tông trên công trường bằng hình thức vận chuyển đã lựa chọn : nếu bằng xe ôtô thì phải có

Bảng 2-7

Tỉ lệ % theo trọng lượng các hạt lọt qua mắt sàng tiêu chuẩn (mm)

Kích thước hạt

(mm) 80

60

50

40

25

20

15

10

5

2,5

5-20 20-40 40-60

100

90-100

100

35-70

90-100 0-15

100 20-55

-

90-100 0-15 0-5

- - -

20-55 0-5 -

0-10 - -

0-5 - -

42

đường công vụ cho xe đến tận chân từng hạng mục và chiều cao tối thiểu của miệng phễu rót vữa so với cao độ đứng của xe là 1,95m. Nếu vận chuyển bằng máy bơm vữa thì khoảng cách từ vị trí đặt máy bơm đến điểm thi công xa nhất không vượt quá khả năng đẩy xa của máy bơm. Chiều cao tối đa của miệng phễu rót so với thùng chứa của phương tiện vận chuyển không được vượt quá 1,5m.

Trong mỗi trạm trộn đều có thiết bị cân đong tự động các thành phần cấp phối bê tông đã được thiết kế của từng mẻ trộn.

Hình 2.22- Sơ đồ cấu tạo trạm trộn bê tông công suất nhỏ. 1- Bãi chứa cốt liệu. 2- Máy cào vun đống cốt liệu. 3- Ca bin vận hành. 4- Téc đựng

nước. 5- Máy trộn 800 lít. 6- Phễu xả vữa. 7- Thiết bị cân tự động xi măng. 8- Thiết bị tự động đong nước. 9- Thiết bị cân tự động cốt liệu. 10- Gầu nạp cốt liệu. 11- Xi lô chứa xi măng rời. 12- Thiết bị hút xi măng. 13- Xe chở vữa bê tông.

43

Hình 2.22 b- Trạm trộn bê tông trên công trường. Khi khối lượng đổ bê tông không lớn hoặc việc vận chuyển vữa bê tông đến vị trí

đổ khó khăn phải tập kết vật liệu ra tận chân công trình và tổ chức trộn vữa tại chỗ thì phải dùng các máy trộn di động.

Máy trộn đặt trên sàn công tác kê cao để có thể trút vữa vào được thùng chứa của thiết bị vận chuyển vữa đặt ở phía dưới Mặt sàn có diện tích đủ rộng để bố trí cốt liệu đã đong sẵn cho một mẻ trộn, 1÷2 bao xi măng và thùng phuy đựng nước, chỗ đứng làm việc cho 4 công nhân phục vụ máy trộn. Chiều cao của sàn công tác so với mặt đất là 70cm.

Chất lượng vữa bê tông phụ thuộc vào những yếu tố sau : - Thời gian trộn. - Tốc độ quay thùng. - Độ chính xác của việc cân, đong các thành phần hỗn hợp vữa. - Trình tự nạp các thành phần hỗn hợp.

Để đáp ứng yêu cầu chất lượng vữa đúng theo số hiệu mác bê tông và đạt được năng suất trộn cao cần tổ chức việc trộn vữa một cách khoa học và đúng kỹ thuật.

Trứơc hết mặt bằng thi công phải gọn , sạch. Sân đong cốt liệu phải đủ rộng và được láng vữa. Chuẩn bị đầy đủ những dụng cụ phục vụ công tác trộn bê tông như xẻng, cào sắt, xô múc nước, thúng hoặc rổ sắt đựng cốt liệu. Có bảng ghi rõ thành phần hỗn hợp trong mỗi mẻ trộn và thời gian trộn một mẻ.

44

Hình 2.23- Bố trí mặt bằng làm việc của máy trộn rơi tự do. 1- Thùng trộn. 2- Khung máy. 3- Gầu nạp cốt liệu 4- Môtơ điện và tời kéo gầu. 5- Tủ vận hành. 6- Sàn công tác. 7- Máng xả vữa. 8- Thùng chứa vữa. 9- Cốt liệu đong sẵn. 10- Thùng đựng nước.

Nhân lực bố trí đủ và phân công rõ ràng, bộ phận đong và nạp cốt liệu là vất vả

nhất cần bố trí nhân công hợp lý. Người đứng máy có trình độ tay nghề cao và có kinh nghiệm. Những người tham gia khác phải được huấn luyện làm việc theo dây chuyền và đã tập dượt thử trên dây chuyền đó.

Lượng vữa của một mẻ trộn thường theo khối lượng xi măng trong một bao, mỗi mẻ trộn 1 bao hoặc 1/2 bao. Khối lượng xi măng trong bao phải được cân thử để xác định xem có đúng như trọng lượng ghi trên vỏ bao hay không. Thành phần hỗn hợp trong một mẻ trộn tính theo tỉ lệ lượng xi măng trong một mẻ trộn so với lượng xi măng thiết kế theo số hiệu bê tông.

Lượng xi măng trong một mẻ trộn (1bao) là x (kg) Các thành phần khác trong 1 mẻ trộn sẽ là :

- Đá dăm : TK

TK XxDD =

- Cát : TK

TK XxCC =

- Nước : TK

TK XxNN = ( lít)

- Phụ gia : TK

TK XxPP = (lít)

trong đó : XTK, DTK , CTK , NTK và PTK là lượng xi măng , đá , cát , nước và phụ gia thiết kế cho 1m3 vữa bê tông.

Nếu thành phần thiết kế của đá và cát tính theo trọng lượng ( kN) thì các giá trị D và C phải đổi sang thể tích bằng cách chia các giá trị này cho trọng lượng thể tích của

Hình 2.24- Hộc dùng đong cốt liệu

45

một m3 cốt liệu đã được thí nghiệm γ. Sau đó căn cứ vào thể tích của cát và đá ta đóng hai loại hộc một để đong cát và một để đong đá. Hộc đong là một khối hộp chỉ có bốn mặt xung quanh bằng tôn dày 2mm , có thể tích bằng ước số của thể tích cát và đá trong một mẻ trộn. Hai bên thành hộc đóng hai đòn khiêng bằng gỗ để nhấc lên sau mỗi lần đong. Khi đong xúc cốt liệu đổ tự nhiên vào trong hộc cho đầy có ngọn sau đó dùng một thước gỗ gạt bằng rồi khiêng nhấc hộc lên cao đặt sang chỗ khác. Cốt liệu đã đong cho xúc vào thúng đựng và đặt lên sàn công tác chờ sử dụng.

Trình tự nạp cốt liệu vào thùng trộn như sau : đổ 1/2 lượng nước và chất phụ gia, đổ hết lượng đá , đổ hết lượng cát , đổ xi măng và cuối cùng cho hết lượng nước còn lại. Trong khi nạp vật liệu thùng vẫn quay đều. Sau khi cho hết các thành phần mới bắt đầu tính thời gian quay trộn. Thời gian quay (s) phụ thuộc vào độ sụt của vữa và dung tích thùng trộn (lít) tham khảo bảng 2.8 2.3.3 - Xác định năng suất của máy trộn và số lượng máy trộn phối hợp :

Cần phải biết được lượng vữa mà một máy trộn có thể cung cấp trong một giờ hoạt động liên tục để từ đó tổ chức công tác trộn vữa nhằm đáp ứng yêu cầu đổ bê tông liên tục theo một tốc độ cần thiết.

Lượng vữa một máy trộn cung cấp trong một giờ hoạt động liên tục gọi là năng suất của máy , được xác định theo công thức :

( m3/h) ( 2-30) trong đó : V – dung tích vữa của một mẻ trộn (lít). t1 – thời gian nạp các thành phần hỗn hợp vữa bê tông 30s. t2 – thời gian quay trộn một mẻ ( s) tra bảng 2.8 t3 – thời gian trút một mẻ vữa ra khỏi thùng bảng 2.9 t4 – thời gian quay thùng trở về vị trí ban đầu 15s.

k- hệ số sử dụng thời gian thường lấy bằng 0,9. 3,6- hệ số đổi đơn vị

Tốc độ đổ bê tông : là chiều cao của lớp bê tông đổ trong một đơn vị thời gian và cũng có thể hiểu là khối lượng bê tông đổ trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích. Đơn vị thường là m/h hoặc m3/m2.h. Diện tích đổ bê tông là hình chiếu của tiết diện kết cấu lên mặt bằng.

Tốc độ đổ bê tông do biện pháp tổ chức thi công quyết định. Một hạng mục kết cấu cần đổ bê tông có thể tích là V và diện tích đổ bê tông là F cần phải đổ bê tông liên

ktttt

VP ×+++

=4321

6,3

Bảng 2.8

Độ sụt của vữa (cm)

Dung tíchV(lít)

6 >6 <450 60 45

<1000 120 90

Bảng 2-9 thời gian trút một mẻ vữa ( giây) Dung tích tùng (lít) Độ sụt

(cm) 250 450 1200 6 30 30 40

>6 15 25 30

Bảng 2-10– Chiều sâu tác dụng của đầm (m).

Loại đầm

Bán kính tác

dụng R

Ghi chú

Đầm bàn 0,4 tính từ mặt bê tông Đầm dùi 0,7 tính từ mặt bê tông

Đầm gắn cạnh 1,0 tính từ vị trí gắn

đầm

46

tục cho đến khi xong nếu thi công 3 ca ( 24 giờ) liên tục , tốc độ đổ bê tông là

1 24Vh

F= . Nếu tổ chức đổ trong 12 giờ khi đó tốc độ sẽ là : 2 12

VhF

= , tức là tăng gấp

đôi. Tốc độ đổ bê tông không được nhỏ hơn giá trị tối thiểu để đảm bảo chiều dày lớp vữa bê tông chưa ninh kết thường xuyên ở bên trên mặt kết cấu lớn hơn chiều sâu tác dụng của đầm , như vậy khi đầm bê tông lực xung kích do đầm không ảnh hưởng đến lớp bê tông bắt đầu ninh kết ở phía dưới.

vcttRh

−=

25,1min (m/h ) (2-31)

trong đó : R- bán kính tác dụng của đầm ( tra trong bảng 2.8) t- thời gian linh động của vữa , thông thường là 4 h. tVC – thời gian vận chuyển vữa tính từ lúc trút vữa ra khỏi thùng đến

khi đổ bê tông (h). Như vậy tốc độ đổ bê tông h xác định theo biện pháp tổ chức đổ bê tông và phải ≥

hmin tính theo công thức (2-31). Khối lượng bê tông cần thiết trong một giờ FhQ .= (m3) và khi đó số lượng máy

trộn phối hợp sẽ là kết quả của phép chia của khối lượng bê tông Q cho năng suất của một máy P (2-30) và làm tròn lên số nguyên , đồng thời cộng thêm một máy dự phòng sự cố máy hỏng đảm bảo yêu cầu đổ bê tông liên tục. 2.3.4 - Vận chuyển vữa bê tông:

Vữa bê tông sau khi trộn sẽ bắt đầu xảy ra quá trình ninh kết , trong quá trình vận chuyển sẽ phải đáp ứng những yêu cầu sau đây :

1- Không để vữa ninh kết. 2- Không để vữa bị phân tầng. 3- Không để vữa bị mất nước.

Vữa bị phân tầng là hiện tượng hỗn hợp vữa mất tính đồng đều , cốt liệu thô bị chìm lắng và dồn vào một chỗ, bột vữa và nước nổi lên trên.

Để ba hiện tượng nêu trên không xảy ra , phương tiện vận chuyển vữa bê tông phải đảm bảo các yêu cầu : kín nước , khuấy trộn đều và chậm , được che kín.

Trên công trường có hai hình thức vận chuyển vữa bê tông là vận chuyển bằng xe chuyên dụng và dùng máy bơm vữa bê tông.

Xe chuyên dụng chở vữa bê tông có thùng chứa vữa quay trộn liên tục trong suốt thời gian vận chuyển. Trong thùng có gắn rãnh xoắn ruột gà , khi quay thùng theo chiều ngược lại vữa được đưa ra miệng thùng và xả ra ngoài theo máng dẫn.

47

Hình 2.25- Sơ đồ cấu tạo xe Mix chở vữa bê tông.

Trên công trường có thể phải vận chuyển vữa trong những điều kiện sau :

- Không có đường cho xe vào đến chân công trình. - Vị trí thi công nằm trong vùng ngập nước. - Vị trí thi công ở trên cao.

Trong những trường hợp kể trên phải sử dụng máy bơm để vận chuyển vữa. Máy bơm vữa bê tông có hai loại hoạt động theo hai nguyên tắc : loại bơm bằng

áp suất khí nén và bơm đẩy bằng pít tông. Loại thứ hai sử dụng tiện lợi hơn và là loại máy dùng phổ biến hiện nay trên các công trường.

Chu trình hoạt động của máy gồm hai giai đoạn liên tục nối tiếp nhau : pít tông kéo về, van cổ phễu mở còn van đầu ống đóng vữa bê tông được hút vào xilanh. Khi pít tông đẩy ra van cổ phễu đóng và van đầu ống mở, lượng vữa nằm trong xilanh bị đẩy vào ống dẫn. Với hai xi lanh hoạt động lệch pha nhau, vữa được hút và đẩy một cách liên tục vào ống dẫn ( hình 2.26 b,c ). Ống dẫn làm bằng thép gồm hai lớp cho nên mặc dù thành mỏng nhưng có độ cứng lớn. Đường kính ống ∅150÷280mm chia thành các đoạn chiều dài 3m nối với nhau bằng khớp nối khóa cặp và có gioăng cao su kín. Đường ống có thể uốn cong nhờ các cút nối uốn theo các góc.

Máy bơm có thể đẩyvữa đi xa đến 300m và lên cao 40m, bê tông có cốt liệu là đá 4-6 và độ sụt của vữa từ 5÷24cm. Để dẫn đường ống đến vị trí đổ bê tông phải có đà giáo để đặt ống , đặc biệt là những đoạn ống vượt qua khu vực ngập nước và đoạn đi thẳng đứng dẫn vữa lên tầng cao.

48

Hình 2.26- Máy bơm vữa bê tông.

a- Sơ đồ cấu tạo. Sơ đồ hành trình : b- bơm hút.

c- đẩy vữa theo ống dẫn. d- lắp nối hai đốt ống dẫn bằng khóa cặp ; e- lắp nối hai đốt ống dẫn bằng vòng găng.

Trước khi bơm vữa phải bơm nước đi trước để làm trơn đường ống , người ta

dùng quả bóng lọt vừa đường kính ống bịt phía trước cho nước đẩy theo phía sau một đoạn và cũng chặn lại bằng quả bóng thứ hai , phía sau là vữa bê tông. Lượng vữa đầu tiên chảy ra khỏi đầu ống thường lẫn nhiều nước nên phải xả bỏ đi cho đến khi xuất hiện dòng vữa dẻo mới sử dụng.

Khi bơm phải cho máy hoạt động liên tục, không được ngừng lâu giữa chừng rất

49

dễ bị tắc ống. Ở đợt bơm cuối cùng trước khi ngừng bơm cũng đặt quả bóng và bơm nước đẩy theo một cách liên tục để vệ sinh đường ống. Đường ống có giá thành cao nên phải lưu ý rửa sạch không để bê tông làm tắc ống đồng thời bảo quản tránh làm cong hoặc dập ống. 2.3.5 - Đổ và đầm bê tông :

Hỗn hợp vữa bê tông được rót vào khuôn phải đảm bảo yêu cầu giữ nguyên trạng thái đồng đều và đồng nhất như vừa trộn. Vữa bê tông bị coi là phân tầng khi mất tính đồng đều, không liên tục có sự phân lớp và tách lớp. Nguyên nhân chính là khi rót bê tông từ trên cao cốt liệu thô và vữa xi măng tách rời nhau trong quá trình rơi , khi xuống đến mặt vữa do ban đầu vữa chưa kịp san phẳng nên dồn đống tạo thành hình chóp , các hạt thô khi rớt xuống sẽ lăn theo mặt nón và xếp xung quanh còn lại bột vữa tập trung ở giữa.

Cường độ bê tông phụ thuộc vào độ chặt của nó , muốn đạt được độ chặt khi đổ bê tông phải tiến hành đầm. Đầm có tác dụng làm cho bột vữa bị chảy loãng như một thứ dung dịch , các hạt cốt liệu thô xếp xít lại với nhau còn khe rỗng giữa chúng sẽ lấp đầy dung dịch vữa. Dưới tác dụng của đầm , các bọt khí còn lại trong bột vữa bị ép đẩy nổi lên và thoát ra ngoài. Tất cả những tác dụng trên làm cho bê tông chặt, đều lấp đầy khuôn và bề mặt tiếp giáp với ván khuôn được nhẵn mịn.

Như vậy khi đổ bê tông phải đảm bảo bốn nguyên tắc sau : 1- Đổ liên tục cho đến khi kết thúc. 2- Chiều cao vữa rơi không được vượt quá 1,5m. 3- Vữa rót xuống thành từng lớp có chiều dày không quá 0,3m và san đều. 4- Sau mỗi lớp vữa phải tiến hành đầm kỹ mới rải lớp tiếp theo. Khi đổ bê tông hỗn hợp vữa đã được chuyển đến sát ngay chân công trình bằng

những biện pháp vận chuyển đã nêu ở trên hoặc trộn ngay tại chỗ. Việc rót vữa vào khuôn và san đều là nội dung của công việc đổ bê tông.

Hình 2.27- Rót vữa bê tông xuống hố móng bằng máng nghiêng

Có bốn biện pháp rót vữa bê tông vào khuôn : 1- Dùng máng nghiêng : trong điều kiện phải rót vữa từ trên mặt đất xuống vị trí

thấp hơn nằm sâu dưới đáy hố móng. Máng nghiêng đóng bằng gỗ hoặc gò bằng tôn

50

mỏng có các nẹp tăng cứng. Trên một số công trường người ta còn sử dụng cọc ván thép Laxen có tiết diện hình lòng máng để làm máng nghiêng. Phía trên có gắn phễu để hứng vữa trút xuống từ máy trộn hoặc xe chở vữa. Đường máng có độ dốc từ 45÷600 có các khung đỡ ở những vị trí trung gian (hình 2.27)

2- Bằng các gầu chứa vữa : các gầu chứa bằng thép chế tạo ngay trên công trường. Dung tích của gầu bằng bội số của dung tích một mẻ trộn bằng máy trộn di động và thường là 0,3; 0,6 và 0,8 m3. Gầu chứa có cấu tạo thành thấp để phù hợp với các phương tiện dễ dàng trút vữa vào thùng và đáy nghiêng dốc có cửa đóng mở được để trút vữa ra nhanh chóng. Đặt gầu chứa chắc chắn trên mặt bằng , đóng kín cửa xả rồi trút vữa vào sau đó dùng cần cẩu đưa gầu đến sát vị trí trút vữa ra và mở cửa xả , rót vữa vào khuôn. Sử dụng gầu chứa để đổ bê tông trong những điều kiện phải chuyển vữa từ trên cao xuống hố móng hoặc từ dưới mặt đất lên trên tầng cao hơn. Trong giáo trình này giới thiệu hai loại gầu chứa thường được dùng trên các công trường thi công cầu.

Loại thứ nhất có cấu tạo như chiếc thuyền được treo lên bằng bốn sợi xích ở bốn góc và phía trên móc cẩu có một palăng xích để kéo nâng dốc một đầu khi trút vữa ra khỏi gầu. Loại này có cấu tạo đơn giản và có thể chuyển được mỗi mẻ hơn 1m3 vữa , nhưng có nhược điểm là trút vữa chậm ( hình 2.30a)

Loại thứ hai có dạng hình phễu đặt trên khung giá bằng thép góc, đưới đáy phễu có cửa xả mở ra bằng bản lề và đóng lại bằng chốt móc. Mở chốt theo nguyên lý đòn bẩy (hình 2.28a).

Hình 2.28- Rót vữa bằng gầu chứa vữa.

51

3- Rót vữa trực tiếp vào khuôn từ ống bơm của máy bơm vữa, ống bơm được dẫn đến tận khuôn và kê đầu ống lên giá sao cho có thể di chuyển miệng ống đến các vị trí khác nhau trên mặt ván khuôn để san vữa cho đều. Khi chiều cao từ miệng ống đến mặt bê tông lớn hơn 1,5m phải hạ thấp miệng xả vữa xuống. Vì ống bằng thép cứng khó di chuyển nên đoạn ống xả thẳng xuống được thay bằng ống cao su có tăng cứng bằng cốt thép lò xo. Cần phân biệt đoạn ống này với loại ống vòi voi sẽ giới thiệu dưới đây.

4- Dùng xe bơm bê tông chuyên dụng còn gọi là máy bơm động : xe bơm được trang bị ống bơm có dạng cánh tay thủy lực có thể vươn với tới mọi vị trí nằm trong tầm hoạt động của xe, cuối tay với có một đoạn ống mềm để di chuyển ống đến những vị trí bị vướng nhiều cốt thép. Xe bơm có thể vươn cao đến 20m. Khi xe bơm hoạt động có các xe Mix cung cấp vữa bê tông đi kèm.

Hình 2.29- Xe bơm bê tông, cần bôm có thể vươn xa(a) và vươn cao đến 20m (b).

Ống vòi voi : Khi rót vữa bê tông , nếu chiều cao vữa rơi lớn hơn 1,5m mà không

thể hạ thấp được miệng gầu người ta phải làm chậm tốc độ rơi của các thành phần trong hỗn hợp của vữa tránh hiện tượng phân tầng. Thiết bị để làm chậm tốc độ rơi của vữa bê tông gọi là ống vòi voi.

Có hai loại ống vòi voi : ống thép và ống cao su. Ống vòi voi bằng cao su, đường kính 350mm có miệng phễu lắp vào miệng thùng chứa vữa bê tông bên dưới cửa xả.

52

Trước khi đổ vữa bê tông chứa đầy trong thùng, khi xả vữa tạo thành dòng chảy liên tục trút xuống. Mỗi lần đổi thùng chuyển vữa phải tháo miệng phễu ra khỏi đáy thùng chứa như vậy sẽ bất tiện cho thi công. Khi đổ khối lượng lớn nên chế tạo một loại phễu chứa cố định có cửa xả gắn với ống vòi voi, vữa bê tông chuyển bằng các thùng chứa và trút vào phễu. Để san vữa chỉ cần di chuyển đầu xả của ống vòi voi.

Ống vòi voi mềm bằng thép là một chuỗi những đoạn ống hình chóp cụt gò bằng

tôn mỏng lồng vào nhau. Đốt ống dưới treo vào đốt trên nhờ hai quai xách hình vòng khuyên và móc treo gắn ở hai bên hông của từng đoạn ống. Trong lòng mỗi ống có lắp một lưỡi gà nhỏ chìa ngang ra để hạn chế tốc độ rơi xuống của vưã. Vì từng đốt treo móc với nhau nên ống vòi voi làm việc như một ống mềm có thể kéo di chuyển ống đến những vị trí trút vữa khác nhau trong phạm vi diện tích đổ bê tông. Khi vữa dâng đến đâu có thể tháo ngắn bớt ống đi đến đấy. Phía trên cùng đặt phễu có khung kê lên dầm ngang của đà giáo để đón vữa. Chuỗi ống vòi voi treo vào móc treo dưới đáy phễu ( hình 2.30). Ống mềm phù hợp với điều kiện diện tích đổ bê tông đủ rộng , công nhân có thể làm việc ở trong khuôn để di chuyển ống và tháo dần các đốt.

53

Hình 2.30- Cấu tạo ống vòi voi bằng thép. a) Chi tiết cấu tạo. b) tổ chức đổ bê tông trụ cầu bằng gầu chứa và ống vòi voi.

Ống vòi voi loại cứng là loại ống giống như ống bơm bê tông có đường kính 250÷300mm , chỉ khác là các ống không nối với nhau bằng khớp nối khóa mà nối bằng ren trái chiều hoặc khớp treo. Dưới đáy ống có cửa van đóng mở nhờ vô lăng xoay bố trí ngay cạnh cửa van. Trên miệng có phễu đựng vữa và có gắn đầm loại nhỏ để phòng tắc ống trong quá trình đổ bê tông , dung tích của phễu bằng 1,5 dung tích của cả chiều dài ống. Đổ đầy vữa trong ống rồi mới mở cửa van trong khi phía trên liên tục cấp vữa vào phễu. Vữa dâng đến đâu thì dùng cần cẩu kéo nâng phễu và ống lên đến đấy đồng thời kê cao thêm lên cho đến khi hết một tầm chiều dài đốt thì đóng của van, dùng thanh cặp giữ chặt lấy đầu ống và tháo bỏ bớt đoạn trên rồi nối vào cổ phễu và tiếp tục đổ bê tông. Dùng ống vòi voi kín trong trường hợp diện tích đổ bê tông chật chội, công nhân không thể vào được trong lòng khuôn. Dùng ống cứng bất tiện ở công đoạn tháo bỏ dần các đốt và khó di chuyển ống theo diện tích đổ bê tông, vữa trút xuống không đều có lúc rơi tự do.

Đầm bê tông có bốn loại : đầm bàn dùng để là ở trên mặt vữa, đầm chùy ( còn gọi là đầm dùi ) đầm sâu bên trong khối vữa, đầm gắn cạnh đầm phía bên ngoài ván khuôn và đầm rung gắn vào bệ đúc. Máy đầm là loại máy tạo ra dao động có tần số 400 ÷ 3000 Hz. Các máy đầm hiện nay đều chạy bằng động cơ điện, dao động tạo ra do quay lệch tâm , những máy của Liên xô ( cũ ) sản xuất hiện còn sử dụng ở một số công ty chạy bằng điện ba pha thông qua máy hạ thế xuống 36V, các loại máy đầm của Trung quốc của các nước Châu Âu và một số cơ sở sản xuất của Việt Nam bắt đầu chế tạo đều chạy điện 220V.

Khi đổ bê tông bản dùng đầm dùi kết hợp với đầm bàn để hoàn thiện. Khi đổ bê tông khối lớn dùng máy đầm dùi có đường kính và công suất lớn. Đối với kết cấu dạng tường phải dùng đầm dùi đường kính nhỏ kết hợp với đầm gắn cạnh. Đầm rung chỉ dùng cho chế tạo các cấu kiện kích thước nhỏ và thi công trong điều kiện công xưởng.

Bê tông được đầm có độ chặt cao không bị rỗ,xốp, lấp đầy khuôn và chất lượng bề mặt của bê tông nhẵn, mịn. Nếu đầm nhiều,bê tông sẽ bị phân tầng, giảm chất lượng,vì vậy dừng đầm khi thấy bê tông không còn lún xuống và trên mặt vữa xuất hiện lớp nước hồ xi măng. Khoảng cách các điểm cắm đầu đầm không lớn hơn 1,5 lần bán kính tác dụng. Không được dùng đầm để san vữa bê tông, không được tì lên khung cốt thép để đầm.

Xử lý bề mặt bê tông ngay sau khi ngừng hẳn việc rót vữa vào khuôn. Xử lý bề mặt nhằm hoàn thiện và tạo ra bề mặt kết cấu bê tông có chất lượng tốt nếu dừng hẳn việc đổ bê tông hoặc tạo ra bề mặt mối nối liền khối với bê tông đổ sau nếu đổ bê tông phân đoạn. Xử lý bề mặt tiến hành theo kỹ thuật sau : đầm kỹ cho đến khi nổi vữa xi măng , dùng đầm bàn là một lượt để tạo phẳng , dùng bàn xoa và thước dài láng phẳng

Hình 2.31 – Ống vũi voi loại cứng. 1- Phễu.2-khung đỡ phễu.3-Đốt ống.4-khớp treo.5- vụ lăng mở van. 6- cửa van. 7-múc kộo van.8-đầm rung

54

và tạo dốc mui luyện chảy ra ngoài mép ván khuôn để không bị đọng váng xi măng trên bề mặt. Xử lý bề mặt mối nối tiến hành theo kỹ thuật sau : đầm kỹ , gạt phẳng tạo mui luyện dốc chảy ra ngoài mép ván khuôn , dùng các viên đá sạch và đều cấy lên bề mặt vữa để tạo nhám.

Việc đổ bê tông phải tiến hành liên tục , nếu do sự cố không thể khắc phục phải dừng mà thời gian dừng lại không quá 30 phút thì có thể đổ bê tông tiếp , nếu thời gian dừng quá 30 phút phải hoàn thiện tạo nhám bề mặt , không để nước đọng và dừng hẳn chờ cho đến khi cường độ bê tông đạt 1,2 MPa thì đổ lớp tiếp theo.

Xử lý mối nối giữa hai lớp bê tông đổ trước đã đóng rắn và vữa bê tông đổ sau phân làm hai trường hợp : đối với bê tông mới đổ cường độ còn thấp chỉ cần dùng vòi nước có áp xối rửa kỹ sau đó đổ bê tông, đối với bê tông cũ đã rắn chắc dùng bàn chải sắt hoặc máy chà cọ sạch và tạo nhám bề mặt sau đó dùng vòi nước xối rửa , ngay trước khi đổ bê tông miết đều một lớp vữa 1,5÷2cm có thành phần như hỗn hợp của vữa bê tông lên bề mặt bê tông cũ để tạo dính bám tốt. Khi phải xử lý mối nối theo mặt đứng, hiện nay có loại phụ gia làm chậm ninh kết bê tông, khi quét lên mặt ván khuôn của bề mặt bê tông của khối đổ trước dung dịch phụ gia này sẽ làm cho cường độ của lớp bê tông trên bề mặt thấp hơn so với bê tông phía bên trong, chỉ cần dùng vòi nước xói rửa là tạo nhám được bề mặt tiếp xúc, giảm được chi phí nhân công rất nhiều.

2.3.6 - Các biện pháp đổ bê tông dưới nước :

Đổ bê tông dưới nước là tiến hành rót vữa bê tông vào trong khuôn nằm ngập chìm sâu dưới nước để thi công các hạng mục kết cấu khi không có điều kiện bơm tát cạn. Phải có các biện pháp kỹ thuật để không cho vữa bê tông hòa tan trong nước , nước không ngấm vào trong khối vữa đổ xuống , kết cấu đảm bảo tính liền khối và có chất lượng đáp ứng yêu cầu sử dụng. Các giải pháp kỹ thuật này đã được nghiên cứu ứng dụng và xây dựng thành các biện pháp công nghệ. Trong thi công cầu hai biện pháp công nghệ được áp dụng phổ biến là công nghệ vữa dâng và công nghệ rút ống thẳng đứng.

Công nghệ vữa dâng là đổ cốt liệu thô vào trong khuôn trước sau đó bơm vữa xi măng đã trộn vào trong khối đá ép từ dưới đáy ép dần lên , áp suất bơm làm cho dòng vữa chảy lấp các khe rỗng và đẩy nước ra ngoài. Vữa từ mỗi ống bơm lan tỏa ra một vùng có bán kính nhất định , các vùng kề nhau đan nhập vào nhau tạo thành một khối lỏng dâng lên lấp dần các khe rỗng của khối cốt liệu. Sau khi đông kết ta có được khối bê tông nằm trong nước. Do vữa bê tông không được nhào trộn, khối bê tông do các viên đá xếp ngẫu nhiên được gắn kết lại bằng khối vữa lỏng mà thành nên số hiệu không thể xác định. Mặt khác khi đổ đá trong nước không thể san tạo phẳng nên bề mặt bê tông rất kém. Vì những lý do trên bê tông đổ theo công nghệ vữa dâng chỉ dùng cho các công trình phụ tạm không dùng cho những kết cấu chính. Công nghệ vữa dâng chủ yếu áp dụng để thi công lớp bê tông bịt đáy hố móng.

Kỹ thuật đổ bê tông được thực hiện theo các bước : 1- Chia diện tích đổ bê tông thành lưới ô vuông , kích thước 2,5÷4m , riêng các

cạnh biên cách các cạnh của vòng vây hố móng 1,3÷2m. Dùng cây luồng hoặc thanh cốt thép buộc thành dàn định vị theo lưới đã chia.

2- Chế tạo các lồng thép chống bẹp dạng lồng sóc với cốt thép dọc làm bằng ∅10 và cốt đai tròn làm bằng ∅6 , đường kính lồng bằng 2 lần đường kính ống bơm vữa

55

đồng thời phải ≥ 200mm. Cự ly giữa các thanh cốt thép 5cm , cự ly giữa các cốt đai tròn nằm trong phần đổ đá phải nhỏ hơn kích thước viên đá còn ở phần trên bố trí cách 100cm một đai. Các lồng chống bẹp phải nhô cao hơn mặt nước để khi đổ, đá không bị rơi vào trong lồng. Cắm các lồng chống bẹp vào những đỉnh lưới ô vuông và buộc cố định vào dàn định vị.

3- Đổ đá vào khuôn, đổ đều theo từng lưới ô vuông đã chia , lượng đá đổ vào mỗi ô lưới bằng diện tích của ô nhân với chiều dày bê tông. Đá dùng cho đổ bê tông theo công nghệ vữa dâng là đá dăm ≥ 4cm hoặc đá hộc.

4- Đặt các ống bơm vữa vào trong lòng các lồng chống bẹp , miệng ống thả xuống sát đáy. Ống bơm vữa có đường kính ∅50÷100mm nối chung với đường trục và nối vào máy bơm vữa.

5- Vữa xi măng cát được trộn trong máy trộn theo tỉ lệ 21

=CX và tỉ

lệ 85,065,0 ÷=XN . Dùng máy bơm vữa khí nén với áp suất 0,5Mpa hoặc có thể dùng

máy bơm đẩy pít tông để bơm vữa. Tốc độ vữa dâng 0,2÷2m/h đầu ống bơm phải giữ luôn ngập trong vữa 0,65m.

6- Lượng vữa dâng lên được kiểm tra thông qua lượng vữa đã bơm vào bằng thể tích khối đá nhân với tỉ lệ lỗ rỗng là 40 ÷45%, hoặc bằng cách đo chiều dày của vữa trong các lồng thép.

7- Sau khi kết thúc việc bơm vữa , thu các ống bơm và thu hồi các lồng thép bằng cách dùng cần cẩu kéo nhổ chúng lên ngay khi vữa chưa ninh kết.

Sơ đồ công nghệ xem trong hình 3.34.

2,5-4m

2,5-

4m

1,3-2m

1,3-

2m

1

2

21

35

4

5

46

8

7

Hình 3.32- Sơ đồ biện pháp đổ bê tông dưới nước theo công nghệ vữa dâng.

1- vòng vây cọc ván thép. 2- khung chống vòng vây. 3- trục chia vị trí cắm ống. 4- dàn định vị. 5- lồng chống bẹp. 6- ống bơm vữa. 7- đá dăm. 8- bán kính ảnh hưởng của vữa.

Công nghệ rút ống thẳng đứng dùng vữa bê tông đã trộn sẵn rót vào trong khuôn bằng

56

ống kín cắm ngập trong khối vữa. Áp suất tạo ra do chiều cao cột vữa thắng áp lực của nước làm cho vữa chảy lan tỏa ra xung quanh và để cho áp suất vữa luôn lớn hơn áp lực nước ống đổ phải được kéo rút từ từ lên cao. Các vùng vữa của mỗi ống đổ giao cắt nhau và trộn thành một khối. Do bê tông được đùn từ trong lòng khối vữa nên chỉ có mặt ngoài tiếp xúc với nước vì vậy bê tông đổ theo biện pháp này đồng đều và liền khối , hỗn hợp vữa bê tông trộn theo thành phần thiết kế và kiểm soát được chất lượng , vữa có độ sụt lớn nên đảm bảo độ chặt cần thiết của bê tông. Vì những lý do trên chất lượng bê tông đổ dưới nước theo công nghệ rút ống thẳng đứng được đảm bảo và có thể áp dụng công nghệ này để đổ bê tông cho những kết cấu nằm chìm trong nước. Kỹ thuật đổ bê tông theo biện pháp rút ống thẳng đứng được thực hiện như sau :

1- Chuẩn bị các ống đổ bê tông , đường kính ống ∅200÷300mm chiều dài mỗi đốt ống 2,5m nối với nhau bằng khớp nối kín. Ống nối với phễu đổ có dung tích bằng 1,5 lần dung tích của toàn bộ ống Các ống được thả xuống sát đáy, cự ly giữa các ống là 1,25R và cách thành khuôn 0,65R. Trong đó R là bán kính lan tỏa của vữa trong mỗi ống được tính theo công thức :

mKIR 66 <= (2-32) với K – thời hạn vữa còn độ linh động ( h ). I-tốc độ đổ bê tông ( m/h)

Chiều dài của ống phải đảm bảo sao cho cao độ mực vữa trong phễu (cách miệng phễu 5cm ) cách mực nước thi công (MNTC) một khoảng là h thỏa mãn điều kiện :

HRh 6,0−≥ ( 2-33) trong đó H – khoảng cách từ MNTC đến miệng ống hoặc đến cao độ mặt vữa ở trong

khuôn .

hH

L=1,25R

hH

t

a) b) c) d)

Hình 3.33- Sơ đồ các bước đổ bê tông dưới nước theo công nghệ rút ống thẳng đứng a) Bước chuẩn bị ống đổ ; b) cấu tạo nút thông ; c) rút ống đổ bê tông;d) kết thúc

Điều kiện ( 2.33) nhằm đảm bảo tốc độ chuyển động của vữa trong ống được liên

tục, thắng sức cản của áp lực nước và ma sát thành ống. Nếu tính ra h< 0 thì có thể bố trí cao độ phễu ở bất kỳ vị trí nào thuận lợi cho thi công.

Trong mỗi phễu, tại vị trí cổ phễu nối với ống treo một nút thông kích thước vừa

57

lọt trong ống và có khả năng nổi trên mặt nước. Quả thông này có các tác dụng : giữ cho vữa không rơi tự do vào trong ống, ngăn không cho vữa tiếp xúc với nước, dồn đẩy nước và không khí ra khỏi ống khi bắt đầu trút vữa. Nút thông treo vào móc có hai sợi dây, một sợi là dây treo có khả năng kéo đứt lớn và một sợi dây điều khiển làm quay móc để thả nút rơi xuống. Các ống đổ cùng với phễu được đặt trên hệ thống nâng để kéo rút lên với cùng một tốc độ.

2- Vữa bê tông có kích thước cốt liệu ≤ 1/4 đường kính trong của ống, độ sụt 16÷24cm và lượng xi măng tăng 20% so với chỉ tiêu xi măng cùng mác vữa nếu đổ trên cạn. Đổ vữa vào trong các phễu. Thả các nút thông tụt xuống sát đáy đồng thời các cột vữa cũng hạ xuống theo trong các ống. Kéo dây điều khiển để thả rơi nút thông. Nâng các đầu ống lên khỏi đáy 25cm , vữa đẩy nút thông ra ngoài và chảy tràn ra xung quanh , rút ống lên với tốc độ 0,12m/phút và tiếp tục cấp vữa vào các phễu. Trong quá trình rút ống phải đảm bảo điều kiện chiều sâu t của đầu ống ngập trong vữa nằm trong khoảng : KIt 25,0 ≤≤ . Điều kiện này đảm bảo nước không thâm nhập vào trong khối vữa và đầu ống kịp rút ra khỏi khối vữa bắt đầu ninh kết.

3- Tốc độ cấp vữa cho mỗi ống tham khảo bảng 2-11 So với biện pháp vữa dâng, rút ống thẳng đứng phức tạp hơn rất nhiều nên chỉ áp

dụng khi bê tông có yêu cầu chất lượng cao. Bảng 2-11

Tốc độ cấp vữa cho1 ống q(m3/h) Cự ly ống L (m)

Diện tích lan toả F(m2) K=3 giờ K=4 giờ

3,0 3,5 4,0

10 15 20

4 8 12

3 6 9

2.3.7 - Độn đá hộc trong bê tông :

Có thể bỏ thêm đá hộc vào hỗn hợp bê tông của kết cấu bê tông có kích thước lớn để giảm lượng xi măng. Lượng đá độn vào không được vượt quá 20% thể tích khối bê tông. Kích thước của hòn đá không được lớn hơn 1/3 kích thước nhỏ nhất của kết cấu. Đá phải rửa sạch, đặt vào từng lớp vữa bê tông sau khi san phẳng, cự ly giữa các viên đá không được nhỏ hơn 10cm, cách ván khuôn ít nhất 25cm, cách cốt thép cấu tạo 3 lần đường kính. Đầm kỹ bê tông xung quanh viên đá rồi tiếp tục đổ lớp vữa bên trên chìm lấp hết các viên đá. 2.3.8 - Bảo dưỡng bê tông :

Bảo dưỡng là giữ ẩm tạo điều kiện cho quá trình thuỷ hoá trong bê tông được hoàn tất. Nếu sử dụng phụ gia tạo lớp phủ bề mặt giữ nước trong khối bê tông thì không cần tưới nước bảo dưỡng, tuy nhiên phụ gia này còn chưa được dùng phổ biến cho nên việc bảo dưỡng bê tông bằng tưới nước thường xuyên vẫn là biện pháp hữu hiệu. Trong mùa khô tưới nước được duy trì trong 7 ngày đêm, trong 3 ngày đầu ban ngày cách 3 tiếng tưới nước 1 lần ,ban đêm ít nhất tưới 1 lần. Các ngày sau tưới ít nhất 3 lần trong 1 ngày đêm. Nếu dùng các vật liệu che phủ giữ ẩm thì số lần tưới nước giảm ít đi và chất lượng bê tông tốt hơn.

Đối với những cấu kiện BTCT đúc sẵn chế tạo trong xưởng hoặc trên bãi đúc có thể áp dụng biện pháp bảo dưỡng bằng hấp trong môi trường hơi nước gọi là bảo dưỡng gia nhiệt để đẩy nhanh thời hạn ninh kết của bê tông. Kỹ thuật này sẽ trình bày trong phần chế tạo cọc ống trong khuôn đúc ly tâm và trong chương chế tạo dầm bê tông

58

ƯST ( Tập2). Đối với mối nối ướt giữa các kết cấu BTCT lắp ghép cũng có thể làm cho bê

tông sớm đạt được cường độ bằng cách tưới thường xuyên nước nóng và ủ kín giữ nhiệt. 2.3.9-Tháo dỡ ván khuôn:

Ván khuôn thành được dỡ khi cường độ bê tông đạt 2,5Mpa. Ván khuôn được tháo lần lượt từ kết cấu chống đỡ bên ngoài, các thanh nẹp của khuôn, bu lông liên kết giữa các tấm ván đơn với nhau, sau đó mới tiến hành bóc ván ra khỏi mặt bê tông. Bóc từ tấm của hàng ván phía trên trước Sử dụng loại dụng cụ gọi là xà cày để bóc ván. Dụng cụ này làm bằng thép ∅20, dài khoảng 80cm một đầu rèn thành bàn nhổ đinh giống như đầu các búa đinh còn một đầu rèn mũi bẹt giống như đầu xà beng nhưng lưỡi dày hơn. Trước tiên dùng búa gõ nhẹ phía bên ngoài mặt ván cho ván tách rời khỏi mặt bê tông làm xuất hiện khe hở nhỏ, cẩn thận lách lưỡi xà cày vào khe hở và bẩy nhẹ cho mặt ván tách dần ra khỏi mặt bê tông cho đến khi dỡ ra được hoàn toàn. Ván khuôn đáy đỡ trọng lượng bản thân của kết cấu bê tông, khi dỡ ván là truyền tải trọng này cho kết cấu chịu vì vậy ván đáy chỉ được dỡ khi kết cấu có đủ khả năng chịu lực. Thông thường khi cường độ bê tông đạt ≥ 75% cường độ thiết kế thì có thể dỡ ván đáy. Trước tiên phải tháo hẫng đà giáo ra khỏi ván đáy theo độ hẫng có tính toán, trình tự tháo hẫng cũng phải được thiết kế để phù hợp với đường biến dạng đàn hồi của kết cấu bê tông phía trên, sau đó tháo đến hệ thống nẹp, hệ thống liên kết và sau đó là bóc dỡ các tấm ván. 2.3.10 - Hoàn thiện bề mặt bê tông sau khi bóc ván khuôn:

Đây là công việc không mong muốn nhưng trong thực tế đôi khi vẫn phải thực hiện khi chất lượng bề mặt của bê tông sau khi bóc dỡ ván khuôn không đựoc nhẵn phẳng như yêu cầu. Những trường hợp phải hoàn thiện bề mặt bao gồm : bề mặt thô nhám do dính bám vào ván khuôn, rỗ tổ ong cục bộ, rỗ nước do có nhiều bọt khí. Những hiện tượng này không ảnh hưởng đến cường độ của bê tông nhưng làm giảm khả năng bảo vệ của bê tông và dẫn đến ảnh hưởng tuổi thọ của công trình do vậy được phép sử dụng kết cấu nhưng phải sửa chữa hoàn thiện lại bề mặt.

Kỹ thuật và vật liệu dùng để hoàn thiện bề mặt bê tông phải được tư vấn và chủ đầu tư chấp thuận.

Đối với những chỗ bê tông bị thô nhám có thể dùng máy mài, mài nhẹ và đều trên bề mặt, sau đó dùng vữa Sikadur là loại keo gốc Epoxi biến tính không kị nước quét lên bề mặt, sau khi vữa khô dùng giấy ráp số 0 đánh nhẵn.

Đối với hiện tượng rỗ nước, nếu mật độ nhỏ thì có thể bỏ qua. Đối với hiện tượng bị rỗ tổ ong do vữa không lấp đầy nếu được tư vấn chấp thuận,

trước hết phải rửa sạch bề mặt bằng nước, sau đó thấm ẩm và dùng vữa xi măng Polyme cải tiến ví dụ Sika Refit 2000 của hãng Sika là chất chuyên chữa và làm đẹp bề mặt bê tông trát phủ lấp các lỗ hổng cho bằng với bề mặt bê tông, khi nào lớp vữa trám này đông cứng , dùng giấy ráp số 1 và số 0 đánh cho nhẵn.

2.4 - CÔNG TÁC CỐT THÉP .

Công tác cốt thép bao gồm cả cốt thép thường và cốt thép DƯL, để tiện nghiên cứu phần cốt thép DƯL sẽ trình bày trong chương chế tạo dầm BTCT ƯST còn phần này chỉ đề cập đến công tác cốt thép thường.

Công tác cốt thép bao gồm các công việc gia công cốt thép và lắp dựng khung cốt thép của kết cấu BTCT.

59

Gia công cốt thép là chỉ chung các công việc : nắn thép , đo cắt , uốn các thanh cốt thép. 2.4.1- Nắn và đo cắt cốt thép:

Cốt thép chở đến công trường dưới hai dạng : cốt thép sợi và cốt thép thanh. Những cốt thép tròn trơn đường kính ∅6÷12 và cốt thép có gờ ∅5÷10 sản xuất dưới dạng cuộn tròn khoảng 230÷250kg/cuộn , những loại đường kính khác đều sản xuất dưới dạng thanh thẳng chiều dài từ 8÷12m.

Nắn cốt thép bằng máy , cho sợi thép chạy qua một hàng các trục lăn đặt so le nhau như hình 2.34 , sợi thép được uốn qua lại nhiều lần và được vuốt thẳng.

Hình 2.34 – Nắn cốt thép sợi.

a) Các cuộn thép. b) Bàn gỡ thép. c) Máy nắn nhiều trục lăn. d) Máy chuốt thẳng Đối với thanh cốt thép đường kính lớn có thể tiến hành nắn bằng biện pháp thủ

công, dùng vam tay uốn ngược lại chiều bị cong. Để đo chiều dài các thanh cốt thép thường dùng một thanh đã đo sẵn làm mẫu,

dùng thanh này đo và lấy dấu trên các thanh khác. Trên một số máy nắn và cắt thép liên hoàn có bố trí bộ phận đo cắt tự động, người ta có điểm cữ để xác định chiều dài thanh thép và đặt ở đây một rơle đóng điện, điểm này cách vị trí lưỡi cắt một khoảng cách bằng chiều dài thanh thép cần chặt, khi đầu thanh thép chạy tới điểm này lập tức lưỡi cắt dập xuống và cắt đứt thanh cốt thép. Chặt cốt thép bằng một trong ba phương pháp là cưa, chặt và sấn. Phương pháp sấn là sử dụng lực cắt có xung kích để chặt đứt thanh thép, lưỡi trên và lưỡi dưới của thiết bị sấn đặt so le nhau theo đúng mặt phẳng cần chặt. Đối với đường kính lớn phải sử dụng phương pháp cưa. 2.4.2 – Uốn cốt thép:

Cốt thép phải uốn trong những trường hợp có móc tròn ở hai đầu các thanh cốt thép trơn, uốn móc vuông những thanh cốt thép có gờ , uốn cốt thép đai và uốn xiên cốt thép chịu lực. Kích thước móc tròn ở hai đầu thanh cốt thép phải được tính toán để thỏa mãn các yêu cầu :

- Dễ thực hiện. - Không gây ra khuyết tật cho thanh thép như rạn nứt khi uốn. - Đạt được chiều dài cấu tạo như thiết kế sau khi uốn.

- Sử dụng triệt để chiều dài thanh thép giảm số lượng đầu thừa, tiết kiệm thép.

60

Δ

Hình 2.35- Kích thước móc uốn thanh cốt thép Để uốn thanh thép tròn đường kính là d(mm) ,

chiều dài thiết kế thanh cốt thép là L (mm) thì đường kính móc uốn phải là 2,5d , chiều dài mỏ móc là 3d như vậy để tạo được hai móc chiều dài của thanh thép duỗi thẳng là L+12,5d. Khi uốn , đoạn cong sẽ bị kéo chảy và dãn dài thêm một đoạn và làm cho thanh thép sau khi uốn bị dài thêm lớn hơn chiều dài thiết kế, nếu đặt vào ván khuôn sẽ bị chạm vào hai đầu ván. Như vậy khi đo và cắt thép phải giảm bớt đi khoảng dãn dài này. Chiều dài dãn chảy Δmm (bảng 2-12) của thanh thép khi bị uốn phụ thuộc vào đường kính và có thể tham khảo bảng tính sẵn dưới đây , khi đó chiều dài thanh thép cần đo cắt sẽ là : Δ−+= dLLThep 5,12 (mm) (2-34)

Có các loại máy chuyên dùng để uốn cốt thép , nguyên lý hoạt động của máy mô tả trong hình 2.38, máy chạy bằng động cơ điện thông qua hệ thống truyền động và cá hãm làm quay mâm đi một góc đúng bằng với góc uốn ( 450,900 và 1800). Trục uốn 4 có thể thay thế với những đường kính khác nhau bằng 2,5 lần đường kính thanh cốt thép cần uốn. Hệ thống vít điều chỉnh sao cho chốt tựa 1 và mấu giữ 3 thẳng hàng nhau tạo khoảng cách thông thủy giữa chúng với trục uốn 4 bằng đúng đường kính của thanh cốt thép. Khi uốn cốt thép đường kính nhỏ và số lượng lớn ví dụ như cốt thép đai cọc hay móc cốt thép ,người ta thường chồng từ 5 đến 6 thanh cốt thép lên nhau để uốn một lần.

Bảng 2-12 Góc uốn của móc Đường kính

thanh thép d(mm) 180o 90o 45o

6 10 5 - 8 10 10 -

10 15 10 - 12 15 10 5 14 20 15 5 16 20 15 5 20 25 15 10 22 40 20 10 25 45 25 15 27 50 30 20 32 60 35 25

Hình 2.36- Nguyên lý hoạt động của máy uốn cốt thép. 1- Chốt tựa 2- Mâm quay. 3- mấu giữ . 4- trục uốn. 5- thanh cốt thép.

61

∅

H×nh 2.37- CÊu t¹o vam uèn cèt thÐp vµ biÖn ph¸p uèn cèt thÐp b»ng bµn vam. a) CÊu t¹o vam. b) BiÖn ph¸p uèn cèt thÐp ®−êng kÝnh lín b»ng bµn vam. c) Uèn cèt thÐp ®−êng kÝnh nhá ( ∅6-8). 1- cèt thÐp. 2- c¸c chèt tùa. 3- chèt uèn. 4- vam.

Trường hợp không có máy phải tiến hành uốn các thanh cốt thép bằng biện pháp

thủ công. Dụng cụ để uốn cốt thép gọi là vam được chế tạo ở xưởng rèn của công trường. Kích thước của vam phải chế tạo theo đường kính của thanh cốt thép uốn như trong bảng 2-13. Vam làm bằng thép công cụ CT5, chiều dài tối thiểu của vam có thể không cần chế tạo dài bằng L mà nối thêm bằng một đoạn ống thép gọi là tay công để nhiều người tham gia uốn đối với cốt thép có đường kính lớn hơn 30mm. Để uốn cốt thép phải dựng một bệ kê cố định chắc chắn trên mặt đất gọi là bàn vam ( hình 2.37,b), trên mặt phẳng của bàn vam có chôn các chốt tròn trong đó có hai chốt tựa 2 và một chốt 3 để thanh thép uốn quanh nó. Thanh cốt thép đặt nằm dọc mặt bệ và luồn khít vào giữa hàng chốt tựa và chốt uốn. Cho hàm của vam cặp vào thanh thép và vặn một góc 1800 quanh chốt uốn.

Các thanh cốt thép cùng số hiệu sau khi uốn được bó lại với nhau thành từng bó có trọng lượng 25÷30kg, trên mỗi bó có kẹp phiếu ghi số hiệu và số lượng trước khi nhập vào kho. Khi sử dụng sẽ căn cứ vào phiếu này để tìm kiếm. 2.4.3 – Lắp dựng khung cốt thép :

B¶ng 2-13

KÝch th−íc vam theo h×nh 2.37a (mm)

§−êng kÝnh cèt thÐp

(mm)

∅ a

b

c

d

e

h

L

10-14 13-18 17-24 23-28 27-40

16 20 25 30 40

32 40 50 60 80

16 20 25 30 40

20 20 25 30 40

15 19 25 29 41

55 58 75 89

120

20 25 30 40 50

750 1058 1075 1089 1120

62

Cốt thép của kết cấu BTCT được lắp dựng thành khung có thể tự đứng vững như một kết cấu, chịu được tải trọng thi công trên nó và các lực xung kích khi đổ bê tông mà không bị xô lệch.

Lắp dựng khung cốt thép gồm các công việc dựng lưới và dựng khung. Lưới của kết cấu có kích thước không lớn, chiều cao dưới 4m, chiều dài và chiều

rộng dưới 10m thì buộc lưới tại chỗ còn những lưới lớn hơn kích thước trên phải chia thành nhiều tấm buộc sẵn ở trên mặt bằng sau đó lắp vào khung cốt thép.

Để dựng lưới cốt thép người ta rải các thanh dọc trước theo bước lưới , buộc một số thanh ngang định vị sau đó kê tất các các thanh lên cao hơn mặt bằng 25÷30cm rồi tiến hành rải nốt các thanh ngang còn lại và buộc thành lưới. Để bố trí các thanh theo đúng cự ly thiết kế có thể dùng hai thanh gỗ đặt ở hai đầu, trên đó chia khoảng cách bước lưới và dùng đinh đóng để định vị. Các thanh cốt thép được đính với nhau bằng cách dùng dây thép 1mm để buộc hoặc bằng hàn chấm.

Mỗi tấm lưới sau khi buộc xong dùng hai thanh cốt thép đường kính lớn đặt theo hai đường chéo của tấm lưới và buộc vào ở một số điểm để tăng cứng cho tấm lưới rồi dùng cần cẩu loại nhẹ nhấc ra khỏi khung buộc, xếp lên giá kê.

Khung cốt thép có hai cách dựng : dựng tại chỗ và dựng theo từng khối buộc sẵn. Đối với kết cấu có kích thước lớn như thân trụ cao trên 8m, khung cốt thép cọc khoan nhồi... thì khung cốt thép được chia thành nhiều phân đoạn, các phân đoạn này được dựng ở xưởng gia công cốt thép và cẩu lên lắp vào khung cốt thép của kết cấu.

Cốt thép sau khi dựng thành khung phải đảm bảo các yêu cầu : - Chắc chắn , chịu được trọng lượng của bản thân và tải trọng thi công. - Đủ cứng , không bị biến hình do trọng lượng bản thân và tải trọng thi công. - Giữ nguyên khoảng cách giữa cốt thép với cốt thép và giữa cốt thép với ván

khuôn, đảm bảo chiều dày bảo vệ của cốt thép dưới tác động của tải trọng thi công của vữa bê tông rơi và tác dụng của đầm.

Để đảm bảo các yêu cầu trên, ngay từ khâu thiết kế đã phải xét đến điều kiện chịu lực của khung để bổ sung các cốt thép phụ chống đỡ khung cốt thép như :

1- Sử dụng các thanh cốt đai chữ C để chống giữa các mặt phẳng lưới. 2- Sử dụng các cốt đai lồng vào nhau của xà mũ trụ. 3- Xét khả năng chịu kéo đứt của các thanh cốt thép chủ trong đốt cọc trên cùng

khi treo khung cốt thép của cọc khoan nhồi... Khi lắp dựng khung cốt thép phải bổ sung thêm những thanh cốt thép phụ để làm

chỗ gá cho các thanh cốt thép chính hoặc tăng cứng cho khung cốt thép , các thanh này có thể tháo bỏ nếu sau khi dựng xong đã thực hiện đủ các mối buộc hoặc mối hàn và khung cốt thép tự đứng vững.

63

Đối với kết cấu có cấu tạo phức tạp , các đốt của khung cốt thép cần chế tạo sẵn trong xưởng với độ chính xác cao , khi dựng trong xưởng người ta sử dụng các bộ dưỡng để định dạng cho khung cốt thép. Từng đoạn của khung cốt thép được dựng trên dưỡng sau khi dựng xong dùng cần cẩu nhấc ra và lắp lên kết cấu, tiếp tục dựng đoạn khác trên dưỡng.

Để giữ khoảng cách cố định giữa cốt thép và ván khuôn khi lắp dựng khung cốt thép người ta dùng những con kê để đệm vào giữa khoảng cách này. Con kê được đúc sẵn bằng vữa xi măng mác cao, có kích thước 3,5×3,5cm và chiều dày bằng chiều dày bảo vệ của bê tông. Đối với ván khuôn đáy, các con kê được kê vào dưới thanh cốt thép dưới cùng, bố trí theo hình mắt sàng cự ly 50cm một điểm kê, còn đối với ván khuôn thành các con kê phải buộc chặt vào thanh cốt thép ngoài cùng bằng sợi dây thép chôn sẵn vào con kê, khoảng cách giữa các con kê treo là 100cm.

Đối với những kết cấu có kích thước lớn khung cốt thép không thể lắp dựng ngay một lần mà phải chia thành đốt, thành từng tấm lưới chế tạo sẵn rồi sau đó nối lại với nhau bằng các mối nối cốt thép.

Các tấm lưới hoặc các phân đoạn cốt thép được nối lại với nhau bằng mối hàn đối đầu có cốt thép đệm và hàn gối đầu. Chiều dài đường hàn phải đảm bảo ít nhất là 10d , các kiểu mối hàn thể hiện trong hình vẽ 2.39. Khung cốt thép có thể được nối trước khi đổ bê tông hoặc đổ bê tông từng đợt rồi để cốt thép chờ, sau khi đổ bê tông mới nối với phân đoạn cốt thép tiếp theo. Khi để cốt thép chờ phải chú ý ba yêu cầu sau :

- Đảm bảo chiều dài của mỗi đầu cốt thép chờ chôn vào bê tông trước và sau không được nhỏ hơn 50cm.

- Các thanh cốt thép chờ phải cố định chắc chắn vào khung cốt thép phía dưới, không bị xô lệch làm sai vị trí của cốt thép nối tiếp phía trên.

- Vị trí mối nối của các thanh thép phải so le nhau , tránh việc cùng nối trong một mặt phẳng.

Khi phải sử dụng cả chiều dài chế tạo của thanh cốt thép , ví dụ các thanh có

đường kính ∅16 trở xuống chiều dài cấu tạo là 11,7m còn cốt thép có đường kính từ ∅18 trở lên chiều dài cấu tạo của thanh cốt thép là 8,7m thì không nên cắt nhỏ mà để nguyên cả thanh để dựng vào khung cốt thép của kết cấu. Phải cố định những thanh có kích thước lớn bằng hai điểm liên kết với khung cốt thép ở bên dưới bằng mối hàn hoặc buộc. Khi đó thanh cốt thép phải kéo dài đến mặt phẳng cốt thép gần nhất hoặc bổ sung thêm các thanh cốt thép định vị. Đầu dưới của thanh chôn vào bê tông bệ hoặc bê tông đốt dưới phải uốn ngang vuông góc với trục thanh.

Hình 2.38- Sử dụng con kê bê tông trong lắp dựng khung cốt thép.

64

Hiện nay trong cọc khoan nhồi, để nối các đoạn lồng thép người ta còn sử dụng biện pháp nối bằng cóc bản ép, đặt chồng hai đầu thanh cốt thép vào nhau và dùng 6 hàng cóc ép chặt lại, cách nối này đảm bảo thao tác nhanh chóng phù hợp với điều kiện thi công ở tư thế bị treo ( xem chi tiết trong chương 7).

Cốt thép nhập về công trường trước khi sử dụng phải tiến hành thí nghiệm. Mẫu thí nghiệm được chọn theo từng lô hàng nhập về, mỗi lô hàng có trọng lượng dưới 20 tấn. Trong mỗi lô hàng phải tiến hành thí nghiệm 9 mẫu , trong đó : 3 mẫu thí nghiệm uốn nguội , 3 mẫu thí nghiệm kéo đứt và 3 mẫu thí nghiệm về mối nối hàn.

2.5 - CÔNG TÁC VÁN KHUÔN . 2.5.1- Vai trò và yêu cầu đối với ván khuôn :

Ván khuôn là khuôn đúc của kết cấu bê tông , khuôn như thế nào thì sản phẩm như vậy, do đó ván khuôn có vai trò quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của công tác bê tông :

1- Ván khuôn có vai trò định dạng cho kết cấu bê tông và BTCT , đảm bảo cho kết cấu có hình dạng và kích thước đúng như thiết kế.

2- Giữ kín nước xi măng đảm bảo cho bê tông có cường độ như thiết kế. 3- Bảo vệ cho vữa bê tông đang ninh kết . 4- Tạo bề mặt kết cấu có chất lượng cao. Để đáp ứng được những vai trò trên , công tác ván khuôn phải đạt được những yêu

cầu sau : + Kết cấu ván khuôn phải bền vững , chịu được tải trọng tác dụng lên. + Kết cấu đủ cứng không bị biến dạng , tạo được hình dạng kết cấu đúng như thiết

kế. + Cấu tạo phải kín , giữ được nước xi măng cho bê tông rót vào trong khuôn. + Bề mặt nhẵn , tạo bề mặt bê tông chất lượng cao và đễ bóc ván. + Dễ lắp dựng và dễ tháo dỡ. + Giá thành rẻ : nên sử dụng vật liệu tại chỗ và có thể sử dụng luân chuyển được

nhiều lần. Ván khuôn được chế tạo từ ba loại vật liệu : bằng gỗ, bằng thép và bằng nhựa tổng

hợp. Ván khuôn dùng trong kết cấu cầu thường làm bằng thép hoặc gỗ thép kết hợp. Ván khuôn gỗ sử dụng khi số lần luân chuyển ít và có thể khai thác được vật liệu tại địa phương. 2.5.2- Cấu tạo ván khuôn gỗ :

Ván khuôn dùng cho các kết cấu của cầu, ở các bộ phận từ móng mố, trụ đến kết cấu nhịp hình dạng của chúng nằm trong mấy loại sau :

1- Hình khối chữ nhật. 2- Hình khối lăng trụ.

Hình 2.39- Các kiểu mối hàn nối cốt các thanh cốt thép. d- đường kính cốt thép. Kích thước tính bằng mm.

65

3- Khối hình trụ. 4- Hình hộp. 5- Kết hợp giữa các dạng trên.

Qua đó, chúng ta thấy rằng để tạo được những hình dạng như trên , ván khuôn phải ghép từ các mảnh ván ghép sẵn. Các ván ghép sẵn gọi là các tấm ván đơn. Ván đơn có hai dạng tấm phẳng và tấm có mặt cong.

Kích thước của mỗi tấm ván đơn đủ nhỏ để có thể mang vác thủ công nhưng cũng không quá nhỏ bởi khi đó sẽ tốn nhiều công lắp dựng và chi phí nhiều cho các thanh nẹp.

Chiều cao của tấm ván không quá 1,5m và diện tích bề mặt mỗi tấm không nên quá 4m2.

Gỗ là vật liệu tuy không bền nhưng dễ khai thác tại chỗ. Do đặc điểm của công trình ít có khả năng luân chuyển sử dụng lại thì nên xem xét đến việc sử dụng ván khuôn gỗ mộc. Các bộ phận của ván đều dùng gỗ ván và gỗ xẻ thanh nhóm 5 và nhóm 6. Loại ván khuôn gỗ công nghiệp hiện nay ở nước ta còn ít dùng vì giá thành đắt chỉ sử dụng ở một số công trình dự án của nước ngoài và do công ty nước ngoài trúng thầu xây dựng.

Hình 2.40- Cấu tạo tấm ván đơn bằng gỗ và các chi tiết của tấm ván : 1- ván lát. 2- khung be mép ván. 3- nẹp đứng. 4-ke sắt.5- giằng tăng cứng. 6- bu lông. 7- lớp bọc mặt ván.

Cấu tạo của một tấm ván đơn bao gồm : các tấm ván xẻ chiều dày δ= 3÷4 cm ghép lại với nhau thành một mặt phẳng, xung quanh có các thanh gỗ xẻ đóng thành khung vuông bao lấy các mép ván. Ở bốn góc có bốn tấm tôn 2mm làm thành bốn tấm ke, giữ cho bốn góc luôn vuông. Theo cạnh dài của tấm ván cứ cách 70 ÷80cm đặt một thanh nẹp đứng bằng gỗ xẻ kích thước 6÷8cm, dùng đinh 5÷6cm đóng ván lát vào các nẹp đứng. Để tấm ván không bị biến hình cần đóng hai thanh nẹp chéo theo hai hướng khác nhau nằm lọt giữa hai nẹp đứng. Trên mặt ván dùng tôn mỏng hoặc gỗ dán bọc bên ngoài để tạo nhẵn và che kín các khe hở giữa các mảnh ván. Nếu không bọc, các mảnh ván phải bào nhẵn mặt và ghép theo mộng vuông.

Để ghép ván khuôn cho đầu tròn của trụ hay cột trụ tròn phải chế tạo các tấm ván cong. Thực chất mặt ván không cong tròn mà là gẫy khúc nhiều cạnh. Trước hết người

66

ta chọn những tấm ván khổ rộng có chiều dày 5÷8cm dài từ 80÷100cm xếp cạnh nhau trên mặt bằng rồi vẽ nửa vòng tròn bán kính bằng bán kính đường cong của đầu trụ sao cho cung tròn chỉ cắt vào một phần các mép ván. Theo các đường vẽ này người ta dùng cưa cắt lấy phần lõm trên các mảnh ván. Dùng các mảnh ván này chế tạo thành các đai ngang của tấm ván cong. Nếu các mảnh ván không đủ dài thì nối hai mảnh lại sát vào nhau và đặt chồng một mảnh thứ ba lên phủ qua mối ghép rồi đóng đinh chập cả ba mảnh ván lại. Mỗi tấm ván có ba đai ngang , mỗi đai đặt cách nhau 80cm. Những thanh ván dùng để ghép mặt ván phải xẻ hẹp , bề rộng đều nhau và bằng 8÷10cm chiều dài 160cm. Theo đường cong đã xẻ trên các đai lần lượt đóng các thanh ván ghép song song với nhau tạo thành mặt cong cần thiết. Để tạo nhẵn và bịt kín khe hở trên mặt ván bọc một lớp tôn mỏng hoặc nhựa Foocmica. Phía lưng của tấm ván dùng hai thanh gỗ xẻ làm nẹp đứng đóng chéo chữ V vào những rãnh khấc trên ba thanh ván đai. Chiều sâu rãnh khấc bằng 1/2 chiều dày thanh nẹp đứng. Ở hai đầu tấm ván có hai thanh nẹp ngoài kích thước 8×10 cm có khấc hai rãnh vừa lọt thanh nẹp đứng và sâu bằng 1/2 chiều dày thanh nẹp , hai đầu vạt chéo song song với tiếp tuyến của vòng tròn tại vị trí nối các tấm ván để trên đó lắp các mấu thép góc. Hai thanh nẹp ngang này đóng chặn lên các đầu thanh nẹp đứng , có tác dụng tăng cứng cho tấm ván đồng thời làm thành các đai ngoài ghép những tấm ván cong lại với nhau thành vòng tròn hoặc nửa vòng tròn như hình vẽ 2.41.

Hình 2.41- cấu tạo tấm ván cong và các chi tiết của ván.

1- Ván đai. 2- ván lát. 3- nẹp đứng. 4- nẹp ngang. 5- mấu nối bằng thép góc.

Ván khuôn của một kết cấu như bệ móng, thân mố, thân trụ hoặc xà mũ trụ đều có đặc điểm chung là có dạng kết cấu hình hộp, cấu tạo từ các mặt phẳng ghép lại do vậy thể dùng chung cùng một hay hai loại tấm ván đơn để lắp dựng thành. Nguyên tắc chung để ghép một kết cấu ván khuôn hình hộp như sau :

- Những tấm ván đơn có kích thước định hình ghép lại với nhau thành các mặt phẳng , trong mỗi mặt phẳng những tấm ván đơn phải bố trí sao cho chúng được sử dụng tối đa, những chỗ có kích thước hoặc hình dạng không ghép vừa một tấm ván đơn định hình thì chế tạo riêng một tấm ván phi tiêu chuẩn ghép vừa vào vị trí đó.

- Các tấm ván đơn trong một mặt phẳng liên kết với nhau bằng các thanh nẹp của

67

khuôn bao gồm nẹp ngang và nẹp đứng bằng gỗ xẻ. Các thanh nẹp đặt cắt chéo vuông góc với nhau. Nếu các tấm ván đơn ghép lại với nhau thành từng tầng theo mặt phẳng trước sau đó các tầng lại liên kết với nhau thành mặt phẳng thì nẹp ngang đặt bên trong, mỗi tầng ván đặt hai hàng nẹp ngang ở gần các mép ván, nẹp đứng đặt bên ngoài đỡ các hàng nẹp ngang và liên kết các tầng lại với nhau thành mặt phẳng. Hoặc đặt chồng các tấm ván đơn lên nhau thành một hàng và dùng các nẹp đứng đỡ bên ngoài ván tạo thành mặt phẳng, xếp các hàng thẳng nhau và bên ngoài cùng dùng các thanh nẹp ngang của khuôn đỡ các thanh nẹp đứng.

- Hai mặt phẳng ván đối diện nhau được giằng lại với nhau bằng các thanh bulông bằng thép ∅14 hoặc ∅16 tiện ren ở hai đầu nhô dài ra khỏi các hàng nẹp ngoài cùng. Khoảng cách giữa hai mặt phẳng ván được duy trì bằng các thanh văng chống bên trong và khi đổ bê tông đến đâu thì tháo văng chống đến đó.

Hình 2.42- Biện pháp ghép ván khuôn gỗ từ các tấm ván đơn định hình. a) Hình thức ghép mặt phẳng hàng ; b) Hình thức ghép mặt phẳng theo tầng.

1- tấm ván đơn. 2- nẹp đứng trong của khuôn. 3- nẹp ngang ngoài (kẹp đôi) của khuôn. 4- bulông giằng ∅14. 5- văng chống. 6-nẹp đứng ngoài (kẹp đôi) của khuôn. 7-nẹp ngang trong của khuôn. 8- nẹp ngang giữ chân ván. 9-đà giáo. 10- thanh chống xiên. 11- sàn công tác.

68

Đầu các thanh giằng nhô ra ngoài mặt bê tông một khoảng bằng 50cm để xiết đai

ốc ép các thanh nẹp vào tấm ván, sau khi dỡ ván khuôn phải đục bỏ phần bê tông xung quanh thanh giằng sâu vào trong và cắt bỏ đoạn đầu thừa này sau đó trám lại bằng vữa xi măng mác cao lấp kín đầu thanh. Để tránh không phải đục bê tông người ta có hai cách giải quyết : một là bọc đoạn thanh chỗ tiếp giáp với mặt ván bằng một nút gỗ hoặc nút nhựa hình chóp cụt ; cách thứ hai là dùng đầu chụp bu lông tháo rời lắp vào đầu thanh giằng đặt sâu vào trong bê tông, đầu chụp này có dạng hình côn nên khi dỡ ván khuôn có thể vặn ra khỏi đầu thanh giằng dễ dàng.

Sau khi lắp dựng xong, ván khuôn chịu tác động của lực ngang gồm tải trọng gió và tải trọng va xô của thiết bị thi công có thể bị xô nghiêng hoặc lật đổ vì vậy ở cả bốn mặt phải có hệ thống đà giáo chống đỡ để giữ ổn định cho ván khuôn. Kết cấu đà giáo chống ngoài có thể là các thanh chống xiên xuống mặt đất hoặc được lắp từ các thanh YốờM.

2.43- Chi tiết lắp các thanh nẹpngoài của khuôn.

1- tấm ván. 2- nẹp đứng. 3- nẹp ngang. 4- thanh giằng. 5- thanh kê đứng. 6- thanh kê ngang. 7- thanh đệm bu lông. 8- đinh đỉa. 9- gỗ bọc thanh giằng

Thanh giằng xuyên qua các chiều dày của ván ( bao gồm cả nẹp ván ) và của hai tầng nẹp ngoài của khuôn. Phải đặt sao cho vị trí thanh giằng không trùng vào nẹp của

69

ván để chỉ phải khoan xuyên qua ván mà không qua nẹp giữ cho tiết diện làm việc của nẹp được nguyên vẹn. Đối với các thanh nẹp ngoài của khuôn cũng không được khoan xuyên qua chúng để luồn thanh giằng qua mà dùng một đoạn gỗ có chiều cao bằng với chiều cao của thanh nẹp kê song song bên cạnh và luồn thanh giằng qua khe hở giữa chúng. Để truyền đều lực từ thanh giằng lên nẹp và thanh kê dùng một đoạn gỗ ngắn có khoan lỗ và lắp vào phía dưới bản đệm của đai ốc thanh giằng như thể hiện trong hình vẽ 2.43a. Trước khi lắp thanh giằng và xiết đai ốc các thanh nẹp và thanh kê được gá tạm vào khuôn bằng các đinh đỉa.

Đinh đỉa sử dụng phổ biến trên công trường dùng để liên kết tạm các chi tiết của đà giáo ván khuôn bằng gỗ với nhau. Đinh có hình chữ [ hai móc vuông nhọn đầu được rèn bằng cốt thép ∅8 , chiều dài 120mm móc dài 50mm.

Cấu tạo của ván khuôn gỗ rất phức tạp, số lần luân chuyển ít và khó bảo quản, mặt khác vật liệu gỗ đối với nước ta ngày càng hiếm cho nên hiện nay trên các công trường xây dựng cầu ván khuôn chủ yếu làm bằng thép. 2.5.3 - Cấu tạo ván khuôn thép :

Tấm ván đơn bằng thép có cấu tạo đơn giản hơn là ván gỗ do đặc điểm của vật liệu. Tấm ván đơn được thiết kế theo một số chủng loại.Loại tấm lớn có kích thước 1250×2500 mm, loại và loại nhỏ thu hẹp theo chiều cao và theo chiều dài để có thể kết hợp với nhau ghép thành các khuôn có kích thước thay đổi. Cấu tạo của mỗi tấm ván bao gồm một tấm tôn lát có chiều dày δ= 2,5÷3mm , xung quanh dùng thép góc L75×75×8 , L80×80×8 để đóng khung viền bao kín các mép ván , trên cánh đứng của thép góc khoan sẵn các lỗ khoan đường kính ∅20 có khoảng cách thống nhất để liên kết các tấm ván lại với nhau bằng bulông. Do tôn lát mỏng nên phải tăng cường ở phía sau tấm ván các sườn tăng cường đứng và ngang. Trong đó sườn đứng bố trí theo cạnh ngắn và liền suốt theo cạnh này còn sườn ngang chia ra thành từng đoạn lọt giữa khoảng cách của hai sườn đứng và hàn vào sườn đứng.

70

Hình 2.44- Cấu tạo tấm ván đơn bằng thép .

a) Tấm ván phẳng. b) Tấm ván cong. c) Các tấm ván có kích thước nhỏ .

1- tôn lát. 2- viền cạnh bằng thép góc.3- sườn tăng cường đứng. 4- sườn tăng cường ngang.

Các bộ phận của tấm ván đều liên kết với nhau bằng hàn. Trên tấm ván khoan sẵn

hai lỗ khoan ở hai góc để lắp thanh giằng sau này. Chế tạo các tấm ván cong mặt trụ hay mặt cong hình chóp cụt bằng cách dùng

tấm tôn uốn theo các sườn ngang bằng thép dày 8mm đã cắt sẵn theo hình vành khăn. Xung quanh tấm ván cũng phải có thanh viền mép và khoan sẵn lỗ để lắp bu lông liên kết giữa các tấm ván với nhau.

Các tấm ván liên kết với nhau bằng cách bắt bulông theo cạnh của thép góc viền mép, có gioăng cao su đệm ở giữa để giữ kín nước. Ngoài ra có thể liên kết bằng then và chốt hình nêm, cách liên kết này có ưu điểm lắp ráp nhanh chóng và vẫn đảm bảo chắc chắn.

Cấu tạo của ván khuôn mố và ván khuôn trụ ghép từ các tấm ván thép khác với ván khuôn ghép từ các tấm ván gỗ. Trong ván khuôn gỗ, các tấm ván đơn ghép lại với nhau thành mặt phẳng nhờ các nẹp bên ngoài của khuôn còn trong ván khuôn thép , các tấm ván liên kết lại với nhau thành mặt phẳng bằng liên kết các thép góc cạnh với nhau. Các thanh nẹp ngoài làm thành hệ khung tăng cứng cho mặt phẳng của các tấm ván. Các thanh nẹp ngoài đều làm bằng thép hình gồm hai thanh thép chữ [ loại cao 120mm ghép đôi lại với nhau liên kết kiểu bản giằng.

Các mặt phẳng của ván khuôn đều khép kín tại các góc bằng một thanh liên kết có tạo vát chém cạnh chống sứt cho bê tông , thanh này có chiều dài bằng kích thước một cạnh của tấm ván và khoan lỗ tương ứng với các lỗ khoan trên cạnh mép của tấm ván. Thanh liên kết góc chế tạo bằng thép tấm δ=8mm , dập theo hình góc vuông chém cạnh

71

và có gân tăng cứng. Phải tổ hợp các loại ván có kích thước khác nhau sao cho vừa đủ chiều dài của kết cấu bê tông , nếu không đủ thì chế tạo riêng một tấm ván theo kích thước đo tại chỗ để ghép vào mà không ghép đuổi như ván khuôn gỗ.

Thanh giằng xuyên qua lỗ khoan sẵn trên tấm ván và luồn qua khe hở giữa hai nhánh của thanh nẹp mà không phải khoan lỗ trên thanh nẹp. Các thanh nẹp ngang và nẹp đứng giao nhau tại vị trí thanh giằng. Bên trong ván khuôn tại vị trí các thanh giằng dùng gỗ chống giữa hai mặt ván khuôn.

Để lắp gá các thanh nẹp đứng vào mặt phẳng ván khuôn trước khi có các thanh giằng người ta dùng các móc càng cua móc vào hai lỗ khoan sắn trên sườn ngang hoặc cắm vào thành của tấm ván ôm lấy thanh nẹp đứng rồi dùng nêm nêm chặt vào giữa càng cua và thanh nẹp ( hình 2.47,a).

Hình 2.45- Cấu tạo ván khuôn thép đổ bê tông mố chữ U. 1- tấm ván đơn kích thước lớn 2- các tấm ván đơn kích thước nhỏ và tấm ván có kích thước không tiêu chuẩn. 3- nẹp đứng của khuôn. 4- nẹp ngang của khuôn. 5- bu lông giằng. 6- thanh nối góc tạo vát chống sứt.7- văng chống bên trong. 8- đà giáo bằng YốờM 2.5.4 – Biện pháp lắp dựng ván khuôn :

Các loại ván khuôn khi lắp dựng đều phải quan tâm đến yêu cầu bóc dỡ sau này sao cho dễ dàng và không gây chấn động đến kết cấu bê tông.

Để bóc ván được dễ dàng, trên bề mặt ván khuôn phía tiếp giáp với bê tông phải quét một lớp chống dính. Chất chống dính cho ván khuôn là dầu máy hoặc nước xà phòng pha bột tan, sao cho khi quét lên mặt ván dựng đứng không bị chảy mất và không dây bẩn sang cốt thép, bề mặt bê tông bóng sáng. Nếu bề mặt kết cấu có yêu cầu

72

về mỹ quan thì chất chống dính phải được xem xét sao cho mầu sắc của chất này để lại trên mặt bê tông phải trùng với mầu sắc theo yêu cầu kiến trúc.

Thông thường, nếu mặt bằng thi công rộng rãi thì sau khi dựng xong khung cốt thép mới tiến hành lắp các mặt ván khuôn thành. Nếu ở một phía nào mà không gian thi công chật hẹp thì phải đặt ván vào phía đó trước , sau khi dựng xong khung cốt thép thì ghép với các mặt ván còn lại thành khung.

Hình 2.47 – Lắp dựng ván khuôn thành . a) Gá các tấm ván đơn thành mặt phẳng bằng móc càng cua và chốt bằng then. b) Chống giữ ván thành bằng chống xiên.

1- then . 2- chốt nêm. 3- lỗ khoá .4- móc càng cua. Đối với kết cấu bản đúc trên ván khuôn đáy thì bắt buộc phải ghép ván khuôn

trước sau đó rải cốt thép bản lên trên mặt ván. Ván khuôn đáy chịu tải trọng thẳng đứng do trọng lượng và tải trọng thi công gây

ra. Để chịu được tải trọng này, ván đáy phải dựa trên hệ dầm đỡ của kết cấu đà giáo và khi đã có vữa bê tông , ván đáy luôn đè lên dầm đỡ. Để tháo dỡ ván đáy ra khỏi bê tông cần phải bố trí thiết bị hạ đà giáo kê giữa ván đáy và dầm đỡ nhằm điều chỉnh cao độ điểm kê sao cho mọi điểm kê đều đỡ vào ván đáy đồng thời tháo hẫng đà giáo ra khỏi ván đáy một cách êm thuận sau đó bóc ván khuôn ra khỏi bê tông được dễ dàng. Thiết bị dỡ đà giáo với độ tháo hẫng nhỏ thì dùng nêm gỗ hai mảnh , còn khi độ cao phải điều chỉnh lớn người ta dùng kích vít như hình 2.46

Đối với ván khuôn thành , tải trọng tác dụng lên ván là áp lực ngang do vữa bê tông và các tải trọng ở trên bề mặt khối vữa. Áp lực này đẩy ra hai bên thành, vì vậy để chống áp lực này, hai bên mặt ván được giằng với nhau bằng các bu lông bố trí tại các giao điểm của hệ thanh nẹp ngang và nẹp đứng đỡ phía ngoài ván khuôn. Để giữ ổn định cho cả hệ thống ván khuôn chống các lực xô ngang do gió hoặc lực va quệt của các thiết bị thi công thì dùng các thanh chống xiên xuống đất ở về hai phía hoặc nếu kết cấu cao quá có thể dùng đà giáo dựng vây xung quanh. Các tấm ván liên kết với nhau thành mặt phẳng bằng bu lông hoặc bằng chốt nêm. Ban đầu chưa lắp được bu lông giằng, các thanh nẹp đứng ốp tạm vào mặt phẳng ván bằng các móc càng cua và nêm gỗ ( Hình 2.47).

73

Hình 2.46- Biện pháp lắp dựng ván khuôn đáy.

a) Sơ đồ tổ chức thi công đúc dầm BTCT trên đà giáo cố định. b) Kê ván đấy trên nêm hai mảnh. c) Cấu tạo cột của đà giáo MIK. d) Kê ván khuôn trên kích vít. e) Cấu tạo kích vít.

1- Dầm BTCT. 2- Đà giáo cố định. 3- Móng tạm bằng bê tông. 4- Dầm dọc của đà giáo. 5- Nêm 2 mảnh. 6- Dầm ngang của đà giáo. 7- Đà giáo MIK. 8- Kích vít.

Ván khuôn thành ghép kín xung quanh và đổ bê tông. Đối với kết cấu có chiều cao

4÷5m thì việc liên lạc giữa bên trong và bên ngoài khuôn sẽ gặp khó khăn ,vì vậy người ta sẽ để trống một phía ván khuôn và ghép dần từng đợt theo quá trình đổ bê tông hoặc trên mặt ván bố trí một số cửa sổ , khi đổ bê tông đến nơi thì đóng kín cửa sổ này lại. Cũng có thể sử dụng bộ đàm để liên lạc giữa bên trong khuôn và bên ngoài trong trường hợp thành ván ghép cao.

Hình 2.48 – Biện pháp lắp dựng ván khuôn kết cấu thành mỏng.

Đối với kết cấu có thành mỏng như tường bê tông, sườn dầm. .. việc dùng các thanh

gỗ làm văng chống giữa hai mặt ván đối diện sẽ không thể lấy ra được trong quá trình đổ bê tông. Các thanh văng chống phải để lại nhưng không làm ảnh hưởng đến chất lượng bê tông của tường. Các thanh này được làm bằng bê tông đúc sẵn có chiều dài bằng chiều dày của kết cấu và tạo lỗ dọc theo thanh để luồn bulông giằng qua, hoặc làm bằng ống nhựa cứng ở hai đầu loe rộng để tựa vào hai bên mặt ván. Hai bên mặt ván

74

được chống bằng các thanh chống xiên hoặc dùng thanh chống xiên có tăng - đơ để điều chỉnh và đóng mở ván. 2.5.5 – Tính toán thiết kế ván khuôn :

Tính toán thiết kế ván khuôn nhằm chọn kích thước của các bộ phận ván khuôn phù hợp với điều kiện chịu lực , đáp ứng được các yêu cầu về cường độ , độ cứng. 2.5.5.1- Tải trọng tác dụng lên ván khuôn :

Tải trọng tác dụng lên ván khuôn đáy khác với tải trọng tác dụng lên ván khuôn thành.

Tác dụng lên ván đáy bao gồm : trọng lượng vữa bê tông , trọng lượng khung cốt thép , trọng lượng bản thân của các bộ phận ván khuôn bao gồm cả các ván khuôn thành, lực xung kích do vữa rơi , lực xung kích do đầm và tải trọng thi công ngoài lực xung kích do đầm có chiều sâu tác dụng nhất định , những tải trọng khác còn lại đồng thời tác dụng lên ván khuôn cho đến khi ngừng đổ bê tông.

Khi không có số liệu chính xác, tải trọng thẳng đứng có thể tạm lấy như sau : - Trọng lượng riêng vữa bê tông ướt γbt : 25 kN/m3. - Trọng lượng riêng bản thân ván khuôn gỗ : 7 kN/m3. - Trọng lượng khung cốt thép : 1 kN/m3bê tông. - Tải trọng thi công gồm người và thiết bị cầm tay : 2,5 kN/m2. - Lực xung kích do đầm : 2 kN/m2 Chiều sâu tác dụng của đầm 70cm. Tải trọng tác dụng lên ván khuôn thành là những tải trọng thẳng đứng thông qua

môi trường vữa chưa ninh kết chuyển thành áp lực ngang. Cường độ áp lực ngang của vữa phụ thuộc vào độ sệt , trọng lượng cốt liệu và phương pháp đầm. Áp lực vữa sẽ giảm dần trong quá trình đông kết của vữa và sẽ mất hẳn khi bê tông đã đông cứng, nhưng ứng suất và biến dạng do nó gây ra cho ván khuôn thì vẫn tồn tại cho đến khi dỡ ra khỏi kết cấu, tuy nhiên áp lực đó có thay đổi chút ít do co ngót của bê tông.

H

qq

Pmax

a) b) c)

P(t)P(t)

R

Hình 2.49- Biểu đồ áp lực vữa bê tông lên ván thành . a) Vữa không đầm. b) Vữa có đầm. c) Biểu đồ tính toán.

Vữa bê tông không đầm có cấu trúc tương tự như đất cát pha no nước và tác dụng

lên ván thành giống như áp lực ngang của loại nền này tác dụng lên tường ván. Khi vữa bê tông được đầm, trong phạm vi tác dụng của đầm liên kết giữa các thành phần hạt của vữa bê tông bị phá vỡ, vữa chảy lỏng và áp lực của nó giống như áp lực của chất lỏng lên thành bình, phân bố theo qui luật thủy tĩnh. Ở sâu hơn phạm vi tác dụng của đầm các liên kết trong vữa bê tông được phục hồi, vữa bê tông dần đặc lại, áp lực vữa

75

phụ thuộc vào độ sệt càng xuống sâu độ sệt càng tăng áp lực ngang càng giảm và mất hẳn khi vữa bê tông đã đóng cứng. Để đơn giản cho tính toán, trong khu vực vữa bê tông đang ninh kết, áp lực ngang của vữa tác dụng lên ván thành coi như không đổi, xuống thấp hơn chiều sâu H, áp lực này nhỏ không đáng kể và coi như không còn tác dụng. Chiều sâu H được xác định bằng chiều dày lớp bê tông đổ trong thời gian 4 giờ là thời hạn vữa bê tông ninh kết không có phụ gia.

hH 4= h- tốc độ đổ bê tông (m/h). Áp lực ngang của vữa xác định theo công thức : ( )RqnP btγ+=max kN/m2 (2-35)

n- hệ số tải trọng 1,3. γbt – trọng lượng thể tích của vữa bê tông 25 kN/m3 R- chiều sâu tác dụng của đầm ( xem bảng 2-8) (m) . q- tải trọng thẳng đứng bao gồm :

q1 - lực xung kích do vữa rơi khi đổ bằng gầu , phụ thuộc vào dung tích của gầu đổ bê tông: + khi dung tích gầu: < 0,2m3 ; q1 = 2,0 kN/m2 + khi dung tích gầu: 0,2÷0,8 m3 ; q1= 4,0 kN/m2

nếu rót vữa bằng máy bơm hoặc thông qua ống vòi voi thì q1 =0. q2- lực xung kích do đầm : 2,0 kN/m2. q3 – tải trọng thi công : 2,5 kN/m2.

Áp lực ngang của vữa khi tốc độ đổ bê tông v > 0,5m/h và nhiệt độ vữa bê tông >270C có thể áp dụng công thức sau, không xét đến chiều sâu ảnh hưởng R của đầm :

( ) 2178,027,0 kkvp bt += γ (2-36) trong đó : k1 – hệ số xét ảnh hưởng của độ sụt , độ sụt 8-10 cm k1=1,2. k2 – hệ số xét ảnh hưởng của nhiệt độ trong vữa T0=28÷320C , k2=0,85

2.5.5.2- Tính toán ván khuôn gỗ : a) Tính ván lát ngang :

Ván lát gồm các thanh ván ghép lại với nhau, khi tính toán không tính riêng cho một miếng ván nào mà tính cho 1m chiều rộng coi như một tiết diện, không phân biệt mộng ghép giữa các miếng ván. Khi đó áp lực vữa được nhân với 1m chiều rộng và tải trọng tác dụng lên ván là tải trọng phân bố có đơn vị tính là kN/m .

a a a

a a a

Pmax

Pmax

a

76

Hình 2.50- Sơ đồ tính ván lát ngang. Ván lát ngang tựa lên các thanh nẹp của ván , như vậy sơ đồ tính của ván là dầm

liên tục tựa trên các gối là các thanh nẹp , khẩu độ tính của ván là khoảng cách a giữa các nẹp .

Mômen uốn tại mặt cắt giữa nhịp tính toán của ván được tính theo giá trị mômen giữa nhịp của dầm giản đơn nhân với hệ số xét đến tính ngàm của dầm liên tục α=0,8.

8

8,02

maxaPMtt

tt = kNm (2-37)

pttmax - áp lực tính toán kN/m.

a- khoảng cách nẹp m. Độ võng lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp ván :

4

max

127

tcP afEJ

= (2-38)

trong công thức (2-38) tải trọng do áp lực ngang là giá trị tiêu chuẩn với n=1,0 . a- khoảng cách giữa các nẹp . E- môđuyn đàn hồi của gỗ ván khuôn 12000 MPa. J- mô men quán tính của tiết diện 1m ván .

Theo điều kiện cường độ của ván xác định chiều dày của ván lát ngang :

RM tt610=δ (2-39)

Mtt – mô men uốn tính toán xác định theo (2.36) kNm. R- cường độ tính toán của gỗ ván khuôn ( nhóm 6) lấy bằng 6 MPa.

Tính duyệt điều kiện độ cứng của ván khuôn đảm bảo để bề mặt của bê tông có thể được chấp nhận là phẳng :

af2501

≤ (2-40)

a- khoảng cách giữa các nẹp . b) Tính toán nẹp đứng của ván :

Nẹp đứng tựa lên các thanh nẹp ngang của khuôn, mỗi tấm ván đơn cần 2 thanh nẹp ngang, vì vậy thanh nẹp đứng làm việc theo sơ đồ dầm mút thừa với khẩu độ tính là khoảng cách giữa hai thanh nẹp ngang (b). Tải trọng tác dụng lên nẹp đứng là phản lực gối của ván ngang truyền lên dưới dạng lực phân bố có giá trị bằng biểu đồ áp lực ngang pmax nhân với diện tích đường ảnh hưởng của phản lực gối ΩR của ván lát ngang lên thanh nẹp đứng.

77

Hình 2.51 – Sơ đồ tính nẹp đứng ván khuôn gỗ. a) sơ đồ xác định tải trọng r. b) sơ đồ tính toán. c) Trường hợp H ≥ b. d) Trường hợp H<b.

Xác định tải trọng do áp lực vữa tác dụng lên nẹp đứng :

apapr maxmax 212

=×

= (kN/m ) ( 2-41)

Sơ đồ tính của nẹp phân biệt hai trường hợp : - Khi H ≥ b :

( ) ( )2

222max

2

222

88 btbanp

btbnrM tt −

=−

= (kNm ) (2-42)

với t = H –b và lớn nhất là bằng 2

bBc −=

Độ võng có thể xác định theo công thức gần đúng sau :

4

max

85 n

ap bfEJ

= (2-43)

Jn – mômen quán tính của nẹp đứng. - Khi H < b :

Sơ đồ làm việc của nẹp lúc này là dầm một đầu ngàm và một đầu tựa vì phía dưới bê tông đã ninh kết chắc không cho ván khuôn chuyển dịch vào phía trong. Tuy nhiên để tiện cho tính toán và thiên về an toàn có thể sử dụng các công thức gần đúng sau :

Mômen tính toán : ( )102 HHbanpM tdtt −

= ( 2-44)

trong đó giá trị ptd – giá trị tính đổi của biểu đồ áp lực vữa hình thang sang biểu đồ hình chữ nhật lấy bằng diện tích hình thang chia cho chiều cao H.

Độ võng của nẹp : n

td

EJb

Hb

HHbapf

6082

1 3

3

2

23

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−

= (2-45)

Vì ván đơn tiêu chuẩn được thiết kế để sử dụng được nhiều lần nên chỉ xét trường hợp bất lợi nhất và lấy giá trị mô men lớn nhất trong hai trường hợp trên. Nếu ván khuôn chỉ sử dụng có một lần thì mới tính cụ thể cho một trong hai trường hợp để tiết kiệm vật liệu. c) Tính nẹp ngang của khuôn (hình 2.51, c) :

Nẹp ngang đỡ hai đầu nẹp đứng của ván , đến lượt mình nẹp ngang được đỡ bằng các nẹp đứng ngoài của khuôn và giữ bởi các thanh giằng. Khoảng cách giữa các nẹp đứng ngoài là d. Trong khi thiết kế cấu tạo của hệ nẹp chống giữ bên ngoài ván khuôn không nên khoan xuyên qua thân các thanh nẹp làm giảm yếu tiết diện của chúng mà nên dùng các đoạn gỗ ngắn khác kê đệm sao cho truyền được lực lên các điểm kê mong muốn. Hệ thống nẹp của ván khuôn gỗ có thể dùng các thanh như của ván khuôn thép.

Tải trọng tác dụng lên nẹp ngang là phản lực gối của các nẹp đứng của ván, phản lực này là lực tập trung , số lượng và điểm đặt phụ thuộc vào cấu tạo cụ thể. Để có thể

78

áp dụng được công thức tính tổng quát ta có thể đổi lực tập trung thành tải trọng phân bố bằng cách lấy phản lực gối chia cho khoảng cách giữa các nẹp đứng của ván là a.

Phản lực gối của nẹp đứng ván:

( ) atpb

tbapNv max

22max

2+

+= (kN ) ( 2-46)

Tải trọng tác dụng lên nẹp ngang khuôn :

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

+== t

btbp

aNv v

2

22

max (kN/m) (2-47).

Sơ đồ tính toán của nẹp ngang khuôn là dầm liên tục nhiều nhịp tựa trên các gối là nẹp đứng ngoài và khẩu độ tính toán là d. Mômen uốn giữa nhịp của nẹp ngang:

10

2nvdM tt = (kNm) (2-48)

Độ võng lớn nhất của nẹp ngang :

4

127 nk

vdfEJ

= . (2-49)

Nếu xoay các tấm ván đơn tiêu chuẩn một góc 900, khi đó ván lát trở thành ván đứng và nẹp ván trở thành nẹp ngang , nẹp ngang khuôn trở thành nẹp đứng. Sơ đồ tính toán thay đổi lại. Bài toán tính ván lát đứng áp dụng cho ván khuôn của đầu trụ , ở vị trí đầu trụ luôn luôn là ván đứng. d) Tính ván lát đứng :

Sơ đồ tính toán là dầm liên tục tựa trên các gối là các thanh nẹp của ván , khẩu độ tính toán là khoảng cách nẹp a.

Hình 2.52- Sơ đồ tính ván lát đứng. a) Sơ đồ xếp tải ván lát . b) Sơ đồ xếp tải xác định phản lực ván lên nẹp. c) Sơ đồ tính nẹp ngang.

Tải trọng là áp lực ngang của vữa tính theo giá trị tính đổi theo biểu đồ hình chữ

nhật. Vì bước ván a không lớn nên H thường lớn hơn a. Giá trị mô men uốn giữa nhịp ván xác định theo công thức :

79

10

2anpM tdtt = (2-50)

Độ võng xác định theo công thức :

4

127tdp af

EJ= (2-51)

Các thông số và đơn vị tính toán theo chỉ dẫn của các công thức (2-37),(2-38). Chọn chiều dày ván theo công thức (2-39) và tính duyệt độ cứng của ván theo (2-40) và các chỉ dẫn của hai công thức này. e) Tính nẹp ngang của ván :

Tải trọng tác dụng lên nẹp ngang là phản lực của các đầu ván tựa lên dưới dạng tải trọng phân bố, xác định phản lực này bằng cách nhân áp lực tính đổi ptd của vữa với diện tích Đ.A.H. phản lực gối của ván lát lên nẹp.

Hình 2.53 – Sơ đồ tính nẹp ngang có ván lát đứng và cách xác định ĐTHH của nẹp. 1-ván đứng. 2- nẹp ngang của ván. 3- nẹp đứng của khuôn. 4- nẹp ngang của khuôn

Xét hai trường hợp :

- Khi H < 2a :

Ha

Hpr td ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

41 (kN/m) (2-52).

- Khi H≥ 2a : apr max= (kN/m ) ( 2-53).

Sơ đồ tính là dầm giản đơn hai đầu hẫng, khẩu độ tính toán là b, chiều dài hai đầu hẫng là c.

Mômen lớn nhất tại giữa nhịp của nẹp ngang ván là :

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

28

22 cbnrM tt (kNm) ( 2-54)

Độ võng của nẹp xác định theo công thức gần đúng:

4

85 n

rbfEJ

= ( 2-55)

f) Tính nẹp đứng của khuôn :

80

Trước tiên xác định phản lực gối của nẹp ngang ván tác dụng lên nẹp đứng khuôn dưới dạng tải trọng phân bố :

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ += cbrv

2 (kN/m ) (2-56)

Nẹp đứng làm việc theo sơ đồ dầm liên tục với khẩu độ tính toán là khoảng cách giữa các thanh nẹp ngang ngoài của khuôn là d.

Mômen uốn tại mặt cắt giữa nhịp nẹp đứng của khuôn : - Trường hợp H < d

( )10

2 HHdnvM tt −= ( kNm ) (2-57)

- Trường hợp H ≥ d :

10

2nvdM tt = (kNm ) (2-58)

Độ võng nẹp đứng của khuôn :

4

127 nv

vdfEJ

= (2-59).

Tính duyệt các loại nẹp theo cường độ :

tt

uM RW

σ = ≤

Ru – cường độ chịu uốn của gỗ nẹp lấy bằng 9Mpa. Tính duyệt điều kiện độ cứng

lf2501

≤

l- khẩu độ tính toán của nẹp. Đặc trưng hình học của nẹp tính theo hình 2.53 a,b.

2

6ehW =

h) Tính nội lực trong thanh giằng : ( )dbnpN td ×= 2 ( kN) (2-60) Tính duyệt cường độ thanh giằng :

024 mRN

≤=πφ

σ Mpa (2-61)

∅ - đường kính của thanh giằng mm m – hệ số điều kiện làm việc và chuyển đổi đơn vị lấy bằng 7357. R0 – cường độ thép làm thanh giằng ( thép các bon ) lấy bằng 190MPa.

g) Tính thanh đai của ván khuôn đầu tròn trụ đặc : Nội lực trong thanh đai :

2

nrDS = (kN) (2-62)

r- xác định theo (2.51) hoặc (2.52). n- hệ số tải trọng 1,3. D- đường kính của đầu trụ.

81

Tính duyệt điều kiện kéo đứt của thanh đai :

RFS

≤=σ (2-63)

F- diện tích tiết diện của thanh đai R- cường độ chịu kéo của gỗ lấy bằng 10MPa.

Bố trí các hàng đinh đóng nối thanh đai : - Khả năng chịu cắt của một đinh 5 phân đóng vào ván gỗ thông dày 3cm

Rc=1,25 kN. - Số lượng đinh cần đóng để nối thanh đai :

c

d RSkN = (đinh) ( 2-64)

k- hệ số dự trữ lấy bằng 1,5. Các đinh đóng theo hình mắt sàng với cự li như hình vẽ 2.54

Hình 2.54- Qui cách bố trí đinh trên thanh 5F( 5 phân) đai dầy 3cm.

2.5.5.3- Tính toán ván khuôn thép: Đặc điểm cấu tạo của ván khuôn thép so với ván khuôn gỗ 1- các tấm ván đơn liên kết với nhau và có thể truyền lực. 2- các thép ốp xung quanh ván truyền lực lên hệ nẹp ngoài của khuôn. 3- sườn tăng cường theo cạnh dài A chịu lực cục bộ trong khoang a. Sườn theo

cạnh dài B chạy suốt truyền lực lên cạnh mép. 4- Tôn lát làm việc theo sơ đồ bản kê trên bốn cạnh. 5- Trong một ô cạnh dài là a và cạnh ngắn là b.

Hình 2.55- Sơ đồ tính sườn ngang và sườn dọc của tấm ván đơn của ván khuôn thép

82

a) Tính tôn lát : Mômen uốn tại trung tâm của ô sườn cạnh a × b, tính theo bản kê trên bốn cạnh.

2anpM tdtt α= (2-65)

Độ võng tại trung tâm của ô a ×b :

3

4

δβ

Eapf td= ( 2-66)

trong đó α,β - hệ số phụ thuộc vào tỉ lệ giữa hai cạnh a và b lấy theo bảng 2-14 E- môđuyn đàn hồi của thép δ - chiều dày của tôn lát.

Chọn chiều dày tấm tôn lát :

u

tt

bRM6

≥δ ( 2-67)

b) Tính nội lực trong sườn ngang Sườn ngang làm việc theo sơ đồ dầm giản đơn. Tải trọng là áp lực vữa do 1/4

khoang sườn ở hai phía tiếp nhận và truyền lên: bpq max1 = ( 2-68) Mômen uốn giữa nhịp:

128

2

1

22

1bnqbanqM tt +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −= ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −=

243 22

maxbabnp (2-69)

Không cần tính độ võng của sườn ngang ngắn vì độ võng của cả tấm phụ thuộc vào sườn dài theo cạnh B. c) Tính nội lực và độ võng của sườn đứng :

Phản lực gối do sườn ngang truyền lên sườn đứng : ( ) ( )babpbaqR −=−= 22 max1 ( 2-70) Lực phân bố có dạng hình răng cưa gồm các biểu đồ tam giác cân chiều rộng đáy

là b và chiều cao là ptdb. Để đơn giản cho tính toán ta đổi biểu đồ hình răng cưa thành biểu đồ hình chữ nhật quy đổi có tung độ :

22

tdbpq = (2-71)

Khi đó mô men uốn tại giữa nhịp sườn đứng xác định theo công thức :

( )88

344

1 22

2 BnqiibiBnRM tt +⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +−−

−= (2-72)

trong đó R,q2 – xác định theo (2.78) và (2.79). i- số khoang sườn tính theo chiều B.

Bảng 2-14 a:b

Hệ số 1,0 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 α 0,0513 0,0665 0,0757 0,0817 0,0829 0,0833 β 0,0138 0,0199 0,0240 0,0264 0,0277 0,0281

83

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

3

∑=R

Q

4Bt =

Độ võng xác định theo công thức :

SSS EJ

BqBt

Bt

EJQB

EJQBf

42

3

333

384543

2448+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ += BqQ

EJBf

S2

3

165

1619

24

(2-73) E- môduyn đàn hồi của thép. JS – mômen quán tính của sườn đứng.

d) Tính thép góc cạp mép của tấm ván đơn : Tải trọng tác dụng lên thanh này gồm phản lực gối của các thanh nẹp đứng có giá

trị bằng :

2

2 4tdb pRF i

⎛ ⎞= +⎜ ⎟

⎝ ⎠ (2-74)

Các tải trọng phân bố theo biểu đồ hình thang có tung độ là q1. Sơ đồ tính là dầm giản đơn hai đầu hẫng, khẩu độ tính toán là d và chiều dài mỗi

đầu hẫng là: 2

dAc −=

Hình 2.56- sơ đồ tính thép góc cạp mép tấm ván đơn.

Với sơ đồ và tải trọng trên có thể lập công thức để xác định mômen uốn tại mặt cắt giữa nhịp.

84

2.6- CÔNG TÁC ĐÓNG CỌC. Đóng cọc là hạng mục trong trường hợp dùng móng cọc đóng chiếm một tỉ trọng

lớn trong các công việc trên một công trường thi công cầu. Các cọc đóng là những cọc có kích thước không lớn, cọc vuông tiết diện 45×45 cm, cọc ống đường kính ngoài ∅ ≤ 100cm. Như vậy khi nói đến đóng cọc chúng ta hiểu đó là công tác thi công các cọc đặc BTCT hoặc cọc thép. Cọc ống có đường kính lớn hơn được thi công bằng biện pháp riêng gọi là công tác hạ cọc. 2.6.1- Đúc cọc BTCT tiết diện vuông trên bãi đúc công trường.

Cọc đặc có thể đúc sẵn trong nhà máy bê tông rồi vận chuyển đến công trường nhưng đối với nhiều đơn vị thi công thì việc tiến hành đúc trên bãi đúc tại công trường là phổ biến vì nó tiết kiệm được kinh phí vận chuyển, tận dụng được năng lực thiết bị và lực lượng nhân công

Bãi đúc cọc được chọn khi qui hoạch mặt bằng công trường, nó nằm trong khu vực đúc các cấu kiện bê tông lắp ghép và gần trạm trộn bê tông. Bãi đúc được san phẳng, đầm kỹ, trên mặt láng vữa bê tông dày 5cm thành mặt sân có thể chịu được tải trọng của phương 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 nhấc cọc ra khỏi bãi và xếp gọn thành đống để đúc tiếp các đợt cọc khác.

Cọc vuông dùng cho móng mố trụ cầu thường có kích thước 35×35cm chiều dài LCOC đến 30m; 40×40 cm với chiều dài LCOC đến 36m và tiết diện 45×45 cm chiều dài LCOC đến 40m. Khi phải dùng những cọc đóng có kích thước lớn hơn người ta thay thế 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 mỗi đốt cọc không vượt quá 12m do khống chế bởi chiều dài vận chuyển và khẩu độ tính toán khi cẩu cọc. Mỗi cọc gồm một đốt mũi và một số đốt nối. Các đốt này được nối dần lại với nhau trong quá trình đóng cọc bằng mối nối thi công. Để mối nối của tất cả các cọc trong một bệ móng không cùng nằm trên một mặt phẳng, người ta chia làm hai loại 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 để treo cẩu cọc , hai móc bố trí ở hai phía cách mỗi đầu cọc một khoảng bằng 0,207L đốt cọc dùng để cẩu nâng và xếp cọc. Khi treo cọc ở hai vị trí này, thân cọc làm việc theo sơ đồ dầm mút thừa , chịu trọng lượng bản thân và có mômen uốn tại mặt cắt giữa cọc và tại hai điểm treo cọc có giá trị tuyệt đối bằng nhau, phù hợp với việc bố trí cốt thép chủ chịu lực của cọc giống nhau theo suốt chiều dài và ở cả bốn mặt cọc. Một móc bố trí cách mũi cọc 0,315L đốt cọc để cẩu dựng cọc đứng lên và lắp vào giá búa , khi đó một đầu mũi cọc tì xuống mặt đất, thân cọc treo lên móc cẩu, cọc làm việc như một dầm mút thừa chịu trọng lượng bản thân, mômen dương tại mặt dưới cọc bằng giá trị tuyệt đối mô men âm tại vị trí treo cọc. Khi vận chuyển cọc trên xe ô tô hoặc xếp cọc thành đống phải đặt lên hai thanh gỗ kê vào đúng vị trí hai móc cẩu. Có thể chồng ba tầng cọc lên nhau, giữa các tầng đều phải kê gỗ thẳng với điểm kê ở hàng dưới. Cốt thép chủ của cọc được bố trí 8 thanh chạy dọc theo suốt chiều dài đốt cọc, đường kính cốt thép ∅18÷∅25. Các thanh cốt thép chủ tập trung lại ở đầu cọc tạo thành mũi nhọn để có tác dụng ép rẽ đất dẫn hướng cho cọc đi thẳng và đào phá nếu gặp phải đất đá cứng. Cấu tạo của mũi cọc gồm một

85

thanh cốt thép tròn trơn có đường kính lớn, các cốt thép chủ hàn xung quanh đảm bảo chiều dài đường hàn hai mặt 10 cm , bên ngoài dùng tôn dày 8mm bao quanh và hàn kín.

Đường kính lõi thép tính như sau :

1.18⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ Φ−

Φ=

πd mm (2-75)

∅- đường kính cốt thép chủ của cọc mm Chiều dài lõi thép 500mm. Cốt thép chủ đảm bảo cho cọc chịu uốn khi cẩu cọc là chính và có tham gia chịu

nén uốn cùng tiết diện cọc khi móng làm việc.

Hình 2.57- Cấu tạo khung cốt thép cọc. a) khung cốt thép. b) cấu tạo mũi cọc. c) ý nghĩa vị trí các móc cẩu.

Cốt thép đai có tác dụng định hình khung cốt thép chủ và định hình kết cấu cọc

đồng thời có hai tác dụng quan trọng khác là chống hiện tượng nở hông khi cọc chịu nén trong quá trình đóng cũng như khi chịu tải và chống cắt lúc cẩu nâng cọc. Bước cốt đai ở hai đầu bố trí dày hơn ở vị trí giữa đốt cọc. Cốt thép đai dùng thép ∅6 uốn thành khung vuông riêng rẽ gọi là đai vuông hoặc uốn liên tục thành hình lò xo gọi là cốt đai xoắn. Đai vuông có tác dụng định hình kết cấu và chống nở hông tốt hơn nhưng gia công lắp đặt lâu hơn, phải dùng hai khung lồng vào nhau, khung trong đai các cốt thép ở bốn mặt cọc, khung ngoài đai các thanh ở các góc. Cốt đai lò xo chịu cắt tốt hơn, gia công và lắp đặt nhanh và quấn quanh cả 8 thanh cốt chủ, để định hình các cốt thép ở bốn mặt cọc phải bổ sung thêm các cốt thép chữ S ( hình 2.58)

86

Hình 2.58- Cốt đai vuông và cốt đai xoắn cọc BTCT

Tại đầu của các đốt cọc được tăng cường bằng nhiều lớp lưới ∅6 bước lưới

5×5cm đặt cách nhau 5cm để chịu lực đập xung kích của quả búa. Dùng mặt sân đúc làm ván khuôn đáy và lót giấy vỏ bao xi măng hoặc quét chất

chống dính. Ván khuôn cọc làm bằng thép gồm 2 tấm cạnh có chiều cao bằng chiều rộng của kích thước cọc, phần mũi cọc ván khuôn chế tạo thành hai nửa khi ghép vào nhau tạo thành hình chóp của đầu cọc. Tiến hành đúc từng nhóm 3 ÷ 5 cọc một đợt, cọc nọ cách cọc kia bằng một thân cọc để sử dụng ngay mặt các cọc này làm ván khuôn cho các cọc sau.

Cốt thép cọc được buộc ở trên giá, dùng cần cẩu và thông qua đòn gánh cẩu đặt lên trên mặt sàn đã kê sẵn các con kê bằng vữa xi măng để duy trì chiều dày bảo vệ. Ván khuôn cạch liên kết hai nửa ván của hai cọc lại làm một theo cự ly đã định, mặt ván bôi dầu thải để chống dính và đặt theo đường mực vạch sẵn trên mặt nền, sau đó dùng 4 đoạn thép góc đều cạnh L75×75 chặn ngang qua tất cả các hàng ván khuôn, hàn chấm các cạnh ván khuôn vào với các thanh chặn này để ổn định vị trí , ở đầu các thanh chặn dùng vật nặng hoặc cọc ghim neo vào nền để chống hiện tượng đẩy trồi các ván khuôn khi đổ và đầm bê tông.

Dùng xô rót vữa vào từng khuôn cọc và san cho đầy khuôn , đổ đầy đến đâu dùng đầm dùi để đầm và dùng thanh cốt thép xăm chọc đến đó.

Sau khi đổ bê tông 8 giờ tiến hành tưới nước bảo dưỡng cọc theo qui trình bảo dưỡng bê tông. Sau 3 ngày có thể bóc dỡ ván khuôn cọc và sau 5 ngày có thể dùng các cọc đã đúc làm ván khuôn cho các cọc khác. Trước khi đặt lồng cốt thép vào giữa hai mặt cọc dùng nước vôi đặc quét lên hai bên bề mặt để chống dính, không được chống dính bằng dầu như đối với ván khuôn.

Sau một lượt đúc, khi cường độ của lớp cọc đợt 2 đạt cường độ bằng 75% cường độ thiết kế,dùng cần cẩu cẩu từng cọc lần lượt từ cọc ngoài vào đưa lên phương tiện vận chuyển hoặc xếp lên bãi tập kết. 2.6.2- Thiết bị đóng cọc .

Có hai phương pháp đóng cọc : đóng cọc bằng giá búa và đóng cọc bằng khung dẫn hướng. a- Giá búa đóng cọc :

Là kết cấu thép bao gồm khung sàn giữ ổn định và một cột cao dựng trên sàn. Giá búa có tác dụng :

- Treo quả búa và treo cọc. - Di chuyển đưa cọc đặt vào đúng vị trí và cắm cọc vào nền đến một chiều

sâu nhất định. - Dẫn hướng cho dịch chuyển của quả búa và của cọc trong khi đóng.

87

Giá búa có ba loại : dạng dàn , dạng cột ống và giá búa tự hành.

Hình 2.59 – Sơ đồ cấu tạo giá búa dạng giàn(a) và dạng cột (b) Giá búa dạng dàn chỉ có thể điều chỉnh độ nghiêng của cột ở một góc nhất định,

hoặc không điều chỉnh được độ nghiêng. Đối với dạng giá búa không điều chỉnh được độ nghiêng của cột muốn đóng cọc xiên dương phải kê nghiêng sàn giá búa một góc theo độ xiên của cọc cần đóng.

Giá búa dạng cột có thể điều khiển được cả độ nghiêng của cột giá búa và tự xoay quanh vị trí đứng. Cột được giữ ổn định và điều chỉnh độ nghiêng bằng hai kích thuỷ lực chống xiên từ thân cột xuống sàn.

Loại giá búa tự hành được lắp trên xe bánh xích. Giá búa có thể di chuyển trên ray đặt trực tiếp trên mặt đất hoặc trên sàn công tác,

trong trường hợp phải đóng cọc trong khu vực ngập nước giá búa được lắp trên hệ nổi và di chuyển cùng với hệ nổi.

Hình 2.60- Biện pháp di chuyển giá búa đóng cọc.

a) Tự hành. b) Lắp trên hệ nổi b- Khung dẫn hướng:

Để định hướng cho các cọc người ta dựng một khung thép hoặc bằng gỗ và thép cố định chắc chắn vào vị trí móng cọc. Vị trí của mỗi cọc được xác định sẵn trên mặt bằng khung và khống chế bởi các xà kẹp ở cả bốn phía thành cọc. Hướng đi của cọc cũng được khống chế bằng hai tầng xà kẹp trên và dưới. Khi đóng, dùng cần cẩu cẩu cọc theo phương thẳng đứng và luồn cọcvào lỗ định vị trên khung dẫn hướng, thả cho

88

cọc cắm xuống nền sau đó dùng cần cẩu cẩu quả búa chụp lên đầu cọc phía trên quả búa vẫn được treo giữ bằng cần cẩu. Khi búa đóng cọc lún xuống, người điều khiển thả dần móc cẩu xuống theo độ sụt của cọc. c- Búa đóng cọc :

Theo cấu tạo động cơ búa chia làm 3 loại búa Diezel, búa hơi nước và búa thuỷ lực.

Hình 2.61- Búa Diezel kiểu cột dẫn và kiểu ống.

Búa Diezel được dùng phổ biến, chia làm hai nhóm : búa đơn động và búa song

động. Búa đơn động là loại búa mà động cơ chỉ hoạt động theo chiều nâng quả búa lên

và để quả búa rơi tự do. Búa đơn động có cấu tạo kiểu cột dẫn và kiểu ống. Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của búa Diezel bao gồm :

W- năng lượng đóng daN.m Q- trọng lượng búa kN QRoi – trọng lượng phần rơi kN H- chiều cao phần rơi m

Để đóng được cọc xuống hết chiều dài thiết kế mà vẫn đảm bảo được an toàn cho kết cấu của cọc trong suốt quá trình đóng phải chọn quả búa thích hợp.

Chọn búa Diezel căn cứ vào hai chỉ tiêu : + Năng lượng xung kích của búa : ghPW 25≥ (2-76)

W- năng lượng đóng daN.m Pgh- khả năng chịu tải giới hạn của cọc theo đất nền kN

+ Trọng lượng búa thông qua hệ số thích dụng k :

kW

QQ cocbua ≤+ (2-77)

k- hệ số lấy theo bảng 2-15.

89

d- Độ chối khi đóng cọc : Là độ sụt xuống của cọc sau một nhát búa đóng ở tại thời điểm cọc đạt đến khả năng chịu tải giới hạn theo đất nền.

Công thức độ chối tính theo Qui phạm 266/QĐ

( )2

1

1tt

ghgh

Q k q qmnFQHeP Q q q

P nFm

+ += ×

+ +⎛ ⎞+⎜ ⎟

⎝ ⎠

(cm) (2-78)

n- hệ số phụ thuộc vào vật liệu cọc và phương pháp đóng (Bảng 2-16) kN/cm2 F- diện tích tiết diện cọc

cm2 Q- trọng lượng phần rơi của quả búa kN H- chiều cao rơi của quả búa m

+ Khi đóng cọc thẳng

QWH 1,0

= (2-78a)

+ Khi đóng cọc xiên

QWH 8,0

= (2-78b)

m- hệ số phụ thuộc vào loại móng và số lượng cọc trong móng ( bảng 2-17).

k2 - hệ số hồi phục sau va đập 0,2 q- trọng lượng cọc và chụp đầu cọc kN q1 - trọng lượng đoạn cọc dẫn kN

e- Chụp đầu cọc :

Bảng 2-15 – Hệ số thích dụng của búa Diezel

Loại búa

Cọc thép

Cọc BTCT

Đơn động 4,0 5,0 Song động 5,5 6,0

Hệ số n Bảng 2-16 Vật liệu cọc

Phương pháp đóng BTCT Thép Có chụp đầu cọc 0,15 - Có khúc gỗ đệm - 0,2 Có cọc dẫn, không có chụp đầu cọc

- 0,3

Có chụp đầu cọc, không có cọc dẫn

- 0,5

Hệ số m Bảng 2-17 số lượng cọc trong bệ móng

Loại móng 1-5 6-10 11-20 >20

Bệ thấp 2,00 1,95 1,85 1,65 Bệ cao 1,95 1,85 1,65 1,65

90

Để tránh va đập trực tiếp của quả búa lên đầu cọc, bảo vệ cho đầu cọc nguyên vẹn trong suốt quá trình đóng cọc người ta sử dụng một kết cấu có thể chế tạo ngay trên công trường đệm lên đầu cọc gọi là chụp đầu cọc.

Hình 2.62 – Cấu tạo chụp đầu cọc

Thiết bị này là một ống thép chia thành hai ngăn, ngăn trên dùng một khúc gỗ chèn chặt đầu khúc gỗ nổi cao hơn miệng vành thép và được đai bằng thép. Ngăn dưới loe miệng bên trong dùng nhiều lớp bao tải độn vào và chụp lên đầu cọc . f- Cọc dẫn :

Quả búa được lắp vào cột giá búa và có thể kéo trượt dọc theo rãnh dẫn hướng dọc theo cột nhưng không thể thả xuống trượt ra khỏi rãnh trượt. Vì vậy khi đóng ngập đầu cọc vào trong nền hoặc chìm sâu vào trong nước phải dùng một đoạn cọc bằng thép thay thế độn vào khoảng cách giữa đầu cọc và đầu quả búa , truyền năng lượng đóng từ búa lên đầu cọc. Kết cấu này gọi là cọc dẫn.

Cọc dẫn chế tạo bằng thép dưới dạng cột thép có các bản giằng, các nhánh cột làm bằng bốn thép góc loại lớn hoặc hai thép chữ [. Tiết diện cọc dẫn phải tương đương với khả năng chịu lực của cọc bê tông khi đóng. Đầu chụp lên đầu cọc có cấu tạo như chụp đầu cọc và thay thế cho thiết bị này. 2.6.3- Đóng cọc thử :

Do khảo sát địa chất có thể chưa chính xác hoặc tại khu vực móng điều kiện địa chất có thể sai khác nên chiều dài cọc thiết kế chưa chính xác, vì vậy trước khi triển khai đúc cọc hàng loạt cần tiến hành đóng một số cọc thử qua đó xác định được chiều dài thực tế của cọc cần đúc.

Từ kết quả đóng cọc thử chúng ta có giá trị độ chối thực tế để theo dõi đóng các cọc khác trong bệ móng.

Vị trí đóng cọc thử ngay tại móng. Số lượng cọc thử 2% số cọc trong mỗi móng và ít nhất là 2 cọc.

Dùng chính quả búa chọn để thi công sau này để đóng các cọc thử. Đóng cho đến khi nào cọc xuống khó khăn thì ngừng đóng và để cho cọc nghỉ từ

3÷5 ngày, sau đó đóng lại và đo độ xuống của cọc sau 10 nhát búa đóng, lấy giá trị này chia cho số nhát đóng xác định được độ chối thực tế.

10Δ

=thuce (2-79)

Nếu ethuc ≤ ett - chiều dài cọc sẽ đúc bằng phần cọc đã đóng vào trong nền cộng với chiều dài ngàm cọc trong bệ và cộng khoảng cách từ mặt đất tự nhiên đến đáy bệ. 2.6.4– Biện pháp nối cọc:

91

Các đốt cọc được nối lại với nhau trong quá trình đóng cọc, khi đốt dưới đóng đén cao độ mà đầu cọc ngang tầm với vị trí thao tác thực hiện mối nối của người công nhân thì cho tiến hành nối tiếp đoạn cọc trên ( khoảng 70÷80 cm so với mặt đất hoặc mặt sàn công tác).

Hình 2.63- Các hình thức nối cọc. a) Bằng thép góc. b) Bằng bản táp. c) Bằng hộp nối

Có hai hình thức cấu tạo mối nối cọc : nối bằng các bản táp và nối bằng ống nối.

Khi nối bằng bản táp, các đầu cọc phải được cấu tạo hộp đai bằng thép, đặt hai đầu cọc khớp vào nhau theo cả bốn mặt, dùng bốn đoạn thép góc loại L100×100×10 chiều dài mỗi đoạn bằng 1,85 chiều cao của tấm hộp đầu cọc lần lượt ốp vào từng đoạn vào mỗi góc của mối nối và hàn vào với các mặt thép của đầu cọc. Có thể thay bốn đoạn thép góc bằng bốn bản táp bằng thép dày 20mm có chiều rộng bằng chiều rộng của hộp trừ đi 50mm và chiều cao bằng 1,85 chiều cao của hộp và lần lượt hàn táp vào bốn mặt thép của đầu cọc.

Khi nối cọc cần phải chỉnh cho các mặt của hai đốt cọc trùng khớp đồng thời tim hai đốt cọc thẳng với nhau, quả búa chụp lên đầu trên của đốt nối thông qua chụp đầu cọc và để cho quả búa tựa tự do lên cọc. Ban đầu hàn đính các thép góc ( hoặc bản táp) để cố định vị trí sau đó mới hàn chịu lực. Do hàn theo mối hàn thẳng đứng nên cần có thợ hàn bậc cao mới đảm bảo chất lượng của mối hàn. Mối nối sau đó được quét nhựa đường đun nóng ở bên ngoài để bảo vệ.

Hộp nối là một ống thép hàn có kích thước lọt được tiết diện thân cọc, để tăng cường chống xé các mối hàn ở bốn góc hàn thêm bốn tấm thép ( hoặc thép góc) bọc lấy bốn góc hộp. Ở giữa hộp hàn một tấm ngăn gọi là tấm hạn vị để khi chụp lên đầu đốt cọc dưới hộp nối được giữ ở vị trí mà mép hộp trùng vào giữa bản thép chôn sẵn trên các mặt bê tông của thân cọc. Các tấm thép chôn sẵn vào trong thân cọc ở vị trí xác định để hàn với các cạnh mép của hộp nối gọi là các bát hàn.

Khi thực hiện mối nối, đầu tiên chụp hộp nối lên đầu cọc cho sát với tấm hạn vị sau đó thả đầu cọc của đốt nối lọt vào trong hộp nối cho khít vào tấm hạn vị ( kiểm tra

92

thông qua khe hở chạy dọc ở đoạn giữa ống), điều chỉnh cho tim của hai đốt cọc thẳng nhau và hàn mép hộp nối với các mặt của tấm bát hàn.

Đầu cọc có hộp thép bảo vệ nên bền vững trong quá trình đóng nhưng có nhược điểm là chế tạo cọc phức tạp và chất lượng mối hàn phụ thuộc vào trình độ của thợ. Hình thức nối bằng hộp nối có ưu điểm đúc cọc thuận lợi hơn, khi lắp nối cọc dễ thực hiện nhất là đối với các cọc xiên. 2.6.5 – Những hiện tượng xảy ra trong quá trình đóng cọc và biện pháp khắc phục:

Nếu không dùng khung dẫn hướng thì trong quá trình đóng cọc, hiện tượng cọc bị lệch so với hướng đóng rất dễ xẩy ra , nguyên nhân là do giá búa bị dịch chuyển làm cho đầu cọc bị nghiêng theo. Hiện tượng nghiêng lệch cần phải được phát hiện sớm và khắc phục bằng cách dịch chuyển lại giá búa, dịch chuyển để điều chỉnh lại hướng cọc phải chia thành một số đợt, sau mỗi đợt dịch chuyển lại tiến hành đóng cho cọc xuống một đoạn cho đến khi khắc phục được độ lệch thì đóng bình thường.

Hiện tượng xoay cọc xảy ra khi mũi cọc gặp phải lớp đất rắn hoặc gặp phải hòn đá mồ côi. Khi phát hiện ra cọc đang bị xoay dùng xà kẹp kẹp chặt vào thân cọc làm đòn bẩy và dùng tời kéo để xoay cọc ngược lại để các mặt cọc song song với cạnh của bệ , vừa xoay cọc vừa đóng cọc xuống.

Hiện tượng vỡ đầu cọc do hai nguyên nhân : chất lượng bê tông đầu cọc không đạt mác thiết kế và do cấu tạo chụp đầu cọc không đúng quy cách.

Chối giả là hiện tượng cọc đóng chưa hết chiều dài dự kiến, mũi cọc chưa xuống đến cao độ thiết kế nhưng không đóng xuống tiếp được nữa, đo xác định độ sụt thấy đã đạt đến độ chối tính toán ett. Có nhiều nguyên nhân để cọc không xuống tiếp trong đó có nguyên nhân là do trong quá trình đóng nền đất bị lèn chặt dần làm cho sức kháng ở đầu mũi cọc tăng cản trở lực đóng của búa. Gặp trường hợp này cần phải nghỉ đóng từ 3÷5 ngày để nền hồi phục trở lại trạng thái tự nhiên mới tiếp tục đóng và theo dõi độ chối. Nếu cọc vẫn không đóng xuống cần có ý kiến tư vấn và chuyên gia phân tích nguyên nhân thực tế và tìm biện pháp xử lý.

Sụt giả là hiện tượng khi đã đóng cọc xuống đến cao độ thiết kế mà độ sụt của cọc vẫn lớn hơn độ chối tính toán. Trong những nguyên nhân để cọc còn đóng xuống tiếp được nữa có một nguyên nhân là nền đất phía mũi và xung quanh cọc bị chảy nhão suy giảm sức kháng. Gặp trường hợp này cũng phải nghỉ đóng , thời gian nghỉ lâu hơn so với trường hợp chối giả để chờ cho nền rắn lại như trạng thái tự nhiên và tiến hành đóng kiểm tra độ sụt, nếu thấy đạt độ chối thì độ sụt trên là sụt giả, do đó dừng đóng. Nếu vẫn còn sụt lớn thì chứng tỏ địa chất bị sai khác so với kết quả khảo sát, điều chỉnh lại đặc trưng cơ lý của lớp đất phía mũi cọc theo dự kiến phù hợp với độ sụt vừa thu được để chọn chiều dài đoạn cọc cần nối thêm. Chế tạo thêm đoạn cọc và nối vào đóng tiếp cho đến khi đạt được độ chối. 2.6.6 – Thử nghiệm cọc:

Thử nghiệm cọc với mục đích xác định sức chịu tải thực tế của cọc. Thử nghiệm bao gồm hai nội dung : thử động và thử nén tĩnh . Thử động là dùng chính quả búa đã đóng cọc để đóng thêm và xác định độ chối

tương tự như bước đóng cọc thử nêu ở trên. Thử nén tĩnh là dùng lực nén có giá trị xác định tác dụng lên đầu cọc theo từng

cấp và đo độ lún xuống của cọc theo mỗi lần gia tải từ đó xây dựng mối quan hệ giữa sự tăng tải và độ lún của cọc vào đất nền.

93

Nén tĩnh tiến hành ngay sau khi thử động , cọc sau khi đã đóng đạt độ chối thiết kế Số lượng cọc lấy như thử động tức là 2% số cọc trong bệ và ít nhất là 2 cọc.

Thiết bị nén tĩnh bao gồm : + Giá kích : gồm các thanh neo, dầm gánh và dầm kích. + Kích thủy lực : loại 500T,bơm dầu bằng tay, thiết bị đo lún. + Các thiết bị phụ trợ : chồng nề , chụp đầu cọc.

Khi nén tĩnh một cọc trong móng thì sử dụng các cọc xung quanh làm cọc neo. Thanh neo dùng các thanh thép góc 100×100×10 liên kết vào một hộp thép gọi là khối neo dưới bằng bulông , khối neo này hàn vào các cốt thép chủ của đầu cọc neo. Đầu trên của các thanh neo liên kết bằng bu lông vào khối neo trên.

Α ΑΑ−Α

1

22

2

35

4

3

46

5

7

Hình 2.64- Bố trí thử nghiệm nén tĩnh cọc.

1- cọc thử. 2-các cọc neo. 3- kích thủy lực. 4-dầm kích. 5- dầm gánh. 6- quang treo. 7- chồng nề

Độ nghiêng của các dầm gánh và dầm kích : nhỏ hơn hoặc bằng 1/200 chiều cao

của tiết diện dầm. Độ lệch tim kích và tim dầm kích không được vượt quá 5mm. Thiết bị đo phải

theo dõi được độ lún của cọc thử và độ nhổ lên của các cọc neo. Nếu dùng đồng hồ chuyển vị kế để đo lún phải bố trí được các điểm cố định để gá đồng hồ, độc lập với hệ qui chiếu của các đầu cọc thử và cọc neo. Đồng hồ đo bố trí đối xứng ở hai bên cọc thử.

Khoảng cách tĩnh giữa các cọc thử và cọc neo phải đảm bảo trị số tối thiểu để không ảnh hưởng đến kết quả đo độ lún (Bảng 2-18).

Bảng 2-18

Số cọc

neo

Khoảng cách giữa các cọc neo

(m)

Khoảng cách giữa cọc neo và cọc thử

(m) 4 1,6 2,4 8 1,0 1,7

94

Tải trọng thử tính bằng sức chịu tải giới hạn của cọc theo đất nền Pgh nhân với hệ

số trong bảng 2-19

Tải trọng thử được chia thành nhiều cấp, mỗi cấp tải bằng 1/10÷1/15 tải trọng thử. Sau mỗi lần gia tải 5÷20 phút tùy thuộc vào nền đất đọc số liệu gia tải và trị số độ lún. Đối với nền cát, có độ lún ổn định thì thời gian chờ đọc số liệu nhanh hơn. Tổng trị số độ lún của cọc ≥ 40mm.

Hạ tải trọng từng cấp với trị số bằng hai lần cấp tăng tải. Thời gian hạ tải chờ lâu gấp 1,5 lần thời gian gia tải mới đọc số liệu.

Sau mỗi chế độ tải, nghỉ chờ 30 phút sau đó mới tiếp tục chất tải. Chế độ gia tải tiến hành như sau :

1- Từ 0 đến gia trị nội lực trong cọc do tĩnh tải tác dụng lên móng rồi hạ dần về 0

2- Từ 0 đến giá trị nội lực trong cọc do tổ hợp tải trọng chính và hạ dần về 0 3- Từ 0 tăng đến giá trị tải trọng thử ( 0,6Pgh) sau hạ dần về 0.

Kết quả theo dõi lún thể hiện trong hai đồ thị quan hệ giữa tải trọng và độ lún và tốc độ lún theo thời gian T.

ΔΔ

Δ1Δ2

Δ3

Δ1Δ2

Δ3

2.6.7- Chế tạo cọc ống bằng công nghệ quay ly tâm. Các cọc tròn rỗng đường kính 40 - 80cm và các cọc ống đường kính từ

100÷200cm được đúc trong xưởng bê tông bằng biện pháp công nghệ quay ly tâm. Ván khuôn quay ly tâm có hai nửa hình trụ, mặt trong là thép tấm nhẵn phẳng,

mặt ngoài hàn các sườn tăng cường. Ở hai đầu và dọc theo chiều dài của khuôn quay cứ cách 4m có một vành đai truyền động, các vành đai này tựa trên hai bánh xe có vành bánh bọc cao su. Các bánh xe quay theo trục quay gắn vào động cơ điện, nhờ ma sát của vành bánh xe ván khuôn quay tròn quanh trục đối xứng của nó.

Hệ số điều chỉnh tải trọng thử Bảng 2-19 Số cọc trong móng

Loại bệ cọc 1-5 6-10 11-20 ≥21

Bệ cao Bệ thấp

0,48 0,51

0,51 0,54

0,54 0,54

0,6 0,6

95

Hình 2.65- Sơ đồ cấu tạo khuôn ly tâm và biện pháp chế tạo cọc ống.

a) Lắp khung cốt thép. b) Đóng nắp và quay. c) Sơ đồ biện pháp san ép và rung đầm bê tông. 1- bánh xe bọc cao su nối với động cơ. 2- khuôn quay. 3- đầm rung. 4- rulô san ép vữa. 5- vữa bê tông.

Người ta mở hai nửa ván khuôn và quét dầu chống dính, sau đó đặt lồng cốt thép

cọc ống vào nửa dưới của khuôn rồi đóng lại và xiết chặt bằng hai hàng bulông. Vữa bê tông có tỉ lệ nước : xi măng bằng 0,35 và lượng xi măng 410kg/m3 và kích cỡ đá 1× 2, độ sụt của vữa là 2-4cm. Cung cấp vữa bê tông vào trong lòng khuôn bằng máy bơm có đầu ống đưa sâu vào bên trong dọc theo vị trí của trục đối xứng. Đầu ống bơm được lắp vào tay với dạng công xon và vừa xả vữa vừa rút dần ra ngoài, do ván khuôn quay chậm nên vữa bê tông được rải đều trên khắp mặt khuôn, sau đó ván khuôn quay với tốc độ tăng dần, ban đầu với tốc độ 90vòng /phút vữa bê tông được dàn đều ra xung quanh thành khuôn hình trụ, khi tốc độ tăng lên 130vòng/phút và 180vòng/phút vữa bê tông ép chặt lên thành khuôn, nước trong vữa cùng các bọt khí thoát ra khỏi bê tông do tác dụng của lực ly tâm. Trước khi dừng quay, tốc độ của khuôn đạt đến 280vòng/phút, bê tông được nén chặt, 30% lượng nước trong vữa bị chắt ra và bê tông đã gần như khô. Thời gian quay ly tâm khoảng 15÷20 phút, trong đó thời gian quay chậm để san vữa là 6÷8 phút còn thời gian để làm chặt bê tông là 8÷12 phút.

Đối với cọc ống đường kính từ 100cm trở xuống, có thể mở nắp khuôn, lắp đặt khung cốt thép, rải đủ vữa vào trong nửa dưới sau đó mới đóng nửa trên lại và xiết chặt bằng bulông.

Khuôn ly tâm được cẩu nhấc ra khỏi các bánh xe quay và đặt lên bệ đỡ tạm thời trong thời gian không ít hơn 2 giờ để bê tông có thời gian ninh kết tốt sau đó thổi hơi nước nóng vào trong lòng khuôn bắt đầu quá trình bảo dưỡng gia nhiệt. Nếu tiến hành gia nhiệt ngay đối với bê tông chưa ninh kết sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình thủy hóa xi măng và phá vỡ cấu trúc của bê tông do biến dạng nhiệt ẩm.

96

Hơi nước nóng được thổi qua đầu khuôn và tăng dần từ nhiệt độ môi trường lên đến nhiệt độ 500C trong thời gian 3÷4 giờ với tốc độ gia nhiệt 15÷200C/h. Dỡ nắp khuôn và luồn đòn gánh dọc theo lòng cọc ống cẩu nâng cọc chuyển sang buồng gia nhiệt để giải phóng khuôn đúc.

Tại buồng gia nhiệt, nhiệt độ được duy trì ở mức 70÷800C bằng hơi nước nóng trong thời gian 10÷12 giờ liên tục sau đó hạ thấp dần xuống đến nhiệt độ môi trường trong khoảng thời gian từ 2÷3 giờ. Tổng thời gian chế tạo một cọc ống hết từ 20÷22 giờ. 2.6.7- Thiết bị hạ cọc ống.

Cọc ống có đường kính trên 50cm và cọc thép được đóng vào nền bằng biện pháp rung gọi là rung hạ cọc.

Hình 2.66- Cấu tạo búa rung.

1-Động cơ điện ; 2- bộ phận tạo dao động ; 3- các tấm gia trọng ; 4- lò xo ; 5- chụp đầu cọc.

Búa rung là loại động cơ điện có bánh đà lệch tâm , khi hoạt động gây nên dao động có tần số xác định. Búa được liên kết chặt với đầu cọc và truyền lên cọc dao động cưỡng bức lan truyền dọc theo thân cọc. Dao động này làm phá vỡ cố kết đất phía mũi cọc và làm giảm yếu lực ma sát giữa thành cọc với đất nền làm cho cọc lún dần xuống do trọng lượng bản thân và trọng lượng của búa.

Búa có hai nhóm : búa rung , chế độ làm việc của búa là dao động và búa chấn động vừa rung đồng thời kết hợp với đóng.

Búa rung tần số cao với 1500 dao động trong một phút dùng để hạ cọc ván thép. Búa rung tần số thấp 400÷600 dao động /phút dùng cho hạ các loại cọc ống.

Khi hạ cọc ống có đường kính từ 60cm trở xuống có thể dùng biện pháp hạ không moi đất trong lòng cọc , đầu cọc tạo mũi nhọn hình nón. Búa rung gắn cố định trên đầu cọc chỉ tháo ra khi nối đốt cọc tiếp theo.

Cọc có đường kính trên 60 cm , mũi cọc để hở và bố trí lưỡi cắt đất bằng thép, khi hạ cọc kết hợp vừa rung hạ vừa đào lấy đất ra khỏi lòng cọc. Sau một chu trình rung hạ thì dừng lại và tiến hành đào đất. Để không phải tháo búa ra khỏi đầu cọc mà vẫn đào được đất người ta dùng loại búa rỗng lòng , hai động cơ lệch tâm gắn ở hai bên vành búa và gắn lên vành đai mặt bích của đầu cọc.

Búa phải liên kết chặt vào đầu cọc để truyền dao động cưỡng bức từ động cơ búa lên dọc theo thân cọc bằng bulông theo kiểu mặt bích thông qua kết cấu chụp đầu cọc. Chụp đầu cọc dùng cho rung hạ cọc ống khác với chụp đầu cọc dùng cho cọc đóng, nó là một đoạn ống hình chóp cụt , hai đầu có hai vành thép dầy 20mm hàn vào hai miệng

97

ống để làm mặt bích liên kết. Trên hai vành ống có bố trí các lỗ khoan để lắp bu lông. Thân ống được tăng cường bởi các sườn đứng bằng thép. Đường kính mỗi vành mặt bích căn cứ theo kích thước của đế búa và đường kính của cọc.

Búa rung được thiết kế có vỏ máy hình hộp, đế máy hình chữ nhật nên khi liên kết với mặt bích của chụp đầu cọc phải có khung truyền lực chuyển tiếp.

a) b) c)

28

6

7

53

14

Hình 2.67 – Lắp búa rung lên đầu cọc.

a) Búa rung hạ cọc đường kính 60cm. b) Búa BY-1,6 hạ cọc đường kính 160cm. c) Chụp đầu cọc.

1- ống thép hình chóp cụt.2-sườn tăng cường. 3- vành mặt bích trên. 4-vành mặt bích dưới. 5- bu lông liên kết. 6- cọc ống . 7- búa rung. 8- đầu cọc.

Chọn búa rung theo ba chỉ tiêu sau đây : 1- Lực xung kích của động cơ búa : ∑≥= iica lUMP τϕ 2 ( 2-80)

trong đó U- chu vi theo đường kính ngoài của cọc τi – cường độ lực ma sát của đất nền tầng thứ i li – chiều dày tầng đất thứ i mà cọc đi qua. Mc – mômen tĩnh của bánh đà lệch tâm ϕ- vận tốc góc (vòng /phút)

2- Biên độ dao động búa so với biên độ dao động riêng của cọc. 0AA >

G

MA c= (2-81)

cocchupbua QQQG ++= A0 – biên độ dao động riêng của cọc trong đất nền (cm ) lấy như sau: Loại cọc Nền cát Nền sét

Cọc ống 0,6÷1,0 0,8÷1,2 Cọc đặc 1,2÷1,5 1,5÷2,0

3- Tương quan trọng lượng búa và lực xung kích .

98

0,12,0 <<aP

G . (2-82)

Hạ cọc trong khu vực ngập nước cần có khung dẫn hướng để định hướng đi của cả cọc thẳng và cọc xiên. Khung dẫn hướng là một giàn không gian được lắp từ các thanh của bộ kết cấu vạn năng( Xem chương 3) có lắp thêm các thanh để khống chế vị trí của cọc trên mặt bằng. Khung dẫn hướng được gắn cố định trên các hàng cọc định vị, các cọc này đóng chắc chắn vào nền trước khi hạ khung dẫn hướng .

Hạ cọc ống thép bằng búa rung.

2.7- CÔNG TÁC KÍCH KÉO :

Kích kéo là cách gọi chung cho những công việc di chuyển vật nặng từ vị trí này đến vị trí khác trong phạm vi công trường. Trọng lượng của vật cần di chuyển lớn gấp nhiều lần so với sức người. Tuy cự li di chuyển không lớn nhưng đường đi khó khăn nên không thể sử dụng những phương tiện vận chuyển thông thường. Để thực hiện được công việc trong hoàn cảnh như vậy cần phải áp dụng một số nguyên lý cơ học thể hiện trong thao tác và trong một số máy đơn giản.

Công tác kích kéo có nhiều dạng và công việc đòi hỏi phải tính toán chi tiết trước khi tiến hành và khi thực hiện cần phải thận trọng. 2.7.1- Những thao tác thủ công :

Là những thao tác dùng để di chuyển, điều chỉnh vị trí vật nặng trên một cự li nhỏ, những thao tác này gồm : khiêng vác, bẩy,bắn và sàng. Khiêng vác là động tác đơn giản nhất, nhưng cần bố trí để có thể cho nhiều người tham gia biết cách buộc quai khiêng theo kiểu đòn chèo và tổ chức thực hiện theo một sự chỉ huy thống nhất, đều sức.

Bắn, bẩy và sàng đều dựa theo nguyên lý đòn bẩy, trước hết cần có một thanh dài, cứng làm đòn và có một điểm tựa vững chắc, không lún vỡ. Điểm tựa này có thể di chuyển được theo dịch chuyển của vật nặng. Trong động tác bắn ,bẩy và sàng chỉ di chuyển một đầu của vật nặng, đầu kia vẫn tì lên điểm kê. Tác dụng của thao tác bẩy là

99

nâng một đầu vật nặng lên để kê đệm cho cao lên hoặc rút bớt đệm ra khỏi đáy để hạ thấp bớt nó xuống. Khác với động tác bẩy, động tác bắn là tì đầu đòn xeo xuống mặt đất, điểm tì không được lún rồi dùng lực nâng đầu kia của đòn lên, vật nặng tì lên mặt nghiêng của đòn và trượt về phía trước. Tác dụng của bắn là di chuyển vật nặng sang một vị trí khác.

Động tác sàng là kết hợp giữa bẩy nâng đầu vật nặng lên, đồng thời quay quanh điểm tì trên mặt phẳng nằm ngang giống như động tác chèo thuyền làm cho vật nặng di chuyển đi một đoạn ngắn.

Mặc dù là các động tác đơn giản nhưng sử dụng rất phổ biến trong kích kéo, dùng để xử lý những sự cố xảy ra khi kết hợp với các thiết bị cơ giới để lao kéo hoặc nâng hạ kết cấu nhịp cầu hoặc những cỗ máy rất nặng. Phải tính toán chọn đòn và bố trí điểm đặt cho thích hợp với trọng lượng và vừa sức người , đề phòng quá sức hoặc gãy đòn gây ra tai nạn nguy hiểm. 2.7.2- Lao kéo :

Dùng sức kéo để di chuyển vật nặng trên một khoảng cách khá xa gọi là động tác lao, ví dụ như lao dầm cầu lên nhịp. Vật nặng di chuyển trên một đường đi có hướng cố định và được cấu tạo sẵn gọi là đường trượt. Đường trượt là đường bằng hoặc có thể có độ dốc dọc với góc nghiêng α. Khi di chuyển để cho vật nặng chuyển động, ta phải tác động lên nó một lực sao cho thắng được các sức cản bao gồm : phân lực T của trọng lượng G theo hướng song song với mặt phẳng nghiêng và lực ma sát Fms. Nếu độ dốc là bắt buộc thì để giảm sức cản chỉ có thể giảm lực ma sát bằng cách lợi dụng các hệ số ma sát. Như chúng ta đã biết có hai dạng ma sát đó là ma sát trượt và ma sát lăn. Khi cự li di chuyển ngắn có thể kéo vật nặng trượt trên mặt phẳng và trong trường hợp này phải tìm cách giảm ma sát trượt.

Hệ số ma sát trượt f1 giữa hai mặt phẳng tiếp xúc bằng những vật liệu khác nhau nêu trong bảng 2-20. Theo bảng này ta thấy hệ số ma sát trượt giữa mặt thép mạ và tấm nhựa trượt Teflon là nhỏ nhất, tuy nhiên cấu tạo của đường trượt dùng tấm nhựa khá phức tạp Do vậy trong thực tế, để lao kéo trong cự ly ngắn người ta thường dùng loại đường trượt kiểu “bàn máp”để di dời vật nặng.

α

H×nh 2.68- S¬ ®å kÐo tr−ît trªn ®−êng tr−ît cã dèc däc

100

Cấu tạo của đường trượt ma sát kiểu “ bàn máp” như sau: dùng đoạn thép tiết diện

chữ U , lòng chữ U úp xuống mặt đường trượt , đường trượt là các thanh ray để đơn hoặc ghép sát nhau nối dài từ vị trí vật nặng đến địa điểm cần di chuyến đến. Hai đầu thanh thép chữ U được uốn cong lên để cho lòng máng dễ tiếp xúc với mặt ray cho nên được gọi là thuyền trượt. Lưng của thanh thép chữ U được liên kết với đáy của vật nặng để vật nặng cùng di chuyển cùng với thuyền trượt. Trên bề mặt tiếp xúc được bôi trơn bằng mỡ máy.

1

2

57

6

48

3 Hình 2.69- Cấu tạo đường trượt ma sát kiểu bàn máp.

1- Tà vẹt. 2- Đoạn ray ngắn. 3- Mối nối ray. 4- Đoạn thép chữ U. 5- Đoạn tà vẹt kê. 6- Dầm thép. 7- Đinh đầu móc. 8- Palăng xích.

Hệ số ma sát lăn f2 nhỏ hơn ma sát trượt nhiều lần, hệ số này có thứ nguyên là đơn vị đo chiều dài , ở trong bảng 2-21 cho là cm , hệ số này cũng phụ thuộc vào chất liệu bề mặt tiếp xúc giữa mặt phẳng và con lăn.

Để sử dụng được ma sát lăn khi lao kéo , người ta dùng các khúc tròn bằng thép hoặc bằng gỗ có đường kính từ 80 đến 150mm gọi là các con lăn đặt giữa hai mặt phẳng. Khi kéo mặt phẳng trên trượt đi làm các con lăn cuốn theo. Để con lăn có thể lăn tự do, giữa chúng phải có khoảng hở nhất định. Lực ma sát còn giảm hơn nữa nếu thay các con lăn bằng những bánh xe có đường kính lớn hơn và trục của bánh xe quay trong ổ trục là bi hoặc ổ bạc, trường hợp này gọi là lao kéo trên xe lăn, do đường kính

Hệ số ma sát trượt f1 Bảng 2-20

Vật liệu mặt tiếp xúc

Mặt khô

Mặt Bôi mỡ

Thép- Thép p < 10kN/cm2 Thép –Thép p >10kN/cm2 Thép-Gỗ Thép –bê tông Gỗ-Gỗ Gỗ-bê tông ổ bi ổ bạc Thép mạ-nhựa Teflon Gỗ-nền đất

0.15 0.25 0.40 0.45 0.62 0.50 0.05 0.10 0.05 0.4

0.11 0.12 0.11

- 0.15

- - - -

101

bánh nhỏ thấp và tốc độ di chuyển chậm nên kiểu xe lăn này còn gọi là xe rùa. Xe thường kéo lăn trên đường ray và bánh xe làm bằng thép có gờ ôm lấy chiều rộng nấm ray của đường trượt. Nếu đặt xe cố định ở một vị trí, để ngược bánh xe lên còn đường ray thì gắn vào đáy vật nặng và kéo vật nặng trườn qua các bánh xe quay liên tục thì biện pháp như vậy gọi là lao kéo trên bàn lăn cố định áp dụng khi lao kéo vật nặng có kích thước kéo dài như kết cấu nhịp cầu.

α α

H×nh 2.70- S¬ ®å lao däc trªn ®−êng tr−ît nghiªng dïng con l¨n(a) vµ dïng xe l¨n (b).

Tính toán khi lao kéo trên các dạng đường trượt ma sát tiến hành như sau: Lực kéo P tác dụng lên vật nặng kéo trượt trên mặt phẳng nghiêng xác định theo

công thức : ( )αα cossin 1fkGP += (2-83a)

Trong thực tế, với độ dốc dọc của đường trượt nhỏ khi kéo lực tác dụng không

phải là lực P song song với mặt phẳng nghiêng mà là lực F tác dụng theo phương nằm ngang. Lực này gồm hai thành phần, một thành phần là lực P còn một thành phần ép xuống theo hướng vuông góc với mặt phẳng trượt làm tăng thêm lực ma sát, muốn làm chuyển động vật nặng cần phải tác động một lực lớn hơn lực F, do góc nhỏ nên thành phần này có thể bỏ qua, lực kéo F xác định theo công thức :

( ) ( )1 1cosPF kG tg f kG i fα

α≈ = + = + (2-83b)

Lực kéo tác dụng lên vật nặng kéo trên các con lăn theo mặt phẳng nghiêng xác định theo công thức :

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +=

dfkGP αα cossin 2 (2-84a)

2

cosfPF kG tgd

αα

⎛ ⎞≈ = +⎜ ⎟⎝ ⎠

(2-84b)

Biện pháp sử dụng ma sát lăn để di chuyển vật nặng rất phổ biến là dùng xe lăn, bánh xe càng lớn và ổ trục càng trơn thì lực kéo càng giảm. Lực kéo tác dụng lên vật

Hệ số ma sát lăn f2 Bảng 2-21 BÒ mÆt tiÕp xóc ƒ2

Thép-Thép Thép –Gỗ Gỗ-Gỗ Thép-Bê tông Gỗ-Bê tông

0.05 0.07 0.08 0.06 0.07

102

nặng lao dọc trên đường trượt dốc bằng xe rùa xác định theo công thức : ( )αα cossin 0fkGP += (2-85a)

( )0cosPF kG tg fα

α≈ = + (2-85b)

( )1 2

0

2f d ff

D+

= (2-86)

Trong các công thức trên : G- trọng lượng vật kéo ( kN) k- hệ số vượt tải để thắng ma sát nghỉ lấy bằng 1,5÷2 α- góc nghiêng của mặt đường trượt. i - độ dốc dọc của đường trượt có giá trị bằng tgα ƒ1- hệ số ma sát trượt. ƒ2- hệ số ma sát lăn (cm). d- đường kính con lăn hoặc của trục bánh xe lăn (cm) D- đường kính bánh xe (cm).

Trường hợp kéo trên mặt phẳng nghiêng có góc α tương đối lớn thì hướng của lực kéo bao giờ cũng song song với mặt phẳng . 2.7.3 – Những trang thiết bị phục vụ công tác lao kéo dọc.

a) Bàn tời : Lực kéo F được tạo nên bằng sức người nếu trọng lượng vật kéo nhẹ và tổ chức

lao kéo bằng thủ công. Khi trọng lượng G lớn phải dùng thiết bị chuyên dụng để kéo gọi là tời.

Tời là một loại máy dùng để tạo nên một lực kéo tác dụng lên dây cáp, làm việc theo nguyên lý truyền động bánh răng. Dùng tời chỉ cần tác dụng một lực nhỏ nhưng kéo được vật nặng hơn, nếu kết hợp với hệ thống ròng rọc thì có thể kéo được vật có trọng lượng rất lớn.

Tời có hai loại : tời quay tay và tời chạy điện. Những bộ phận của tời gồm : khung tời có bản đế tời hai bản đứng gọi là má và

các thanh giằng, bộ phận phát động ,bộ phận truyền động, trống tời và bộ phận hãm. Trên trống tời quấn cáp thành từng vòng xít nhau, lớp nọ chồng lên lớp kia. Dung lượng cáp của trống tời tối đa đến 300m.

Bộ phận truyền động có loại một tốc độ và loại có hộp số có thể điều khiển cuốn cáp với nhiều tốc độ.

Cơ cấu hãm của tời tay bằng hai hình thức : cóc hãm và đai ma sát ( hình thức chân phanh). Các tời điện đều hãm bằng chân phanh.

103

Hình 2.71a- Cấu tạo bàn tời

1-Trống tời. 2- dây cáp. 3-bánh rang truyền động. 4-động cơ. 5- má hãm. 6- phanh chân. 7-cá hãm. 8- má tời. 9-bulông giằng. 10- đế tời.

Lắp đặt tời theo những nguyên tắc sau:

1- Vị trí đặt tời phải thẳng góc với hướng kéo. Khoảng cách giữa tời và puli chuyển hướng không được nhỏ hơn 11m.

2- Cố định tời : có nhiều cách, nếu đặt ổn định có thể bắt bu lông neo vào nền hoặc sàn của khung máy. Ở nơi có không gian chật hẹp thì dùng đối trọng để neo và phổ biến là dùng hố thế để neo giữ.

3- Buộc cáp vào tời : luồn đầu dây từ phía dưới trống luồn lên. 4- Quay tời : đối với tời tay khi hạ phải vừa quay ngược vừa nhả dần cóc

hãm, đối với tời điện phải khởi động số nhỏ.

b) Hố thế : Khi lao kéo, bàn tời đặt cố định ở một vị trí và tác động lực kéo lên vật nặng thông

qua dây cáp, trống tời cuốn dần dây cáp và kéo vật nặng di chuyển, hoặc neo bàn tời vào vật nặng và di chuyển cùng với nó, đầu dây cáp kéo được móc vào một điểm cố định. Như vậy khi lao kéo vật nặng bằng tời phải có một điểm neo. Kết cấu dùng làm điểm neo chịu tác dụng của lực kéo F. Trên công trường có thể lợi dụng những công trình có sẵn hoặc những vật có thể buộc hoặc móc đầu cáp để làm điểm neo. Nếu không lợi dụng được những vị trí tự nhiên có sẵn thì phải chôn cọc xuống nền đất để làm điểm buộc neo, những kết cấu này được gọi là hố thế.

Thông số kỹ thuật của một số loại tời Bảng 2-22 Tời tay Tời điện

Các chỉ tiêu T-68A

T-69 T-102

T-78 Nhóm I Nhóm II Nhóm III

Lực kéo (kN) Đường kính trống tời (mm) Dung lượng cáp (m) Tốc độ (m/ph) Đường kính cáp (mm) Trọng lượng (T) Công suất (kW)

10 180 150

11 0,2 -

30 200 150

17,5 0,5 -

50 270 220

19,5

0,768 -

75 400 300 24

1,43 -

10÷25 349÷216 1,3÷0.5 13÷17,5

1,5 16

30÷80

422÷284 1,2÷0,6 24÷28 3,62 45

45÷105

720÷475 1,15÷0,5 28÷34 6,81 60

104

Hố thế được phân làm hai loại theo cấu tạo : hố thế đứng, hố thế nằm. Hè thÕ ®øng cã bé phËn chÞu lùc chÝnh lµ cäc neo ®−îc ch«n nghiªng vÒ phÝa sau

trong mét hè ®µo cã mét v¸ch ®øng vµ mét v¸ch xiªn. Cäc neo lµ mét c©y gç tèt, r¾n ch¾c hoÆc lµ ®o¹n cäc thÐp, cäc BTCT. NÕu hè thÕ sö dông t¹m thêi trong mét thêi gian ng¾n ph¶i di chuyÓn ®Õn vÞ trÝ kh¸c th× cÊu t¹o cña hè thÕ nh− sau : ®µo hè trong nÒn cã ®¸y réng 0,5m chiÒu s©u 1,5m vµ mÆt tr−íc v¸ch ®øng, mÆt sau nghiªng 300 so víi ph−¬ng th¼ng ®øng. Hè cã chiÒu dµi 2,0m theo ph−¬ng vu«ng gãc víi h−íng kÐo. §Æt cäc neo vµo ®iÓm gi÷a cña hè ®µo, nghiªng vÒ phÝa sau mét gãc 300 so víi ph−¬ng th¼ng ®øng vµ dïng çc thanh tµ vÑt gç chÌn chÆt ë phÝa tr−íc vµ phÝa sau. Cäc neo nh« lªn khái mÆt ®Êt 0,5m vµ lµ ®iÓm buéc ®Çu d©y çp. Qui çch hè thÕ nµy cã thÓ chÞu ®−îc lùc kÐo 15kN nÕu nÒn ®Êt b×nh th−êng.

NÕu hè thÕ chØ sö dông t¹i mét vÞ trÝ th× ®¾p lÊp b»ng ®Êt cÊp phèi ®Çm chÆt, cÊu t¹o cña hè thÕ thÓ hiÖn trong h×nh 2.71b, qui çch hè ®µo, cäc thÕ vµ cäc tùa thèng kª trong b¶ng 2-23 , trong ®ã H – kho¶ng çch tõ ®iÓm buéc çp ®Õn ®¸y hè, L- chiÒu dµi gç ngang ,a1- kho¶ng çch tõ ®iÓm buéc çp ®Õn ®iÓm tùa cña gç ngang trªn, a2- kho¶ng çch tõ ®Øªm tùa ngang trªn ®Õn ®iÓm tùa ngang d−íi, n1- sè thanh gç trßn ®−êng kÝnh tÝnh b»ng22 mm, n 2- sè thanh tµ vÑt

Khi cần lực neo lớn người ta nối liên tục hai hoặc ba hố thế đơn thẳng hàng với nhau gọi là hố thế kép hoặc hố thế ba ( hình 2.71 c) , qui cách của hố thế kép gỗ tròn có thể tham khảo bảng 2-24. Trong đó ý nghĩa các kích thước a,b,H và L tương tự như trong hố thế đơn , ∅A ,∅B - đường kính gỗ chắn ngang trên và dưới, d- khoảng cách điểm buộc cáp giữa hai cọc neo.

Hình 2.71- Cấu tạo hố thế đứng.

a) Hố thế tạm thời. b) Hố thế đơn. c) Hố thế kép.

Kích thước của cọc neo tính toán theo qui cách và cường độ của vật liệu làm cọc. Sơ đồ tính của cọc là dầm mút thừa ( hình 2.72) , mômen uốn lớn nhất tại điểm tựa của gỗ ngang trên :

Qui cách hố thế đứng đơn Bảng 2-23 Gỗ ngang

dưới (mm)

Gỗ ngang trên

(mm )

Trọng tải F (kN)

a1

(cm)

a2

(cm)

H

(cm)

L

(cm)

n1 n2 n1 n2

20 30 50

100

50 50 50 60

90 120 120 120

160 200 200 200

200 200 200 200

1 - - -

- 1 1 5

1 2 3 3

- 2 3 3

105

1.M F a= (2-87) F- lực kéo tại đầu dây buộc cáp. a1- khoảng cách từ điểm buộc cáp đến điểm tựa gỗ ngang trên

Hình 2.72- Sơ đồ tính cọc neo

Căn cứ vào mômen uốn và cường độ vật liệu làm cọc để chọn kích thước của cọc

neo.

Hố thế nằm có cấu tạo hố đào tương tự như

hố thế đứng nhưng thanh neo đặt nằm dọc theo chiều dài của hố và chôn sâu dưới đáy hố. Để nối với điểm móc cáp trên mặt đất dùng một đoạn dây buộc vào cọc neo làm quai và dẫn lên mặt đất theo một rãnh đào xiên một góc 300 so với phương nằm ngang. Dưới tác dụng của lực kéo F , thanh neo vừa bị nhổ lên vừa ép vào thành hố thế. Để giảm áp lực ép lên đất nền của thành hố người ta dùng gỗ cây bổ đôi hoặc gỗ ván làm thành vách chắn phía trước không cho cọc ép trực tiếp lên đất nền. Phía trên thanh neo cũng dùng ván chặn lên rồi đổ lấp đất đá và đầm chặt. Với lực kéo lớn dùng quai hai nhánh dẫn lên mặt đất.

Qui cách hố thế nằm có chắn có thể tham khảo bảng 2-25 , hoặc xác định theo tính toán.

Qui cách hố thế (đứng) kép Bảng 2-24 Hố A Hố B Trọng

tải F kN

a1 (cm)

a2 (cm)

HA (cm)

LA (cm)

∅A (mm)

b1 (cm)

b2 (cm)

HB (cm)

LB (cm)

∅B (mm)

d (cm)

30 40 50

50 50 50

90 90 90

150 150 150

100 100 100

22 25 26

50 50 50

90 90 90

160 160 160

100 100 120

18 20 22

90 90 90

∅24

∅10

∅ d

Hỡnh 2.73- Hố thế nằm cú chắn.

106

Trong bảng t là chiều sâu cọc chắn đóng vào đáy nền của hố thế. Số thanh neo bó lại với nhau thành tổ hợp cùng chịu lực.

- TÝnh hè thÕ n»m :

+ §iÒu kiÖn æn ®Þnh chèng nhæ : 2NkTG yd >+ (2-88)

Gd- träng l−îng cña ®Êt lÊp hè thÕ tÝnh tõ líp ®Êt trªn mÆt thanh neo trë lªn

2d h

a bG HL γ+= (2-89)

T- lùc ma s¸t gi÷a mÆt v¸n ch¾n vµ nÒn ®Êt ®¾p : 11NfT = C¸c ph©n lùc nhæ vµ lùc Ðp vµo thµnh hè :

2 sinN F α= (2-90a)

1 cosN F α= (2-90b) ky- hÖ sè dù tr÷ lÊy b»ng 2. a- chiÒu réng ®¸y hè thÕ. b- chiÒu réng miÖng hè thÕ. Lh- chiÒu dµi hè thÕ. H- chiÒu s©u hè. γ- träng l−îng thÓ tÝch ®Êt lÊp α- gãc xiªn cña d©y quai so víi mÆt ph¼ng n»m ngang.

+ KiÓm tra ®iÒu kiÖn ¸p lùc tõ v¸n ch¾n lªn ®Êt nÒn :

[ ]1

ep

NF

σ ση

= ≤ (2-91)

η-hÖ sè xÐt ®Õn Ðp côc bé lÊy b»ng 0,25 Fep-diÖn tÝch phÇn nÒn bÞ v¸n ch¾n Ðp lªn. [σ]- ¸p lùc cho phÐp cña nÒn ®Êt v¸ch hè thÕ ( b¶ng 2-26)

Qui c¸ch hè thÕ n»m cã ch¾n B¶ng 2-25

F

(kN)

H

(cm)

t

(cm)

Cäc neo

Gç

ch¾n

Cäc ch¾n

L

(cm)

150 200 400

250 275 350

50 50 50

3∅24 3∅24 4∅24

4∅20 4∅20 5∅20

2∅20 2∅20 3∅22

270 350 400

Áp lực cho phép của nền đất hố thế Bảng 2-26

Loại nền [σ]

daN/cm2

Loại nền [σ]

daN/cm2 Sỏi đầm chặt 6,0 Cát ẩm 1÷3 Cát khô chặt 3÷5 sét dẻo 0,5÷2 sét cứng 3÷4 Than bùn 0,25÷0,5

107

Kích thước của thanh neo xác định theo điều kiện độ bền của thanh làm việc chịu uốn, với điểm đặt lực là vị trí buộc dây quai neo và điểm tì là vị trí các cọc chắn.

Khi dùng hố thế để làm điểm neo của một đầu cáp kéo thì tại đây phải có một ròng rọc chuyển hướng, còn nếu để cố định bàn tời thì hố thế bố trí ở phía sau tời và dùng một đoạn dây cáp neo bàn tời vào hố thế.

Để neo giữ, cố định tời và neo dây cáp ngoài các loại hố thế đã nêu ở trên trong thi công cầu còn sử dụng những dạng neo khác như neo trọng lực , cọc thế và cọc neo dạng lỗ mìn.

Hình 2.74- Hình thức móc cáp và cố định tời vào hố thế.

Neo trọng lực có cấu tạo như trên hình 2.75, ở đó trọng lượng của khối vật liệu và trọng lượng tời có tác dụng chống lật và tăng ma sát giữa đế tời với đất nền, còn lực ma sát và lực cản của cọc neo do áp lực bị động của đất phía trước cọc có tác dụng chống kéo trượt khi tời làm việc. Loại neo trọng lực hay sử dụng trong lao kéo dùng để cố định bàn tời.

Hình 2.75- Cố định bàn tời bằng trọng lực và cọc neo.

Để chống lực nhổ phía sau tời trọng lượng của khối vật liệu xếp dằn xuống được

xác định theo công thức :

1,5 FhGb

= ( 2-92)

Các kích thước xem trong hình vẽ 2-75. Cọc thế có cấu tạo đơn giản chịu được lực kéo từ 10kN đến 100kN. Dùng cọc gỗ

tốt, rắn chắc đường kính từ 18 đến 33cm, hoặc cọc thép hình đóng sâu vào trong nền,

108

các cọc nghiêng về phía sau một góc 15÷300 so với phương thẳng đứng. Có thể đóng hai, ba cọc và dùng dây cáp nối giằng các cọc với nhau.

Hình 2-76. Các sơ đồ cọc thế.

a) cọc đơn. b) cọc kép . c) cọc ba Kích thước của các loại cọc thế có thể tham khảo trong hai bảng 2-27 và 2-28.

c) Dây cáp và các phụ tùng của dây cáp :

Dây cáp có vai trò là thiết bị quan trọng trong công tác kích kéo, nó phục vụ cho việc lao kéo, cẩu nâng vật nặng và neo giữ kết cấu.

Dây cáp được bện từ các sợi thép cường độ cao đường kính 0,5÷2mm. Trước tiên các sợi bện thành từng tao, sau đó các tao bện lại thành sợi cáp. Ở giữa sợi cáp có một lõi bằng thép hoặc bằng sợi hữu cơ.

Qui cách cọc thế bằng gỗ Bảng 2-27 Cọc đơn Cọc đôi Cọc ba

Lực kéo F(kN)

a

(cm)

b

(cm)

c1 (cm)

d1

(cm)

c2

(cm)

d2

(cm)

c3

(cm)

d3

(cm)

áp lực đất cho phép

(MPa) 10 15 20 30 40 50 60 80

100

30 30 30 30 30 30 30 30 30

150 150 150 150 150 150 150 150 150

40 40 40 40 40 40 40 40 40

18 20 26 20 22 24 20 22 24

- - -

90 90 90 90 90 90

- - -

22 25 26 22 25 26

- - - - - -

90 90 90

- - - - - -

28 30 33

1,5 2,0 2,8 1,5 2,0 2,8 1,5 2,0 2,8

Qui cách cọc thế bằng thép hình ( chỉ dùng cọc đơn) Bảng 2-28

Lực

kéo F ( kN)

Loại tiết diện

cọc

Kích thước hoặc số hiệu của tiết diện

(mm)

Chiều dài cọc (m)

30 30 50 30 50

ống thép Thép chữ [ Thép chữ [ Thép chữ H Thép chữ H

219/8 22 27 18 22

25 24

26,5 25

29,5

109

Dây cáp được sản xuất theo nhiều chủng loại, để sử dụng từng loại cáp vào đúng mục đích công việc cần biết cách phân loại cáp.

- Theo hình thức bện, dây cáp phân làm bẩy loại bao gồm : 1- Bện đơn : không có tao,các sợi bện đồng tâm quanh lõi. Dây cáp loại này cứng

khó uốn chỉ dùng làm dây neo. 2- Bện kép : Sợi cáp bện từ các tao quanh sợi lõi. Dây mềm dễ uốn, dễ quấn vào tời

và dễ luồn vào puli. 3- Bện ba : các sợi bện thành tao đơn giản giữa có lõi mềm, sau đó bện các tao thành

tao kép có lõi riêng, cuối cùng bện các tao kép thành sợi cáp có một lõi chung ở giữa. Sợi cáp rất mềm nhưng chóng mòn vì dùng sợi nhỏ và giá thành cao.

4- Bện hỗn hợp : Gồm nhiều loại sợi đường kính khác nhau, sợi cáp xếp kín tiết diện. Loại này có độ bền rất cao.

5- Bện thuận chiều : Chiều bện của các sợi trong tao giống chiều bện của các tao trong sợi cáp. Ưu điểm của loại cáp này là mềm, không bị xoay khi cẩu , khi cuộn, các tao không bị bung ra ở đầu dây khi cắt, lâu mòn nhưng nhược điểm có độ giãn lớn, độ bền kém. 6-Bện ngược chiều : các sợi trong tao bện trái chiều ( ngược chiều kim đồng hồ),

còn các tao bện theo chiều phải. Loại cáp này chịu lực tốt, không bị xoắn khi cuộn nhưng cứng và chóng mòn.

7- Bện thuận nghịch kết hợp : Các tao kề nhau thì có các sợi bện ngược nhau, loại này khắc phục được nhược điểm của hai loại thuận và nghịch.

Hình 2.77a-Cấu tạo dây cáp.

110

Dây cáp bện thuận trái Dây cáp bện nghịch phải. - Phân loại theo vật liệu làm lõi cáp : Loại lõi hữu cơ làm bằng sợi bông, sợi gai có tẩm dầu, loại này mềm, chống rỉ tốt nhưng không chịu được áp lực cao ép vào lõi. Lõi amiăng chịu nhiệt độ cao nhưng cứng khó uốn. Lõi thép mềm : chịu áp lực tốt , nhưng cứng khó uốn.

Đặc trưng cơ bản của dây cáp là đường kính danh định và tổng lực kéo đứt cho phép [P]. Khi cần đảm bảo lực kéo S phải chọn loại dây cáp đường kính danh định là d(mm) và lực kéo đứt [P] theo công thức kinh nghiệm sau :

[ ]PS

k= (2-93)

k- hệ số an toàn lấy bằng 5. 20,1S d= (kN) (2-94) d- đường kính danh định của dây cáp (mm). Dây cáp được sản xuất thành sợi dài hàng trăm mét để dùng trong tời kéo và thành

những đoạn dây ngắn gọi là dây treo dùng để treo khi cẩu nâng vật nặng. Khi dùng các dây treo, thao tác buộc và tháo dây nhanh và đơn giản.

Các loại dây treo bao gồm : - Dây treo vạn năng là một vòng cáp kín tết nối với nhau, có chiều dài khai triển

phù hợp với công việc, thông thường dùng loại 12m. - Dây treo số 8 : là một đoạn dây cáp có tết vòng khuyết ở hai đầu. - Dây treo hai nhánh và dây treo bốn nhánh : kết hợp các đoạn dây treo số 8 với

vòng treo cáp.

Hình 2.77- Các loại dây cáp treo dùng trong thi công.

a) dây vạn năng. b) dây treo số 8. c) dây treo hai nhánh. d) dây treo bốn nhánh. Để nối hai đoạn cáp với nhau người ta đặt hai đầu cáp chồng lên nhau và dùng cóc

cáp ép chặt lại. Các cóc cáp bố trí cách nhau một khoảng đều là 5 lần đường kính của dây cáp, cóc hãm cuối cùng cách cóc hãm trước nó 50cm và đoạn cáp này được để chùng.

111

≥5∅ ≥0,5m

∅

≥5∅

≥5∅≥0,5m

Hình 2.78- Các loại cóc để bó cáp.

a) cóc răng ngựa. b) cóc bản ép. c) cóc nắm tay. d) nối hai đoạn cáp bằng cóc. e) qui cách cấu tạo vòng khuyết bằng cóc và bằng dây buộc. 1- vòng máng cáp.

Cóc cáp có ba loại : cóc răng ngựa, cóc bản ép và cóc nắm tay. Khi tạo vòng khuyết, để bảo vệ dây và định hình vòng khuyết người ta dùng máng cáp bằng thép bản dập thành rãnh uốn theo hình bầu dục ôm lấy đoạn cong trong lòng vòng khuyết đệm cho dây cáp khỏi mòn và gẫy. Khi dùng vòng máng cáp, lực kéo đứt [P] của dây cáp triết giảm đi từ 10 đến 25%.

Hình 2.78b- Cóc răng ngựa, Maní, vòng máng cáp và phụ kiện hãm đầu dây cáp. Kích thước của cóc, bản ép cóc chọn theo đường kính của dây cáp và có thể tham

khảo những số liệu trong bảng 2-29 trong đó các kí hiệu kích thước nêu ở trong hình vẽ 2.78.

Bảng 2-29 Kích thước cóc cáp (mm) d cáp

(mm)

A

B

a

C

∅

9-12 13-15 16-17 18-19 20-21 22-24 24-28 29-34 35-37

54 65 75 80 85 92

100 110 120

34 40 45 52 52 60 60 70 80

12 14 16 16 16 20 22 24 24

24 31 35 37 40 45 49 58 63

10 12 16 16 16 20 20 22 24

Khác với cóc là bắt chặt ép chập hai đầu cáp lại với nhau và cố định cùng với đoạn

dây cáp, trong khi cẩu nâng người ta dùng một vòng thép chữ U có chốt ngang tháo ra

112

được gọi là ma ní để cố định đầu cáp, hãm các nhánh cáp không cho chúng tách xa nhau và để treo các nhánh vào vòng treo cáp.

Hình 2.79- Các phụ tùng treo dây cáp.

a) vòng máng cáp. b) ma ní. c) móc treo. d) vòng treo cáp. 1- vòng chữ U, 2- chốt ngang có ren.

Sử dụng ma ní phải phù hợp với đường kímh cáp và tải trọng vật treo. - Tính toán ma ní :

Lực tác dụng lên ma ní : 21kSkP = ( 2-95)

Duyệt cường độ của một nhánh : mRFP

n

≤=2

σ (2-96)

Duyệt cường độ của chốt ngang chịu uốn : 4 uPL mRW

σ = ≤ (2-97)

Duyệt cường độ chịu cắt của chốt ngang : cc

P mRF

σ = ≤ (2-98)

Duyệt cường độ chịu ép mặt của ma ní: 2 cm

c

P mRd

σδ

= ≤ (2-99)

k1,k2-hệ số vượt tải và lệch tải lấy bằng 1,1 Fn=πd2

n/4. W=0,1d3c

m- hệ số điều kiện làm việc lấy bằng 0,85. S- lực căng trong dây treo. dc - đường kính chốt ngang.

b) Ròng rọc và múp : Ròng rọc là một công cụ dùng trong kích kéo để chuyển hướng tác dụng của lực,

để trục vật nặng. Cấu tạo của ròng rọc gồm bánh xe bằng thép có rãnh , hai bên có hai bản má kết hợp với các bulông và ống hạn vị làm thành hộp chứa bánh xe. Trục bánh xe quay trong ổ bi hoặc ổ bạc. Bản má được tăng cường thêm các thanh nẹp để treo móc cẩu ở phía dưới , phía trên có quai để treo khi bảo quản. Loại ròng rọc chỉ có một bánh xe dùng để chuyển hướng kéo và loại nhiều bánh xe dùng để làm thành bộ múp. Loại ròng rọc cố định không dùng móc cẩu mà dùng vòng khuyết hoặc chốt quay , còn ròng rọc di động thường có lắp móc cẩu.

113

Hình 2.80- Cấu tạo puli. a) puli có móc và b) loại puli lắp chốt quay

Khi sử dụng người ta móc ròng rọc đơn vào một điểm cố định và luồn dây cáp quanh rãnh của bánh xe rồi kéo ngoặt sang hướng khác sẽ thay đổi được hướng kéo mà vẫn giữ nguyên chiều tác dụng lên vật nặng. Để không làm gập dây cáp, đường kính của bánh xe phải bằng hoặc lớn hơn 18d , trong đó d là đường kính dây cáp. Khả năng chịu lực của ròng rọc có thể xác định theo công thức kinh nghiệm :

[ ]2

160DP = (kN) (2-100)

D- đường kính làm việc của ròng rọc (mm). Khi góc ngoặt của hướng kéo là α, lực tác dụng lên dây neo xác định theo công

thức : 0P k S= (2-101) trong đó hệ số k0 phụ thuộc vào góc ngoặt của hướng kéo , lấy như sau:

α 30 45 60 90 120 150 k0 1.9 1.8 1.7 1.4 1.0 0.8

α

Hình 2.81- Sơ đồ tính lực tác dụng lên ròng rọc chuyển hướng.

Ghép một số ròng rọc lại với nhau thành một bộ có kèm theo móc cẩu gọi là puli. Khi ghép hai bộ puli lại thành một hệ thống và lắp dây cáp vòng qua các bánh xe

chúng ta được một loại máy đơn giản có tác dụng giảm lực kéo theo nguyên lý bảo toàn công gọi là múp. Múp gồm một bộ ròng rọc cố định neo vào một điểm tại vị trí đích

114

muốn di dời vật nặng đến và bộ ròng rọc di động móc vào vật nặng và cùng di chuyển với vật nặng.

Hình 2.82- Cấu tạo múp (a) và sơ đồ hoạt động của múp.

1- puli cố định. 2- puli di động. 3- ròng rọc chuyển hướng.

Hệ số của múp thể hiện hiệu suất giảm lực kéo khi dùng thiết bị này được xác định theo công thức :

( )1

1

n

kη η

η

−=

− (2-102)

trong đó : η - hệ số có hiệu của ròng rọc lấy bằng 0,96 n- tổng số bánh xe trong ròng rọc tĩnh và ròng rọc động gọi là số hiệu của

múp, ví dụ n=3 gọi là múp 3.

Khi chọn múp phải đảm bảo điều kiện: QkT

≥

Q – lực kéo ; T- khả năng kéo của tời.

Khi đã biết Q và T có thể chọn số hiệu của múp thông qua công thức (2-102) ( ) ( )1 1nk η η η− = −

thay η=0,96 vào công thức trên ta có: 0,04 10,96

nk η− = −

1 0,0417 0,96nk− = Giá trị bên trái luôn lớn hơn 0 vì k bằng và lớn hơn 1, thay giá trị của k vào và

logarit hóa hai vế ta được :

( )ln 1 0,0417ln 0,96

kn

−≥

n làm tròn lên đến số nguyên gần nhất.

2.7.4- Biện pháp kéo dựng kết cấu bằng tời và múp : Trong thực tế thi công cầu có khi chúng ta phải dựng một kết cấu từ tư thế nằm

ngang trên mặt đất chuyển thành tư thế thẳng đứng mà cần cẩu không thực hiện được,

115

đó là biện pháp kéo dựng. Những ví dụ về kéo dựng trong thi công cầu phải kể đến là lắp dựng cột giá búa, lắp dựng cột tháp bằng thép của cầu treo và cầu dây văng khẩu độ vừa, cất dựng thân vòm. Trong xây dựng dân dụng áp dụng biện pháp này để dựng cột tháp , cột điện , cột ăng ten cao. ..

Trong kéo dựng, kết cấu được cấu tạo sao cho có thể quay quanh một điểm gọi là khớp tạm, điểm này nằm ngay tại chân đế khi kết cấu đã dựng lên. Khớp tạm được cấu tạo gồm chốt tạm và bản má chôn sẵn có lỗ để lắp chốt hoặc chỉ đơn giản là điểm tì chống trượt.

Để kéo được kết cấu đang ở tư thế nằm ngang , lực kéo phải có phương tạo với trục của kết cấu một góc kẹp từ 300 trở lên. Muốn như vậy phải có điểm cố định ở phía trên cao hơn so với kết cấu. Dùng tời và múp để giảm lực kéo.

Có hai biện pháp cẩu dựng : biện pháp thứ nhất là dùng cột buồm , cột dựng thẳng đứng độc lập với kết cấu, có các dây văng gọi là dây giằng gió neo về các hướng để giữ ổn định vị trí ban đầu cho cột. Ngược lại với chiều tác dụng của lực kéo là dây neo giữ cho cột không đổ về phía kết cấu. Dùng múp một đầu móc lên đỉnh cột, một đầu móc vào một vị trí nửa trên so với trọng tâm của kết cấu. Dùng tời kéo để nâng kết cấu lên bằng cách quay quanh khớp tạm. Thông qua ròng rọc chuyển hướng để hướng kéo của tời theo phương thẳng đứng. Khi kết cấu gần đạt đến vị trí thẳng đứng thì dùng tời hãm kéo về phía ngược lại với hướng kéo dựng để giữ cho kết cấu không bị đổ về phía kéo. Biện pháp này áp dụng để kéo dựng kết cấu thấp, nặng.

α

l

γ β

ϕ

ω

Hình 2.83- sơ đồ tính toán biện pháp cẩu dựng dùng cột buồm.

- Lực kéo để nâng kết cấu từ vị trí nằm ngang dứng thẳng dần lên là Pn, lực này tác

dụng lên nhánh múp xác định theo công thức:

0

sin cosnk

GlPH lβ β

=−

(2-103)

Pn có giá trị lớn nhất khi ϕ=0 và góc β xác định theo công thức :

c kL ltgH h

β +=

− (2-104)

-Lực tác dụng lên dây neo :

γβ

sinsin

np PP = (2-105)

116

- Lực tác dụng dọc theo cột buồm là hợp của các lực sau: 1 2 1 1cos cos sinn p v v n c nN P k k P n R S G k G kβ γ α= + + + + + (2-106)

nv-số nhánh dây giằng gió giữ ổn định cột . Rv- lực căng trước trong mỗi nhánh dây giằng gió giữ ổn định cột, lực

căng này phụ thuộc vào trọng lượng của kết cấu cần kéo dựng và chiều cao của cột có giá trị từ 5÷25 kN.

α - góc nghiêng của nhánh dây giằng gió thường bằng 450 Sn- lực kéo của tời. Gc-trọng lượng cột Gn-trọng lượng hệ múp. k1- hệ số tải trọng lấy bằng 1,1 k2- hệ số xung kích lấy bằng 1,1

- Lực hãm khi kết cấu đã dựng lên bệ :

2 cosT

GDTH ω

= (2-107)

D- chiều rộng kết cấu. HT- chiều cao kết cấu tính từ bệ đến điểm buộc cáp hãm. ω-góc giữa cáp hãm và phương thẳng đứng. L0 – khoảng cách từ chân cột đến trọng tâm kết cấu.

Kích thước hợp lý bố trí cột Bảng 2-30

Kích thước Tỉ lệ

kích thước Giá

trị giới hạn Chiều cao cột H Khoảng cách từ hố thế đến

cột tháp Lneo Vị trí buộc cáp LC

H/L0 Lneo/L0 Lc/L0

1,8-3,0

4,0-6,0

1,3-2,0

Biện pháp thứ hai là dùng cột phụ , kéo dựng kết cấu kiểu cất vó. Biện pháp này

phải chế tạo một cột phụ gắn tạm vào chân của kết cấu và nối đỉnh cột với điểm buộc cáp trên kết cấu bằng dây cáp. Tời và múp móc vào đỉnh cột phụ và kéo về phía dựng kết cấu. Biện pháp này áp dụng khi kéo dựng những kết cấu có chiều cao.

117

ω

γβ

ϕ

Hình 2.84- Sơ đồ tính toán kéo dựng kết cấu bằng cột phụ.

- Lực tác dụng lên nhánh kéo :

0

sinpGLP

H β= (2-108)

-Lực tác dụng lên nhánh múp :

γ

βsin

sinpn

PP = (2-109)

-Lực tác dụng dọc theo cột phụ : 1 2 1 1cos cosp n th nN P k k P G k G kβ γ= + + + (2-110)

- Lực hãm : .2 cosT

G DTH ω

= (2-111)

Kích thước hợp lý của cột phụ Bảng 2-31

Kích thước Tỉ lệ Giới hạn

Chiều cao cột phụ H

Khoảng cách từ hố thế đến cột phụ Lneo

Vị trí buộc cáp LC

H/L0 Lneo/L0 Lc/L0

1,4-2,4

5,0-7.0

1,3-1,4

2.7.5- Palăng :

Pa lăng là thiết bị dùng để treo trục vật nặng thay thế cho cần cẩu. Khi sử dụng phải treo lên xà ngang hoặc một điểm neo ở trên cao Có hai nhóm pa lăng : Pa lăng xích vận hành bằng kéo tay và pa lăng điện chạy

bằng động cơ điện. Pa lăng xích hoạt động theo nguyên lý dùng lực kéo nhỏ để kéo vật nặng-lợi về

lực nhưng thiệt về đường đi, truyền động bằng bánh răng và trục vít vô tận. Dây kéo bằng xích.

Sử dụng biện pháp hãm bằng cóc và ép ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc.

118

Pa lăng điện có trống cáp và kéo bằng cáp, di chuyển dọc theo xà ngang là dầm chữ I nhờ động cơ điện hoặc đẩy tay.

Hình 2.85- Cấu tạo palăng xích (a), cơ cấu hãm của palăng xích (b) và palăng điện

Pa lăng xích và palăng điện

2.7.6- Kích nâng: a) Các loại kích :

Kích là thiết bị dùng để nâng, hạ vật nặng và có thể di chuyển vật nặng trên một cự ly ngắn.

Phân loại kích theo cơ cấu hoạt động bao gồm : + Kích vít : Tốc độ nâng nhanh, lực nâng 20÷200kN, chiều cao giương kích

25÷35cm. + Kích sàng : là loại kích vít đặt trên đế trượt có trục vít ngang. Trong khi kích đội

tải trọng lên có thể quay và đẩy đế trượt sang bên cạnh với khoảng di chuyển tối đa là 30cm.

+ Kích răng : còn gọi là kích chân vịt hoạt động theo nguyên lý bánh răng và trục khía.

+ Kích dầu còn gọi là kích thuỷ lực : Hoạt động theo nguyên lý dùng áp lực dầu đẩy pítông và nâng vật nặng lên. Kích dầu có lực nâng lớn và dễ điều khiển.

119

Hình 2.86- Cấu tạo kích vít(a), kích răng(b) và kích thủy lực (c)

Biện pháp sử dụng kích thủy lực:

1- Đế kích phải đặt trên đệm chắc và bằng phẳng. Đĩa kích đặt đúng trọng tâm của đáy vật nặng. Nếu dùng nhóm kích thì các kích đặt đối xứng qua trục trọng tâm của mặt đáy vật nâng.

2- Sức nâng của kích phải lớn hơn yêu cầu 25÷50%. 3- Giữa đĩa kích và mặt đáy của vật nâng phải có đệm gỗ mỏng. Điểm đặt kích ở

đáy vật nâng phải được tăng cường bằng sườn và bản táp ( nếu cần). 4- Khi kích phải kích nhớm thử để kiểm tra kích và hệ thống kê đệm sau đó mới

kích thật sự. 5- Chỉ nên kích cao đến 2/3 chiều cao của pitông. Kích đến đâu lắp vòng găng bảo

hiểm và kê chồng nề đến đó. Mặt chồng nề cách đáy vật không quá 5cm. 6- Không kê lâu trên kích. Khi nghỉ phải kê đỡ lên chồng nề.

Tính năng kỹ thuật của kích vít Bảng 2-32

Lực nâng (kN)

Chiều cao có thể đặt kích (cm)

Chiều cao

giương kích (cm)

Đường kính chân

đế (cm)

30 50

100 150 200

30 51

58,5 61 67

13 30 33 35 29

13 14,8 18 22 -

Tính năng kỹ thuật của kích thủy lực Bảng 2-33

Lực nâng ( kN ) Thông số kỹ thuật

200 500 630 1000 2000 5000 Chiều cao (cm) Chiều cao giương kích (cm) Đường kính pitông (cm) Thời gian kích ( phút)

38 25 7 15

- 15 13 15

42 25

12,5 25

- 15,5 18 25

- 15,5 25 25

88 60 34 25

120

Hình 2.87- Các bước trong một hành trình kích thủy lực. 1- kích nâng. 2-đặt vòng bảo hiểm cho kích và kê chồng nề. 3- hồi kích. 4- kê cao

đáy kích 2.7.7-Chồng nề:

Chồng nề là kết cấu dùng để kê tạm các vật nặng trước khi đặt lên điểm kê chính thức. Chồng nề được cấu tạo bởi các lớp xếp chồng lên nhau theo một thứ tự nhất định.

Chồng nề có thể bằng thép gồm các đoạn thép chữ I bó từng đôi một và xếp lớp trên cắt ngang lớp dưới, hoặc bằng tà vẹt gỗ là phổ biến. Các thanh tà vẹt gỗ xếp từng lớp ngang, dọc kê lên nhau và cố định bằng các đinh đỉa.

Hình 2.88- Cấu tạo chồng nề tà vẹt và chồng nề bằng bó I

Chồng nề chịu lực thẳng đứng tốt và ổn định. Chồng nề đặt trên nền được san phẳng, mặt nền lót đá dăm dày 30cm. Lớp đáy

chồng nề tà vẹt xếp dày gần sít nhau, ở các lớp trên xếp thưa mỗi chiều 4÷5 thanh tà vẹt. Có thể dùng chồng nề làm trụ tạm cao trên 3m. Thanh tầng trên phải rọi đúng vào thanh ở tầng dưới và câu móc vào nhau bằng đinh đỉa.

Đinh đỉa làm bằng thép ∅8 hai đầu rèn nhọn và uốn cong thành hình chữ U, chiều dài 20÷22cm và chiều dài móc 5÷8cm. Đinh đóng quặp vào hai thanh tà vẹt kề nhau , những đinh kề nhau phải chéo so le thành hình chữ V.

Nguyên lý tính toán chồng nề : 1- Xác định phản lực P tác dụng lên một thanh kê trên cùng,tuỳ thuộc vào vị

trí điểm đặt lực tính thanh này chịu uốn hoặc ép ngang thớ. 2- Xác định áp lực tác dụng lên thanh tà vẹt hàng cuối cùng :

( )( )1 2k k a b L m P

Rn

γ× × += (2-112)

3- Kiểm tra cường độ chịu ép của tà vẹt :

121

[ ]σσ ≤= 2bR (2-113)

a,b,L- chiều cao , chiều rộng và chiều dài của tà vẹt cm P- phản lực từ kết cấu bên trên tác dụng lên thanh kê trên cùng. γ - trọng lượng thể tích của gỗ tà vẹt 8.10-6 kN/cm3 k1=1,1; k2-hệ số phân phối lấy bằng 1,25. m- số hàng tà vẹt nằm phía trên tầng tính toán n- số thanh trong một hàng tà vẹt. [σ]- cường độ chịu ép cho phép của gỗ lấy bằng 40 daN/cm2.

CÂU HỎI TỰ KIỂM TRA . 1- Thực hành tính khối lượng đất đào hố móng và san ủi mặt bằng. 2- Biện pháp đào đất trong hố móng có kết cấu chống vách ? 3- Biện pháp đào đất trong hố móng trong điều kiện ngập nước bằng máy đào và

bằng xói hút thủy lực ? 4- Kỹ thuật trộn vữa bê tông bằng máy trộn rơi tự do ? 5- Những biện pháp vận chuyển vữa bê tông trên công trường ? 6- Biện pháp đổ bê tông trong những điều kiện : thấp hơn vị trí cấp vữa, cao hơn vị

trí cấp vữa và diện tích đổ bê tông lớn ? 7- Xác định năng suất trạm trộn và năng suất của thiết bị cung cấp vữa khi biết kích

thước của kết cấu bê tông ? 8- Tác dụng của đầm bê tông, các loại đầm và kỹ thuật sử dụng từng loại? 9- Biện pháp đổ bê tông dưới nước theo công nghệ vữa dâng và công nghệ rút ống

thẳng đứng? 10- Cấu tạo của ván khuôn gỗ và cách lắp dựng ván khuôn gỗ? 11- Cấu tạo ván khuôn thép và cách lắp dựng ? 12- Nguyên lý tính toán ván khuôn gỗ ? 13- Nguyên lý tính toán ván khuôn thép? 14- Chiều dài móc uốn cốt thép và cách xác định kích thước móc uốn ? 15- Biện pháp lắp dựng khung cốt thép. Quy cách cốt thép chờ và nối cốt thép 16- Biện pháp đóng cọc bằng giá búa và đóng cọc không dùng giá búa ? 17- Tác dụng của chụp đầu cọc và cấu tạo chụp đầu cọc ? 18- Cách chọn búa Diezel ? Độ chối là gì , cách xác định độ chối thiết kế và độ chối

thực tế của cọc? 19- Những hiện tượng xảy ra khi đóng cọc và cách khắc phục ? 20- Biện pháp hạ cọc ống bằng búa rung? 21- Những phương pháp thử nghiệm cọc? Phương pháp nén tĩnh cọc? 22- Sử dụng nguyên tắc đòn bẩy trong những công việc kích kéo như thế nào ? 23- Xác định lực kéo trượt trên bàn trượt, trên con lăn và trên bàn lăn ? 24- Các loại hố thế, cấu tạo và nguyên lý tính toán ? 25- Phân loại dây cáp, các phụ tùng của dây cáp và cách chọn cáp. Những qui tắc

đảm bảo an toàn khi sử dụng dây cáp ? 26- Cấu tạo của ròng rọc và bộ múp, vai trò của ròng rọc và múp trong công tác

kích kéo. Cách chọn múp theo số hiệu ?

122

27- Kết hợp tời, múp và hố thế trong lao kéo, lắp dựng kết cấu có trọng lượng và kích thước lớn như thế nào ?

28- Vai trò của kích, các loại kích và phạm vi áp dụng, cách sử dụng kích? 29- Chồng nề là gì, cấu tạo và vai trò của nó trong thi công cầu? Nguyên lý tính

toán kết cấu chồng nề.

114

CHƯƠNG III

CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ TRONG THI CÔNG CẦU

3.1- VAI TRÒ CỦA CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ TRONG THI CÔNG.

Công trình phụ trợ là tên gọi chung cho những kết cấu hoặc công trình được dựng lên trong thời gian thi công và được tháo dỡ sau khi công trình đã hoàn thành để hỗ trợ và phục vụ cho mục đích công nghệ.

Các công trình phụ trợ trong thi công cầu rất đa dạng và cần thiết trong tất cả các giai đoạn thi công, dùng để kè chống, làm đà giáo, làm sàn công tác và trong kích kéo, lao lắp kết cấu nhịp.

Nhiều công trình phụ trợ quy mô rất lớn, thời gian sử dụng kéo dài hàng năm và có dự toán chiếm tỉ lệ cao trong toàn bộ giá xây dựng công trình.

Các công trình này không được coi là tạm vì vai trò của chúng quan trọng không kém công trình chính bởi những lý do sau :

- Chịu tải trọng thi công đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quá trình thi công.

- Chống đỡ công trình chính trong giai đoạn công trình chính chưa có khả năng chịu được trọng lượng bản thân.

- Tạo mặt bằng thuận lợi cho thực hiện các bước công nghệ. Nếu công trình phụ trợ không đáp ứng yêu cầu chịu lực, công trình chính sẽ bị sụp

đổ ngay trong giai đoạn thi công. Công trình phụ trợ không đủ cứng sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng công trình thi công trên nó, đặc biệt là đối với kết cÊu bª t«ng. Mét sµn c«ng t¸c kh«ng ch¾c ch¾n sÏ ¶nh h−ëng ®Õn tiÕn ®é vµ chÊt l−îng thùc hiÖn c«ng viÖc.

Thêi gian dµnh ®Ó l¾p dùng vµ th¸o dì c«ng tr×nh phô trî còng n»m trong tiÕn ®é chung thi c«ng c«ng tr×nh, v× vËy nÕu chän ®−îc kÕt cÊu l¾p dùng nhanh sÏ rót ng¾n ®−îc tiÕn ®é thi c«ng.

Gi¶m gi¸ thµnh cho c«ng tr×nh phô trî lµ t¨ng thªm lîi nhuËn trong thi c«ng c«ng tr×nh. ViÖc gi¶m gi¸ thµnh ph¶i trªn c¬ së ®¸p øng ®−îc çc yªu cÇu sö dông.

3.2- ph©n lo¹i çc c«ng tr×nh phô trî.

Çc c«ng tr×nh phô trî ®−îc ph©n ra çc nhãm theo môc ®Ých sö dông : - CÇu t¹m : x©y dùng ®Ó phôc vô cho vËn chuyÓn qua s«ng hoÆc tõ bê ra vÞ trÝ

çc trô trong giai ®o¹n thi c«ng. CÇu t¹m cã thÓ nèi hai bªn bê võa phôc vô vËn chuyÓn cho thi c«ng võa ®Ó ®¶m b¶o giao th«ng. NÕu cÇu t¹m chØ phôc vô cho ®i l¹i,vËn chuyÓn thñ c«ng th× cßn cã tªn gäi kh¸c lµ cÇu c«ng t¸c .

- §µ gi¸o : lµ kÕt cÊu ®−îc dùng lªn ®Ó ®ì kÕt cÊu nhÞp chÝnh trong giai ®o¹n kÕt cÊu nhÞp ch−a cã kh¶ n¨ng chÞu ®−îc träng l−îng b¶n th©n, vÝ dô ®µ gi¸o dïng cho ®æ bª t«ng t¹i chç dÇm chñ, ®µ gi¸o dïng cho ®æ bª t«ng xµ mò trô, ®µ gi¸o dïng cho l¾p r¸p t¹i chç dÇm thÐp, dµn thÐp...

- Trô t¹m : cã vai trß lµm trô ®ì trong mét thêi h¹n nhÊt ®Þnh. Trô t¹m lµ bé phËn cña cÇu t¹m vµ ®µ gi¸o hoÆc cã thÓ lµ mét kÕt cÊu ®éc lËp dïng ®Ó t¹m thêi ®ì kÕt cÊu nhÞp chÝnh trong giai ®o¹n thi c«ng.

115

- C«ng tr×nh c«ng vô : dïng cho môc ®Ých t¹o mÆt b»ng thi c«ng trong nh÷ng

®iÒu kiÖn ph¶i thi c«ng ë trªn cao hoÆc trong ®iÒu kiÖn ngËp n−íc. Çc c«ng tr×nh nµy gåm nh÷ng lo¹i sau :

+ §¶o nh©n t¹o. + HÖ næi. + Dµn gi¸o. + Sµn ®¹o.

- C«ng tr×nh chèng v¸ch : lµ nh÷ng kÕt cÊu dïng ®Ó ng¨n ¸p lùc ®Êt, gi÷ æn ®Þnh thµnh v¸ch hè mãng hoÆc ta luy nÒn ®µo, nÒn ®¾p. Tuú theo cÊu t¹o mµ kÕt cÊu nµy cã tªn gäi lµ t−êng v¸n hoÆc t−êng cõ.

- C«ng tr×nh ng¨n n−íc cßn gäi lµ vßng v©y : cã t¸c dông ng¨n kh«ng cho n−íc th©m nhËp vµo trong khu vùc thi c«ng bÖ mãng. Vßng v©y th−êng kÕt hîp víi líp bª t«ng ng¨n kh«ng cho n−íc th©m nhËp vµo hè mãng tõ phÝa d−íi nÒn gäi lµ líp bª t«ng bÞt ®¸y.

- C«ng tr×nh phô trî c«ng t¸c kÝch kÐo : ®ã lµ hÖ thèng ®−êng tr−ît, mòi dÉn, hè thÕ, neo, gi¸ long m«n...

- C«ng tr×nh phôc vô cho c«ng nghÖ bª t«ng bao gåm : v¸n khu«n, bÖ ®óc. VËt liÖu dïng cho c«ng tr×nh phô trî rÊt ®a d¹ng tõ ®Êt, gç, ®¸ ®Õn bª t«ng, s¾t

thÐp. CÊu t¹o cña c«ng tr×nh phô trî cã thÓ dïng lo¹i cã kÕt cÊu ®Þnh h×nh ®Ó sö dông nhiÒu lÇn, nh−ng trong nhiÒu tr−êng hîp ph¶i chÕ t¹o ®¬n chiÕc sö dông mét lÇn v× Ýt cã ®iÒu kiÖn sö dông l¹i.

3.3 – nguyªn t¾c thiÕt kÕ çc c«ng tr×nh phô trî. 3.3.1- Nh÷ng nguyªn t¾c cÊu t¹o.

§Ó ®¸p øng nh÷ng yªu cÇu sö dông cña c«ng tr×nh phô trî trong thi c«ng cÇu, khi thiÕt kÕ çc c«ng tr×nh nµy ph¶i chó ý ®Õn nh÷ng vÊn ®Ò mang tÝnh nguyªn t¾c sau ®©y :

- KÕt cÊu ph¶i ®¬n gi¶n, hîp lý : thÓ hiÖn ë chç Ýt çc chi tiÕt, s¬ ®å truyÒn lùc râ rµng, dÔ x¸c ®Þnh néi lùc vµ kiÓm so¸t ®−îc çc b−íc tÝnh to¸n. Trong khi l¾p dùng nh÷ng c«ng tr×nh phô trî nh− ®µ gi¸o, sµn c«ng t¸c th−êng hay tËn dông vËt liÖu vµ thªm vµo nh÷ng ®iÓm gi»ng chèng, nh−ng ph¶i l−u ý mét ®iÒu r»ng kh«ng ph¶i cø thªm ®iÓm chèng hay ®iÓm gi»ng vµo cho kÕt cÊu lµ kÕt cÊu v÷ng ch¾c thªm lªn, mµ nhiÒu khi cã t¸c dông ng−îc l¹i hoÆc lµm t¨ng tÜnh t¶i.

- KÕt cÊu dÔ l¾p dùng vµ th¸o dì thÓ hiÖn ë chç tõng cÊu kiÖn ph¶i nhÑ, cã thÓ mang v¸c thñ c«ng, liªn kÕt b»ng bul«ng hoÆc chèt, ph¶i th¸o hÉng ®−îc ra khái t¶i träng ®Ì lªn nã. L¾p vµ th¸o dì dÔ dµng sÏ ®Èy nhanh tiÕn ®é thi c«ng, cã kh¶ n¨ng quay vßng sö dông kÕt cÊu t¹m vµ do ®ã tiÕt kiÖm ®−îc chi phÝ.

- NÕu kÕt cÊu b»ng thÐp ph¶i chó ý ®Õn kh¶ n¨ng sö dông nhiÒu lÇn. Cã nh÷ng d¹ng kÕt cÊu do yªu cÇu chÞu lùc ph¶i lµm b»ng thÐp, khi ®ã ta chó ý ®Õn viÖc sö dông çc d¹ng kÕt cÊu v¹n n¨ng, hoÆc kÕt cÊu nµy ph¶i ®−îc thiÕt kÕ sao cho cã thÓ dïng cho çc c«ng tr×nh kh¸c, Ýt ra còng cã thÓ quay vßng sö dông cho nh÷ng h¹ng môc kh¸c trªn c«ng tr−êng. YÕu tè sö dông l¹i nhiÒu lÇn thÓ hiÖn ë tÝnh cã thÓ l¾p lÉn gi÷a çc bé phËn cña kÕt cÊu, tÝnh nèi ghÐp gi÷a çc bé phËn, kh¶ n¨ng thay ®æi kÝch th−íc, kh¶ n¨ng thay ®æi h×nh d¹ng. Trong ®¬n gi¸ dù to¸n çc kÕt cÊu phô trî cho thi c«ng ®Òu buéc ph¶i tÝnh khÊu hao, vÝ dô v¸n khu«n thÐp yªu cÇu lu©n chuyÓn ®Õn 40 lÇn, v× vËy nÕu kÕt cÊu chØ sö dông ®−îc mét lÇn sÏ thiÖt h¹i ®Õn lîi Ých kinh tÕ.

- NÕu kÕt cÊu chØ sö dông mét lÇn th× chó ý ®Õn nh÷ng lo¹i vËt t− tËn dông. Khi c«ng tr×nh phô trî cã d¹ng ®Æc biÖt, rÊt Ýt cã ®iÒu kiÖn sö dông l¹i trong nh÷ng lÇn sau,

116

®Ó tiÕt kiÖm ta nªn chó ý ®Õn viÖc thiÕt kÕ cÊu t¹o sao cho cã thÓ sö dông ®−îc

vËt liÖu t¹i chç gåm lo¹i vËt liÖu khai th¸c ë ®Þa ph−¬ng nh− gç, ®¸ hoÆc tËn dông vËt t− s¾t thÐp s½n cã trªn c«ng tr−êng.

- Nh÷ng lo¹i c«ng tr×nh phô trî x©y dùng trªn s«ng ph¶i xÐt ®Õn yªu cÇu ®¶m b¶o th«ng thuyÒn vµ an toµn giao th«ng ®−êng thuû. Nh÷ng c«ng tr×nh phô trî cã cho phÐp çc ph−¬ng tiÖn giao th«ng ch¹y phÝa d−íi ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu tÜnh kh«ng x©y dùng nh− sau:

TÜnh kh«ng tèi thiÓu ®èi víi ®¸y cèp pha : 1- CÇu b¶n ®óc t¹i chç v−ît qua ®−êng : 4,5m 2- CÇu dÇm v−ît qua ®−êng : 5,0m 3- CÇu v−ît bé hµnh vµ xe th« s¬ : 4,7m 4- CÇu ®−êng s¾t ch¹y qua ®−êng : 4,5m

- Tõng lo¹i c«ng tr×nh phô trî ph¶i ®−îc ®èi chiÕu xem xÐt víi nh÷ng qui ®Þnh vÒ cÊu t¹o vµ l¾p dùng theo Quy ph¹m thi c«ng vµ nghiÖm thu cÇu, cèng hiÖn hµnh. 3.3.2- Nh÷ng nguyªn t¾c chung vÒ tÝnh to¸n.

Çc c«ng tr×nh phô trî ph¶i ®−îc tÝnh to¸n chi tiÕt, kiÓm so¸t ®−îc sù lµm viÖc cña tõng bé phËn chÞu lùc míi ®−îc ®−a vµo sö dông. Çc bé phËn chÞu lùc cña c«ng tr×nh phô trî ®−îc tÝnh to¸n theo Tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu cèng mµ c«ng tr×nh chÝnh ¸p dông. Dï lµ ¸p dông tiªu chuÈn thiÕt kÕ nµo kÕt cÊu vµ c«ng tr×nh phô trî còng ph¶i ®¸p øng çc ®iÒu kiÖn :

+ §¶m b¶o ®iÒu kiÖn vÒ c−êng ®é. + §¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh vÒ h×nh d¹ng vµ æn ®Þnh vÞ trÝ. + C«ng tr×nh phô trî vµ tõng bé phËn cña nã kh«ng ®−îc biÕn d¹ng qu¸

trÞ sè cho phÐp ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu sö dông. HiÖn nay trong thi c«ng cÇu cèng vÉn ®ang ¸p dông “ Quy ph¹m thi c«ng vµ

nghiÖm thu cÇu,cèng” 266/Q§ - 2000 ban hµnh ngµy 09/9/2000 cña Bé Giao th«ng vËn t¶i . Trong tµi liÖu nµy phÇn ®Ò cËp ®Õn thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n çc c«ng tr×nh phô trî phôc vô thi c«ng còng rÊt s¬ l−îc . Khi ch−a cã Tiªu chuÈn míi vÒ thi c«ng, nh÷ng vÊn ®Ò liªn quan ®Õn tÝnh to¸n thiÕt kÕ çc c«ng tr×nh phô trî cã thÓ xem xÐt ¸p dông Tiªu chuÈn thiÕt kÕ.

Tiªu chuÈn ThiÕt kÕ cÇu 22TCN 272-05 hiÖn hµnh ®−îc ¸p dông cho thiÕt kÕ kÕt cÊu chÝnh. Trong khi thiÕt kÕ c«ng tr×nh phô trî, cÇn nghiªn cøu xem xÐt nh÷ng phÇn nµo ph¶i ¸p dông nh÷ng ®iÒu kho¶n nh− ®èi víi kÕt cÊu chÝnh vµ phÇn nµo cÇn xem xÐt ®Õn nh÷ng qui ®Þnh ¸p dông cho ®iÒu kiÖn thi c«ng.

Trong tµi liÖu nµy nh÷ng phÇn cã thÓ ¸p dông Tiªu chuÈn ThiÕt kÕ kÕt cÊu chÝnh vµo trong thiÕt kÕ c«ng tr×nh phô trî sÏ giíi thiÖu çch tÝnh, nh÷ng phÇn nµo kh«ng ¸p dông ®−îc sÏ chØ giíi thiÖu çch x¸c ®Þnh néi lùc theo nh÷ng ph−¬ng ph¸p c¬ häc cßn phÇn tÝnh duyÖt kÕt cÊu t¹m thêi ®Ó l¹i hoÆc vÉn xÐt theo Qui tr×nh 22TCN 18-1979. 3.3.3- T¶i träng t¸c dông.

T¸c dông lªn çc c«ng tr×nh phô trî trong qu¸ tr×nh thi c«ng bao gåm hai nhãm : t¶i träng th−êng xuyªn vµ kh«ng th−êng xuyªn

T¶i träng th−êng xuyªn gåm : - träng l−îng b¶n th©n cña kÕt cÊu phô trî thuéc nhãm DC - ¸p lùc ®Êt th¼ng ®øng EV - ¸p lùc ngang cña ®Êt EH - lùc kÐo xuèng do ma s¸t ©m DD.

117

- t¶i träng ®Êt chÊt thªm ES.

T¶i träng kh«ng th−êng xuyªn gåm : - träng l−îng vËt liÖu, cÊu kiÖn ch−a l¾p r¸p. ( thuéc nhãm DC) - träng l−îng thiÕt bÞ, xe m¸y. - ho¹t t¶i xe LL - t¶i träng thi c«ng : ng−êi vµ thiÕt bÞ. - Lùc kÐo däc , lùc sµng ngang. - Lùc l¾c ngang do lÖch ®−êng tr−ît. - Lùc qu¸n tÝnh khi cÈu vËt nÆng. - Lùc c¨ng øng suÊt tr−íc. - Lùc kÝch n©ng h¹ kÕt cÊu nhÞp. - T¸c dông do chªnh lÖch nhiÖt ®é. - T¶i träng va x«. - T¶i träng giã. Träng l−îng cña kÕt cÊu chÝnh tuú theo tõng tr−êng hîp cô thÓ ®−îc xÐt nh− t¶i

träng th−êng xuyªn hoÆc t¶i träng kh«ng th−êng xuyªn ®èi víi kÕt cÊu phô trî. VÝ dô träng l−îng cña kÕt cÊu bª t«ng ®óc t¹i chç ®−îc xÐt nh− t¶i träng th−êng xuyªn ®èi víi ®µ gi¸o nh−ng träng l−îng cña kÕt cÊu nhÞp khi lao kÐo däc l¹i lµ t¶i träng kh«ng th−êng xuyªn ®èi víi kÕt cÊu trô t¹m vµ ®−êng tr−ît d−íi.

Çc t¶i träng ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau : 1- Gi¸ trÞ tiªu chuÈn cña träng l−îng b¶n th©n kÕt cÊu vµ vËt liÖu ®−îc tÝnh b»ng thÓ tÝch thiÕt kÕ nh©n víi h»ng sè träng lùc g vµ khèi l−îng riªng γ cña tõng lo¹i theo b¶ng 3-1

B¶ng 3-1 γ (kg/m3)

Lo¹i vËt liÖu

γ (kg/m3)

Lo¹i vËt liÖu Kh« Èm ThÐp Gang §¸ héc V÷a bª t«ng §¸ x©y b»ng sa th¹ch Xi m¨ng rêi V÷a Xi m¨ng çt Xi m¨ng bao BTCT míi ®æ

7850 7250 1500 2400 2725 1400 1800 1800 2600

Çt rêi, phï sa §Êt ®æ ®èng Sái, cuéi KÕt cÊu bª t«ng KÕt cÊu BTCT §¸ ba l¸t ®−êng s¾t Gç hång s¾c Gç v¸n nhãm 6

1600 1700 2250 2400 2500 2250 700 550

2000

850 700

Nh÷ng kÕt cÊu ®� cã träng l−îng thiÕt kÕ th× lÊy theo b¶n vÏ. Khi tÝnh ¸p lùc ®Êt träng l−îng thÓ tÝch lÊy theo kÕt qu¶ kh¶o s¸t ®Þa chÊt. Träng l−îng thiÕt bÞ xe m¸y lÊy theo m� hiÖu ghi trong b¶n vÏ c«ng nghÖ. T¶i träng thi c«ng lÊy nh− sau :

- b»ng 25 daN/m2 ®èi víi cÇu c«ng t¸c. - b»ng 20 daN/m2 ®èi víi ®µ gi¸o khÈu ®é < 60m - b»ng 10 daN/m2 ®èi víi ®µ gi¸o khÈu ®é ≥ 60m.

2- Ho¹t t¶i xe t¸c dông lªn kÕt cÊu phô trî lµ HL-93 gåm mét tæ hîp cña xe t¶i thiÕt kÕ ( Desigh Truck ) hoÆc xe hai trôc thiÕt kÕ (Desigh Tandem) vµ t¶i träng lµn. Çc nguyªn t¾c xÕp t¶i lªn kÕt cÊu phô trî nh− ¸p dông ®èi víi c«ng tr×nh chÝnh.

3- Khi tÝnh mét tÊm v¸n ®¬n lùc tËp trung lÊy b»ng 13kN vµ nÕu dïng v¸n lµm cÇu ®Ó ®Èy xe ba g¸c th× lÊy lùc tËp trung lµ 25kN.

118

4-Lùc t¸c dông lªn kÕt cÊu phô trî khi kÐo, sµng lµ do nguyªn nh©n ma s¸t vµ

phô thuéc vµo d¹ng cña ®−êng tr−ît, trÞ sè çc lùc nµy x¸c ®Þnh theo çc c«ng thøc trong môc 2.7.2 ch−¬ng 2.

5-Lùc qu¸n tÝnh khi cÈu vËt nÆng ®−îc tÝnh nh− sau : - Khi cÇn cÈu cïng víi vËt nÆng di chuyÓn råi dõng h�m, lùc ®Æt t¹i träng t©m cña

cÇn cÈu.

( )10 1,65 2c k haI G Gg

= + (kN) ( 3-1)

- Khi xe cÈu cña d¹ng cÈu cæng cïng víi vËt nÆng di chuyÓn råi dõng h�m :

( )10 2x x haI G Gg

= + (kN) (3-2)

- Khi cÇn cÈu ®øng t¹i chç quay cÇn cïng víi vËt nÆng råi dõng quay, lùc ®Æt t¹i ®Ønh cÇn.

( )2 260qc c hnLI G G

g tπ

= + (kN) (3-3)

trong ®ã : Gk – träng l−îng cña cÇn cÈu hoÆc cña mét bé phËn bÊt kú nµo cña cÇn cÈu kN

Gx- träng l−îng cña xe cÈu cÈu kN Gc- träng l−îng cña cÇn kN ( lÊy theo lý lÞch m¸y) Gh - träng l−îng vËt nÆng ( bao gåm quang treo, ®ßn g¸nh) vµ d©y çp

n©ng kN η - tèc ®é quay cña cÇn cÈu vßng/phót g- gia tèc träng tr−êng m/s2 L- tÇm víi cña cÇn cÈu m t- thêi gian dõng h¼n cña cÇn cÈu sau khi c¾t truyÒn ®éng ®−îc tÝnh

b»ng gi©y lÊy theo b¶ng 3-3 B¶ng 3-2

TÇm víi cña cÇn cÈu L (m) 5 7,5 10 15 20 25 30 Thêi gian dõng h¼n t ( s) 1 1,5 2,5 4 5 8 10

a- gia tèc cña chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn (m/s2) phô thuéc vµo c¬ cÊu truyÒn ®éng vµ h×nh thøc phanh h�m lÊy theo b¶ng 3-4

Gia tèc cña chuyÓn ®éng khi dõng xe cÈu B¶ng 3-3

C¬ cÊu truyÒn ®éng cña xe cÈu TØ sè gi÷a b¸nh xe h·m trªn tæng sè

çc b¸nh xe

a ( m/s2)

B»ng têi vµ çp kÐo 0,3 1: 2 0,3 1: 3 0,24

Tù hµnh b»ng ®éng c¬ riªng

1: 4 0,18

Lùc qu¸n tÝnh khi di chuyÓn vËt n©ng b»ng pal¨ng lÊy b»ng 5% cña tæng träng l−îng cña vËt n©ng, ®ßn g¸nh, quang treo, d©y çp vµ pal¨ng.

6-Lùc l¾c ngang do chªnh lÖch ®−êng tr−ît ray lÊy theo tØ lÖ phÇn tr¨m ®èi víi träng l−îng G cña vËt kÐo. Khi lao kÐo trªn ®−êng tr−ît con l¨n lÊy b»ng 0,03G; khi kÐo trªn xe lao lùc nµy lÊy b»ng 0,015G.

119

7-Lùc kÝch ®iÒu chØnh khi t¹o ®é vång cho ®µ gi¸o, kÝch n©ng ®Ó kª chØnh l¹i

gèi kª cho kÕt cÊu phô trî, t¸c dông lªn trô t¹m lóc ®iÒu chØnh néi lùc trong dÇm thÐp liªn hîp, kÝch n©ng ®Çu mòi dÉn khi lao däc v.v.. X¸c ®Þnh b»ng gi¸ trÞ ph¶n lùc gèi do träng l−îng kÕt cÊu t¸c dông lªn vÞ trÝ kÝch céng víi lùc t¹o nªn ®é vång cho ®µ gi¸o.

8-T¶i träng giã ngang t¸c dông lªn kÕt cÊu vµ thiÕt bÞ ®øng trªn kÕt cÊu x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc sau ( §iÒu 3.8.1 22TCN272-05)

20,0006 1,8D t d tP v A C A= ≥ (kN) (3-4)

trong ®ã :At-diÖn tÝch ch¾n giã x¸c ®Þnh theo ®−êng bao cña kÕt cÊu vµ theo ph−¬ng vu«ng gãc víi h−íng giã m2.

ν – tèc ®é thiÕt kÕ cña giã m/s. 0,85 Bv v S= (m/s) (3-5)

νB – tèc ®é giã giËt c¬ b¶n lÊy theo vïng giã qui ®Þnh. B¶ng 3-4

Vïng giã tÝnh theo TCVN2737-1995 νB (m/s) I 38 II 45 III 53 IV 59

S- hÖ sè ®iÒu chØnh ®èi víi ®Þa h×nh, lÊy theo b¶ng 3-5. B¶ng 3-5 §é cao cña mÆt cÇu trªn mÆt ®Êt khu vùc xung quanh hay trªn

mÆt n−íc (m)

Khu vùc lé thiªn hay mÆt n−íc tho¸ng

Khu vùc cã rõng hay cã nhµ cöa víi c©y cèi, nhµ cao tèi ®a kho¶ng

10m

Khu vùc cã nhµ cöa víi ®a sè nhµ cao trªn 10m

10 1,09 1,00 0,81 20 1,14 1,06 0,89 30 1,17 1,10 0,94 40 1,20 1,13 0,98 50 1,21 1,16 1,01

Cd – hÖ sè c¶n giã phô thuéc vµo h×nh d¹ng, kÝch thuíc, cÊu t¹o vµ

h×nh thøc bÒ mÆt cña kÕt cÊu, x¸c ®Þnh theo Tiªu chuÈn TCVN 2737-1995, B¶ng 6.

Tr−êng hîp thi c«ng trong ®iÒu kiÖn h¹n chÕ tèc ®é giã ( lao kÐo däc, chë næi kÕt cÊu nhÞp, l¾p r¸p giµn chñ, l¾p ®Æt thiÕt bÞ...), lóc ®ã ta ph¶i tÝnh lùc giã t¸c dông trong tæ hîp víi c¸c t¶i träng thi c«ng kh¸c vµ t¶i träng giã x¸c ®Þnh nh−:

C−êng ®é tÝnh to¸n cña ¸p lùc giã thæi lªn bÒ mÆt ch¾n giã : ttw wkC= (kN/m2) (3-6) trong ®ã : w- c−êng ®é ¸p lùc giã ®−îc tÝnh theo tèc ®é giã thæi

22

2

2sin1 sin 16

cpvw α

α= ×

+ (kN/m2) (3-7)

νcp - tèc ®é giã cho phÐp thi c«ng m/s Cã thÓ x¸c ®Þnh tèc ®é theo cÊp giã X : ( )3 1v X= − (m/s)

α - gãc gi÷a mÆt ph¼ng ch¾n giã so víi ph−¬ng n»m ngang

120

k- hÖ sè ®iÒu chØnh theo ®é cao tÝnh tõ träng t©m kÕt cÊu ®Õn mÆt ®Êt hoÆc

MNTC. ( b¶ng 3-6) B¶ng 3-6

§é cao h (m) 5 6 8 10 15 20 30 40 50 HÖ sè k 0,62 0,66 0,74 0,80 0,91 1,00 1,11 1,19 1,26

C – hÖ sè khÝ ®éng häc x¸c ®Þnh theo b¶ng 3-7

B¶ng 3-7

Bé phËn c«ng tr×nh phô trî høng giã

C

V¸n khu«n vµ nh÷ng bé phËn t−¬ng tù v¸n khu«n

0,8

CÊu kiÖn ®Æc cã tiÕt diÖn ch÷ nhËt 1,4 KÕt cÊu cã tiÕt diÖn trßn 1,2 HÖ d©y treo, d©y ch»ng 1,1 TÇu kÐo, xµ lan, tÇu thñy

- theo ph−¬ng ngang - theo ph−¬ng däc

1,4 0,8

HÖ phao 1,4

Lùc giã t¸c dông lªn bÒ mÆt ch¾n giã víi c−êng ®é ¸p lùc giã tÝnh to¸n :

0,01D tt tP w Aϕ= (kN) (3-8) trong ®ã : At – diÖn tÝch ch¾n giã m2

ϕ - hÖ sè ®Æc ( b¶ng 3-9) 9- Lùc va x« cña tÇu thuyÒn, xµ lan, hÖ næi t¸c dông lªn trô t¹m, sµn ®¹o hoÆc

vßng v©y, mè nh« theo ph−¬ng tõ phÝa m¹n tÇu :

1,4xQkH v

gε

= (kN) (3-9)

trong ®ã : Q- träng l−îng cña tÇu hoÆc cña hÖ næi k- hÖ sè ®é cøng cña c«ng tr×nh lÊy b»ng 2000kN/m ε - hÖ sè hÊp thô ®éng n¨ng, ®èi víi c«ng tr×nh trªn mãng cäc ®ãng lÊy

b»ng 0,45. v- tèc ®é ¸p m¹n cña tÇu lÊy b»ng 0,2m/s. g- gia tèc träng tr−êng 9,81m/s2.

§iÓm ®Æt çc lùc nµy t¹i ®iÓm gi÷a cña kÕt cÊu hoÆc t¹i çc ®iÓm treo lèp chèng va trªn mÐp bÕn.

Lùc va th¼ng tõ m¹n tÇu g©y nªn lùc x« däc theo h−íng chuyÓn ®éng vÒ phÝa mòi tÇu, x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :

.y xH f H= (kN) (3-10)

trong ®ã : f- hÖ sè ma s¸t gi÷a m¹n tÇu víi mÐp bÕn, nÕu mÐp bÕn lµ bª t«ng hoÆc lãt cao su f = 0,5; nÕu b»ng gç f = 0,4.

10- Lùc ®Èy cña n−íc ch¶y x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (3-64) 11- Lùc va cña c©y tr«i :

B¶ng 3-8 D¹ng kÕt cÊu HÖ sè ϕ

TiÕt diÖn ®Æc - kÕt cÊu phÝa sau tiÕt diÖn ®Æc

1,0 0

KÕt cÊu nhÞp giµn, mÆt ph¼ng thø nhÊt - çc mÆt ph¼ng ®øng sau

0,2

0,15 KÕt cÊu v¹n n¨ng UYKM cã 2-3 mÆt ph¼ng - cã tõ 4 mÆt ph¼ng trë lªn

0,6 1,0

Cét giµn, tay víi cÇn cÈu d¹ng giµn, cét gi¸ bóa d¹ng giµn

0,8

121

H= 15v2 (kN) (3-11)

v- l−u tèc n−íc m/s. 12- Lùc va x« cña «t« ch¹y víi tèc ®é 25km/h lÊy b»ng 200kN, t¹i ®iÓm ®Æt çch

cao ®é mÆt ®−êng 1,0m. Khi tÝnh to¸n çc t¶i träng trªn ®−îc tæ hîp víi nhau theo b¶ng 3-9 ®ång thêi theo

nh÷ng ®iÒu kiÖn lµm viÖc cô thÓ nÕu xÐt thÊy nh÷ng tæ hîp nµy g©y bÊt lîi cho lµm viÖc cña kÕt cÊu vµ ¸p dông nh÷ng hÖ sè t¶i träng t−¬ng øng.

Tæ hîp vµ hÖ sè t¶i träng B¶ng 3-9

Cïng mét lóc chØ dïng mét trong çc

t¶i träng

Tæ hîp t¶i

träng

Tr¹ng th¸i giíi h¹n

DC DD DW EH EV ES

LL IM CE BR PL LS EL

WA

WS

WL

FR

TU CR SH

TG

SE

eq ct cv

C−êng ®é I γn 1,75 1,00 - - 1,00 0,5/1.20 γTG γSE - - - C−êng ®é II γn - 1,00 1,40 - 1,00 0,5/1.20 γTG γSE - - - C−êng ®é III γn 1,35 1,00 0.4 1,00 1,00 0,5/1.20 γTG γSE - - - §Æc biÖt γn 0,50 1,00 - - 1,00 - - - 1,00 1,00 1,00 Sö dông 1.0 1,00 1,00 0,30 1,00 1,00 1,0/1,20 γTG γSE - - -

HÖ sè t¶i träng dïng cho t¶i träng th−êng xuyªn, γp B¶ng 3-10

HÖ sè t¶i träng Lo¹i t¶i träng Lín nhÊt Nhá nhÊt

DC: CÊu kiÖn vµ çc thiÕt bÞ phô 1,25 0,90 DD: kÐo xuèng (xÐt ma s¸t ©m) 1,80 0,45 DW: Líp phñ mÆt cÇu vµ çc tiÖn Ých 1,50 0,65 EH: ¸p lùc ngang cña ®Êt • Chñ ®éng • NghØ

1,50 1,35

0,90 0,90

EL: Çc øng suÊt l¾p r¸p bÞ h·m 1,00 1,00 EV: ¸p lùc ®Êt th¼ng ®øng • æn ®Þnh tæng thÓ • KÕt cÊu t−êng ch¾n • KÕt cÊu vïi cøng • Khung cøng • KÕt cÊu vïi mÒm kh¸c víi cèng hép thÐp • Cèng hép thÐp mÒm

1,35 1,35 1,30 1,35 1,95 1,50

-

1,00 0,90 0,90 0,90 0,90

ES: T¶i träng ®Êt chÊt thªm 1,50 0,75 Nh÷ng kÝ hiÖu t¶i träng xem phÇn chØ dÉn trong Tiªu chuÈn 22TCN 272-05. Nh÷ng t¶i träng kh«ng nªu trong hai b¶ng trªn th× nghiªn cøu ®iÒu 3.4.2 cña tiªu

chuÈn nµy ¸p dông cho t¶i träng thi c«ng. Cô thÓ lµ : hÖ sè t¶i träng dïng cho kÕt cÊu vµ çc phô kiÖn kh«ng ®−îc lÊy nhá h¬n 1,25. Trõ khi cã quy ®Þnh kh¸c cña chñ ®Çu t−, hÖ sè t¶i träng thi c«ng cho çc thiÕt bÞ vµ çc t¸c ®éng xung kÝch kh«ng ®−îc nhá h¬n 1,5. HÖ sè t¶i träng giã kh«ng ®−îc nhá h¬n 1,25.

Lùc kÝch thiÕt kÕ kh«ng ®−îc nhá h¬n 1,3 lÇn ph¶n lùc gèi liÒn kÒ víi ®iÓm kÝch do t¶i träng th−êng xuyªn.

122

Khi kÝch n©ng kÕt cÊu mµ cã ho¹t t¶i ®øng trªn ph¶i xÐt ®Õn ph¶n lùc do ho¹t

t¶i nh©n víi hÖ sè t¶i träng ®èi víi ho¹t t¶i. Lùc c¨ng øng suÊt tr−íc lÊy b»ng 1,2 lÇn lùc kÝch lín nhÊt. Trong tr−êng hîp c«ng tr×nh vÉn cßn ¸p dông Tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu cèng theo

tr¹ng th¸i giíi h¹n TCN 18-1979 cña Bé Giao th«ng vËn t¶i th× xem thªm phÇn phô lôc. 3.3.4- Nguyªn t¾c x¸c ®Þnh néi lùc.

ThiÕt lËp s¬ ®å tÝnh to¸n : Theo sù lµm viÖc thùc tÕ cña kÕt cÊu, vµ tïy thuéc vµo ph−¬ng tiÖn vµ c«ng cô tÝnh mµ cã thÓ tÝnh theo ph−¬ng ph¸p chÝnh x¸c hoÆc ph−¬ng ph¸p gÇn ®óng. Nh÷ng c«ng tr×nh phô trî lín nh− ®µ gi¸o dïng cho c«ng nghÖ ®óc hÉng, ®óc ®Èy hoÆc cã gi¸ trÞ lín cÇn ph¶i tÝnh chÝnh x¸c. Nh÷ng c«ng tr×nh gi¸ trÞ kh«ng lín cã thÓ tÝnh gÇn ®óng, thiªn vÒ an toµn. S¬ ®å tÝnh to¸n cã thÓ ®¬n gi¶n hãa ®Ó ¸p dông nh÷ng çch tÝnh nhanh, dÔ kiÓm so¸t nh− : ®−a vÒ çc d¹ng bµi to¸n ph¼ng, biÕn ®æi çc s¬ ®å liªn tôc thµnh gi¶n ®¬n, h¹ bËc siªu tÜnh ®Ó ®−a kÕt cÊu tõ d¹ng phøc t¹p vÒ d¹ng cã bËc siªu tÜnh thÊp h¬n sö dông ®−îc bµi to¸n gi¶i s½n. Tr−êng hîp kÕt cÊu hoÆc c«ng tr×nh phô trî cã quy m« t−¬ng ®èi lín hoÆc sö dông lu©n chuyÓn nhiÒu lÇn cÇn ®−îc tÝnh to¸n b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch kÕt cÊu chÝnh x¸c.

Khi ®æi tõ s¬ ®å kh«ng gian thµnh bµi to¸n ph¼ng cÇn xÐt hÖ sè ph©n bè ngang theo çc ph−¬ng ph¸p ®� dïng trong ph©n tÝch néi lùc kÕt cÊu nhÞp .

Khi x¸c ®Þnh néi lùc trong dÇm gi¶n ®¬n nªn sö dông ph−¬ng ph¸p chÊt t¶i lªn ®−êng ¶nh h−ëng ®Ó tÝnh víi çc tæ hîp t¶i träng.

Khi xÐt tæ hîp t¶i träng t¸c dông theo nh÷ng mÆt ph¼ng kh¸c nhau cã thÓ ¸p dông nguyªn lý ®éc lËp t¸c dông. 3.3.5- Nguyªn lý tÝnh duyÖt.

BÊt kÓ dïng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch kÕt cÊu nµo th× øng lùc x¸c ®Þnh ®−îc trong nh÷ng bé phËn cña kÕt cÊu hoÆc c«ng tr×nh phô trî ph¶i tho¶ m�n ph−¬ng tr×nh øng víi mçi tr¹ng th¸i giíi h¹n:

i i i ny Q Rη φ≤∑ (3-12)

Trong ®ã : ηi = ηD.ηR.η1 lµ tÝch cña çc hÖ sè xÐt ®Õn tÝnh dÎo, tÝnh d− vµ tÝnh chÊt quan träng cña kÕt cÊu. V× th«ng th−êng çc kÕt cÊu phô trî ®−îc thiÕt kÕ víi ®é dù tr÷ an toµn lín h¬n kÕt cÊu vÜnh cöu do ®ã ®èi víi kÕt cÊu nÕu ¸p dông ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh néi lùc mét çch gÇn ®óng th× ηi = 1,0 ; nÕu ¸p dông ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch chÝnh x¸c th× ηi = 1,05.

yi – hÖ sè t¶i träng lÊy theo çc b¶ng 3-10, 3-11 vµ h−íng dÉn trong môc 3.3.3 ë trªn.

Qi – gi¸ trÞ néi lùc x¸c ®Þnh theo t¶i träng tiªu chuÈn. φ - hÖ sè søc kh¸ng lÊy theo tõng d¹ng kÕt cÊu vµ néi dung tÝnh duyÖt. Rn- søc kh¸ng tiªu chuÈn cña kÕt cÊu theo néi dung tÝnh duyÖt.

Khi tÝnh to¸n cho bé phËn kÕt cÊu nµo ph¶i thùc hiÖn nh÷ng ®iÒu kiÖn tÝnh duyÖt trong tiªu chuÈn thiÕt kÕ ®� nªu ¸p dông cho d¹ng kÕt cÊu ®ã. §èi víi kÕt cÊu thÐp sö dông cho c«ng tr×nh phô trî chØ sö dông vËt liÖu giíi h¹n ë tr¹ng th¸i ®µn håi, kh«ng xÐt ë tr¹ng th¸i dÎo.

Tr−êng hîp mµ kÕt cÊu hoÆc néi dung tÝnh duyÖt kh«ng cã trong Tiªu chuÈn 22TCN 272-05 ch¼ng h¹n nh− kÕt cÊu gç hoÆc ®¸ x©y cã thÓ ¸p dông Tiªu chuÈn 22TCN 18-1979.

123

Trong khi Tiªu chuÈn 22TCN 272-05 chØ quy ®Þnh ®é vâng cho kÕt cÊu

nhÞp chÞu ho¹t t¶i xe, ®iÒu kiÖn vÒ ®é vâng cña kÕt cÊu phô trî cã thÓ t¹m lÊy theo 22TCN 18-1979 nh− sau:

TÝnh duyÖt ®iÒu kiÖn ®é cøng cña kÕt cÊu phô trî : ƒ ≤ [ ƒ ] (3-13)

§é vâng cho phÐp [ƒ] cña tõng lo¹i kÕt cÊu lÊy nh− sau : DÇm chñ cÇu t¹m dïng cho thi c«ng kÕt cÊu nhÞp L/400

DÇm chñ cÇu t¹m dïng cho ®−êng ®i chuyÓn cÇn cÈu L/600 CÇu c«ng t¸c L/150 V¸n khu«n L/250 L- khÈu ®é tÝnh to¸n cña kÕt cÊu

Nh÷ng tiªu chuÈn vÒ vËt liÖu sö dông míi ®Òu ph¶i tu©n thñ theo quy ®Þnh cña Tiªu chuÈn thiÕt kÕ hiÖn hµnh. Tr−êng hîp vËt liÖu ®� qua sö dông cÇn cã sè liÖu thÝ nghiÖm ®Ó x¸c ®Þnh çc ®Æc tr−ng c¬ lý. Quy tr×nh thÝ nghiÖm ph¶i hîp chuÈn. 3.3.6 – X¸c ®Þnh møc n−íc thi c«ng.

Møc n−íc thi c«ng ( MNTC) x¸c ®Þnh cho tõng thêi ®iÓm thi c«ng cña mçi h¹ng môc, ®èi víi mãng trô cÇu n»m trong khu vùc s©u nhÊt cã thÓ chän thêi ®iÓm thi c«ng vµo mïa c¹n. Tuy nhiªn kh«ng thÓ chän ®óng vµo thêi ®iÓm møc n−íc thÊp nhÊt ®−îc, trong thiÕt kÕ biÖn ph¸p thi c«ng chØ ®¹o cã thÓ lÊy b»ng MNTN+1,0m.

§èi víi çc bé phËn kh¸c thi c«ng trong thêi ®iÓm nµo ®ã trong n¨m cÇn x¸c ®Þnh møc n−íc cña tõng th¸ng theo ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n thñy v¨n víi tÇn xuÊt tÝnh to¸n lµ 10%( 10 n¨m xuÊt hiÖn mét lÇn) vµ dùng thµnh ®å thÞ biÕn thiªn mùc n−íc trªn s«ng trong n¨m, MNTC lµ møc n−íc cao nhÊt trong kho¶ng thêi gian sö dông c«ng tr×nh phô trî.

H×nh 3.1- §å thÞ biÕn thiªn mùc n−íc trªn s«ng vµ çch x¸c ®Þnh MNTC.

C¨n cø vµo MNTC, ta x¸c ®Þnh chiÒu cao cña çc c«ng tr×nh phô trî nh− cao ®é

cña ®¸y cÇu t¹m, ®µ gi¸o,sµn ®¹o ph¶i cao h¬n MNTC 0,75m; cao ®é cña mÆt ®¶o nh©n t¹o, cña vßng v©y cäc v¸n thÐp ph¶i cao h¬n MNTC tèi thiÓu lµ 0,7m. 3.4 - t−êng v¸n chèng v¸ch hè mãng.

Thµnh v¸ch hè mãng ph¶i ®−îc ®¶m b¶o æn ®Þnh,kh«ng sôt lë trong suèt qu¸ tr×nh thi c«ng trong hè mãng ®Ó gi÷ an toµn tuyÖt ®èi cho ng−êi,thiÕt bÞ vµ duy tr× liªn tôc qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. HiÖn t−îng mÊt æn ®Þnh x¶y ra khi ¸p lùc ngang chñ ®éng cña ®Êt nÒn v−ît qu¸ søc kh¸ng c¾t cña nÒn.

124

H×nh 3.2-H×nh d¹ng vµ kÝch th−íc hè mãng ®µo trÇn

§Ó gi¶m thiÓu ¸p lùc ngang cÇn t¹o m¸i dèc cho thµnh v¸ch hè mãng, ®Êt nÒn

cµng yÕu th× m¸i dèc cµng tho¶i. C¨n cø vµo lo¹i ®Êt nÒn vµ chiÒu s©u hè mãng, ta luy v¸ch hè mãng cã thÓ t¹o ®é dèc 1: m theo b¶ng 3-12. §ång thêi hè mãng ph¶i tho¶ m�n nh÷ng ®iÒu kiÖn sau ®©y míi ®−îc ®Ó v¸ch hè mãng kh«ng cã chèng (cßn gäi lµ hè mãng ®µo trÇn):

- Cã ®é Èm tù nhiªn, kh«ng cã n−íc ngÇm, kh«ng bÞ óng ngËp khi m−a. - Thêi gian ®Ó ngá kh«ng l©u, biÖn ph¸p ®µo ®Êt nhanh, sau khi ®µo ®Õn ®¸y mãng lµ cã thÓ tiÕn hµnh ®æ bª t«ng ngay.

- Cã mÆt b»ng thi c«ng ®ñ réng. NÕu kh«ng tho¶ m�n çc ®iÒu kiÖn trªn th× ph¶i ¸p dông çc biÖn ph¸p chèng v¸ch.

§Ó gi÷ æn ®Þnh thµnh v¸ch hè mãng ng−êi ta dïng t−êng v¸n lµm kÕt cÊu gia cè

chèng v¸ch. Cã bèn lo¹i t−êng v¸n dïng cho çc ®iÒu kiÖn thi c«ng kh¸c nhau.

3.4.1 -T−êng v¸n l¸t ngang. T−êng v¸n l¸t ngang ®−îc l¾p dùng sau khi ®� ®µo hè mãng ®Õn cao ®é ®¸y mãng

hoÆc çch ®¸y mãng 0,5m. KÕt cÊu cña t−êng v¸n gåm çc tÊm v¸n l¸t cã chiÒu dµy δ=3cm, ®Æt ngang tõ d−íi

lªn ¸p s¸t vµo thµnh v¸ch. Bªn ngoµi ®Æt çc thanh gç xÎ lµm nÑp ®øng ®Æt çch nhau nh÷ng kho¶ng çch ®Òu a=0,8÷1,2m,®ì lÊy çc tÊm v¸n.Bªn ngoµi lµ çc thanh gç xÎ lµm nÑp ngang ®ì nÑp ®øng,®Æt çch nhau b=1÷1,5m.§Ó ®ì çc thanh nÑp ngang dïng çc thanh chèng b»ng gç trßn ®−êng kÝnh ∅=15÷18cm ®ãng v¨ng vµo thµnh v¸ch ®èi diÖn. Cù li gi÷a çc v¨ng chèng b»ng 2a= 1,6÷2,4m. §Ó çc thanh v¨ng chèng ®Òu t× s¸t

B¶ng 3-12 ChiÒu s©u hè mãng H (m)

<1,5 1,5÷3,0

Lo¹i ®Êt nÒn 1:m

§Êt ®¾p,®é Èm tù nhiªn §Êt çt,®Êt sái,Èm §Êt pha çt,Èm tù nhiªn §Êt thÞt,Èm tù nhiªn §Êt sÐt r¾n §Êt ®åi,kh«

1:0,25 1:0,50 1:0,25 1:0,00 1:0,00 1:0,00

1:1,00 1:1,00 1:0,70 1:0,50 1:0,25 1:0,50

125

vµo nÑp ngang ng−êi ta dïng çc nªm gç mét m¶nh ®ãng chªm vµo khe gi÷a

mét ®Çu v¨ng vµ nÑp,cßn ®Çu v¨ng bªn kia cè ®Þnh vµo víi nÑp ngang b»ng ®inh ®Øa. Cã thÓ kh«ng cÇn dïng nÑp ngang mµ chØ cÇn ®ãng v¨ng vµo ngay nÑp ®øng nh−ng çch nµy cã nh−îc ®iÓm lµ cÇn nhiÒu v¨ng chèng,khã kh¨n cho çc c«ng viÖc tiÕn hµnh trong hè mãng.

H×nh 3.3--CÊu t¹o t−êng v¸n ngang.

1-V¸n l¸t . 2-NÑp ®øng . 3-NÑp ngang . 4-V¨ng chèng . 5-Nªm gç. 6-§inh ®Øa

NÕu kho¶ng çch gi÷a hai thµnh hè mãng qu¸ réng,v¨ng chèng ph¶i nèi dµi, khi ®ã ®Ó t¨ng cøng cho v¨ng dïng çc cét ®ì trung gian, chèng xuèng ®¸y hè mãng.

CÊu t¹o t−êng v¸n kiÓu t−êng v¸n l¸t ngang thÓ hiÖn trong h×nh vÏ 3.3. Ph¹m vi ¸p dông : nÒn ®Êt thÞt hoÆc sÐt r¾n, Ýt ¶nh h−ëng cña n−íc ngÇm, cã thÓ

®µo vµ ®Ó ngá trong mét thêi gian ng¾n, cÇn gia cè ®Ó chê ®îi c«ng ®o¹n tiÕp theo. HoÆc trong thêi gian thi c«ng tiÕp theo cã thÓ bÞ ¶nh h−ëng m−a giã hay trong tr−êng hîp cã thÓ ph¸t sinh t¶i träng mÆt ®Êt gÇn mÐp hè mãng. V¸n l¸t ngang rÊt phï hîp cho thi c«ng ®−êng hµo cã kÝch th−íc ch¹y dµi nh−ng kho¶ng çch gi÷a hai thµnh v¸ch hÑp, cßn ®èi víi çc mãng cña mè trô cÇu lo¹i chèng v¸ch nµy Ýt ®−îc sö dông.

Çc bé phËn cña t−êng v¸n gç lÊy lªn tr−íc khi ®¾p lÊp ®Êt hè mãng, trong nh÷ng tr−êng hîp kÕt cÊu t−êng v¸n kh«ng thÓ lÊy lªn ®−îc th× t−êng v¸n chÕ t¹o b»ng thÐp hoÆc b»ng BTCT vµ ®−îc liªn kÕt cïng víi khèi bª t«ng cña bÖ mãng. 3.4.2 - T−êng v¸n l¸t ®øng.

Kh¸c víi t−êng v¸n ngang, t−êng v¸n ®øng ®−îc l¾p dùng ®ång thêi víi qu¸ tr×nh ®µo ®Êt trong hè mãng.

CÊu t¹o cña t−êng v¸n bao gåm : çc thanh v¸n dµy δ=3÷5cm mét ®Çu ®Ïo v¸t cho nhän ®Çu kia c−a b»ng vµ dïng vßng d©y thÐp ®ai l¹i. Dïng vå gç ®ãng çc thanh v¸n nµy v©y quanh khu vùc hè mãng cho ®Õn khi chèi kh«ng ®ãng ®−îc th× tiÕn hµnh ®µo ®Êt trong hè mãng, ®µo tËn s¸t ch©n çc thanh v¸n. Khi cßn çch mòi v¸n 0,5÷0,8m l¹i tiÕp tôc dïng vå gç ®ãng cho ®Õn khi ®¹t cao ®é thiÕt kÕ hoÆc ®Õn khi chèi. Dïng gç xÎ ®Æt ngang ®ì çc thanh v¸n, lÇn l−ît tõ trªn miÖng hè mãng xuèng ®Õn çch ®¸y 0,8m. Mçi tÇng nÑp çch nhau 1÷1,2m. Chèng v¨ng vµo nÑp ngang b»ng çc c©y chèng d=18cm vµ nªm. §Ó gi÷ cho çc v¨ng chèng kh«ng bÞ rêi ra do mçi lÇn ®ãng v¸n ta dïng mét sè cét chèng t¹m xuèng nÒn. Kho¶ng çch çc v¨ng chèng lµ 1,2÷1,5m TiÕp tôc ®µo ®Êt trong hè mãng. §µo ®Õn qua tÇng nÑp d−íi tiÕn hµnh ®Æt nÑp vµ chèng v¨ng míi tiÕp tôc ®µo xuèng s©u h¬n cho ®Õn cao ®é ®¸y hè mãng. Mòi v¸n ngËp s©u h¬n cao ®é ®¸y hè mãng tõ 0,5÷0,8m.

126

H×nh 3.4- CÊu t¹o t−êng v¸n ®øng.

1-V¸n l¸t. 2-NÑp ngang. 3-V¨ng chèng. 4-Nªm. 5- §inh ®Øa.

Ph¹m vi ¸p dông : trong tr−êng hîp cã çt sôt,çt ch¶y hoÆc cã n−íc ngÇm víi l−u l−îng kh«ng lín. KÝch th−íc hè mãng nhá, chiÒu s©u kh«ng v−ît qu¸ 3m.

3.4.3-T−êng v¸n ngang kÝch th−íc ®Þnh h×nh. 3.4.3.1- CÊu t¹o:

Trong tr−êng hîp kÝch th−íc hè mãng lín, hai d¹ng t−êng trªn kh«ng thÝch hîp, ®Æc biÖt hÖ thèng v¨ng chèng g©y c¶n trë cho thi c«ng c¬ giíi. Lo¹i t−êng v¸n ngang kÝch th−íc ®Þnh h×nh cäc thÐp ch÷ H cã thÓ kh¾c phôc ®−îc nh−îc ®iÓm trªn. §©y lµ d¹ng kÕt cÊu kÕt hîp thÐp vµ gç, cã thÓ sö dông ®−îc nhiÒu lÇn.

H×nh 3.5 - CÊu t¹o t−êng v¸n ngang kÝch th−íc ®Þnh h×nh.

a) cÊu t¹o chung. b, c) mét sè d¹ng kÕt cÊu khung chèng . 1-Cäc thÐp ch÷ H. 2-V¸n l¸t ngang tiªu chuÈn. 3-Khung chèng thÐp

CÊu t¹o t−êng v¸n gåm mét sè çc cäc thÐp tiÕt diÖn ch÷ H sè hiÖu 300 cã chiÒu dµi 8m. Dïng bóa rung ®ãng çc cäc nµy quanh chu vi hè mãng víi çc cù ly ®Òu nhau vµ b»ng 1,5m. §ãng ®Õn cao ®é sao cho mòi cäc s©u h¬n ®¸y mãng 1,5m. Trªn ®Çu cäc l¾p hÖ thèng khung chèng b»ng thÐp I hoÆc thÐp ch÷ ], liªn kÕt víi ®Çu cäc b»ng hµn ®Ýnh vµ bu l«ng,çc thanh trong khung chèng liªn kÕt b»ng bu l«ng ®Ó dÔ th¸o l¾p. Sau khi l¾p khung chèng vµo çc cäc thÐp th× tiÕn hµnh ®µo ®Êt trong hè mãng,®µo ®Õn ®©u

127

dïng çc thanh v¸n c¾t ®Òu nhau theo chiÒu dµi l=1,2m lïa vµo gi÷a hai çnh

cña thÐp ch÷ H. V¸n l¸t ®Ó riªng tõng thanh nÕu chiÒu réng mçi thanh > 20cm, nÕu cã nhiÒu thanh v¸n hÑp th× ghÐp chóng l¹i thµnh nh÷ng tÊm v¸n nhá, çc v¸n l¸t cã chiÒu dµi thèng nhÊt vµ ®−îc sö dông nhiÒu lÇn gäi lµ çc v¸n l¸t tiªu chuÈn. §Ó cho çc thanh v¸n ngang ¸p s¸t vµo thµnh v¸ch vµ sau nµy th¸o ra ®−îc dÔ dµng ng−êi ta dïng nÑp gç ®én vµo khe hë gi÷a v¸n vµ b¶n çnh cña cäc ch÷ H råi l¾p nªm vµ ®ãng chÆt nh− trong h×nh 3.5.

KÕt cÊu t−êng v¸n ®Þnh h×nh cÇn ®−îc thiÕt kÕ chi tiÕt ®Ó th¸o l¾p dÔ dµng vµ sö dông nhiÒu lÇn. D¹ng t−êng v¸n nµy dïng cho thi c«ng hè mãng cña mè trô cÇu cã kÝch th−íc lín, n»m trong khu vùc kh«ng bÞ ngËp n−íc hoÆc thi c«ng ®−êng hµo cña ®−êng cèng ngÇm trong thµnh phè. 3.4.3.2- TÝnh to¸n thiÕt kÕ t−êng v¸n kÝch th−íc ®Þnh h×nh: a) T¶i träng :

T¶i träng t¸c dông lªn t−êng v¸n lµ ¸p lùc ngang cña ®Êt nÒn, ¸p lùc ngang do t¶i träng xÕp trªn mÆt ®Êt gÇn mÐp hè mãng vµ ¸p lùc thuû tÜnh.

¸p lùc ngang chñ ®éng cña ®Êt nÒn ®−îc gäi lµ ¸p lùc ®Êt ngang c¬ b¶n ph©n bè tuyÕn tÝnh vµ tØ lÖ víi chiÒu s©u cña hè mãng cã trÞ sè x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :

910a s aP Zgkγ −= × (MPa) (3-14)

γs- khèi l−îng riªng cña ®Êt nÒn ( kg/m3 ) Z- kho¶ng çch tõ mÆt ®Êt miÖng hè mãng ®Õn vÞ trÝ tÝnh ¸p lùc ngang (mm ) ka - hÖ sè ¸p lùc ngang chñ ®éng cña ®Êt nÒn, xÐt trong tr−êng hîp mÆt ®Êt trªn

miÖng hè mãng n»m ngang vµ ma s¸t gi÷a nÒn víi t−êng v¸n coi nh− b»ng kh«ng v× trong thùc tÕ tr−íc khi ®µo hè mãng, mÆt b»ng khu vùc thi c«ng ®� ®−îc san ñi .

g- h»ng sè träng lùc 9,81 m/s2

2 0452ak tg ϕ⎛ ⎞= −⎜ ⎟

⎝ ⎠ (3-15)

ϕ - gãc néi ma s¸t cña ®Êt nÒn (®é) T¶i träng trªn mÆt ®Êt bao gåm :

- T¶i träng do vËt liÖu xÕp ®èng vµ t¶i träng thi c«ng qtc : Ph©n bè ®Òu tõ mÐp hè mãng víi c−êng ®é lÊy t−¬ng tù nh− t¶i träng thi c«ng trªn cÇu c«ng t¸c b»ng 2,5.10-3MPa

-T¶i träng do ¸p lùc b¸nh xe cña çc thiÕt bÞ tù hµnh nh− cÇn cÈu, m¸y xóc, m¸y khoan lµm viÖc di chuyÓn gÇn mÐp hè mãng :

+ ChiÒu réng t¸c dông cña vÖt b¸nh lÊy b»ng 1500mm tÝnh tõ mÐp hè mãng. ChiÒu dµi t¸c dông ®−îc coi nh− suèt chiÒu dµi mÐp hè mãng.

+ ¸p lùc qTBi lÊy theo träng l−îng xe cÈu, m¸y cïng víi träng l−îng treo trªn m¸y. T¶i träng nµy tham kh¶o theo tµi liÖu [17]

B¶ng 3-13 Tæng träng l−îng (kN)

100

300

500

700

qTBi (MPa)×10-3 30 60 90 120 + T¶i träng do çc ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn ch¹y qua gÇn víi mÐp hè mãng cã

¶nh h−ëng ®Õn t−êng v¸n : chiÒu réng mÆt ®−êng b=3m, mÐp ®−êng çch mÐp hè lµ a vµ ¸p lùc qVC (MPa) lÊy nh− sau :

128

B¶ng 3-14

¸p lùc qVC ×10-3(MPa) tÝnh theo träng t¶i xe Kho¶ng çch X(m) 25T 30T 45T 60T

>3 10 12 19 25 2-3 20 24 38 50 1-2 30 36 57 75 <1 40 48 76 100

NÕu kho¶ng çch X≥ H th× kh«ng xÐt ®Õn qVC . Nh÷ng t¶i träng mÆt ®Êt kÓ trªn gäi lµ t¶i träng chÊt thªm ES = qtc vµ LS lµ qTBI

qVC , bæ sung thªm çc ¸p lùc ®Êt ngang kh«ng ®æi vµo ¸p lùc ®Êt c¬ b¶n gåm.

( )( )2 sin cos 2TCpTC

q α α α δπ

Δ = − + (MPa) (3-16)

910pLS a s eqk ghγ −Δ = × (MPa) (3-17)

Trong ®ã : 0452ϕδ = −

ϕ- gãc néi ma s¸t cña ®Êt nÒn ( ®é)

1500XArtg tgα δ δ⎛ ⎞= −⎜ ⎟

⎝ ⎠ (3-18)

X-kho¶ng çch tõ mÐp hè mãng ®Õn mÐp ®−êng «t« ch¹y qua (mm) heq – chiÒu cao líp ®Êt t−¬ng ®−¬ng cña ho¹t t¶i xe «t«, theo b¶ng 3.11.6.2.1 [8]

trong b¶ng nµy chiÒu cao t−êng lµ chiÒu s©u cña hè mãng (mm) Çc gi¸ trÞ t¶i träng ®−îc nh©n víi hÖ sè t¶i träng t−¬ng øng ®Ó ®−îc gi¸ trÞ tÝnh

to¸n. b)S¬ ®å tÝnh.

Δptc

ΔpLS

δα

H×nh 3.6- S¬ ®å çc t¶i träng t¸c dông vµ s¬ ®å tÝnh to¸n t−êng v¸n ®Þnh h×nh

1- BiÓu ®å ¸p lùc ®Êt ngang thùc tÕ do t¶i träng mÆt ®Êt phô thªm. 2- BiÓu ®å qui ®æi.

- V¸n l¸t ngang lµm viÖc nh− dÇm gi¶n ®¬n, tiÕt diÖn lÊy theo 1m chiÒu cao v¸n, vÞ trÝ ®Ó x¸c ®Þnh trÞ sè ¸p lùc ®Êt ngang tÝnh to¸n çch ®¸y mãng 0,5m.

M«men uèn t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp çc tÊm v¸n ngang:

129

( ) 2

, 500

8EH a H ES pTC LS pLSVan

tt

y p y y aM − + Δ + Δ

= (N.mm) (3-19)

- Cäc thÐp ph¶i tÝnh theo hai s¬ ®å lµm viÖc, tùa trªn nÒn ®¸y mãng ®Ó x¸c ®Þnh chiÒu s©u ch©n cäc t vµ s¬ ®å dÇm gi¶n ®¬n trªn hai gèi lµ khung chèng trªn ( ®iÓm A) vµ ®iÓm O çch ®¸y mãng 0,5t. T¶i träng t¸c dông lªn cäc ph©n bè däc theo chiÒu cao tÝnh to¸n nh− qui luËt cña ¸p lùc ngang pa, gi¸ trÞ b»ng :

( ),H EH a H ES pTC LS pLSR y p y y a= + Δ + Δ (N/mm) (3-20)

§Ó tÝnh m«men uèn t¹i mÆt c¾t chÞu lùc bÊt lîi cña cäc thÐp cã thÓ x¸c ®Þnh mét çch gÇn ®óng nh− sau:

( )3 , 0,5 3S EH a H S ES pTC LS pLSR y p y y a−= + Δ + Δ (N/mm) (3-21a)

( )2

3 0,5 38

Scoctt

R t SM

+= (N.mm) (3-21b)

¸p lùc bÞ ®éng phÝa d−íi ch©n cäc thÐp ®ãng ngËp d−íi ®¸y mãng: - §èi víi nÒn ®Êt kh«ng dÝnh: 910p p sp k gtγ −= × (MPa) (3-22a)

- §èi víi ®Êt dÝnh :

910 2p p s pp k gt c kγ −= × + (MPa) (3.22b)

Trong ®ã: kp – hÖ sè ¸p lùc ®Êt ngang bÞ ®éng cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc

2 0452pk tg ϕ⎛ ⎞= +⎜ ⎟

⎝ ⎠

c- c−êng ®é lùc dÝnh (MPa). t- ®é s©u ch©n cäc so víi ®¸y mãng (mm)

¸p lùc bÞ ®éng ph©n bè tuyÕn tÝnh theo chiÒu s©u ch«n ch©n cäc t d−íi ®¸y mãng. c)Néi dung tÝnh to¸n.

- §èi víi v¸n ngang : tÝnh duyÖt ®iÒu kiÖn c−êng ®é tÝnh to¸n khi chÞu uèn cña v¸n víi c−êng ®é cña gç lÊy b»ng Ru,go = 6MPa.

vantt vanM Mφ≤

Trong ®ã : hÖ sè søc kh¸ng φ lÊy b»ng 1,0. Mvan – søc kh¸ng cña tiÕt diÖn 1m v¸n tiªu chuÈn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc

2

,1000

6v

van u goM Rδ= (N.mm) (3-23)

δv – chiÒu dµy cña tÊm v¸n (mm). +TÝnh duyÖt c−êng ®é cäc thÐp chÞu uèn. coc

tt cocM Mφ≤

φ = 1,0 coc I uM W R= (N.mm) (3-24) WI – m«men kh¸ng uèn cña tiÕt diÖn cäc thÐp çn ®Þnh h×nh mm3 Ru – c−êng ®é kh¸ng uèn cña thÐp çn . (MPa) +TÝnh duyÖt c−êng ®é cña khung chèng chÞu uèn vµ æn ®Þnh cña thanh

chèng ngang cña khung .

130

+TÝnh duyÖt ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña cäc thÐp ngµm mét ®Çu vµo nÒn

theo ®iÒu kiÖn: 0≤− pa mMM (3.24)

Ma-m«men do ¸p lùc chñ ®éng g©y ra so víi ®¸y mãng MP-m«men do ¸p lùc bÞ ®éng g©y ra so víi ®¸y mãng m –hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc 0,9.

3.4.4 - T−êng cäc v¸n thÐp. NÕu hè mãng n»m ë khu vùc s¸t mÐp n−íc hoÆc l−u l−îng n−íc ngÇm lín, cÇn

ph¶i lµm kÝn çc mÆt hè mãng tr−íc khi b¬m c¹n n−íc, khi ®ã ta dïng cäc v¸n thÐp ®ãng ghÐp thµnh vßng v©y h×nh ch÷ nhËt hoÆc h×nh «van v©y kÝn khu vùc hè mãng. T−êng cäc v¸n ®ãng ngËp s©u vµo trong ®Êt nÒn vµ çc cäc liªn kÕt víi nhau nhê r�nh kho¸ ë hai bªn mÐp cäc cã kh¶ n¨ng chÞu lùc tèt. Lo¹i t−êng v¸n nµy võa cã t¸c dông ch¾n ®Êt võa ng¨n n−íc ngÇm th©m nhËp vµo trong hè mãng.

CÊu t¹o cäc v¸n thÐp xem phÇn vßng v©y cäc v¸n ng¨n n−íc (môc 3.5.3)

3.5 - çc lo¹i vßng v©y ng¨n n−íc. §Ó thi c«ng bÖ mãng trong khu vùc ngËp n−íc cÇn cã biÖn ph¸p ng¨n kh«ng cho

n−íc th©m nhËp vµo trong khu vùc thi c«ng. VÞ trÝ thi c«ng cã thÓ ë çch xa bê vµ chiÒu s©u ngËp n−íc ®Õn h¬n 10m .

Tïy thuéc vµo ®Þa h×nh thi c«ng, ®é lín cña bÖ mãng, chiÒu s©u ngËp n−íc, ®Þa chÊt mµ cã thÓ sö dông mét trong nh÷ng d¹ng vßng v©y sau :

- §ª, ®Ëp ng¨n n−íc. - Vßng v©y ®Êt. - Vßng v©y cäc v¸n. - Thïng chôp.

3.5.1- §ª, ®Ëp ng¨n n−íc. Cã hai d¹ng ®ª bao vµ ®ª quai. §ª bao lµ bê ®Êt ®¾p vßng kÝn, bao xung quanh

khu vùc thi c«ng mãng. §ª quai lµ bê ®Êt ®¾p «m ba mÆt phÝa ngoµi s«ng phÝa cßn l¹i lµ phÇn ®Êt c¹n cao h¬n MNTC.

§ª bao vµ ®ª quai cã chiÒu réng mÆt tèi thiÓu lµ 200cm ®Ó cã thÓ ®i l¹i trªn ®ã mµ kh«ng bÞ s¹t lë, cao ®é mÆt ®ª cao h¬n MNTC 70cm ®Ó chèng trµn n−íc tõ bªn ngoµi vµo khi cã sãng. Ta luy m¸i dèc phÝa ngoµi s«ng lµ 1:1,5 cßn phÝa trong hè mãng lµ 1:1. Bªn trong th©n ®ª dïng ®Êt sÐt ®Ó lµm mét líp chèng thÊm cã chiÒu dµy 50÷60cm. Víi quy çch nh− vËy, ®ª bao cã diÖn tÝch ch¾n dßng rÊt lín, biÖn ph¸p ®¾p khã kh¨n cho nªn Ýt ®−îc sö dông.

§ª quai sö dông hîp lý h¬n nh−ng víi ®iÒu kiÖn chiÒu s©u ngËp n−íc (Hn) kh«ng qu¸ 2m.

Khi ®� sö dông ®ª quai ®Ó ng¨n n−íc,®¸y hè mãng kh«ng cã biÖn ph¸p g× ®Ó bÞt kÝn c¶ cho nªn chØ cã thÓ ¸p dông trong ®iÒu kiÖn nÒn ®Êt dÝnh, Ýt thÊm, khi thi c«ng hè mãng bè trÝ m¸y b¬m hót c¹n n−íc vµ m¸y b¬m th−êng xuyªn ho¹t ®éng mçi khi n−íc ch¶y vµo ®Çy hè tô.

§Ëp ng¨n dïng ®Ó chÆn dßng khi thi c«ng mãng trong kªnh m−¬ng, dßng ch¶y hÑp cã thÓ tiÕn hµnh ®¾p chÆn hai phÝa th−îng vµ h¹ l−u ®Ó ng¨n n−íc. §Ó gi÷ kh«ng cho n−íc ë phÝa th−îng l−u ch¶y trµn qua ®Ëp, dïng ®o¹n ®−êng èng cã ®−êng kÝnh ®¶m b¶o ®ñ tho¸t ®−îc l−u l−îng d− trµn dÉn cho n−íc ch¶y qua khu vùc thi c«ng nh−ng kh«ng lµm ¶nh h−ëng ®Õn vÞ trÝ mãng.

131

H×nh 3.7- Quy çch ®ª bao vµ ®ª quai (a) vµ v«ng v©y ®Êt ®¾p trong t−êng cõ (b).

1-lâi sÐt chèng thÊm.2-t−êng v¸n ®øng.3-d©y neo. 4-cäc cõ. 5-khung chèng. 6- v¸n( hoÆc phªn nøa) ch¾n

3.5.2 - Vßng v©y ®Êt :

Vßng v©y ®Êt lµ kÕt cÊu bê ®Êt ®−îc ®¾p gi÷a hai mÆt ch¾n b»ng t−êng b»ng v¸n hoÆc b»ng çc cäc cõ.

Hµng cäc ®ãng bªn trong cÇn ngµm s©u trong nÒn tèi thiÓu lµ 1,5m cßn hµng cäc bªn ngoµi chØ cÇn ®ãng vµo nÒn 0,5m. Cã thÓ dïng çc cäc tre hoÆc gç c©y cã ®−êng kÝnh nhá, v¸t nhän mét ®Çu, ®ãng ken dµy. Çc ®Çu cäc ®−îc bã liªn kÕt víi nhau thµnh bÌ b»ng c©y nÑp vµ d©y thÐp, gi÷a hai hµng cäc dïng cèt thÐp ∅6 buéc gi»ng víi nhau, hai bªn mÆt t−êng dïng v¸n hoÆc çc tÊm phªn nøa ch¾n vµ ®¾p b»ng ®Êt kh«ng thÊm.

Vßng v©y ®Êt chØ ¸p dông cho tr−êng hîp n−íc ngËp nhá h¬n hay b»ng 2m vµ nÒn ®Êt kh«ng cã hiÖn t−îng çt ch¶y, çt tr«i. 3.5.3 - Vßng v©y cäc v¸n thÐp :

Vßng v©y cäc v¸n thÐp lµ lo¹i kÕt cÊu ng¨n n−íc dïng phæ biÕn trong thi c«ng cÇu. −u ®iÓm cña d¹ng vßng v©y nµy lµ ®é cøng lín cã thÓ dïng trong ®iÒu kiÖn ngËp s©u trªn 10m n−íc, kÝch th−íc vßng v©y kh«ng h¹n chÕ, kÕt cÊu gän Ýt ch¾n dßng, sö dông ®−îc nhiÒu lÇn. Ph¹m vi ¸p dông cña vßng v©y cäc v¸n thÐp lµ cã tÇng ®Êt ®ñ dÇy cho phÐp ®ãng ngËp víi ®é s©u sao cho kh«ng bÞ xãi hë ch©n cäc. 3.5.3.1- Cäc v¸n thÐp (CVT) :

Vßng v©y ®−îc ghÐp tõ çc cäc riªng rÏ. Cäc v¸n lµ s¶n phÈm thÐp çn ®Þnh h×nh, cã tiÕt diÖn sao cho ®ñ cøng khi chuyªn chë vµ chÞu lùc ®−îc ë mét ®é s©u ngËp n−íc trung b×nh mµ kh«ng cÇn t¨ng c−êng, ®Æc biÖt däc hai bªn mÐp cäc ®−îc çn thµnh méng ©m d−¬ng theo mét ®−êng gäi lµ r�nh khãa hay lµ "me". Khi ghÐp çc cäc, çc r�nh khãa lång khÝt vµo nhau t¹o thµnh mét tÊm t−êng kÝn bao quanh khu vùc thi c«ng, n−íc ë bªn ngoµi chØ rØ thÊm mµ kh«ng ch¶y vµo trong vßng v©y.

H×nh 3.9- MÆt c¾t cña ba lo¹i cäc v¸n thÐp.

132

a) Lo¹i tÊm ph¼ng SP-1.

b) Lo¹i lßng m¸ng hÖ Larxen . c) Lo¹i cäc èng. d) GhÐp çc cäc Larxen theo tiÕt diÖn kÐp. e) R�nh me cña cäc Larxen vµ cäc èng.

CVT cã ba lo¹i ®Æc tr−ng : lo¹i tÊm ph¼ng, lo¹i lßng m¸ng vµ lo¹i cäc èng. Trong thi c«ng cÇu sö dông phæ biÕn lo¹i cäc lßng m¸ng Larxen ( b), cã çc th«ng

sè kü thuËt ghi trong Phô lôc. Çc cäc nµy ph©n cÊp theo sè hiÖu mÆt c¾t, chiÒu dµi chÕ t¹o cña cäc 8÷22m, khi cÇn chiÒu dµi lín h¬n cã thÓ nèi b»ng hµn.

Cäc Larxen còng cã thÓ ghÐp thµnh tiÕt diÖn kÐp ®Ó t¨ng ®é cøng vµ kh¶ n¨ng chÞu uèn, cäc ghÐp ®«i hµn ®Êu l−ng l¹i víi nhau.

3.5.3.2- CÊu t¹o vßng v©y CVT hÖ Larxen.

Çc cäc ghÐp l¹i liªn tôc víi nhau vµ qu©y kÝn khu vùc thi c«ng gäi lµ vßng v©y. R�nh khãa cho phÐp cäc nä xoay ®i so víi cäc kia mét gãc nhÊt ®Þnh vµ nh− vËy vßng v©y cã thÓ ®ãng thµnh vßng trßn, thµnh çc mÆt t−êng ph¼ng råi nèi l¹i víi nhau vµ nèi hai mÆt ph¼ng víi hai ®Çu trßn ( h×nh «van). Tuy r�nh khãa cã thÓ quay tù do nh−ng kh«ng thÓ ®æi h−íng ghÐp ®i mét gãc 900 ®−îc, bëi vËy khi ghÐp vßng v©y thµnh h×nh ch÷ nhËt, ë bèn gãc ph¶i chÕ t¹o cäc gãc riªng b»ng çch xÎ ®«i cäc thµnh hai nöa vµ hµn bông cäc víi hai çnh cña mét thanh thÐp gãc L100×100×10 nh− h×nh çnh d¬i hoÆc hµn mét cäc nguyªn víi mét nöa cäc xÎ ®«i.

KÝch th−íc cña vßng v©y ®−îc x¸c ®Þnh theo kÝch th−íc cña bÖ mãng sao cho ®¶m b¶o kho¶ng çch tÜnh gi÷a vßng v©y vµ bÒ mÆt cña bÖ mãng ≥70cm.

VÞ trÝ ch©n cäc v¸n ph¶i çch l−ng hµng cäc bª t«ng ngoµi cïng 0,5m. §Ønh cäc v¸n cao h¬n MNTC 0,7m. H×nh d¹ng cña vßng v©y dùa theo h×nh d¹ng cña bÖ mãng :

- Vßng v©y h×nh trßn nÕu bÖ mãng cã d¹ng h×nh trßn hoÆc lôc gi¸c. - H×nh «van nÕu bÖ mãng cã hai ®Çu trßn hoÆc v¸t c¹nh. - H×nh ch÷ nhËt lµ phæ biÕn v× phÇn lín çc bÖ mãng ®Òu cã d¹ng ch÷ nhËt.

Sè l−îng cäc v¸n x¸c ®Þnh theo chu vi cña vßng v©y vµ b»ng phÇn nguyªn cña tØ sè gi÷a chu vi vµ chiÒu dµi danh ®Þnh cña tiÕt diÖn cäc phÇn kÝch th−íc cßn d− tÝnh cho

133

cäc hîp long cuèi cïng. §èi víi vßng v©y h×nh ch÷ nhËt khÐp kÝn vßng v©y ë

hai gãc ®èi diÖn nhau cßn vßng v©y h×nh trßn vµ «van khÐp mèi ë mét ®iÓm (nót B hoÆc nót C).

H×nh 3.10- CÊu t¹o vßng v©y cäc v¸n thÐp hÖ Larxen.

H×nh 3.11- H×nh thøc liªn kÕt ®Çu CVT vµo khung chèng

Çc cäc ®ãng th¼ng ®øng theo c¶ hai ph−¬ng vµ tuyÖt ®èi song song víi nhau, nÕu

chØ cã mét cäc bÞ nghiªng, tÊt c¶ çc cäc kh¸c sÏ bÞ nghiªng theo vµ t¹o thµnh khe hë h×nh ch÷ V ë vÞ trÝ khÐp gãc. Ch©n cäc ®ãng c¾m s©u vµo trong nÒn, ®Çu cäc tùa vµo khung chèng b»ng thÐp. Khung chèng ®−îc chÕ t¹o b»ng çc thanh thÐp h×nh ch÷ I hoÆc ch÷ [. Vµnh ®ai khung chèng ¸p s¸t vµo víi çc ®Çu cäc thÐp vµ liªn kÕt cøng víi nhau ®¶m b¶o kh«ng bÞ biÕn h×nh, çc thanh chèng bªn trong cã vai trß t¨ng c−êng cho khung vµ bè trÝ sao cho kh«ng g©y khã kh¨n cho thi c«ng trong vßng v©y nh− ®µo ®Êt vµ vËn chuyÓn vËt liÖu, kÕt cÊu vµo trong hè mãng.

NÕu chiÒu s©u ngËp n−íc kh«ng lín cã thÓ kh«ng cÇn khung chèng trªn çc ®Çu cäc, chØ cÇn mét ®Çu cäc ngµm vµo trong nÒn lµ ®ñ, t−êng cäc v¸n lµm viÖc theo s¬ ®å

134

c«ng xon. Ng−îc l¹i trong vïng n−íc ngËp s©u, ®Ó t¨ng c−êng cho cäc v¸n,

ngoµi khung chèng trªn ®Çu cäc cßn ph¶i bæ sung thªm mét sè tÇng khung chèng trung gian.

Víi diÖn tÝch cña mÆt ph¼ng vßng v©y lín h¬n 300m2 vµ ph¶i sö dông çc thanh chèng dµi, khi ®ã sö dông vµnh ®ai khung chèng cã kÕt cÊu d¹ng dµn. Do dµn cã ®é cøng lín nªn cã thÓ kh«ng cÇn nh÷ng thanh chèng ngang do ®ã thi c«ng trong vßng v©y sÏ kh«ng bÞ c¶n trë. §Ó ®ì vµnh ®ai cÇn cã hai hµng cäc ch÷ H, çc hµng cäc nµy ®ãng ngËp s©u vµo trong nÒn vµ ®ì giµn vµnh ®ai trong suèt qu¸ tr×nh thi c«ng trong vßng v©y.

H×nh 3.12- CÊu t¹o khung chèng vµ biÖn ph¸p l¾p nhiÒu tÇng khung chèng. a) Khung chèng cã thanh chèng ngang. b) Vµnh ®ai l¾p b»ng dµn Bailey. c) H¹ khung chèng nhiÒu tÇng. 1- CVT,2- vµnh ®ai thÐp h×nh,3- cäc ch÷ H ®Þnh vÞ,4-vµnh ®ai b»ng dµn Bailey, 5-sµn kÝch,6- kÝch,7-thanh Maccaloy,8-khung chèng tÇng trªn, 9-khung chèng tÇng d−íi,10- ph¹m vi bÖ mãng.

§Ó liªn kÕt khung chèng víi çc ®Çu cäc ng−êi ta dïng nh÷ng ®o¹n cèt thÐp

∅14÷16 uèn thµnh h×nh ch÷ U vµ hµn nèi hai bªn thµnh m¸ng víi khung chèng. Çch liªn kÕt nµy võa cã t¸c dông chèng, võa cã t¸c dông gi»ng vµ kh«ng lµm ¶nh h−ëng ®Õn viÖc sö dông sau nµy cña cäc thÐp. Khi th¸o dì dïng ch¹m s¾t tÈy mèi hµn t¸ch cäc v¸n ra khái khung chèng ( h×nh 3.11) 2.5.3.3- BiÖn ph¸p thi c«ng vßng v©y cäc v¸n thÐp

§Ó ®¶m b¶o khÐp kÝn ®−îc vßng v©y, tr−íc tiªn ng−êi ta ghÐp vßng v©y theo h×nh d¹ng thiÕt kÕ sau ®ã dïng bóa rung h¹ çc cäc xuèng dÇn ®Òu nhau. Bóa rung h¹ cäc lµ lo¹i bóa chuyªn dông m� hiÖu �-2 vµ M�-2, bóa cã hµm kÑp, khi rung kÑp chÆt vµo bông cäc vµ còng dïng chÝnh bóa nµy ®Ó nhæ cäc. Kh«ng nªn dïng bóa Diezel ®Ó ®ãng cäc v¸n thÐp v× sÏ lµm vªnh mãp tiÕt diÖn khã sö dông lÇn sau. Tr−êng hîp kh«ng cã bóa rung ph¶i dïng bóa Diezel ®Ó ®ãng th× kh«ng cho næ bóa mµ chØ dïng träng l−îng cña bóa ®Ó Ðp cäc xuèng gäi lµ biÖn ph¸p ®ãng c©m.

135

H×nh 3.13- BiÖn ph¸p h¹ vßng v©y cäc v¸n thÐp b»ng bóa rung.

Tr×nh tù thi c«ng tiÕn hµnh theo çc b−íc sau : 1- §ãng mét sè cäc ch÷ thÐp H xung quanh vÒ phÝa trong cña vßng v©y ®Ó lµm

cäc ®Þnh vÞ kho¶ng çch 2÷3m/ cho mét cäc. Dïng bóa rung ®Ó ®ãng. 2- Dïng cÇn cÈu cÈu l¾p khung chèng tùa trªn çc cäc ®Þnh vÞ ®Ó lµm khung dÉn

h−íng cho çc cäc v¸n. 3- Tæ hîp cäc v¸n : tæ hîp 3 ÷5 cäc thµnh mét m¶ng tr−íc khi ®ãng. Dïng çc

thanh ray kª ®Öm phÝa d−íi vµ ®Æt ngöa hai cäc v¸n ë hai bªn h−íng chiÒu lßng m¸ng lªn trªn ®Ó mét kho¶ng trèng gi÷a chóng, luån thanh thø ba vµo gi÷a theo chiÒu óp xuèng l¾p khíp víi c¹nh me cña hai thanh bªn råi dïng têi kÐo chËm ®Ó çc c¹nh me tr−ît hÕt chiÒu dµi thanh cäc. Dïng thanh kÑp, kÑp çc cäc ®� tæ hîp l¹i víi nhau.

136

4- X¶m me cäc v¸n thÐp cã t¸c dông lµm kÝn m¹ch nèi ghÐp gi÷a çc cäc. VËt

liÖu lµ d©y thõng tÈm dÇu th¶i, dïng que nhÐt vµo khe hë gi÷a çc c¹nh me. 5- Dùa vµo khung dÉn h−íng tiÕn hµnh ghÐp vßng v©y. Dïng cÇn cÈu cÈu tõng tæ

hîp cäc theo ph−¬ng th¼ng ®øng vµ lïa mét c¹nh me cña tæ hîp vµo hµng cäc ®� ghÐp tr−íc, d−íi ®¸y c¹nh me cßn l¹i dïng d©y thõng hoÆc m¶nh gç lµm nót ng¨n kh«ng cho ®Êt hoÆc sái chÌn vµo, th¶ tõ tõ cho tæ hîp cäc tr−ît th¼ng theo r�nh me vµ c¾m ngËp ch©n vµo trong nÒn. §èi víi vßng v©y h×nh ch÷ nhËt, xuÊt ph¸t tõ hai gãc cña vßng v©y cßn ®èi víi vßng v©y cã h×nh trßn hoÆc elÝp th× cã thÓ b¾t ®Çu tõ mét vÞ trÝ bÊt kú cña vßng v©y.

6- T¹i ®iÓm hîp long, ®o cô thÓ kho¶ng hë cßn l¹i ®Ó chÕ t¹o cäc khÐp mèi vµ tiÕn hµnh khÐp kÝn mèi nèi .

7- Dïng bóa rung rung h¹ cäc v¸n, ®i lÇn l−ît tõ mét gãc cho hÕt mét l−ît xung quanh vßng v©y, chiÒu s©u h¹ gi÷a çc cäc kh«ng chªnh nhau qu¸ 1m.

Víi tr−êng hîp ®ãng ë trªn c¹n, cäc v¸n thÐp dïng lµm t−êng v¸n æn ®Þnh v¸ch hè mãng hoÆc v¸ch t−êng hµo th× kh«ng cÇn tæ hîp vµ x¶m me gi÷a çc cäc mµ lÇn l−ît ghÐp cäc vµo phÇn t−êng v¸n ®� ®ãng råi rung cho cäc h¹ xuèng hÕt tÇm ®Õn cao ®é thiÕt kÕ.

Tr−êng hîp ë d−íi n−íc nÕu viÖc di chuyÓn bóa rung xung quanh vßng v©y nhiÒu lÇn ®Ó h¹ dÇn cao ®é çc cäc gÆp khã kh¨n, hoÆc do biÖn ph¸p tæ chøc thi c«ng mµ vßng v©y cäc v¸n thÐp kh«ng khÐp kÝn ®−îc ngay mµ ph¶i ®Ó trèng mét hoÆc hai mÆt v¸n, sau khi thùc hiÖn nh÷ng néi dung c«ng viÖc trong vßng v©y míi tiÕn hµnh ghÐp vµ ®ãng nèt nh÷ng mÆt v¸n cßn l¹i. Khi ®ã ng−êi ta cßn ¸p dông biÖn ph¸p h¹ cäc v¸n thÐp kh«ng qua ghÐp tr−íc. Dùa vµo khung chèng ®Ó dÉn h−íng ®ãng mét cäc v¸n ®Çu tiªn thËt th¼ng ®Õn cao ®é thiÕt kÕ sau ®ã theo h−íng cña cäc nµy l¾p vµ ®ãng çc cäc kh¸c còng cho ®Õn cao ®é thiÕt kÕ. Hai cäc cuèi cïng cña mçi h−íng ®ãng t¹i mèi ghÐp hîp long cña vßng v©y chØ ®ãng ®Õn 2/3 chiÒu s©u råi dïng thÐp gãc hµn ®Ýnh cè ®Þnh kho¶ng çch vÞ trÝ cña hai cäc nµy sau ®ã nhæ lªn vµ dïng thÐp tÊm hoÆc thÐp ch÷ U hµn v¸ khe hë gi÷a hai cäc, dïng cäc chÕ t¹o nµy ®ãng vµo mèi hîp long sÏ khÐp kÝn vßng v©y.

H×nh 3.14- S¬ ®å tÝnh chiÒu dµy líp bª t«ng bÞt ®¸y. a) Kh«ng cã çc ®Çu cäc. b) cã çc ®Çu cäc.

§Ó ng¨n kh«ng cho n−íc th©m nhËp vµo hè mãng tõ çc phÝa, sau khi h¹ vßng v©y

CVT cÇn ph¶i tiÕn hµnh ®æ líp bª t«ng bÞt ®¸y trong khi n−íc vÉn cßn ngËp ®Çy trong hè mãng. Sau khi b¬m c¹n n−íc, ë phÝa d−íi ®¸y mãng chÞu mét ¸p lùc ®Èy næi do lùc ®Èy

137

Acximet t¸c dông, nÕu träng l−îng khèi bª t«ng bÞt ®¸y kh«ng ®ñ lín nÒn sÏ bÞ

®Èy tråi lªn. Qua ®ã ta thÊy líp bª t«ng bÞt ®¸y cã vai trß sau ®©y: - Gi÷ æn ®Þnh nÒn phÝa d−íi ®¸y mãng chèng ¸p lùc ®Èy næi. - Ng¨n kÝn n−íc tõ phÝa ®Êy hè mãng. - T¹o mÆt b»ng thi c«ng bÖ mãng. ChiÒu dµy líp bª t«ng bÞt ®¸y ®−îc x¸c ®Þnh c¨n cø vµo kh¶ n¨ng chèng ¸p lùc

®Èy næi cña n−íc. Khi kh«ng cã çc ®Çu cäc vµ kh«ng xÐt dÝnh b¸m cña bª t«ng víi cäc v¸n, gi÷

lùc ®Èy næi chØ do träng l−îng cña khèi bª t«ng.

n nbt

bt

Hh γγ

= (m) (3-25)

Khi xÐt ®Õn dÝnh b¸m cña bª t«ng víi çc ®Çu cäc vµ víi çc cäc v¸n thÐp xung quanh hè mãng, chiÒu dµy líp bª t«ng bÞt ®¸y ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:

[ ]

n nbt

bt coc

H gFhgF nU m

γγ τ

=+

(m ) (3-26)

trong ®ã : Hn = MNTC – C§§M. m F- diÖn tÝch hè mãng m2

γbt – khèi l−îng riªng cña bª t«ng (kg/m3) γn – khèi l−îng riªng cña n−íc (kg/m3) n- sè l−îng cäc.

Ucoc – chu vi mét th©n cäc. (m) τ - c−êng ®é dÝnh b¸m cña bª t«ng (105N/m2) m- hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc <1. Dï tÝnh theo c«ng thøc nµo th× chiÒu dµy tèi thiÓu cña líp bª t«ng bÞt ®¸y còng

kh«ng ®−îc nhá h¬n 1m ®Ó ®¶m b¶o chÊt l−îng ®æ bª t«ng d−íi n−íc. 3.5.3.4 - TÝnh to¸n thiÕt kÕ vßng v©y cäc v¸n thÐp. a) T¶i träng t¸c dông lªn vßng v©y.

Vßng v©y cäc v¸n thÐp lµm viÖc trong hai giai ®o¹n chÝnh : giai ®o¹n tr−íc khi ®æ líp bª t«ng bÞt ®¸y ch−a b¬m c¹n n−íc vµ giai ®o¹n sau khi b¬m c¹n n−íc.

T¶i träng t¸c dông lªn vßng v©y bao gåm : - ¸p lùc thñy tÜnh : ¸p lùc thuû tÜnh trong ®Êt rêi t¸c dông trªn suèt chiÒu dµi cäc

v¸n, cßn trong ®Êt dÝnh ( kh«ng thÊm ) phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn chuyÓn vÞ ch©n cäc, ë ®ã ¸p lùc thuû tÜnh sÏ t¸c dông xuèng theo chiÒu s©u cña khe nøt gi¶ ®Þnh ch©n cäc t¸ch ra khái nÒn b»ng 0,8(Hm+t) ®èi víi cäc kh«ng cã v¨ng chèng vµ 0,5t ®èi víi cäc cã 1 tÇng v¨ng chèng, trong ®ã t lµ chiÒu s©u ch©n cäc ®ãng ngËp vµo nÒn tÝnh tõ ®¸y hè mãng. NÕu ch©n cäc kh«ng chuyÓn vÞ, ¸p lùc thuû tÜnh chØ t¸c dông trªn chiÒu cao cét n−íc tÝnh tõ cao ®é mùc n−íc ®Õn cao ®é mÆt nÒn kh«ng thÊm.

Gi¸ trÞ cña ¸p lùc thñy tÜnh trong çc tr−êng hîp trªn tÝnh b»ng chªnh cao gi÷a mùc n−íc ngoµi vßng v©y vµ trong vßng v©y nh©n víi träng l−îng riªng cña n−íc γ= 10kN/m3.

NÕu l−u tèc v cña dßng ch¶y b»ng hoÆc lín h¬n 2m/s ph¶i xÐt thªm cao ®é n−íc dÒnh lªn ë phÝa th−îng l−u :

g

vH2

2

=Δ (m ) (3-27)

138

trong ®ã g- gia tèc träng tr−êng lÊy b»ng 9,81m/s2

- ¸p lùc chñ ®éng tõ phÝa ®Êt nÒn : ¸p lùc ngang chñ ®éng cña ®Êt nÒn xÐt trong tr−êng hîp mÆt ®Êt b»ng ph¼ng vµ l−ng t−êng th¼ng,nh½n.TÝnh theo lý thuyÕt c©n b»ng dÎo cña Rankin :

+ §èi víi ®Êt rêi : a dn a mP k Hγ= (kN/m2) (3-28)

+ §èi víi ®Êt dÝnh,b�o hoµ n−íc λa=1 vµ ch©n cäc kh«ng chuyÓn vÞ. 2a dn m uP H cγ= − (kN/m2) (3-29) NÕu ch©n cäc bÞ chuyÓn vÞ th× do ¸p lùc thñy tÜnh th× Pa b»ng kh«ng.

Dung träng ®Èy næi cña ®Êt nÒn : ε

γγ

+−

=1

10dn ( kN/m3) (3-30)

cu – c−êng ®é lùc dÝnh cña ®Êt dÝnh b�o hßa n−íc kN/m2 γ0 - dung träng h¹t kh« 27 kN/m3 ε - hÖ sè ®é rçng lÊy b»ng 0,4 ÷1. Hm – chiÒu s©u hè mãng (m)

MNTC

tH

mH

0,8(

Hm

+t)

Hm

Ht

MNTC

Ht

Hm

MNTC

PtPt Pt

b) c) d)

0,5t a

b

MNTC

Hn

Hm

H

a)

t

ΔH

Pt

Hn

Hn

Hn

H×nh 3.15- BiÓu ®å ¸p lùc thñy tÜnh lªn vßng v©y cäc v¸n thÐp. a) Trong ®Êt rêi.b) Trong ®Êt dÝnh,cäc kh«ng cã v¨ng chèng. c) Trong ®Êt dÝnh cã mét tÇng v¨ng chèng. d) Trong ®Êt dÝnh cã nhiÒu tÇng v¨ng chèng.

- ¸p lùc bÞ ®éng : ¸p lùc ngang bÞ ®éng xuÊt hiÖn khi cã chªnh lÖch ¸p lùc chñ ®éng. + Trong ®iÒu kiÖn trªn c¹n hoÆc tho¸t n−íc :

§èi víi ®Êt rêi : 310P s PP g tkγ −= (kN/m2) (3-31)

§èi víi ®Êt dÝnh : 310 2p p pP gtk c kγ −= + (kN/m2) (3-32)

+ Trong khu vùc ngËp n−íc hoÆc kh«ng tho¸t n−íc : §èi víi ®Êt rêi : p dn PP tkγ= (3-33)

§èi víi ®Êt dÝnh, b�o hoµ n−íc λP=1 : 2P dn uP t cγ= + (3-34)

C– lùc dÝnh cña nÒn ®Êt tho¸t n−íc (kN/m2) b) TÝnh to¸n theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh vßng v©y cäc v¸n :

Vßng v©y cäc v¸n bÞ mÊt æn ®Þnh khi ch©n cäc bÞ ®Èy bËt khái nÒn do m«men lËt g©y ra bëi chªnh lÖch ¸p lùc trong vµ ngoµi vßng v©y.

HiÖn t−îng mÊt æn ®Þnh cßn x¶y ra khi ch©n cäc bÞ xãi lë kh«ng ®ñ ngµm vµo trong nÒn. Do vËy môc ®Ých cña tÝnh to¸n æn ®Þnh vßng v©y CVT lµ x¸c ®Þnh chiÒu s©u t cÇn ®ãng ngËp ch©n cäc vµo ®Êt nÒn so víi mÆt ®Êt phÝa cã nguy c¬ bÞ ch©n cäc ®Èy lªn.

139

ChiÒu s©u nµy ph¶i ®¶m b¶o gi¸ trÞ tèi thiÓu xÐt tõ hai yÕu tè : - Chèng xãi lë ch©n cäc do t¸c ®éng cña dßng n−íc :

dn

n

mht

γπ .1min = (m ) (3-35)

hn-chiÒu s©u cét n−íc, phÝa ngoµi vßng v©y lÊy b»ng Hn, phÝa trong vßng v©y tÝnh tõ MNTC trõ ®i 2m ®Õn cao ®é ®¸y hè mãng ë tr¹ng th¸i tr−íc khi ®æ bª t«ng bÞt ®¸y (m)

m1- hÖ sè ®èi víi nÒn çt lÊy b»ng 0,5; nÒn sái s¹n lÊy b»ng 0,7. - §èi víi nÒn ®Êt yÕu ( bïn sÐt,çt mÞn) ϕ ≤300 chiÒu s©u ch©n cäc cßn ph¶i

kiÓm tra ®iÒu kiÖn chèng hiÖn t−îng ®ïn ch¶y

12

15,1 4min−

=Pdn

ptλγ

(m ) (3-36)

p- ¸p lùc ngang lªn vßng v©y t¹i cao ®é ®¸y hè mãng hoÆc ®¸y s«ng ( nÕu tÝnh cho vßng v©y ®¾p ®¶o nh©n t¹o). ( kN/m2)

Trong hai gi¸ trÞ tmin ë trªn lÊy gi¸ trÞ lín h¬n lµm chiÒu s©u tèi thiÓu. Çc s¬ ®å tÝnh theo 1m chiÒu dµi t−êng v¸n.

- S¬ ®å tÝnh æn ®Þnh v«ng v©y cäc v¸n kh«ng cã v¨ng chèng : Vßng v©y cäc v¸n kh«ng cã v¨ng chèng sö dông cho tr−êng hîp n−íc ngËp n«ng,

®Êt trong vßng v©y ph¶i ®µo s©u xuèng so víi cao ®é tù nhiªn. Giai ®o¹n dÔ x¶y ra mÊt æn ®Þnh lµ khi míi ®µo xong hè mãng, mùc n−íc trong hè mãng h¹ thÊp h¬n so víi bªn ngoµi lµ 2m do n−íc ch−a kÞp ch¶y vµo, ch−a cã líp bª t«ng bÞt ®¸y.

§iÒu kiÖn æn ®Þnh : 0≤− ∑∑ pa MmM (3-37)

∑Ma - tæng çc m«men ®èi víi ch©n cäc t¹i ®¸y hè mãng do ¸p lùc thñy tÜnh

vµ ¸p lùc chñ ®éng g©y ra. ∑Mp - tæng çc m«men so víi ch©n cäc t¹i ®¸y hè mãng do ¸p lùc bÞ ®éng. m- hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc lÊy b»ng 0,9.

MNTC

C§TN

C§§M

2m

Hm

to t

Hn

Ha

Pa PtPp

C§§M

C§TN

MNTC

Hn

2m

Hm

Ha

t

0,8(

Hm

+t)

1m

Pt 2Cu Pp

a) b)

H×nh 3.16- S¬ ®å tÝnh æn ®Þnh vßng v©y cäc v¸n kh«ng cã v¨ng chèng a) Trong nÒn ®Êt rêi b) Trong nÒn ®Êt dÝnh.

140

- S¬ ®å tÝnh æn ®Þnh vßng v©y cäc v¸n cã mét tÇng v¨ng chèng :

§©y lµ s¬ ®å tÝnh æn ®Þnh vßng v©y phæ biÕn nhÊt. §èi víi vßng v©y cã nhiÒu tÇng v¨ng chèng th× giai ®o¹n ®µo lÊy ®Êt trong vßng v©y míi chØ l¾p mét tÇng v¨ng chèng trªn cïng, çc tÇng tiÕp theo chØ l¾p khi ®� cã líp bª t«ng bÞt ®¸y vµ sau ®ã b¬m c¹n n−íc ®Õn ®©u ng−êi ta míi l¾p tiÕp v¨ng chèng ®Õn ®ã.

Tr¹ng th¸i tÝnh æn ®Þnh lµ giai ®o¹n ®µo lÊy ®Êt trong vßng v©y ch−a cã líp bª t«ng bÞt ®¸y, chªnh cao mùc n−íc trong vµ ngoµi vßng v©y lµ 2m.

§Ó dÔ dµng thiÕt lËp ph−¬ng tr×nh c©n b»ng (3-37), tr−íc hÕt nªn chuyÓn tÊt c¶ çc lùc chñ ®éng phÝa trªn cao ®é ®¸y mãng vÒ ®iÓm ®Æt lùc t¹i vÞ trÝ cäc v¸n ngµm vµo ®¸y hè mãng ( ®iÓm O). Çc hîp lùc bao gåm : ¸p lùc ph©n bè q0, lùc ngang Q0 vµ m« men M0, sau ®ã lËp ®iÒu kiÖn c©n b»ng so víi ®iÓm ®¹t v¨ng chèng ( ®iÓm A).

MNTC

C§TN

0,5t

Hm

C§§M

Hn

H

PpPa

Pt

ha2m

Pa Pt Pp

qo

Mo

Qo

A

0

H×nh 3.17- S¬ ®å tÝnh æn ®Þnh vßng v©y cäc v¸n cã mét tÇng v¨ng chèng ®ãng trong nÒn ®Êt rêi

Tr−êng hîp trong vßng v©y kh«ng ph¶i ®µo lÊy ®Êt mµ ng−îc l¹i ng−êi ta ®æ thªm ®Êt vµo trong vßng v©y ®Ó t«n cao nÒn, khi ®ã v¨ng chèng lµm viÖc nh− thanh gi»ng vµ ¸p lùc chñ ®éng lµ ¸p lùc ngang cña ®Êt ®¾p trong vßng v©y. Khi ®æ ®Êt vµo trong vßng v©y n−íc bªn trong cã thÓ d©ng cao h¬n n−íc ngoµi s«ng nh−ng ®Ó an toµn cã thÓ coi mùc n−íc ë hai bªn b»ng nhau.

qoMo

Qo

AMNTC

Hn

Hm

C§TN

C§§BT

O

t

Ha

0,5t

a

Pa

Pp

Pp

A

O

t

0,5t

Pa

Pp

Pp

H

H×nh 3.18- S¬ ®å tÝnh æn ®Þnh vßng v©y cã ®æ ®Êt vµo bªn trong

141

Khi thµnh lËp ph−¬ng tr×nh (3-37), ta sÏ cã ®−îc ph−¬ng tr×nh bËc 3 ®èi víi t : 023 =+++ cbtatt (3-38)

Gi¶i ph−¬ng tr×nh (3-38) ta ®−îc gi¸ trÞ cña t vµ gi¸ trÞ nµy ph¶i lín h¬n tmin tÝnh theo çc c«ng thøc (3-35) vµ (3-36) ë trªn. Cäc v¸n ®ãng s©u ®¹t ®Õn ®é s©u tÝnh to¸n t lµ ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh.

Trªn ®©y lµ bèn s¬ ®å tÝnh æn ®Þnh vßng v©y, dùa vµo vÝ dô nµy cã thÓ lËp s¬ ®å tÝnh cho nh÷ng tr−êng hîp kh¸c gåm : nÒn ®Êt dÝnh, dïng vßng v©y lµm t−êng ch¾n ®Ó ®¾p ®¶o nh©n t¹o. c) TÝnh to¸n theo ®iÒu kiÖn c−êng ®é vµ ®é cøng cña vßng v©y cäc v¸n : TÝnh vßng v©y cäc v¸n theo ®iÒu kiÖn vÒ c−êng ®é lµ nh»m kiÓm so¸t ®−îc kh¶ n¨ng cäc bÞ gÉy khi chÞu t¶i.

§iÒu kiÖn ®é cøng lµ khèng chÕ ®é vâng cña cäc v¸n. kh«ng cho v−ît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp lµm hë me g©y ch¶y n−íc vµo trong vßng v©y.

S¬ ®å tÝnh to¸n theo ®iÒu kiÖn c−êng ®é ®−îc lËp cho vßng v©y ë tr¹ng th¸i b¬m c¹n n−íc sau khi ®� ®æ líp bª t«ng bÞt ®¸y.

t

hm C§§M

H

MNTC

C§TN

t

hm

C§§M

H

MNTC

C§TN

0,5m

PtPa Pt+Pa

0,5m

Pt

2Cu

H'm

(Pt +γH'm)λa

Ltt

a) b)

Ro

Ra

O

A

Ra

Ra

c)

H×nh 3.19- S¬ ®å tÝnh to¸n vÒ c−êng ®é cña vßng v©y cäc v¸n trong tÇng ®Êt dÝnh. a) Tr−êng hîp kh«ng cã v¨ng chèng.b) Mét tÇng v¨ng chèng.c) S¬ ®å khung chèng

T¶i träng t¸c dông lµ ¸p lùc thñy tÜnh vµ cã thÓ cã mét phÇn ¸p lùc ngang chñ ®éng

cña nÒn nÕu trong vßng v©y cã hè mãng. LÊy 1m chiÒu dµi vßng v©y ®Ó tÝnh nh− mét tiÕt diÖn dÇm lµm viÖc ®éc lËp. §èi

víi vßng v©y kh«ng cã v¨ng chèng, vßng v©y lµm viÖc nh− dÇm c«ng xon, vÞ trÝ ngµm tÝnh t¹i ®iÓm çch bÒ mÆt cña líp bª t«ng bÞt ®¸y 0,5m. §èi víi vßng v©y cã mét tÇng v¨ng chèng, s¬ ®å tÝnh lµ dÇm gi¶n ®¬n, mét gèi lµ ®iÓm çch mÆt bª t«ng bÞt ®¸y 0,5m vµ gèi thø hai lµ vÞ trÝ v¨ng chèng.

§èi víi mçi s¬ ®å tÝnh, x¸c ®Þnh gi¸ trÞ m«men lín nhÊt vµ tÝnh duyÖt theo c−êng ®é víi ®iÒu kiÖn thÐp lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi.

§iÒu kiÖn ®é cøng cña vßng vÊy ®−îc kiÓm tra theo ®é vâng cho phÐp [ ]ff ≤ (3-39)

142

[ ] 250/Lf =

L- khÈu ®é tÝnh to¸n cña thanh cäc v¸n. NÕu mét trong hai ®iÒu kiÖn c−êng ®é hoÆc ®é cøng kh«ng tháa m�n cÇn ph¶i bè

trÝ thªm tÇng v¨ng chèng vµ khi ®ã s¬ ®å tÝnh cña vßng v©y theo ®iÒu kiÖn vÒ c−êng ®é vµ ®é cøng lµ dÇm liªn tôc, víi çc gèi lµ ®iÓm bè trÝ v¨ng chèng vµ ®iÓm çch mÆt bª t«ng bÞt ®¸y 0,5m.

Khung chèng cña vßng v©y h×nh ch÷ nhËt lµm b»ng dÇm thÐp çn tiÕt diÖn ch÷ I hoÆc ch÷ [, mçi mét mÆt khung lµm viÖc nh− mét dÇm liªn tôc kª trªn çc v¨ng chèng vµ ë hai ®Çu lµ hai c¹nh kh¸c. Mçi c¹nh cña khung lµm viÖc theo ®iÒu kiÖn nÐn uèn ®ång thêi, t¶i träng lµ ph¶n lùc gèi cña cäc v¸n tùa trªn khung chèng do ¸p lùc ë çc mÆt bªn t¸c dông lªn t−êng cäc. 3.5.4 -Thïng chôp kh«ng ®¸y :

Cã thÓ thay thÕ vßng v©y cäc v¸n thÐp b»ng mét kÕt cÊu kh¸c kh«ng cÇn ®ãng s©u vµo nÒn ®Ó gi÷ æn ®Þnh mµ chØ cÇn ®Æt tùa lªn trªn mÆt nÒn, ®ã lµ thïng chôp. Trong tr−êng hîp ®Æc biÖt hè mãng ®µo vµo nÒn ®¸ bªn trªn kh«ng cã líp ®Êt phñ hoÆc líp phñ nµy máng kh«ng ®ñ ®Ó gi÷ æn ®Þnh ch©n cäc th× khi ®ã vßng v©y ng¨n n−íc chØ cã thÓ lµ thïng chôp.

Thïng chôp lµ mét khèi hép gåm bèn mÆt bªn ghÐp tõ çc tÊm thÐp,®−îc t¨ng c−êng bëi hÖ thèng khung s−ên vµ kÕt cÊu gi»ng h¹ xuèng s¸t ®¸y qu©y kÝn xung quanh khu vùc thi c«ng. KÕt hîp víi líp bª t«ng bÞt ®¸y, thïng chôp cã t¸c dông ng¨n kÝn nuíc, cã thÓ b¬m c¹n n−íc ®Ó thi c«ng.

KÝch th−íc cña thïng chôp b»ng kÝch th−íc cña bÖ mãng céng thªm mçi chiÒu 100 ÷150mm.

Cã hai d¹ng thïng chôp: lo¹i ghÐp tõ çc tÊm v¸n ®Þnh h×nh vµ lo¹i ghÐp tõ çc tÊm cäc v¸n. 3.5.4.1- CÊu t¹o cña thïng chôp ghÐp tõ çc tÊm v¸n ®Þnh h×nh. Çc tÊm v¸n ®Ó ghÐp thµnh thïng chôp cã kÝch th−íc vµ cÊu t¹o thèng nhÊt nhau ®Ó cã thÓ l¾p lÉn ®−îc. CÊu t¹o cña mçi tÊm v¸n thÐp bao gåm t«n l¸t chiÒu dµy δ=2,5÷5mm, xung quanh ®ãng khung c¹p mÐp b»ng thÐp gãc L100×100×10.Trªn çnh ®øng cña thÐp gãc ë bèn c¹nh v¸n cã khoan çc lç ë nh÷ng vÞ trÝ thèng nhÊt ®Ó cã thÓ liªn kÕt çc tÊm l¹i víi nhau b»ng bu l«ng. T«n l¸t ®−îc t¨ng c−êng b»ng hÖ s−ên ®øng vµ s−ên ngang liªn kÕt hµn, cù li gi÷a çc s−ên tõ 300 ®Õn 400 mm .

H×nh 3.20- CÊu t¹o tÊm v¸n thÐp.

1-T«n l¸t ;2- C¹p mÐp b»ng thÐp gãc ;3- S−êng t¨ng c−êng ®øng ;4- S−ên t¨ng c−êng ngang.

143

GhÐp çc tÊm v¸n nµy l¹i víi nhau thµnh bèn mÆt ph¼ng cña thµnh hép b»ng bu

l«ng ∅22 cã ®Öm b»ng gio¨ng cao su. Çc thµnh hép liªn kÕt víi nhau t¹i bèn gãc b»ng thÐp gãc liªn kÕt lo¹i L125×125×12 vµ bul«ng phÝa trong thïng chôp t¨ng c−êng b»ng hÖ khung gi»ng cã kÕt cÊu d¹ng khung hoÆc d¹ng dµn.

NÕu ghÐp ®Ó mÆt v¸n ph¼ng quay ra phÝa ngoµi, khi chÞu lùc, t«n l¸t sÏ tùa lªn çc s−ên t¨ng c−êng vµ liªn kÕt v¸n víi hÖ thèng khung gi»ng dÔ dµng nh−ng khi ®æ líp bª t«ng bÞt ®¸y, s−ên t¨ng c−êng cña çc tÊm phÝa d−íi cïng sÏ ch«n chÆt vµo líp bª t«ng nµy kh«ng thÓ lÊy lªn ®−îc nªn ph¶i bá l¹i cïng víi líp bÞt ®¸y. NÕu ghÐp mÆt ph¼ng quay vµo trong, kh¶ n¨ng cã thÓ lÊy ®−îc tÊt c¶ çc tÊm v¸n lªn khi dì thïng chôp nh−ng ph¶i hµn thªm çc b¶n tiÕp ®iÓm ®Ó liªn kÕt hÖ khung chèng bªn trong.

H×nh 3.21- CÊu t¹o vµ biÖn ph¸p h¹ thïng chôp b»ng gi¸ long m«n. 1- V¸n tiªu chuÈn 2- Çc thanh [300 liªn kÕt tÇng ®¸y vµ th©n thïng chôp ; 3- Khung chèng ; 4- Thanh t¨ng c−êng däc 5- Thanh dÉn h−íng.6- Cäc ®Þnh vÞ. 7- Mãc cÈu. 8- mÐp ®¸y thïng chôp, 9- tµ vÑt ®¸y, 10- ch©n khay bao t¶i çt. 11- thïng chôp. 12- cäc ®Þnh vÞ. 13-xµ lan. 14- gi¸ long m«n l¾p b»ng ��. 15- xe cÈu h¹ thïng chôp. 16- khung treo.

HÖ khung chèng t¨ng cøng cho thïng chôp trong giai ®o¹n cÈu l¾p h¹ thïng vµ

trong giai ®o¹n chÞu ¸p lùc thñy tÜnh. KÕt cÊu khung chèng ph¶i ®ñ cøng kh«ng bÞ biÕn h×nh vµ ¸p s¸t víi çc mÆt v¸n. MÆt kh¸c kÕt cÊu cña khung chèng ph¶i bè trÝ sao cho kh«ng ®−îc c¶n trë ®Õn çc b−íc thi c«ng bÖ mãng vµ th©n trô n»m trong ph¹m vi cña thïng chôp.

HÖ khung gi»ng gåm nhiÒu tÇng bè trÝ theo yªu cÇu chÞu lùc cô thÓ cña thïng chôp. Khung gi»ng cÊu t¹o thµnh dµn kh«ng gian víi çc thanh biªn lµm b»ng thÐp ch÷ [30, çc thanh chÐo lµ thÐp gãc. Mét c¹nh cña thanh biªn liªn kÕt víi c¹nh mÐp cña çc tÊm v¸n thÐp thïng chôp nªn çc thanh nµy n»m trong mÆt ph¼ng thµnh bªn cña thïng chôp.

D−íi ®¸y cña thïng bá trèng mét hoÆc hai tÇng v¸n kh«ng cÇn t¨ng c−êng v× sau nµy v¸n liªn kÕt vµo líp bª t«ng bÞt ®¸y. MÐp ®¸y sÏ ph¶i chÞu toµn bé träng l−îng cña thïng nªn xung quang nã ®−îc t¨ng c−êng b»ng thanh [ viÒn quanh ®¸y vµ cø çch

144

50cm bã mét ®o¹n tµ vÑt gç ®Ó mÐp thïng chôp kh«ng n»m trùc tiÕp lªn mÆt

®Êt mµ sÏ kª lªn trªn çc ®o¹n tµ vÑt nµy. Thïng chôp ®−îc ghÐp s½n ë trªn bê råi h¹ xuèng hÖ næi vµ kÐo ra vÞ trÝ hoÆc ®−îc

ghÐp trªn sµn ®¹o ngay t¹i vÞ trÝ thi c«ng tïy ®iÒu kiÖn thi c«ng cô thÓ cña c«ng tr−êng. Thïng chôp lµ mét kÕt cÊu lín, khi h¹ xuèng n−íc ph¶i chó ý ®Õn lùc ®Èy cña n−íc

lªn thïng rÊt m¹nh cã thÓ lµm lËt ®æ hoÆc kÐo tr«i thiÕt bÞ cÈu h¹ thïng. §Ó tr¸nh sù cè nµy kh«ng ®−îc dïng cÇn cÈu tay víi th«ng dông ®Ó h¹ mµ ph¶i dïng cÇn cÈu næi cã søc n©ng lín vµ ®é æn ®Þnh cao hoÆc dïng gi¸ long m«n kÕt hîp víi hÖ thèng têi móp ®Ó h¹.

Tr−íc hÕt dïng gÇu ®µo hoÆc m¸y xãi hót ®Ó n¹o vÐt, san cho ®¸y s«ng t−¬ng ®èi b»ng ph¼ng kh«ng bÞ nghiªng dèc vµ t¹o thµnh hè mãng réng cã chiÒu s©u kháang 0,5m so víi ®Þa h×nh xung quanh. HÖ næi chë thïng chôp ®−îc neo ë çc gãc ®¶m b¶o ®øng cè ®Þnh t¹i vÞ trÝ. Trªn hÖ næi dùng gi¸ long m«n ®Ó treo mãc cÈu vµ móp. ë mÆt phÝa h¹ l−u cña thïng ®Æt çc thanh dÉn h−íng ®Ó thïng tùa vµo vµ tr−ît xuèng khi bÞ n−íc ®Èy, kh«ng cho thïng tùa vµo m¹n xµ lan.

Sau khi thïng chôp ®−îc h¹ xuèng s¸t ®¸y, dïng çc bao t¶i chøa çt hoÆc v÷a bª t«ng th¶ xuèng xÕp chÌn xung quanh mÐp ngoµi cña thïng chôp gäi lµ líp ch©n khay, líp nµy võa cã t¸c dông kª chÌn gi÷ cho thïng chôp æn ®Þnh võa cã t¸c dông bÞt kÝn nh÷ng chç hë d−íi ch©n mÐp thïng ®Ó khi ®æ líp bª t«ng bÞt ®¸y v÷a bª t«ng kh«ng bÞ ®ïn ch¶y ra ngoµi.

§æ líp bª t«ng bÞt ®¸y b»ng biÖn ph¸p ®æ bª t«ng d−íi n−íc, sau mét ngµy cã thÓ b¬m n−íc ë trong thïng chôp ra ngoµi ®Ó tiÕn hµnh çc c«ng viÖc tiÕp theo trong hè mãng. 3.5.4.2- CÊu t¹o cña thïng chôp ghÐp tõ çc tÊm cäc v¸n.

§Æc ®iÓm cña lo¹i v¸n nµy lµ cã chiÒu dµi b»ng víi chiÒu cao cña thïng chôp, chiÒu réng tõ 2,0÷3,0m. TÊm v¸n gåm çc thanh [200 ®Æt çc nhau 500÷650mm lµm s−ên t¨ng c−êng däc, bªn trong l¸t b»ng t«n tÊm chiÒu dµy δ=5÷8mm, ®iÒu ®Æc biÖt lµ ë hai mÐp theo c¹nh dµi hµn hai nöa cña cäc v¸n thÐp Laxen ®� ®−îc xÎ däc ( h×nh 3-22a). MÆt ngoµi cña tÊm v¸n hµn khung t¨ng cøng gåm çc thanh ngang vµ çc thanh b¾t chÐo lµ thÐp [ hoÆc thÐp gãc. Ch©n vµ ®Ønh tÊm v¸n c¹p mÐp b»ng thanh thÐp [ vµ phñ lªn b»ng mét b¶n thÐp.

Hai tÊm v¸n ®−îc ghÐp l¹i víi nhau nhê mét thanh cäc v¸n luån vµo hai r�nh me, vµ b»ng çch nh− vËy cã thÓ ghÐp nhiÒu tÊm thµnh mét mÆt ph¼ng. Bèn mÆt v¸n ghÐp thµnh hép bëi bèn cäc gãc.

Cã thÓ ghÐp thïng chôp thµnh h×nh ®a gi¸c ®Òu c¹nh khÐp kÝn ®Ó qu©y kÝn xung quanh th©n trô trong tr−êng hîp thi c«ng söa ch÷a trô.

Thïng chôp ®−îc thi c«ng b»ng hai biÖn ph¸p: ghÐp s¾n thµnh hép ë trªn mÆt

n−íc, bªn trong cã khung thÐp t¨ng c−êng råi h¹ xuèng ®¸y b»ng cÇn cÈu næi hoÆc gi¸ long m«n. BiÖn ph¸p thø hai lµ ghÐp t¹i chç t−¬ng tù nh− ®ãng vßng v©y cäc v¸n, tr−íc tiªn ®ãng çc cäc ®Þnh vÞ b»ng thÐp c¾m xuèng nÒn, sau ®ã h¹ hai tÇng khung chèng ghÐp s½n tùa lªn çc cäc ®Þnh vÞ, dùa vµo khung chèng ®Ó dÉn h−íng ghÐp dÇn tõng mÆt ph¼ng gåm v¸n vµ cäc v¸n thÐp cho ®Õn khi qu©y kÝn thµnh hép. §ãng cho çc cäc v¸n thÐp c¾m ch¾c vµo trong nÒn, cßn çc tÊm v¸n chØ tùa s¸t trªn mÆt nÒn.

Trong vßng v©y ®æ líp bª t«ng bÞt ®¸y vµ b¬m c¹n n−íc. Sau khi thi c«ng bÖ mãng vµ th©n trô, thïng chôp ®−îc th¸o dì b»ng çch, tr−íc

hÕt th¸o n−íc vµo cho c©n b»ng ¸p lùc, sau ®ã rót nhæ çc cäc v¸n thÐp vµ dì çc tÊm

145

v¸n, khung chèng bªn trong th¸o dì sau cïng v× gi÷a çc tÊm v¸n vµ khung

chèng chØ tùa lªn nhau mµ kh«ng cã liªn kÕt. NÕu khung chèng dì tr−íc trong ®iÒu kiÖn ch−a th¸o n−íc th× çc mÆt ph¼ng cña thïng chôp ph¶i ®−îc chèng t¹m vµo bÖ mãng hoÆc th©n trô.

H×nh 3.22- CÊu t¹o thïng chôp ghÐp tõ çc tÊm cäc v¸n. a) CÊu t¹o mét tÊm v¸n.

b)GhÐp çc tÊm v¸n thµnh thïng chôp. 1-tÊm v¸n. 2-cäc v¸n thÐp Laxen-4.3-khung dÉn h−íng ®ång thêi lµ khung chèng. 4- cäc ®Þnh vÞ. 5- thanh gç ®Öm.

3.5.4.3-- TÝnh to¸n thïng chôp.

T¶i trong t¸c dông lªn thïng chôp lµ ¸p lùc tñy tÜnh do chªnh lÖch møc n−íc bªn trong vµ MNTC bªn ngoµi ë vÞ trÝ ®¸y mãng. ¸p lùc nµy lµ Hp γ= .

T«n l¸t cña tÊm v¸n lµm viÖc theo s¬ ®å b¶n kª bèn c¹nh lµ çc s−ên t¨ng c−êng ®øng vµ ngang. M« men uèn t¹i träng t©m cña tÊm x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :

2pbM α= (3-40)

trong ®ã : α - hÖ sè ngµm tra theo b¶ng 3-15 p - ¸p lùc thñy tÜnh b - c¹nh dµi cña khoang s−ên a- c¹nh ng¾n cña khoang s−ên

S−ên ngang lµm viÖc côc bé theo tõng « theo s¬ ®å dÇm gi¶n ®¬n, khÈu ®é tÝnh to¸n b»ng chiÒu dµi khoang s−ên b, t¶i träng t¸c dông d−íi d¹ng ph©n bè d¹ng h×nh thang c©n cã gi¸ trÞ :

1q pa= M«men uèn t¹i gi÷a nhÞp cña s−ên ngang :

( )162 ababpM ng

−= (3-41)

146

H×nh 3.23- S¬ ®å tÝnh çc bé phËn cña tÊm v¸n tiªu chuÈn thïng chôp. S−ên ®øng tùa lªn hai c¹nh, lµm viÖc theo s¬ ®å dÇm gi¶n ®¬n khÈu ®é lµ c¹nh A,

t¶i träng t¸c dông gåm çc t¶i träng ph©n bè tõng ®o¹n h×nh tam gi¸c chiÒu cao p2 cïng víi t¶i träng tËp trung lµ ph¶n lùc gèi cña hai khoang s−ên kÒ nhau

( )2

22

abapR

bpq−

=

=

( )

L−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −−

−+= bARbARRnAnbqM doc 2

2221

162

n- sè khoang s−ên ®−îc chia theo ph−¬ng c¹nh A. ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ − kbAR

2 gåm (n-3) sè h¹ng.

3.5- ®μ gi¸o vμ trô t¹m : 3.5.1- Vai trß cña ®µ gi¸o, trô t¹m trong thi c«ng cÇu.

§µ gi¸o vµ trô t¹m lµ hai d¹ng c«ng tr×nh phô trî mang tÝnh ®Æc thï cña ngµnh x©y dùng cÇu. §µ gi¸o vµ trô t¹m phôc vô cho çc biÖn ph¸p c«ng nghÖ ®Ó thi c«ng kÕt cÊu nhÞp. a) §µ gi¸o dïng cho ®óc t¹i chç kÕt cÊu nhÞp cÇu bª t«ng cèt thÐp.

Sö dông biÖn ph¸p ®óc t¹i chç ph¶i xÐt ®Õn kü thuËt l¾p dùng ®µ gi¸o vµ chÕ t¹o v¸n khu«n, hai c«ng ®o¹n nµy quyÕt ®Þnh chÊt l−îng cña c«ng tr×nh. §µ gi¸o cã vai trß chèng ®ì toµn bé träng l−îng cña khèi v÷a bª t«ng vµ cèt thÐp cña c«ng tr×nh khi bª t«ng ch−a ®«ng cøng, cèt thÐp cßn rêi r¹c ch−a ph¸t huy ®−îc kh¶ n¨ng chÞu t¶i. Cïng víi ®µ gi¸o ®ì phÝa d−íi, v¸n khu«n t¹o nªn d¸ng vÎ, kÝch th−íc vµ chÊt l−îng cña khèi bª t«ng cèt thÐp.

Ph−¬ng ph¸p ®óc t¹i chç ¸p dông rÊt réng r�i ®Æc biÖt lµ ®èi víi nh÷ng nhÞp nhá hoÆc lµ nh÷ng nhÞp rÊt lín, cÊu t¹o phøc t¹p.

Trong ph−¬ng ph¸p ®óc t¹i chç ¸p dông nhiÒu biÖn ph¸p c«ng nghÖ nh− : ®óc t¹i chç trªn ®µ gi¸o cè ®Þnh, ®óc trªn ®µ gi¸o di ®éng vµ ®óc hÉng, víi mçi c«ng nghÖ cã mét d¹ng ®µ gi¸o, ®µ gi¸o cã thÓ ®−îc chÕ t¹o thµnh mét kÕt cÊu ®ång bé vµ ®−îc coi nh− mét thiÕt bÞ chuyªn dông.

B¶ng 3-15

ab

α ab

α

1,00 1,25 1,50

0.0513 0.0665 0.0757

1.75 2.00 2.25

0.0817 0.0829 0.0833

147

H×nh 3.24- §µ gi¸o cè ®Þnh ®óc t¹i chç kÕt cÊu nhÞp cÇu BTCT.

a) cÇu dÇm ; b) cÇu vßm. 1- dÇm bª t«ng. 2- v¸n khu«n ®¸y. 3- ®µ gi¸o. 4- trô t¹m. 5- mãng t¹m. 6- trô chÝnh.

b) §µ gi¸o dïng trong c«ng nghÖ thi c«ng l¾p t¹i chç kÕt cÊu nhÞp dµn thÐp.

CÇu dµn thÐp ®−îc l¾p r¸p tõ c¸c thanh ngay t¹i c«ng tr−êng, mét trong nh÷ng biÖn ph¸p th«ng dông lµ l¾p t¹i chç theo s¬ ®å hÉng c©n b»ng vµ b¸n hÉng. BiÖn ph¸p hÉng lµ biÖn ph¸p dùa vµo phÇn nhÞp ®� l¾p ®Ó chÞu t¶i träng thi c«ng vµ träng l−îng cña phÇn l¾p tiÕp theo theo s¬ ®å c«ng xon. §Ó cã thÓ l¾p hÉng cÇn cã mét vµi khoang dµn ®−îc l¾p s½n trªn ®µ gi¸o.

3

45

12

H×nh 3.25- §µ gi¸o dïng trong l¾p hÉng dµn thÐp. 1- §µ gi¸o ; 2- trô t¹m ;3- ®µ gi¸o më réng trô. 4- thanh nèi t¹m; 5- cÇn cÈu l¾p dµn.

c) Trô t¹m dïng trong thi c«ng lao däc kÕt cÊu nhÞp.

Trô t¹m lµ mét bé phËn cña ®µ gi¸o, dïng ®Ó ®ì dÇm chñ cña ®µ gi¸o. Trong thi c«ng cÇu, trô t¹m cßn cã vai trß nh− lµ mét kÕt cÊu ®éc lËp phôc vô cho môc ®Ých c«ng nghÖ, trong ®ã phæ biÕn nhÊt lµ dïng cho thi c«ng lao kÐo däc vµ lao kÐo ngang kÕt cÊu nhÞp cÇu thÐp. Trong lao kÐo däc, kÕt cÊu nhÞp ®−îc kÐo tr−ît tõ bê v−¬n dÇn ra cho ®Õn khi tùa ®−îc lªn trô tiÕp theo. Khi ch−a v−¬n tíi trô, nhÞp ph¶i lµm viÖc víi ®é hÉng lín cã kh¶ n¨ng x¶y ra : mÊt æn ®Þnh do lËt, mÊt æn ®Þnh do chÞu nÐn lín hoÆc bÞ vâng lín kh«ng tùa ®−îc lªn ®Ønh trô tiÕp theo. §Ó khi lao däc kh«ng x¶y ra sù cè ng−êi ta ph¶i t×m nh÷ng biÖn ph¸p kh¾c phôc, trong ®ã cã biÖn ph¸p gi¶m chiÒu dµi hÉng cña nhÞp lao b»ng c¸ch dùng thªm trô t¹m trung gian gi÷a hai trô chÝnh.

Têi kÐoTêi h·m

§−êng tr−ît d−íi t¹i ®Ønh trô

A

A§−êng tr−ît trªn

Mòi dÉn

Hè thÕ

148

H×nh 3.26- Trô t¹m dïng trong lao däc kÕt cÊu nhÞp dÇm thÐp §µ gi¸o vµ trô t¹m cã vai trß lµ mét cÊu chèng ®ì t¹m thêi cho kÕt cÊu nhÞp cÇu

khi kÕt cÊu nhÞp ch−a ®ñ kh¶ n¨ng tù ®ì ®−îc träng l−îng b¶n th©n, ®ång thêi cßn t¹o mÆt b»ng thi c«ng ®Ó thùc hiÖn çc c«ng ®o¹n cña çc b−íc c«ng nghÖ.

Trong ch−¬ng nµy chØ giíi thiÖu nguyªn lý cÊu t¹o cña ®µ gi¸o vµ trô t¹m, kÕt cÊu cô thÓ vµ tÝnh to¸n sÏ nghiªn cøu trong çc ch−¬ng vÒ thi c«ng kÕt cÊu nhÞp. 3.5.2- Ph©n lo¹i ®µ gi¸o.

C¨n cø vµo vËt liÖu cña kÕt cÊu chÝnh cña ®µ gi¸o lµ dÇm chñ chÞu lùc chóng ta ph©n ®µ gi¸o lµm hai lo¹i : ®µ gi¸o gç vµ ®µ gi¸o thÐp, trong thùc tÕ kÕt cÊu ®µ gi¸o ®−îc kÕt hîp gi÷a thÐp vµ gç.

Theo cÊu t¹o, ®µ gi¸o ph©n lµm bèn lo¹i : 1- §µ gi¸o cè ®Þnh lµ lo¹i ®µ gi¸o ®−îc l¾p dùng t¹i chç vµ khi di chuyÓn ®Õn vÞ trÝ

sö dông kh¸c ph¶i th¸o dì hoµn toµn. 2- §µ gi¸o më réng trô, lµ mét d¹ng ®Æc biÖt cña ®µ gi¸o cè ®Þnh nh−ng ®−îc l¾p t¹m vµo hai phÝa trô cÇu, tùa hoµn toµn hoÆc mét phÇn lªn kÕt cÊu trô.

3- §µ gi¸o di ®éng lµ lo¹i dµ gi¸o cã kh¶ n¨ng di chuyÓn ®Õn vÞ trÝ sö dông míi mµ kh«ng cÇn th¸o dì hoµn toµn.

H×nh 3.28- §µ gi¸o di ®éng dïng cho ®óc t¹i chç kÕt cÊu nhÞp cÇu bª t«ng

4- §µ gi¸o treo lµ ®µ gi¸o mµ kÕt cÊu chÝnh cña nã ®Ó ®ì kÕt cÊu nhÞp cÇu n»m

phÝa trªn. §µ gi¸o treo ®−îc sö dông víi môc ®Ých ®Ó dÔ di chuyÓn vµ thuéc lo¹i ®µ gi¸o di ®éng.

H×nh 3.27- §µ gi¸o treo dïng cho thi c«ng ®óc hÉng

149

§µ gi¸o cè ®Þnh lµ kÕt cÊu ®−îc thiÕt kÕ ®¬n chiÕc phï hîp víi tõng ®iÒu kiÖn

thi c«ng cô thÓ, cho mét c«ng tr×nh cô thÓ. §µ gi¸o di ®éng ®−îc thiÕt kÕ nh− mét d¹ng thiÕt bÞ chuyªn dông, cã kh¶ n¨ng ¸p

dông réng r�i cho nhiÒu c«ng tr×nh, phï hîp víi nhiÒu ®iÒu kiÖn thi c«ng. 3.5.3- CÊu t¹o trô t¹m.

T−¬ng tù nh− cÊu t¹o cña trô cÇu nãi chung, trô t¹m còng bao gåm: mãng t¹m, th©n trô vµ xµ mò trô.

Mãng t¹m cã hai lo¹i : mãng khèi trªn nÒn thiªn nhiªn vµ mãng cäc. Mãng khèi trªn nÒn thiªn nhiªn dïng cho nh÷ng tr−êng hîp nÒn ®Êt tõ lo¹i çt h¹t

th« vµ sÐt pha nöa cøng trë lªn, kh«ng bÞ ngËp hoÆc ngËp n«ng. NÕu nÒn ®Êt lµ çt nhá b�o hßa n−íc hoÆc ®Õt sÐt dÎo cÇn gia cè b»ng çch ®ãng cäc tre.

Mãng khèi lµm b»ng rä ®¸ xÕp chång lªn nhau, kÝch th−íc ®¸y mãng sao cho ¸p lùc ®¸y p kh«ng v−ît qu¸ 0.3 Mpa. Trªn mÆt bÖ mãng ®Æt tµ vÑt ®Ó liªn kÕt víi th©n trô. Mãng cäc dïng cäc gç hoÆc cäc thÐp. HiÖn nay Ýt dïng cäc gç mµ phæ biÕn lµ dïng cäc thÐp b»ng çc thanh ray cò hoÆc cäc thÐp ch÷ H, cäc èng thÐp. Nh÷ng mãng cÇn søc chÞu t¶i lín cã thÓ dïng cäc BTCT vµ ®æ bª t«ng bÖ cäc.

H×nh 3.29- Trô t¹m palª gç kÐp, mãng rä ®¸.

1- §Öm d¨m çt ; 2- Rä ®¸; 3- Tµ vÑt ; 4- Pa lª gç ; 5- Gç xÎ lµm xµ mò.

BÖ mãng cäc t¹m b»ng thÐp th«ng th−êng ®−îc cÊu t¹o theo d¹ng xµ mò. Tr−íc hÕt dïng dÇm I g¸c trªn çc ®Çu cäc ®ãng th¼ng hµng vµ liªn kÕt b»ng bu l«ng hoÆc hµn vµo çc ®Çu cäc. Nh÷ng dÇm nµy võa cã vai trß gi»ng çc ®Çu cäc võa lµ ®µ ngang truyÒn lùc lªn cäc. Bªn trªn hµng dÇm ngang ®Çu cäc ®Æt çc bã dÇm I lµm thµnh mÆt sµn ®Ó dùng th©n trô. NhÊt thiÕt ph¶i bè trÝ cao ®é cña mÆt sµn cao h¬n MNTC 0,5m ®Ó l¾p dùng trô ®−îc thuËn lîi, ®ång thêi b¶o vÖ kÕt cÊu palª, sö dông ®−îc nhiÒu lÇn. Trô b»ng gç, sö dông gç c©y cã ®−êng kÝnh gèc d= 18÷28 cm hoÆc gç xÎ kÝch th−íc, 8×10, 10×16. Gç c©y lµm xµ x¶m hai c¹nh ®Ó t¹o c¹nh b»ng, nh÷ng c©y lµm gi»ng chÐo th× cã thÓ bæ ®«i.

Çc thanh gç ghÐp s¾n thµnh khung h×nh thang, kh«ng bÞ biÕn h×nh, ®ñ cøng vµ ch¾c ch¾n cã thÓ chÞu lùc ®éc lËp gäi lµ palª ®¬n. Çc palª ®¬n ghÐp ®«i víi nhau b»ng liªn kÕt ngang thµnh palª kÐp. Mét kÕt cÊu trô cã thÓ sö dông mét hoÆc hai palª kÐp tïy thuéc vµo t¶i träng t¸c dông. §Ó chèng lùc x« ngang cã thÓ bæ sung thªm çc thanh chèng ë hai bªn trô. Trô thÐp ®−îc chÕ t¹o tõ çc thanh thÐp h×nh,I, [ hoÆc L vµ còng liªn kÕt thµnh tõng khung ph¼ng gäi lµ palª thÐp. ë nh÷ng ®¬n vÞ thi c«ng cÇu chuyªn nghiÖp th−êng lu«n

150

s½n cã bé kÕt cÊu v¹n n¨ng �� hoÆc �� chuyªn dông cho ®µ gi¸o vµ trô

t¹m th× kÕt cÊu cña trô ®Òu ghÐp tõ çc thanh cña bé v¹n n¨ng.

H×nh 3.30- Trô t¹m mãng cäc ch÷ H, palª thÐp l¾p b»ng çc thanh ��

1-Cäc thÐp ch÷ H ; 2- HÖ dÇm I lµm sµn ®¹o ; 3-Tµ vÑt gç ; 4- KÕt cÊu ��; 5- Gç kª t¹i çc nót ;6- Bã dÇm I300 ;7- Bã dÇm I550 lµm xµ mò

Ch©n ®Õ cña khung palª thÐp ®Æt trªn çc tµ vÑt gç liªn kÕt vµo mÆt sµn cña mãng t¹m, ®Ó cã thÓ chÞu ®−îc lùc nhæ khi bÞ x« ngang.

Xµ mò cña trô pa lª lµ dÇm chÞu uèn ®Ó gèi çc dÇm chñ ®µ gi¸o. NÕu trô t¹m l¾p tõ çc thanh cña bé kÕt cÊu v¹n n¨ng th× xµ mò ph¶i ®−îc ®Æt trªn hÖ dÇm truyÒn lùc vµ çc con kª b»ng gç hoÆc thÐp ®Ó sao cho lùc chØ truyÒn lªn trô th«ng qua çc nót cña dµn v× çc thanh chØ lµm viÖc chÞu kÐo nÐn däc trôc, kh«ng chÞu uèn.

KÝch th−íc cña trô t¹m : - ChiÒu cao trô b»ng cao ®é ®¸y ®µ gi¸o trõ ®i cao ®é ®Ønh mãng t¹m vµ trõ ®i

50÷ 70 cm lµ chiÒu cao cña çc bé phËn kª ®Öm trªn xµ mò vµ d−íi ch©n ®Õ pa lª. ChiÒu cao nµy ®èi víi kÕt cÊu �� vµ �� ph¶i b»ng béi sè cña 200 cm céng víi mét kho¶ng 80÷150 cm lµ chiÒu cao cña hÖ xµ mò vµ kª ®Öm ch©n ®Õ.

- ChiÒu réng theo ph−¬ng däc cÇu x¸c ®Þnh theo yªu cÇu c«ng nghÖ, (chiÒu réng nµy cã thÓ lªn ®Õn 12m khi dïng trô t¹m ®Ó lao däc dµn thÐp ) vµ theo sè mÆt ph¼ng palª cÇn ghÐp ®Ó ®¸p øng ®iÒu kiÖn chÞu lùc. NÕu kh«ng cã yªu cÇu vÒ chiÒu réng c«ng nghÖ th× kÝch th−íc nµy chØ cÇn chän 150cm ®èi víi pa lª chÕ t¹o riªng vµ 200cm ®èi víi kÕt cÊu v¹n n¨ng.

- ChiÒu dµi cña trô t¹m theo ph−¬ng ngang cÇu phô thuéc cÊu t¹o hÖ dÇm chñ cña ®µ gi¸o g¸c lªn trô. NÕu trô t¹m ®éc lËp kh«ng cã ®µ gi¸o th× chiÒu dµi nµy c¨n cø theo thiÕt kÕ mÆt b»ng thi c«ng trªn trô t¹m. Khi ®ã ph¶i l−u ý yªu cÇu an toµn lao ®éng khi lµm viÖc trªn cao, xung quang mÆt b»ng thi c«ng ph¶i cã ®−êng ng−êi ®i réng 70cm cã lan can phßng hé cao 90cm vµ ®¶m b¶o ®i l¹i dÔ dµng. 3.5.4- CÊu t¹o ®µ gi¸o cè ®Þnh

CÊu t¹o chung cña mét ®µ gi¸o cè ®Þnh bao gåm : çc trô t¹m, dÇm chñ, çc ®iÓm kª cña dÇm chñ lªn trô t¹m, bè trÝ gi÷a ®iÓm kª vµ xµ mò çc thiÕt bÞ h¹ ®µ gi¸o. Trªn hÖ dÇm chñ lµ çc dÇm ngang truyÒn t¶i träng tõ trªn mÆt sµn c«ng t¸c lªn çc dÇm

151

chñ. MÆt sµn c«ng t¸c bao gåm v¸n l¸t vµ çc thanh nÑp v¸n, lan can b¶o hiÓm

vµ hÖ thèng thang lªn xuèng tõ mÆt sµn ®Õn ®Ønh trô t¹m.

H×nh 3.31- CÊu t¹o ®µ gi¸o ®óc t¹i chç dÇm BTCT

1- Trô t¹m b»ng ��; 2- Xµ mò trô t¹m ; 3- Nªm h¹ ®µ gi¸o 4- DÇm chñ ®µ gi¸o I910; 5-Xµ gå b»ng gç xÎ ; 6- v¸n l¸t ;7- KÕt cÊu liªn kÕt xµ gå víi dÇm I; 8- DÇm BTCT.

KÝch th−íc cña ®µ gi¸o : - ChiÒu dµi ®µ gi¸o lµ kho¶ng çch n»m lät gi÷a xµ mò trô vµ mè hoÆc hai xµ mò

trô. KhÈu ®é cña dÇm chñ phô thuéc vµo kh¶ n¨ng chÞu lùc vµ chiÒu dµi hiÖn cã cña dÇm. DÇm I ®Þnh h×nh th−êng cã chiÒu dµi chÕ t¹o 12÷12,5m. C¨n cø vµo chiÒu dµi cña dÇm chñ ®Ó bè trÝ çc trô t¹m .

- Cao ®é cña mÆt sµn lÊy theo cao ®é cña ®¸y dÇm chñ kÕt cÊu nhÞp sau khi ®� trõ ®i ®é vâng cña ®µ gi¸o vµ ®é co lón cña trô t¹m do träng l−îng cña nhÞp vµ träng l−îng b¶n th©n cña ®µ gi¸o cã xÐt ®Õn ®é vång cña ®¸y dÇm chñ.

- Cao ®é ®¸y ®µ gi¸o c¨n cø vµo yªu cÇu tÜnh kh«ng phÝa d−íi sau khi ®� tÝnh ®Õn ®é vâng cña ®µ gi¸o vµ ®é co lón cña trô t¹m. §èi víi nhÞp th«ng thuyÒn tÜnh kh«ng nµy lÊy theo khæ giíi h¹n th«ng thuyÒn cña cÊp s«ng. §èi víi cÇu v−ît qua ®−êng giao th«ng ®ang ho¹t ®éng kÓ c¶ ®−êng s¾t vµ ®−êng bé chiÒu cao tÝnh tõ mÆt xe ch¹y ®Õn ®¸y ®µ gi¸o lµ 4,5m.

- ChiÒu réng cña ®µ gi¸o theo yªu cÇu vÒ mÆt b»ng thi c«ng trªn sµn c«ng t¸c, chiÒu réng nµy b»ng chiÒu réng cña mÆt cÇu céng víi mçi bªn 70cm chiÒu réng ®−êng ng−êi ®i ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ an toµn lao ®éng, lèi ®i l¹i nµy cã lan can phßng hé ë hai bªn chiÒu cao 90cm vµ kh«ng bÞ bÊt cø kÕt cÊu nµo c¶n trë.

C¨n cø vµo ®iÒu kiÖn chÞu lùc vµ yªu cÇu vÒ tÜnh kh«ng, dÇm chñ ®µ gi¸o cã thÓ lµm b»ng çc bã dÇm I sè hiÖu tõ 300 ®Õn 910, hoÆc lµ kÕt cÊu d¹ng dµn ®−îc l¾p tõ çc thanh cña bé kÕt cÊu v¹n n¨ng �� hay dÇm qu©n dông Bailey.

ViÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ ®µ gi¸o vµ trô t¹m rÊt quan träng, ph¶i kiÓm so¸t ®−îc kh¶ n¨ng chÞu lùc cña tõng bé phËn trong kÕt cÊu vµ kiÓm so¸t biÕn d¹ng cña chóng trong mçi giai ®o¹n thi c«ng. Trong ch−¬ng nµy chóng ta chØ xÐt cÊu t¹o cña ®µ gi¸o vµ trô t¹m, phÇn tÝnh to¸n sÏ ®Ò cËp ë çc ch−¬ng thi c«ng kÕt cÊu nhÞp cÇu thÐp vµ cÇu BTCT víi nh÷ng ®iÒu kiÖn cô thÓ.

3.6- mét sè d¹ng kÕt cÊu v¹n n¨ng th«ng dông. 3.6.1-Nh÷ng d¹ng kÕt cÊu v¹n n¨ng vµ vai trß cña chóng :

KÕt cÊu v¹n n¨ng(KCVN) lµ nh÷ng bé kÕt cÊu thÐp chuyªn dông ®−îc chÕ t¹o ®Þnh h×nh theo mét tiªu chuÈn thèng nhÊt, çc chi tiÕt trong bé kÕt cÊu cã thÓ l¾p r¸p l¹i

152

víi nhau thµnh nhiÒu h×nh thøc ®Ó ®−îc nh÷ng d¹ng kÕt cÊu cã cÊu t¹o phï hîp

víi môc ®Ých sö dông kh¸c nhau. Trong x©y dùng cÇu çc bé KCVN ®−îc sö dông lµm cÇu t¹m, ®µ gi¸o, sµn c«ng

t¸c phôc vô cho biÖn ph¸p c«ng nghÖ vv... Nh÷ng bé kÕt cÊu v¹n n¨ng bao gåm : - Lo¹i chuyªn dông cho thi c«ng cÇu : ��,��, M� - Çc dÇm qu©n dông,dïng cho c«ng binh lµm cÇu d� chiÕn, trong thi c«ng cÇu

cã thÓ vËn dông lµm cÇu t¹m, lµm ®µ gi¸o vµ trô t¹m lµ Bailey,T66,H10. 3.6.2-KÕt cÊu ��(�� ) a) CÊu t¹o :

Bé kÕt cÊu nµy theo thiÕt kÕ cña Liªn x« (cò) gåm 71 bé phËn, chñ yÕu lµ thÐp gãc. Tuy gäi theo ®Þnh h×nh Liªn x« song chóng ®−îc dïng phæ biÕn ë n−íc ta, kÕt cÊu kh«ng phøc t¹p, dÔ chÕ t¹o vµ dÔ sö dông.

- Çc thanh m¹ dµi suèt 2 « : L125×125×10; l =3994mm; m=76,4kg - Çc thanh ®øng: L125×125×10; l =1994mm; m= 36kg - Çc thanh chÐo chÞu lùc : L100×100×10, l=2290mm, m=30kg - Çc thanh chÐo liªn kÕt : L75×75×8, l=2290mm, m=21.8kg. - Çc thanh gi»ng ngang :L75×75×8, l=1994mm, m= 18.9kg HÖ dÇm däc I550,hÖ dÇm ngang [30, vµ çc thanh liªn kÕt cña hÖ dÇm b»ng

L100×100×10 cïng çc phô kiÖn cña hÖ dÇm. Çc b¶n nót hÖ dµn, b¶n ®Öm,bu l«ng th« ∅20.

153

Hinh 3.32- Çc bé phËn cña cña bé kÕt cÊu v¹n n¨ng ��. a) çc thanh.

b) tiÕt diÖn thanh. c) b¶n nót. d) dÇm

Çc thanh l¾p víi nhau thµnh s¬ ®å kh«ng gian víi çc « vu«ng cã kÝch th−íc 2000×2000mm. Theo yªu cÇu chÞu lùc mµ çc thanh m¹ vµ thanh ®øng cã thÓ ghÐp 2,3 hoÆc 4 thÐp gãc thµnh mét tiÕt diÖn tæ hîp. Çc b¶n liªn kÕt lµ nh÷ng tÊm ph¼ng nh−ng cã thÓ ghÐp l¹i thµnh b¶n nhiÒu c¹nh ®Ó liªn kÕt nh÷ng ®Çu thanh ®i vÒ mäi h−íng. DÇm I550 ®i kÌm cã thÓ ghÐp l¹i víi nhau thµnh bã dÇm gåm 2 hoÆc 3 dÇm ®Ó lµm dÇm chñ cho ®µ gi¸o hoÆc xµ mò cho trô t¹m b) Nh÷ng d¹ng kÕt cÊu cã thÓ ghÐp tõ �� :

Tõ çc bé phËn trªn ta cã thÓ l¾p r¸p thµnh kÕt cÊu d¹ng thanh chÞu lùc theo ph−¬ng n»m ngang ®Ó lµm kÕt cÊu nhÞp, theo ph−¬ng th¼ng ®øng ®Ó lµm trô t¹m vµ dùng thµnh nhiÒu d¹ng c«ng tr×nh phô trî kh¸c.

KÕt cÊu l¾p tõ çc thanh �� rÊt phong phó, khi cÇn mét d¹ng nµo tr−íc tiªn cÇn s¬ häa s¬ ®å cÊu t¹o, sau ®ã tÝnh to¸n néi lùc ®Ó chän sè hiÖu vµ tæ hîp mÆt c¾t thanh råi cuèi cïng chän b¶n liªn kÕt ®Ó nèi ghÐp çc thanh l¹i thµnh kÕt cÊu. Mét sè d¹ng kÕt cÊu phô trî ®−îc l¾p tõ çc thanh ��:

- §µ gi¸o,cÇu t¹m : l¾p thµnh dµn ch¹y trªn chiÒu cao 2 vµ 4m khÈu ®é ®Õn 24m vµ dµn ch¹y d−íi khÈu ®é ®Õn 20m.

- Trô t¹m : kÕt cÊu trô t¹m rÊt ®a d¹ng, chiÒu cao cã thÓ ®Õn 16 ÷ 20m. - §µ gi¸o më réng trô: dïng cho c«ng nghÖ ®óc hÉng, l¾p hÉng cÇu BTCT vµ lao l¾p

cÇu dµn thÐp. - Gi¸ lao cÇu: dïng ®Ó cÈu l¾p çc phiÕn dÇm cÇu BTCT l¾p ghÐp chiÒu dµi 24÷ 35m thay cho nh÷ng lo¹i gi¸ lao dÇm chuyªn dông. - CÇn cÈu long m«n. - CÇn cÈu næi.

-Trô næi : l¾p dùng thµnh çc d¹ng trô ®ì ®Æt trªn hÖ næi dïng cho lao däc hoÆc lao ngang kÕt cÊu nhÞp cÇu b»ng biÖn ph¸p chë næi.Cã thÓ sö dông çc thanh �� ®Ó l¾p thµnh nh÷ng cÇn cÈu chuyªn dông cã søc n©ng lín mµ nh÷ng cÇn cÈu th«ng dông kh«ng thÓ ®¸p øng.

H×nh 3.33- Mét sè d¹ng kÕt cÊu phô trî vµ thiÕt bÞ l¾p dùng tõ çc thanh ��. a) §µ gi¸o vµ cÇu t¹m ( cã thÓ ch¹y trªn hoÆc ch¹y d−íi). b) Trô t¹m. c) §µ gi¸o më réng ®Ønh trô. d) Gi¸ lao dÇm bª t«ng. e) CÇn cÈu næi.

154

3.6.3- KÕt cÊu trô t¹m �� (�� !��)

§©y còng lµ mét d¹ng kÕt cÊu ®Þnh h×nh tiªu chuÈn cña Liªn x« (cò) chuyªn dïng ®Ó lµm ®µ gi¸o vµ trô t¹m. KÕt cÊu gåm çc thanh d¹ng cét ®−êng kÝnh ∅159 vµ ∅203mm, chiÒu dµi thanh 2000 vµ 4000mm. Hai ®Çu thanh cã cÊu t¹o mÆt bÝch vµ 4 tai nèi víi 4 thanh gi»ng theo 4 h−íng. Çc thanh gi»ng ngang vµ gi»ng chÐo ®−êng kÝnh ∅95 vµ ∅159 cã chiÒu dµi ®Þnh s½n 1510 vµ 3820 mm, hai ®Çu cã tÊm nèi dïng ®Ó gi»ng æn ®Þnh çc cét. GhÐp çc cét víi nhau thµnh trô t¹m pa lª víi cù li çc cét çch nhau 2,0m dïng cho çc môc ®Ých sö dông kh¸c nhau trong c«ng nghÖ thi c«ng cÇu. Trong bé ®Þnh h×nh nµy cßn cã çc ®o¹n dÇm I550, kÕt hîp ®Ó lµm xµ mò vµ bÖ mãng ®ång thêi cã çc thanh thÐp I550 ®Ó lµm dÇm t¹m.

H×nh 3.34- CÊu t¹o çc lo¹i thanh �� vµ s¬ ®å trô t¹m l¾p b»ng ��

HiÖn nay trªn çc c«ng tr−êng thi c«ng cÇu kÕt cÊu nµy hoÆc kÕt cÊu t−¬ng tù chÕ

t¹o theo �� ®−îc sö dông phæ biÕn ®Ó lµm trô t¹m do dÔ chÕ t¹o vµ l¾p dùng, phï hîp víi ®iÒu kiÖn chÞu t¶i träng th¼ng ®øng.

3.6.4- Giµn Bailey : Lµ bé kÕt cÊu ®Þnh h×nh b»ng thÐp, ®−îc l¾p ghÐp çc cÊu kiÖn l¹i víi nhau mét

155

çch nhanh chãng ®Ó t¹o thµnh kÕt cÊu nhÞp dïng cho cÇu t¹m, hoÆc cét cho trô

t¹m. D¹ng kÕt cÊu nµy ®−îc dïng phæ biÕn ë Anh, Mü vµ çc n−íc T©y ¢u, ®−îc dïng trong c«ng binh cña qu©n ®éi khèi NATO. ë n−íc ta dÇm Bailey ®−îc dïng nhiÒu trong cÇu t¹m ®¶m b¶o giao th«ng.

Çc bé phËn trong dÇm cÇu Bailey gåm cã : 1 -Khung dµn ( panel) liªn kÕt víi nhau b»ng 4 chèt ë 4 gãc 2-TÊm liªn kÕt : dïng ®Ó liªn kÕt çc mÆt ph¼ng panel l¹i víi nhau 3- DÇm ngang dÇm I250, chiÒu dµi 5,97m g¸c t¹i vÞ trÝ thanh ®øng 4-Thanh Ram-dÇm däc

5-TÊm l¸t. 6- Çc phô kiÖn kh¸c : chèt, mãc dÇm ngang, t¨ng ®¬ gi»ng, gèi cÇu...

Çc khung Panel cã thÓ ghÐp song song víi nhau thµnh cÆp nhê tÊm liªn kÕt hoÆc ghÐp ba, ghÐp bèn b»ng tÊm nèi, vµ çc panel còng chång ghÐp ®−îc lªn nhau b»ng liªn kÕt bul«ng ®Ó t¹o nªn çc mÆt ph¼ng dµn cã chiÒu cao gÊp ®«i, gÊp ba chiÒu cao mét khung. Nhê cÊu t¹o nµy, kÕt cÊu nhÞp cÇu l¾p b»ng dÇm Bailey cã träng t¶i tháa m�n víi çc lo¹i xe hiÖn l−u th«ng trªn ®−êng.

H×nh 3.35- CÇu ghÐp b»ng giµn Bailey vµ vÞ trÝ l¾p r¸p çc bé phËn trong cÇu.

156

H×nh 3.36- Çc bé phËn chÝnh cña dÇm Bailey vµ cÇu ghÐp b»ng Bailey( kÝch th−íc ghi b»ng mm). a) KÕt cÊu nhÞp cÇu t¹m l¾p b»ng Bailey, b) panel, c) dÇm ngang, d) tÊm liªn kÕt e) chèt, f) tÊm RAM g) mãc cè ®Þnh dÇm ngang ( giß khØ), h) cét ®Çu nhÞp.

3.7- hÖ næi . 3.7.1- Vai trß cña hÖ næi trong thi c«ng cÇu :

Thi c«ng cÇu lµ lo¹i c«ng viÖc mµ nhiÒu h¹ng môc ph¶i tiÕn hµnh ë trªn ®iÒu kiÖn s«ng n−íc, ®Ó thùc hiÖn ®−îc nh÷ng c«ng viÖc nµy cÇn thiÕt ph¶i cã çc thiÕt bÞ næi. HÖ næi lµ çch gäi chung cho kÕt cÊu chÞu lùc cã kh¶ n¨ng næi vµ di chuyÓn trªn mÆt n−íc.

HÖ næi dïng trong thi c«ng cÇu víi ba môc ®Ých chÝnh : - T¹o mÆt b»ng thi c«ng trªn mÆt n−íc. - Lµm ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn trªn s«ng phôc vô thi c«ng. - L¾p çc thiÕt bÞ treo, trôc ®Ó lµm thµnh ph−¬ng tiÖn trôc vít. - Lµm trô næi dïng cho lao kÐo kÕt cÊu nhÞp.

T¹o mÆt b»ng thi c«ng trªn mÆt n−íc lµ môc ®Ých rÊt quan träng, nã cã −u ®iÓm lµ c¬ ®éng vµ kinh tÕ h¬n rÊt nhiÒu so víi ®¾p ®¶o nh©n t¹o hay lµm sµn ®¹o. Tuy nhiªn biÖn ph¸p nµy chØ ¸p dông ®−îc khi chiÒu s©u ngËp n−íc ®ñ lín ®¶m b¶o cho hÖ næi kh«ng bÞ m¾c c¹n trong qu¸ tr×nh thi c«ng.

MÆt b»ng thi c«ng cã d¹ng cè ®Þnh trong suèt qu¸ tr×nh thi c«ng, cã d¹ng di ®éng lóc lµm viÖc ®−îc neo cè ®Þnh t¹i mét vÞ trÝ nh−ng khi cÇn thiÕt cã thÓ di chuyÓn nhanh chãng vµ chÝnh x¸c ®Õn vÞ trÝ míi. HÖ næi ®Ó l¾p dùng gi¸ bóa lµ mét d¹ng mÆt b»ng thi c«ng di ®éng. MÆt b»ng næi v©y quanh khu vùc thi c«ng trô dïng lµm n¬i tËp kÕt vËt t− vµ thiÕt bÞ thi c«ng, lµm chç ®øng lµm viÖc cña m¸y ®µo, cña cÇn cÈu. MÆt b»ng næi cã thÓ ®Æt ®−îc tr¹m trén bª t«ng t¹i chç cã n¨ng suÊt ®ñ cÊp v÷a cho thi c«ng tõng bé phËn cña trô cÇu. HÖ næi víi vai trß lµ mÆt b»ng thi c«ng cßn lµ chç nghØ cña c«ng nh©n trong ca lµm viÖc vµ trong ®iÒu kiÖn mÆt b»ng c«ng tr−êng chËt hÑp, hÖ næi cã thÓ cßn sö dông ®Ó x©y dùng l¸n tr¹i næi cho c«ng nh©n.

§Ó cÈu trªn s«ng, cÇn cÈu th«ng dông ®−îc ®−a xuèng hÖ næi vµ xÕp t¶i sao cho khi cÇn cÈu lµm viÖc víi t¶i träng treo trªn mãc cÈu ë tÇm víi xa nhÊt, ®é nghiªng cña c¶ hÖ vÉn n»m trong ph¹m vi cho phÐp. Khi cÈu n©ng nh÷ng kÕt cÊu lín nh− thïng chôp, kÕt cÊu nhÞp, cÇn ph¶i cã cÇn cÈu næi chuyªn dông ®−îc l¾p s½n trªn hÖ sµ lan, hoÆc còng cã thÓ dïng cÇn cÈu poãc tÝc l¾p trªn hÖ næi ®Ó treo trôc nh− trong h×nh 3.33e.

157

3.7.2- CÊu t¹o hÖ næi :

HÖ næi bao gåm: phao, hÖ dÇm ph©n phèi lùc trªn mÆt boong, hÖ thèng neo vµ kÐo d¾t, hÖ thèng ®iÒu tiÕt n−íc trong çc ng¨n phao vµ kÕt cÊu chuyªn dông l¾p dùng trªn phao.

H×nh 3.37- CÊu t¹o hÖ næi dïng cho lao ngang kÕt cÊu nhÞp cÇu dµn thÐp. 1- HÖ phao ghÐp ; 2- dÇm truyÒn lùc ; 3- Trô ®ì ;4- Dµn thÐp ;5- t¨ng ®¬ neo. Phao cã hai d¹ng : d¹ng thø nhÊt lµ ghÐp tõ çc phao ®¬n, d¹ng thø hai lµ dïng

mét xµ lan hoÆc ghÐp nhiÒu xµ lan l¹i víi nhau. Çc phao ®¬n ®−îc chÕ s½n theo mét kÕt cÊu vµ kÝch th−íc ®Þnh h×nh sao cho ®ñ ®é

cøng khi chuyªn chë, æn ®Þnh khi dïng ®¬n chiÕc vµ cã thÓ ghÐp l¹i ®−îc víi nhau thµnh xµ lan cã kÝch th−íc lín.

Phao KC theo ®Þnh h×nh cña Liªn x« (cò) cã kÝch th−íc 1,8×3,6×7,2 m. Çc phao cã thÓ ghÐp kÒ thµnh vµo nhau theo chiÒu cao 1,8m vµ ghÐp ®øng óp mÆt vµo nhau ®Ó cã chiÒu cao 3,6m.

3 41

H×nh 3.38- CÊu t¹o phao ®¬n KC.

1- Lç cã nót ren ; 2- Cöa vµo ng¨n phao cã n¾p kÝn. 3- b¶n liªn kÕt ; 4- bu l«ng chÞu c¾t.

Xµ lan ®−îc chÕ t¹o theo søc chë ( träng t¶i) : tõ 200 ®Õn 1200 TÊn. Bé phËn chÞu lùc chÝnh cña phao ®¬n lµ hÖ khung suên bao quanh çc mÐp phao vµ

®an ngang däc bªn trong çc mÆt phao. C¾t ngang theo chiÒu 3,6m lµ çc s−ên ngang çch nhau 0,9m gäi lµ c«ng giang, çch 1,8m cã mét khung liªn kÕt ngang vµ v¸ch

158

ng¨n ®Ó n−íc tõ ng¨n nµy kh«ng trµn sang ng¨n kia. Çc s−ên däc çch nhau

0,45m. T«n bäc xung quanh dµy 4mm. Trªn mÆt boong bè trÝ cöa ®Ó vµo ®−îc trong lßng phao vµ cã n¾p ®Ëy b»ng gio¨ng kÝn. Çc mÆt phao bè trÝ lç vÆn ren ®Ó l¾p ®−êng èng b¬m n−íc hoÆc h¬i Ðp vµo trong phao, b×nh th−êng lç nµy cã nót ®¹y kÝn. Däc theo çc mÐp phao lµ hép nèi, liªn kÕt b»ng bul«ng vµ b¶n gi»ng. Çc phao nèi víi nhau ®−îc liªn kÕt theo çc mÆt b»ng trªn boong, ë mÆt ®¸y phao, hai ®Çu phao vµ hai bªn thµnh phao. Bul«ng liªn kÕt cã ®−êng kÝnh ∅27mm cßn lç ®inh ∅30mm v× vËy khi l¾p phao biÕn d¹ng d− rÊt lín. Gãc nghiªng gi÷a hai mÆt thµnh cña hai phao kÒ nhau ®o ®−îc

Htg /2=α . Khi chÊt t¶i lªn phao kh«ng ®−îc ®Æt t¶i trùc tiÕp lªn mÆt t«n mµ ph¶i th«ng qua hÖ

thèng dÇm truyÒn lùc, çc dÇm nµy kª lªn mÐp phao vµ ®iÓm giao s−ên däc – s−ên ngang. T¹i nh÷ng vÞ trÝ nµy, lùc ®Æt lªn kh«ng ®−îc v−ît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp, v× vËy cÇn thiÕt kÕ hÖ dÇm truyÒn lùc sao cho t¶i träng ph©n phèi lªn mçi ®iÓm phï hîp víi kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña phao t¹i vÞ trÝ ®ã.

Lùc kª lªn gi÷a nhÞp cña c«ng giang P1trong phao KC cho phÐp tèi ®a lµ 460kN, lùc ®Æt lªn mÐp däc theo thµnh phao P2 =310kN, lùc ®Æt lªn mÐp däc theo hai ®Çu phao P3=260kN, lùc ®Æt lªn çc ®iÓm bÊt kú cña s−ên t¨ng c−êng P4= 20kN.

Khèi l−îng mçi phao lµ 7 tÊn, ®é ch×m do träng l−îng phao 30cm. Søc chë cña mét phao víi chiÒu cao kh« m¹n 0,5m lµ 26 tÊn.

Ng−êi ta ghÐp phao ë trªn bê trªn hÖ triÒn ®µ ®Ó cã thÓ l¾p ®−îc çc liªn kÕt ë d−íi ®¸y phao, sau ®ã h¹ thñy c¶ hÖ phao xuèng n−íc vµ l¾p dùng çc kÕt cÊu kh¸c trªn mÆt boong. 3.7.3- TÝnh to¸n hÖ næi :

T¶i träng t¸c dông lªn hÖ næi : - Träng l−îng b¶n th©n cña phao hoÆc xµ lan. - Träng l−îng n−íc trong çc ng¨n phao. - Träng l−îng b¶n th©n cña trô næi vµ kÕt cÊu ®−îc l¾p dùng trªn hÖ næi - Träng l−îng cña thiÕt bÞ,kÕt cÊu vµ vËt liÖu cÇn chuyªn chë. - ¸p lùc giã t¸c dông lªn nh÷ng diÖn tÝch høng giã trªn hÖ næi - Lùc ®Èy cña dßng ch¶y t¸c dông lªn phÇn ch×m cña phao - Lùc ®Èy næi cña n−íc.

Néi dung cÇn tÝnh to¸n khi thiÕt kÕ hÖ næi : 1- X¸c ®Þnh søc chë cña hÖ næi 2- TÝnh to¸n æn ®Þnh. 3- TÝnh to¸n l−îng n−íc ®iÒu tiÕt trong çc ng¨n phao. 4- TÝnh to¸n lùc kÐo khi di chuyÓn hÖ næi 5- X¸c ®Þnh lùc neo vµ chiÒu dµi d©y neo. 6- TÝnh to¸n liªn kÕt gi÷a çc phao ®¬n.

3.7.3.1-X¸c ®Þnh søc chë cña hÖ næi : a) S¬ ®å tÝnh to¸n cña hÖ næi :

C¨n cø vµo çch thøc ghÐp çc phao hoÆc xµ lan ®Ó t¹o thµnh hÖ næi vµ çc kÕt cÊu l¾p dùng trªn mÆt boong, t¶i träng ®Æt lªn trô ®ì tr−íc hÕt cã thÓ x¸c ®Þnh träng t©m O cña hÖ næi . CÇn ph¶i xÕp t¶i sao cho träng t©m cña hÖ næi vµ t©m khèi n−íc bÞ cho¸n chç C cña çc ng¨n phao cïng n»m trªn mét ®−êng th¼ng . Khi ®ã s¬ ®å tÝnh to¸n cña hÖ næi ®−îc thÓ hiÖn nh− trong h×nh 3.49. ë tr¹ng th¸i c¨n b»ng träng l−îng G ®Æt t¹i t©m O cña hÖ næi vµ lùc ®Èy næi D ®Æt t¹i t©m C cïng n»m trªn ®−êng th¼ng ®øng.

159

Khi hÖ næi bÞ nghiªng ®i mét gãc ϕ, t©m C lÖch sang vÞ trÝ míi lµ C’ vµ

lùc ®Èy næi D ®Æt lÖch so víi vÞ trÝ ban ®Çu lµ e. Ph−¬ng cña lùc ®Èy næi c¾t ®−êng trôc träng t©m cña hÖ t¹i ®iÓm M gäi lµ t©m ®Þnh khuynh .

H×nh 3.49 - S¬ ®å tÝnh to¸n søc chë vµ æn ®Þnh cña hÖ næi Kho¶ng çch tõ t©m C’ ®Õn t©m nghiªng M gäi lµ b¸n kÝnh ®Þnh khuynh ρ.

Kho¶ng çch tõ t©m C ®Õn träng t©m O lµ a, cßn kho¶ng çch ( ρ - a ) gäi lµ chiÒu cao t©m nghiªng. b) X¸c ®Þnh çc ®Æc tr−ng h×nh häc cña hÖ næi :

§Ó phôc vô cho nh÷ng tÝnh to¸n tiÕp theo, cÇn x¸c ®Þnh çc ®Æc tr−ng h×nh häc cña hÖ næi. Trong çc phÇn tiÕp theo ®Ó cho tiÖn ta gäi phao thay cho hÖ phao vµ ph©n biÖt víi phao ®¬n lµ mét chiÕc phao b.1) DiÖn tÝch bÒ mÆt phÇn ch×m cñ© phao tÝnh theo ®−êng ngÊn n−íc (diÖn tÝch mín n−íc) :

nF LB= (m2) (3-42) trong ®ã : L,B- ChiÒu dµi vµ chiÒu réng cña phao tÝnh theo mín n−íc khi phao ë vÞ

trÝ c©n b»ng ; lóc phao bÞ nghiªng theo chiÒu däc th× chiÒu dµi theo mín n−íc lµ L/cosϕ, víi ϕ lµ gãc nghiªng so víi mÆt ph¼ng n»m ngang.

b.2) M« men qu¸n tÝnh phÇn ch×m tÝnh theo diÖn tÝch mín n−íc : ë tr¹ng th¸i c©n b»ng m« men qu¸n tÝnh cña phao x¸c ®Þnh theo çc c«ng thøc:

Theo chiÒu däc phao : 3

12dBLJ = (m4) (3-43)

Theo chiÒu ngang phao :

3

12ngLBJ = (m4) (3-44)

c) §é ch×m cña phao : Träng l−îng cña hÖ næi c©n b»ng víi träng l−îng khèi n−íc bÞ chiÕm chç, do

®ã nÕu gäi ®é ch×m cña phao lµ t th× träng l−îng khèi n−íc bÞ chiÕm chç sÏ lµ

nt F Gα γ = ( kN) (3-45) vµ tõ ®ã rót ra :

n

GtFα γ

= (m) (3-46)

160

trong ®ã : α - hÖ sè cÊu t¹o kÓ ®Õn çc khe hë khi ghÐp çc phao ®¬n lÊy b»ng

0,97. γ- träng l−îng thÓ tÝch cña n−íc lÊy b»ng 10kN/m3.

Träng l−îng G cña hÖ næi bao gåm : - P träng l−îng cÇn chë - Gkc träng l−îng kÕt cÊu t¹m l¾p trªn phao. - GP träng l−îng b¶n th©n cña phao. - GDT träng l−îng khèi n−íc ®iÒu tiÕt chøa trong çc ng¨n phao.

§é ch×m t cña phao ph¶n ¸nh søc chë cña phao, søc chë hay träng t¶i cña phao b»ng träng l−îng cÇn chë P céng víi träng l−îng çc kÕt cÊu l¾p trªn phao GKC d) X¸c ®Þnh l−îng n−íc ®iÒu tiÕt trong çc ng¨n phao :

L−îng n−íc ®iÒu tiÕt trong çc ng¨n phao dïng ®Ó ®iÒu chØnh møc ®é næi lªn hay ch×m xuèng cña c¶ hÖ næi khi phao bÞ m¾c c¹n vµ ®Æc biÖt lµ sö dông trong chë næi kÕt cÊu nhÞp.

L−îng n−íc ®iÒu tiÕt cÇn thiÕt khi sö dông hÖ næi ®Ó chë næi kÕt cÊu nhÞp cÇu ®−îc ph©n tÝch theo néi dung cña qu¸ tr×nh chë næi .

Δ'1 Δ''1

Δ

H×nh 3.40- Çc thµnh phÇn biÕn d¹ng ®Ó tÝnh l−îng n−íc ®iÒu chØnh

Khi ®−a phao vµo ®ì lÊy kÕt cÊu nhÞp, hÖ næi cÇn ch×m xuèng thÊp h¬n ®¸y dÇm,

sau ®ã ®Ó ®ì ®−îc kÕt cÊu nhÞp, ng−êi ta b¬m rót ra khái phao mét l−îng n−íc ®ñ ®Ó c¶ hÖ næi vµ kÕt cÊu nhÞp næi lªn mét ®o¹n lµ Δ ®¶m b¶o cho ®¸y dÇm kh«ng cßn tùa lªn ®µ gi¸o cña mòi nh« cÇu tÇu.

Δ = Δ1 + Δ2 +Δ3 +Δ4 (m) (3-47) Δ1- ®é næi lªn cña phao ®Ó n©ng kÕt cÊu nhÞp khái ®iÓm kª trªn ®µ gi¸o cña mòi

nh« cÇu tÇu tÝnh tõ lóc ®iÓm kª ch¹m vµo ®¸y kÕt cÊu nhÞp. Δ1= Δ1’ + Δ1’’ (m) (3-48)

Δ2- biÕn d¹ng ®µn håi cña hÖ ®µ gi¸o mòi nh« tr−íc khi h¹ thuû kÕt cÊu nhÞp xuèng hÖ næi.

Δ3- biÕn d¹ng ®µn håi cña trô t¹m trªn phao khi ®� ®ì vµo kÕt cÊu nhÞp Δ4- ®é d¬ dù tr÷ lÊy kho¶ng 10cm. Δ’1 - ®é vâng cña kÕt cÊu t¹i ®iÓm kª lªn phao khi kÕt cÊu ®ang kª trªn hai mòi

nh« cÇu tÇu. Δ”1- ®é vång lªn ë ®iÓm kª trªn mòi nh« cÇu tÇu khi ph¶n lùc ë ®©y b»ng kh«ng,

kÕt cÊu ®� tùa h¼n lªn phao.

161

Nh− vËy trong çc ng¨n phao ph¶i cã s½n mét l−îng n−íc ®Ó phao ch×m

xuèng tr−íc lµ Δ. §Ó cho phao æn ®Þnh khi ch−a cã t¶i, ng−êi ta b¬m tr−íc l−îng n−íc d»n VP cã träng l−îng b»ng víi träng l−îng cÇn chë P.

Toµn bé l−îng n−íc cã tr−íc trong çc ng¨n phao nµy gäi lµ l−îng n−íc c«ng t¸c: Vct = VP + αFnΔ (m3) (3-49) Ban dÇu cã thÓ lÊy Δ = 20cm. Trong çc ng¨n phao cßn cÇn mét l−îng n−íc dù tr÷ chèng khª phßng khi møc

n−íc trong s«ng thay ®æi lµm cho phao cã thÓ m¾c c¹n, møc n−íc chèng khª Δc dao ®éng trong kho¶ng tõ 10 ®Õn 20cm.

Vc = α FnΔc (m3) (3-50)

L−îng n−íc b¬m hót ®Ó ®iÒu chØnh ®é ch×m cña phao gäi lµ l−îng n−íc ®iÒu tiÕt bao gåm l−îng n−íc c«ng t¸c vµ l−îng n−íc chèng khª phao.

VDT = Vct+VC (m3) ( 3-51) Trong çc ng¨n phao cßn cã mét l−îng n−íc ®äng th−êng xuyªn kh«ng b¬m hÕt ra

®−îc dµy kho¶ng Δ® =10cm ,l−îng n−íc nµy tÝnh b»ng : V® = αFnΔ® (m

3) (3-52) VËy träng l−îng cña hÖ næi ®Ó x¸c ®Þnh ®é ch×m t xÐt trong hai tr−êng hîp : - Chë næi kÕt cÊu nhÞp : G =GP + VDT +Gkc +V® ( kN) (3-53) - Dïng hÖ næi khi ®ã kh«ng cã l−îng n−íc c«ng t¸c träng l−îng G tÝnh theo c«ng

thøc : G = P +GP+ Gkc+Vc+V® ( kN) (3-54) Thay G vµo c«ng thøc (3.30) ®Ó tÝnh ®é ch×m t.

3.7.3.2- TÝnh to¸n æn ®Þnh chèng chao cña hÖ næi : a) §iÒu kiÖn æn ®Þnh :

Kh¸c víi æn ®Þnh chèng lËt, æn ®Þnh chèng chao lµ kh¶ n¨ng trë l¹i vÞ trÝ c©n b»ng khi bÞ lùc ngang x« nghiªng ®i mét gãc lµ ϕ. Kh¸i niÖm æn ®Þnh ®èi víi hÖ næi lµ kh¶ n¨ng kh«ng bÞ chao nghiªng khi cã lùc ngang t¸c dông lªn hÖ lµm cho t©m næi bÞ lÖch khái vÞ trÝ ban ®Çu. Muèn vËy t©m ®Þnh khuynh M ph¶i n»m cao h¬n träng t©m O.

MÆt kh¸c, hÖ næi muèn lµm viÖc b×nh thuêng th× kh¶ n¨ng æn ®Þnh ph¶i lín h¬n tr¹ng th¸i tíi h¹n, tøc lµ chiÒu cao t©m nghiªng (ρ-a) > 0. Khi ®ã hÖ næi kh«ng cã hiÖn t−îng trßng trµnh nghiªng ng¶ vµ kh¶ n¨ng nµy gäi lµ kh¶ n¨ng ®Þnh khuynh hay lµ æn ®Þnh chao nghiªng cña hÖ næi.

Theo ph−¬ng cña chiÒu dµi phao : (ρ-a) ≥ L ( 3-55) Theo ph−¬ng cña chiÒu réng phao : (ρ-a) ≥ 0,5m

b) X¸c ®Þnh gãc nghiªng ϕϕϕϕ : Nguyªn nh©n g©y cho hÖ næi bÞ x« nghiªng lµ lùc giã ngang W LÊy gi¸ trÞ (ρ-a) theo ®iÒu kiÖn tèi thiÓu ë trªn ( tøc lµ b»ng L hoÆc 0,5m) vµ x¸c

®Þnh ®é ch×m cña hÖ næi do giã thæi hw.

( )aGM

Shw −= ∑

ρ2

(m) (3-56)

trong ®ã ∑M - m«men cña çc lùc ngang ( giã thæi ) so víi t©m cña phÇn ch×m (kN.m).

G - tÝnh b»ng kN. ChiÒu cao (ρ-a) tÝnh b»ng m.

162

S- mét nöa kÝch th−íc cña hÖ næi trong mÆt ph¼ng tÝnh æn ®Þnh ( 0,5L hoÆc

0,5B),tÝnh b»ng m.

Shw2

sin =ϕ (3-57)

c) X¸c ®Þnh b¸n kÝnh ®Þnh khuynh ρρρρ : Khi hÖ næi nghiªng ®i mét gãc lµ ϕ, n−íc trong çc ng¨n phao bÞ ®æ x« vÒ phÝa

phao nghiªng, m«men qu¸n tÝnh cña hÖ næi khi ®ã ®−îc tÝnh b»ng c«ng thøc : J = Jo - ∑Ji (3-58) Jo- tÝnh theo c«ng thøc (3-43) hoÆc (3-44) tuú thuéc ph−¬ng tÝnh to¸n. ∑Ji - m« men qu¸n tÝnh riªng cña tõng ng¨n phao tÝnh theo ®−êng ngÊn n−íc trong

mçi ng¨n. Mçi ng¨n phao cã kÝch th−íc trong mÆt ph¼ng æn ®Þnh lµ bp, ngoµi mÆt ph¼ng nµy lµ lp khi ®ã ta cã c«ng thøc tÝnh m« men qu¸n tÝnh riªng lµ :

∑⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

=12sin

13

ϕpp

i

blnJ (3-59)

n- sè l−îng çc ng¨n phao B¸n kÝnh ®Þnh khuynh cña hÖ næi :

G

JJ i∑+= 0ρ (3-60)

KiÓm tra çc ®iÒu kiÖn æn ®Þnh (3-55), nÕu kh«ng tho¶ m�n, cÇn bè trÝ l¹i çch

ghÐp phao hoÆc t¨ng sè l−îng çc phao ®¬n ®Ó tÝnh l¹i çc m«men qu¸n tÝnh phÇn ch×m theo diÖn tÝch mín n−íc Jo vµ çc m«men qu¸n tÝnh riªng cña çc ng¨n phao, bæ sung thªm vµo träng l−îng G cña phao cïng víi l−îng n−íc cã trong phao vµ kiÓm tra l¹i çc ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cho ®Õn khi nµo tho¶ m�n. d) L−îng n−íc trong mçi ng¨n phao vµ chiÒu cao m¹n kh«.

§Ó cã thÓ ®iÒu khiÓn sù lªn xuèng cña hÖ næi trong qu¸ tr×nh h¹ thuû kÕt cÊu nhÞp vµ ®Æt nã lªn ®Ønh trô khi lao ngang trªn trô næi cÇn ph¶i dù trï ®−îc l−îng n−íc chøa trong çc ng¨n phao ®Ó b¬m vµo hoÆc hót ra mµ kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn ®iÒu kiÖn lµm viÖc b×nh th−êng cña hÖ næi, ë tr¹ng th¸i chë nÆng nhÊt vµ bÞ chao nghiªng mÆt boong ë phÝa m¹n bÞ ch×m xuèng ph¶i cao h¬n mÆt n−íc 0,2m gäi lµ chiÒu cao m¹n kh« hK. Tæng ®é ch×m t vµ chiÒu cao kh« m¹n hK cho chóng ta chiÒu cao tèi thiÓu cña hÖ næi. L−îng n−íc cÇn cã trong mçi ng¨n bao gåm l−îng n−íc c«ng t¸c Vct, l−îng n−íc chèng khª Vc vµ l−îng n−íc ®äng kh«ng b¬m c¹n hÕt V® ®� x¸c ®Þnh ë trªn.

KÝch th−íc çc ng¨n phao th−êng ®−îc chÕ t¹o gièng nhau nªn chiÒu cao l−îng n−íc trong mçi ng¨n phao lµ :

pp

dcctn bln

VVVh..

++= (cm) (3-61)

ChiÒu cao m¹n kh« cña phao x¸c ®Þnh theo c«ng thøc ( ) 20k w sh H t h h h cmΔ= − + + + ≥ (3-62)

trong ®ã : H - chiÒu cao cña phao. cm t- ®é ch×m cña phao cm

hW- ®é ch×m do giã thæi cm

bp

hk

H×nh 3.41- S¬ ®å tÝnh m«men qu¸n tÝnh çc ng¨n phao

163

hΔ -®é ch×m do hÖ næi bÞ vâng lÊy b»ng 3cm.

hS - chiÒu cao sãng, tèi ®a lÊy b»ng 50cm. lp – chiÒu dµi ng¨n phao cm bp – chiÒu réng ng¨n phao cm.

3.7.3.3 - TÝnh lùc kÐo d¾t vµ lùc neo : Khi di chuyÓn hoÆc khi neo ®Ëu, hÖ næi chÞu nh÷ng lùc t¸c dông gåm :

- Lùc giã t¸c dông lªn diÖn tÝch høng giã cña çc phÇn næi TW - Lùc ®Èy cña dßng ch¶y t¸c dông lªn diÖn tÝch c¶n

dßng cña phÇn ch×m Td - Lùc ma s¸t gi÷a n−íc vµ diÖn tÝch tiÕp xóc cña phÇn

ch×m Tf. Çc lùc nµy t¸c dông lªn hÖ næi theo ph−¬ng cña

chóng, lùc c¶n cña dßng ch¶y phô thuéc vµo h−íng n−íc ch¶y vµ h−íng di chuyÓn cña phao. Lùc c¶n tæng hîp lµ hîp lùc cña çc lùc trªn x¸c ®Þnh theo nguyªn t¾c céng vÐc t¬. a) Lùc c¶n cña giã :

∑= iiw FkT ω (kN) (3-63)

trong ®ã : ki- hÖ sè c¶n giã cña çc kÕt cÊu phÇn næi. Fi- diÖn tÝch høng giã cña mçi bé phËn næi. ω- ¸p lùc giã khi di chuyÓn hÖ næi lÊy b»ng 0,125kN/m2, khi neo ®Ëu

lÊy b»ng 1,8 kN/m2. b) Lùc ®Èy cña dßng ch¶y :

C«ng thøc tÝnh :

g

vFiTd 2

21

1γ= (kN) (3-64)

trong ®ã : i- hÖ sè cÊu t¹o cña phao, nÕu ®Ó vu«ng thµnh lÊy b»ng 1; chÐm c¹nh hoÆc vuèt trßn lÊy b»ng 0,75

v1 -vËn tèc t−¬ng ®èi gi÷a chuyÓn ®éng cña phao vµ dßng ch¶y (m/s) γ - träng l−îng thÓ tÝch cña n−íc lÊy b»ng 10 kN/m3. F1-diÖn tÝch cña h×nh chiÕu mÆt c¾t phÇn ch×m lªn mÆt ph¼ng vu«ng gãc

víi h−íng cña v1.(m2)

g-gia tèc träng tr−êng 9,81m/s2 X¸c ®Þnh V1 vµ F1 theo s¬ ®å h×nh 3.42

pvr - vËn tèc theo h−íng di chuyÓn phao (m/s )

nvr - vËn tèc dßng ch¶y (m/s)

α- gãc gi÷a h−íng di chuyÓn vµ dßng ch¶y (rad)

Gi¶i tam gi¸c abd ta cã:

( )απ −−+= cos2221 npnp vvvvv (m/s) (3-65)

Gãc (π-α) gi÷a V1 vµ h−íng di chuyÓn , β lµ gãc x¸c ®Þnh theo ®Þnh lý sin

cF1

d

V1 L

Dα

a

Vn

b

c

Vp

B

H×nh 3.42- Thµnh phÇn çc lùc c¶n t¸c dông lªn phao

164

( ) βαπ Sinv

Sinv n=

−1 ⇒

( )1

sinsinV

vArc n απβ −= (3-66)

§−êng chÐo cña hÖ næi : 22 LBD += (3-67)

DiÖn tÝch c¶n dßng theo h−íng v1 lµ :

1BF tDSin ArcSinD

β⎛ ⎞= +⎜ ⎟⎝ ⎠

(3-68)

Trong ®ã t- ®é ch×m cña phao. c) Lùc c¶n do ma s¸t :

2

12VfFT f = (kN) (3-69)

trong ®ã : f-hÖ sè ma s¸t : phao thÐp lÊy b»ng 0,17; phao gç lÊy b»ng 0,25 F2- diÖn tÝch bÒ mÆt ma s¸t cña phao tÝnh theo mét trong hai c«ng

thøc : 12 2FF = (theo K«l«k«lèp) (3-70a)

iBtLF 7,22 = (theo Taylor) (3-70b)

Lùc c¶n theo h−íng v1: fd TTT +=1

Lùc kÐo vµ lùc neo hÖ næi lµ hîp lùc cña hai lùc c¶n do giã vµ lùc T1.

1TTT w

rrr+=

Tuú thuéc vµo tr¹ng th¸i cña hÖ næi mµ lùc T lµ lùc kÐo hay lùc neo, v× theo h−íng T1 ta ®� kÓ ®Õn gi¸ trÞ 1vr lµ vÐct¬ tæng hîp cña pvr vµ nvr , khi phao ®øng yªn vp =0.

d) TÝnh c¸p vµ neo :

H×nh 3.43- S¬ ®å tÝnh to¸n neo

Lùc kÐo t¸c dông lªn mét nh¸nh neo :

βCos

TS21 = (kN) (3-71)

2- lµ sè nh¸nh neo ë mét phÝa cña hÖ næi β- gãc xiªn gi÷a h−íng neo vµ ph−¬ng cña lùc T

r.

165

Khi tÝnh neo, lùc T x¸c ®Þnh víi ¸p lùc giã tèi ®a lµ 1,8kN /m2 cßn khi tÝnh lùc

kÐo cña têi di chuyÓn phao lùc giã lÊy b»ng 0,125kN/m2. TÝnh çp neo t−¬ng tù nh− tÝnh cho mét d©y vâng cã träng l−îng trªn 1m dµi lµ q,

khÈu ®é tÝnh to¸n lµ 2Lmin, ®−êng tªn lµ h (xem h×nh 3.43) ChiÒu dµi çp x¸c ®Þnh theo chiÒu dµi Lmin :

q

hSL

48 1

min = (m) (3-72)

XuÊt ph¸t tõ c«ng thøc x¸c ®Þnh lùc ngang vµ ph¶n lùc th¼ng ®øng t¹i neo cña hai ®Çu d©y vâng :

min

2min

2 8)2(

qLVh

LqSH

=

== (kN) (3-73)

tÝnh ®−îc lùc kÐo c¨ng d©y çp neo :

1

122 21

SqhSVHScap +=+= (kN) ( 3-74)

Víi chiÒu dµi Lmin lùc ngang t¸c dông vµo neo S1. CÇn chän neo träng lùc cã träng l−îng lµ Qneo sao cho cã kh¶ n¨ng chèng tr−ît cña neo lµ Rneo ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn

S1 ≤ Rneo e) Chän tÇu kÐo d¾t hÖ næi:

C«ng suÊt tÇu kÐo chän theo ®iÒu kiÖn:

pST

N qt+= (M� lùc) (3-75)

trong ®ã : T- lùc c¶n x¸c ®Þnh víi w=0,125kN/m2.

Sqt- lùc kÐo ®Ó th¾ng qu¸n tÝnh cña hÖ næi : g

GvSqt τ= (kN) (3-76)

G- träng l−îng hÖ næi ( kN) p-lùc kÐo tÝnh trªn 1 ®¬n vÞ c«ng suÊt cña tÇu kÐo lÊy b»ng 0,12-0,15 kN/1m�

lùc. v- vËn tèc khëi ®éng cña tÇu kÐo b»ng 1÷1,5m/s. τ - thêi gian ®¹t ®−îc vËn tèc ban ®Çu 180 ÷300 s. g- gia tèc träng tr−êng 9,81 m/s2.

3.7.3.4- TÝnh to¸n liªn kÕt çc phao ®¬n : a) S¬ ®å tÝnh to¸n hÖ næi khi chÊt t¶i :

Cã thÓ tÝnh phao nh− mét dÇm trªn nÒn ®µn håi, hoÆc ®¬n gi¶n nh− mét dÇm mót thõa, tùa trªn 2 gèi lµ 2 ®iÓm kª cña hai dÇm kª phÝa ngoµi cïng. Sau ®©y ta nghiªn cøu çch tÝnh theo s¬ ®å dÇm trªn nÒn ®µn håi :

D−íi t¸c dông cña t¶i träng G vµ m«men do giã thæi ∑M , d−íi ®¸y phao xuÊt hiÖn hai biÓu ®å ph¶n lùc qg vµ qw.

q= qg+qw= in

yJM

FG ∑± (kN/m) ( 3-77)

trong ®ã : Fn – diÖn tÝch tiÕt diÖn ®¸y phao (m2)

166

J- m« men qu¸n tÝnh mín n−íc (m4)

y - kho¶ng çch tõ träng t©m tiÕt diÖn theo mín n−íc ®Õn mÐp ngoµi cña phao trong mÆt ph¼ng tÝnh to¸n (b»ng 0.5B hoÆc 0,5L).

Do tÝnh cho 1m chiÒu réng phao nªn ®¬n vÞ tÝnh cña biÓu ®å ph¶n lùc d−íi d¹ng lùc ph©n bè theo chiÒu dµi lµ kN/m. b) X¸c ®Þnh néi lùc t¹i çc liªn kÕt.

Bá qua gi¸ trÞ qw ta cã çc c«ng thøc x¸c ®Þnh çc gi¸ trÞ lùc c¾t vµ m« men t¹i nh÷ng ®iÓm ®Æc biÖt, cã ¸p lùc mÆt boong p1 vµ p2 thay ®æi ®ét ngét, t¹i nh÷ng vÞ trÝ mèi nèi phao kh«ng trïng víi l1 vµ l2 th× néi suy tuyÕn tÝnh.

22212

11

BlpBlqyQBlqQ

p

p

−+=

= (kN) (3-78)

( )2

;2

212112

111

QQllQM

lQM

++=

= (kN.m) (3-79)

Μ

Μ

H×nh 3.44 - S¬ ®å tÝnh to¸n x¸c ®Þnh néi lùc t¹i çc vÞ trÝ mèi nèi cña phao

c©u hái tù kiÓm tra. 1- Vai trß cña c«ng tr×nh phô trî trong thi c«ng cÇu vµ ph©n lo¹i çc c«ng tr×nh phô trî. 2- T¶i träng vµ tæ hîp t¶i träng t¸c dông lªn çc c«ng tr×nh phô trî. Çch x¸c ®Þnh tõng lo¹i

t¶i träng? 3- Nh÷ng néi dung tÝnh duyÖt ®èi víi çc d¹ng c«ng tr×nh phô trî ? 4- Nh÷ng d¹ng t−êng v¸n chèng v¸ch hè mãng, ph¹m vi ¸p dông ? 5- BiÖn ph¸p thi c«ng t−ßng v¸n l¸t ngang, t−êng v¸n l¸t ®øng vµ t−êng v¸n kÝch th−íc ®Þnh

h×nh. 6- T¶i träng vµ s¬ ®å tÝnh cña t−êng v¸n chèng v¸ch hè mãng cã kÝch th−íc ®Þnh h×nh. 7- Çc d¹ng vßng v©y, cÊu t¹o chung vµ ph¹m vi ¸p dông cña tõng lo¹i ? 8- CÊu t¹o cäc v¸n thÐp, kÕt cÊu cña mét vßng v©y cäc v¸n thÐp sö dông cäc v¸n Larxen? 9- CÊu t¹o thïng chôp sö dông çc tÊm v¸n ®Þnh h×nh vµ biÖn ph¸p thi c«ng?

167

10- CÊu t¹o thïng chôp sö dông çc tÊm cäc v¸n. Thi c«ng thïng chôp d¹ng nµy

theo biÖn ph¸p l¾p t¹i chç. M« t¶ biÖn ph¸p b»ng h×nh vÏ. 11- H�y ph©n tÝch khi nµo th× sö dông vßng v©y khi nµo th× sö dông thïng chôp ®Ó ng¨n

n−íc ? 12- T¶i träng t¸c dông vµ s¬ ®å tÝnh æn ®Þnh vßng v©y cäc v¸n cã mét tÇng v¨ng chèng thi

c«ng trong nÒn ®Êt rêi ? 13- T¶i träng t¸c dông vµ s¬ ®å tÝnh æn ®Þnh vßng v©y cäc v¸n cã mét tÇng v¨ng chèng thi

c«ng trong nÒn ®Êt dÝnh ? 14- S¬ ®å tÝnh biÕn d¹ng vµ ®é bÒn cña vßng v©y cäc v¸n thÐp cã mét tÇng v¨ng chèng thi

c«ng trong nÒn ®Êt dÝnh ? 15- T¶i träng t¸c dông vµ nguyªn lý tÝnh to¸n thïng chôp ? 16- Çc lo¹i ®µ gi¸o dïng trong thi c«ng cÇu, ph¹m vi ¸p dông ? 17- Ph¹m vi sö dông cña trô vµ cÊu t¹o chung cña trô t¹m ? LÊy mét vÝ dô kÕt cÊu trô palª

thÐp. 18- CÊu t¹o cña bé kÕt cÊu v¹n n¨ng Y�KM, dïng kÕt cÊu nµy cã thÓ l¾p dùng cho nh÷ng

d¹ng c«ng tr×nh phô trî nµo ? 19- CÊu t¹o cña bé kÕt cÊu M�K, sö dông kÕt cÊu nµy nh− thÕ nµo? 20- CÊu t¹o cña bé dÇm Bailey, sö dông kÕt cÊu nµy nh− thÕ nµo ? 21- Nguyªn lý tÝnh to¸n dÇm chñ ®µ gi¸o dïng giµn Y�KM ? 22- Nguyªn lý tÝnh to¸n trô t¹m dïng kÕt cÊu M�K? 23- Nguyªn lý tÝnh to¸n dÇm chñ cÇu t¹m dïng dÇm Bailey ? 24- Ngoµi nh÷ng bé kÕt cÊu v¹n n¨ng ®� ®−îc giíi thiÖu trong gi¸o tr×nh, anh(chÞ) cßn biÕt

nh÷ng lo¹i kÕt cÊu ®Þnh h×nh nµo kh¸c kh«ng ? CÊu t¹o chung cña nh÷ng lo¹i ®ã ? 25- Vai trß cña hÖ næi dïng trong thi c«ng cÇu ? CÊu t¹o chung cña mét trô ®ì næi ? 26- CÊu t¹o cña phao ®¬n nãi chung vµ cña phao KC. 27- TÝnh to¸n søc chë cña mét hÖ næi cã sö dông l−îng n−íc ®iÒu tiÕt trong çc ng¨n phao. 28- TÝnh to¸n æn ®Þnh chèng chao cña hÖ næi. 29- TÝnh to¸n lùc t¸c dông lªn neo vµ lùc kÐo d¾t hÖ næi. 30- TÝnh to¸n çp vµ neo ®Ó cè ®Þnh hÖ næi.

168

Ch−¬ng IV

c«ng t¸c ®o ®¹c trong thi c«ng cÇu

Trong thi c«ng cÇu, c«ng t¸c ®o ®¹c nh»m môc ®Ých lµm cho c«ng tr×nh vµ çc chi tiÕt cña c«ng tr×nh cã vÞ trÝ, h×nh d¸ng, kÝch th−íc h×nh häc ®óng nh− ®� thiÕt kÕ. KÕt qu¶ ®o ®¹c thiÕu chÝnh x¸c sÏ dÉn ®Õn sù sai lÖch vÞ trÝ, thay ®æi kÝch th−íc h×nh häc cña kÕt cÊu, g©y khã kh¨n cho viÖc thi c«ng nh÷ng b−íc tiÕp theo, lµm thiÖt h¹i vÒ khèi l−îng thi c«ng vµ gi¶m sót chÊt l−îng, rót ng¾n tuæi thä c«ng tr×nh.

C«ng t¸c ®o ®¹c cÇn ®−îc tiÕn hµnh th−êng xuyªn trong suèt thêi gian thi c«ng, tu©n theo kÕ ho¹ch ®� v¹ch tõ tr−íc víi yªu cÇu chÆt chÏ vÒ ®é chÝnh x¸c.

Néi dung cña c«ng t¸c ®o ®¹c bao gåm : - KiÓm tra vµ x¸c ®Þnh l¹i hÖ thèng cäc mèc vµ mèc cao ®¹c do t− vÊn thiÕt kÕ. - LËp hÖ thèng cäc mèc cÇu gåm : mèc khèng chÕ tim cÇu, ®−êng trôc khèng

chÕ tim mè, tim trô çc cäc mèc ®−êng dÉn,®−êng nh¸nh vµ c«ng tr×nh h−íng dßng... - X¸c ®Þnh vÞ trÝ,kÝch th−íc cña tõng bé phËn c«ng tr×nh theo tõng b−íc thi c«ng. - KiÓm tra h×nh d¹ng, kÝch th−íc cña nh÷ng cÊu kiÖn chÕ s½n ®−îc ®−a tíi sö

dông vµo c«ng tr×nh. - §Þnh vÞ trªn thùc ®Þa çc c«ng tr×nh phô t¹m trong thi c«ng nh− ®−êng tr¸nh,

®−êng c«ng vô, bÕn bèc dì, kho b�i vËt liÖu... Ngoµi ra, c«ng t¸c ®o ®¹c cßn cã nhiÖm vô x¸c ®Þnh khèi l−îng c«ng t¸c hoµn

thµnh phôc vô nghiÖm thu. Trong nh÷ng tr−êng hîp ®Æc biÖt cÇn lËp mét ch−¬ng tr×nh ®o ®¹c ®Ó theo dâi biÕn d¹ng cña c«ng tr×nh trong mét thêi gian dµi . 4.1- §Þnh vÞ mè trô tr−íc khi thi c«ng: 4.1.1- X©y dùng hÖ thèng cäc mèc x¸c ®Þnh vÞ trÝ tim cÇu:

C«ng t¸c ®o ®¹c,x©y dùng hÖ thèng cäc mèc c¨n cø trªn nh÷ng tµi liÖu c¬ b¶n sau: - B×nh ®å khu vùc x©y dùng cÇu, trªn ®ã chØ râ ®−êng tim tuyÕn, ®−êng tim cÇu.

Tr−êng hîp cÇu x©y dùng ë n¬i cã ®iÒu kiÖn thiªn nhiªn phøc t¹p, b�i s«ng réng h¬n 100m, n¬i çc cäc mèc dÔ bÞ thÊt l¹c cÇn x¸c ®Þnh thªm ®−êng tim phô song song víi ®−êng tim chÝnh cho tuyÕn vµ cho cÇu.

- S¬ ®å ®−êng s−ên ®o ®¹c vµ çc thuyÕt minh kÌm theo. - B¶n sao to¹ ®é, cao ®é cña çc cäc thuéc ®−êng s−ên ®o ®¹c. - Çc yÕu tè cña ®−êng s−ên nh− : cäc mèc, mèc cao ®¹c, ®iÓm khèng chÕ tim

tuyÕn, tim cÇu... TØ lÖ cña b×nh ®å, sè l−îng cäc mèc c¨n cø theo ®é lín cña c«ng tr×nh vµ tham

kh¶o theo b¶ng 4-1. Cäc cña ®−êng s−ên kh«ng ®−îc thÊt l¹c, ph¶i cè ®Þnh suèt trong thêi gian thi

c«ng cho ®Õn khi bµn giao c«ng tr×nh. Çc cäc vµ mèc cao ®¹c cÇn ®Æt ë n¬i cã nÒn ®Êt ch¾c ch¾n, kh«ng ng¹p lôt hoÆc

®Æt trªn nÒn çc c«ng tr×nh ®� æn ®Þnh. Tuú theo møc ®é quan träng vµ thêi gian sö dông, çc cäc mèc cã thÓ ®−îc lµm b»ng gç,b»ng thÐp hay bª t«ng cèt thÐp.

169

1

a)

30

h>50

2

30

b)

2

70

65

c)

2

D16

H×nh 4.1- CÊu t¹o mèc tr¾c ®¹c ®èi víi trôc chÝnh. 1- n¾p ®Ëy. 2- v÷a bª t«ng

Qui ®Þnh vÒ tØ lÖ b×nh ®å vµ sè l−îng cäc mèc ®−êng s−ên B¶ng 4-1

Sè l−îng cäc

TØ lÖ

b×nh ®å

Lo¹i c«ng

tr×nh Theo ®−êng tim däc cÇu Cäc mèc

VËt liªu cäc mèc

1: 1000

Cèng vµ cÇu ng¾n h¬n 50m

Ýt nhÊt 2 cäc

1 cäc

gç

CÇu dµi tõ 50 ÷100 m

Ýt nhÊt cã 2 cäc ë mçi phÝa bê 1 cäc ë mçi bê gç

1: 2000

CÇu dµi tõ 100 ÷ 300 m

Ýt nhÊt cã 2 cäc ë mçi phÝa bê 1 cäc ë mçi bê bª t«ng cèt thÐp

1:5000

CÇu dµi trªn 300m

Ýt nhÊt cã 2 cäc ë mçi phÝa bê 2 cäc ë mçi bê bª t«ng cèt thÐp

§−êng vµo cÇu

- Ýt nhÊt 2 cäc trªn 1km ®−êng. - trªn ®o¹n ®−êng cong ph¶i cã çc cäc ë tiÕp ®Çu, tiÕp cuèi, ®−êng ph©n gi¸c vµ ®iÓm ngoÆt cña tuyÕn.

- Ýt nhÊt cã 1 cäc trªn 1km ®−êng. - ë vÞ trÝ çh ®−êng trôc kh«ng qu¸ 40m ngoµi ph¹m vi cña nÒn ®−êng, r�nh däc.

gç

Cäc mèc cÇn ®−îc ch«n s©u tõ 0,3 ÷ 0,5m vµ nh« cao khái mÆt ®Êt tõ 10 ®Õn 15cm, trªn ®ã cã ghi kÝ hiÖu tªn cäc. Çc mèc quan träng, thêi gian tån t¹i kÐo dµi nhiÒu n¨m cÇn ®−îc x©y dùng ch¾c ch¾n,cã n¾p che ( h×nh 4.1).

Çc cäc thuéc ®−êng tim cÇu,tim tuyÕn ph¶i g¾n vµo lý tr×nh chung cña tuyÕn ®−êng. 4.1.2 - §Þnh vÞ tim mè trô cÇu :

Trong thi c«ng cÇu,c«ng t¸c ®Þnh vÞ tim mè trô th−êng gÆp nhiÒu khã kh¨n, nhÊt lµ

170

®èi víi nh÷ng c«ng tr×nh cÇu lín,s«ng s©u,n−íc ch¶y xiÕt hoÆc qua vùc s©u hiÓm trë. C«ng viÖc ®o ®¹c x¸c ®Þnh vÞ trÝ tim mè trô ®ßi hái ph¶i ®−îc thùc hiÖn nghiªm tóc,thËn träng, cã ph−¬ng ph¸p vµ lµm nhiÒu lÇn b»ng nh÷ng thiÕt bÞ kh¸c nhau ®Ó so s¸nh, kiÓm tra vµ ®¹t ®−îc kÕt qu¶ ®o tin cËy.

Tuú theo nhiÖm vô ®o ®¹c cô thÓ, cã thÓ ¸p dông çc ph−¬ng ph¸p ®Þnh vÞ tim mè trô trùc tiÕp hay gi¸n tiÕp. a) Ph−¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp:

ViÖc x¸c ®Þnh chiÒu dµi cÇu vµ ®Þnh vÞ tim mè trô cña cÇu trªn tuyÕn th¼ng cã chiÒu dµi d−íi 100m nªn thùc hiÖn b»ng ph−¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp. ChiÒu dµi cÇu vµ kho¶ng çch gi÷a tim çc mè trô ®−îc ®o b»ng th−íc thÐp kÕt hîp víi m¸y kinh vÜ ng¾m h−íng th¼ng. Trong ph¹m vi ngËp n−íc, viÖc ®o vµ ®¸nh dÊu ®−îc tiÕn hµnh trªn cÇu t¹m. CÇu t¹m th−êng dùng b»ng gç bªn c¹nh däc theo cÇu chÝnh. CÇu nµy cßn cã thÓ phôc vô ®i l¹i trong thêi gian thi c«ng thi c«ng. Trô cÇu t¹m th«ng th−êng lµm b»ng gç trßn ∅ 12 ÷ 16cm hoÆc gç hép 10x10, 15x15cm, ®ãng ngËp s©u vµo nÒn tõ 2,0 ®Õn 2,5m. MÆt cÇu l¸t v¸n dµy 4cm. Tim däc phô ®Æt trªn mÆt cÇu t¹m vµ ®−îc ®¸nh dÊu cè ®Þnh b»ng ®inh ®ãng çch nhau 3 ®Õn 5m. - §Þnh vÞ cÇu nhá:

§èi víi çc cÇu nhá cã dßng ch¶y hÑp, n−íc kh«ng ngËp s©u,cã thÓ ®ãng çc cäc mèc t−¬ng ®èi dÔ dµng. Tõ cäc mèc gÇn nhÊt dÉn ra tÊt c¶ çc vÞ trÝ tim mè,tim trô b»ng çch ®o 2 lÇn cã kinh vÜ ng¾m h−íng. §Æt m¸y kinh vÜ t¹i tim cña tõng mè vµ trô ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ çc cäc ë hai phÝa th−îng vµ h¹ l−u cÇu, mçi phÝa ®ãng 2 cäc ®Ó khèng chÕ ®−êng tim mè,tim trô. Th«ng th−êng ng¾m theo h−íng vu«ng gãc víi tim cÇu, trõ nh÷ng cÇu ®Æt chÐo tim trô hîp víi tim cÇu mét gãc x¸c ®Þnh ( h×nh 4.2).

15Ι 20m 15Ι 20m

15Ι

20m

15Ι

20m

2

2

2

2 2 2 2

3 3

1 1

H×nh 4.2 - S¬ ®å ®Þnh vÞ mè trô cÇu nhá 1- çc cäc ®Þnh vÞ tim däc cÇu. 2- çc cäc ®Þnh vÞ tim mè,trô ë hai phÝa th−îng vµ h¹

l−u. 3- vÞ trÝ mãng mè,trô cÇu.

- §Þnh vÞ cÇu trung vµ cÇu lín ngay trªn mÆt b»ng thùc ®Þa : Çc cÇu trung vµ cÇu lín chØ sö dông ®−îc ph−¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp khi cã thÓ ®o

kho¶ng çch b»ng th−íc. §−êng tim däc cÇu dùa theo hÖ thèng cäc mèc do thiÕt kÕ lËp tõ tr−íc mµ x¸c

®Þnh. ChiÒu dµi cÇu, kho¶ng çch lÎ tõ cäc mèc ®Çu ®Õn tim mè vµ kho¶ng çch gi÷a çc

tim mè,trô ®−îc ®o b»ng th−íc thÐp cã kinh vÜ ng¾m h−íng. §o dµi hai lÇn theo h−íng ®i vµ h−íng vÒ, kÕt qu¶ cÇn ®−îc hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é m«i tr−êng t¹i thêi ®iÓm ®o,

171

®é dèc ®Þa h×nh vµ lùc kÐo c¨ng th−íc khi ®o. Tèt nhÊt lµ kÐo th−íc theo ph−¬ng ngang víi lùc kÐo qui ®Þnh vµ dïng d©y räi ®¸nh dÊu ®iÓm kÐo th−íc. Çc lÇn ®o ®Òu do mét ng−êi cã kinh nghiÖm kÐo .

2

2

15Ι

20m

2

2

2 2 2

3 3

A

90°

M0 T1 T2 M3 B

A' M0' T1'

T2'M3'

B'90°

90°

90°

A' M0'T1'

α

Trôc Däc

Trôc Phô

Trôc Phô

B'β

a)

b)

1 1

T2' M3'

γ

H×nh 4.3 - S¬ ®å ®Þnh vÞ mè trô trªn cÇu t¹m .

a) Trô t¹m song song víi trôc cÇu chÝnh. b) Trôc cÇu t¹m kh«ng song song víi trôc cÇu chÝnh. 1- cäc mèc ®� cã. 2- cäc ®Þnh vÞ. 3- ph¹m vi mãng mè vµ trô.

Sau khi ®� cã çc cäc mèc tim mè trô,ph¶i x©y dùng hÖ thèng cäc ®Þnh vÞ nh− ®èi

víi cÇu nhá ®� nãi ë trªn. - §Þnh vÞ cÇu trung, cÇu lín khi cã cÇu t¹m :

Nh÷ng cÇu qua n¬i cã n−íc,møc n−íc kh«ng s©u cã thÓ dùng cÇu t¹m çch cÇu chÝnh tõ 20 ÷ 30m ®Ó ®o ®¹c vµ ®i l¹i. Th«ng th−êng tim cÇu t¹m song song víi tim cÇu chÝnh.

+ Khi cÇu t¹m song song víi tim cÇu chÝnh (h×nh 4.3 a) çch ®o nh− sau: Tõ çc cäc mèc A,B ®� cã lËp trôc phô A’,B’ trªn cÇu t¹m b»ng hÖ ®−êng s−ên ®o

®¹c h×nh ch÷ nhËt ABA’B’. Trªn trôc A’B’ ®o cù ly x¸c ®Þnh h×nh chiÕu cña çc tim mè, trô cÇu chÝnh M0’, T1’,T2’...Mn’. §Æt m¸y kinh vÜ t¹i çc ®iÓm võa x¸c ®Þnh ng¾m gãc 900 so víi trôc A’B’, ®ãng çc cäc ®Þnh vÞ tim mè, trô ë hai phÝa th−îng vµ h¹ l−u cÇu. Giao ®iÓm cña h−íng ng¾m trôc AB vµ ®−êng dãng çc cäc ®Þnh vÞ t−¬ng øng sÏ cho vÞ trÝ tim mè, trô.

+ Khi trôc cÇu t¹m kh«ng song song víi trôc cÇu chÝnh, tr−êng hîp nµy gÆp ph¶i khi bªn c¹nh cÇu chÝnh cã mét cÇu cò ®ang khai th¸c, ta sö dông lÒ ng−êi ®i cña cÇu nµy ®Ó dùng ®−êng trôc phô A’B’ ( h×nh 4.3 b), hîp víi trôc cÇu chÝnh mét gãc γ.

γ α β α β= − = − =

−90 902

0 0 (4.1)

Kho¶ng çch gi÷a 2 mèc A, B lµ: AB = A’B’. cosγ (4.2)

172

Cù ly h×nh chiÕu cña çc mè,trô trªn trôc phô A’B’ lµ kho¶ng çch thiÕt kÕ (thùc) chia cho cos γ. VÝ dô T1’T2’ = T1T2/ cosγ.

§Æt m¸y kinh vÜ t¹i çc ®iÓm ®� x¸c ®Þnh ®−îc trªn cÇu t¹m, më gãc α so víi trôc A’B’, x¸c ®Þnh çc cäc ®Þnh vÞ nh− phÇn trªn ®� tr×nh bµy. b) Ph−¬ng ph¸p ®o gi¸n tiÕp :

§èi víi nh÷ng cÇu trung vµ cÇu lín cã ®Þa h×nh phøc t¹p, n−íc ngËp s©u vµ dßng ch¶y xiÕt, s«ng cã th«ng thuyÒn... kh«ng thÓ ¸p dông ph−¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp. §Þnh vÞ mè, trô vµ ®o chiÒu dµi b»ng ph−¬ng ph¸p gi¸n tiÕp lµ sö dông m¸y kinh vÜ ®o trªn m¹ng tam gi¸c ®¹c.

Trªn bê s«ng, chän n¬i thÝch hîp lËp m¹ng l−íi ®o ®¹c lµ tam gi¸c hoÆc tø gi¸c. M¹ng l−íi ®o ®¹c cÇn ®−îc x¸c ®Þnh víi ®é chÝnh x¸c cao çc cù ly dµi vµ cao ®é çc ®Ønh. Qui ®æi to¹ ®é çc ®Ønh theo mét hÖ to¹ ®é qui −íc thuËn lîi nhÊt.

a)

1

b) c)d)

1

1 1

1

e) g)

1

1

1h)

1

1

H×nh 4.4 - Çc d¹ng ®å h×nh m¹ng l−íi ®o ®¹c. 1- c¬ tuyÕn. 2- tim cÇu

§¬n gi¶n nhÊt lµ lËp m¹ng ®o ®¹c chØ cã mét tam gi¸c víi mét c¬ tuyÕn vµ ®o 2

gãc ®Ønh (h×nh 4.4 a).§Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c vµ kiÓm tra lÉn nhau dïng m¹ng l−íi ®o ®¹c gåm 2 tam gi¸c víi 2 c¬ tuyÕn ( h×nh 4.4 b),hoÆc hay dïng h¬n c¶ lµ m¹ng l−íi ®o ®¹c tø gi¸c víi 1 c¬ tuyÕn (h×nh 4.4 c) hay 2 c¬ tuyÕn (h×nh 4.4 d).

NÕu gÇn n¬i x©y dùng cÇu cã cÇu cò hay b�i næi th× nªn tËn dông ®Æt c¬ tuyÕn trªn cÇu cò ( h×nh 4.4 e) hoÆc trªn b�i gi÷a ( h×nh 4.4 g).

Khi sö dông ph−¬ng ph¸p tam gi¸c ®¹c ®Ó ®o kho¶ng çch gi÷a çc mèc vµ tim mè,trô m¹ng l−íi tam gi¸c ®¹c cÇn ph¶i tho¶ m�n çc ®iÒu kiÖn sau :

1- H×nh th¸i m¹ng l−íi tam gi¸c ®¹c: + CÇu trung dïng m¹ng l−íi 2 hoÆc 4 tam gi¸c. + CÇu lín dïng m¹ng l−íi tø gi¸c. Khi cã b�i næi gi÷a s«ng th× dïng m¹ng

l−íi trung t©m ( h×nh 4.4 h). 2- §iÒu kiÖn vÒ çc gãc cña m¹ng l−íi ®o ®¹c :

173

+ NÕu lµ tam gi¸c,çc gãc kh«ng nhá qu¸ 250 vµ kh«ng lín qu¸ 1300. + NÕu lµ tø gi¸c, çc gãc kh«ng nhá qu¸ 200.

3- §iÒu kiÖn m¹ng l−íi chung : + M¹ng l−íi chung ph¶i cã Ýt nhÊt 2 ®iÓm ®Þnh vÞ ®−êng tim cÇu, mçi bªn bê

mét ®iÓm. + Bao gåm nh÷ng ®iÓm mµ tõ ®ã cã thÓ ®Þnh t©m mè trô b»ng giao tuyÕn

th¼ng vµ thuËn lîi kiÓm tra trong qu¸ tr×nh thi c«ng. §−êng giao cña h−íng ng¾m vµ tim cÇu cµng gÇn 900 cµng tèt. ChiÒu dµi ®−êng

ng¾m tõ kinh vÜ ®Õn t©m trô qui ®Þnh kh«ng lín h¬n : + 1000m khi dïng kinh vÜ cã sai sè gãc 1’’. + 300m khi dïng kinh vÜ cã sai sè gãc 10’’. + 100m khi dïng kinh vÜ cã sai sè gãc 30’’. Sè l−îng giao ®iÓm bªn s−ên kh«ng ®−îc Ýt h¬n 2 ®iÓm. Çc ®Ønh vµ ®iÓm ®o cña

m¹ng l−íi ®o ®¹c cÇn ®−îc ch«n cè ®Þnh. Mçi lÇn ng¾m m¸y cÇn dÉn tim mèc lªn ®Õ m¸y. NÕu kh«ng thÓ dÉn tim mèc lªn ®Õ m¸y th× cÇn x¸c ®Þnh çc yÕu tè quay vÒ t©m vµ ®iÒu chØnh cho thÝch hîp. NÕu ®Þa h×nh phøc t¹p, çc ®iÓm ng¾m bÞ che khuÊt trªn mÆt b»ng th× trªn t©m cña ®iÓm ®o cÇn ph¶i dùng chßi dÉn mèc víi ®é cao cÇn thiÕt ( h×nh 4.5).

H×nh 4.5- Chßi dÉn mèc

ChiÒu dµi cÇu d−íi 200m cã thÓ dïng 1 c¬ tuyÕn . NÕu cÇu dµi h¬n ph¶i dïng Ýt

nhÊt 2 c¬ tuyÕn. C¬ tuyÕn c¾m ë n¬i b�i s«ng cã ®é dèc nhá h¬n 1% . Trong mét sè tr−êng hîp cho phÐp c¾m mét m¹ng c¬ tuyÕn ®Æc biÖt.

ChiÒu dµi c¬ tuyÕn nªn lÊy b»ng nöa chiÒu dµi cÇn x¸c ®Þnh. §é chÝnh x¸c khi ®o c¬ tuyÕn lÊy gÊp ®«i khi ®o chiÒu dµi th«ng th−êng.

Mçi tim trô mè ®−îc giao héi tèi thiÓu cña 3 ®−êng ng¾m tõ 3 mèc ®Ønh cña m¹ng. Sai sè cña ®iÓm giao héi kh«ng qu¸ 1,5cm.

Çch x¸c ®Þnh tim mét trô cÇu b»ng ph−¬ng ph¸p giao héi tia ng¾m trªn m¹ng l−íi tam gi¸c ®¹c cã 2 c¬ tuyÕn ®−îc chØ ra trªn h×nh 4.6.

ChiÒu dµi c¬ tuyÕn AC, AD vµ gãc α1, α2 t−¬ng øng cña chóng víi ®−êng tim cÇu ®� ®−îc ®o ®¹c vµ x¸c ®Þnh tõ tr−íc. ChiÒu dµi AT2 x¸c ®Þnh theo tµi liÖu thiÕt kÕ. Tõ çc yÕu tè trªn gi¶i çc tam gi¸c ACT2 , ADT2, tÝnh ®−îc çc gãc β1T2 vµ β2T2. §Æt kinh vÜ t¹i ®Ønh C vµ D ng¾m vÒ A më lÇn l−ît çc gãc β1T2 vµ β2T2 giao héi víi nhau vµ giao héi

174

víi tia ng¾m cña m¸y ®Æt t¹i A ng¾m däc theo tim cÇu. Sai sè cho phÐp nh− ®� tr×nh bµy ë trªn.

A M0 T2T1 M4 BT3

T2''

T2'

C

D

β1Τ2

β2Τ2

α1

α2

H×nh 4.6 - S¬ ®å ®Þnh vÞ tim mè trô b»ng ph−¬ng ph¸p giao héi tia ng¾m.

§Ó ®Þnh vÞ t¹m thêi, nÕu T2 ë trªn c¹n th× dïng tiªu ®Ó x¸c ®Þnh, nÕu T2 n»m trong khu vùc ngËp n−íc, víi n−íc c¹n dïng cäc t¹m, víi n−íc s©u ph¶i dïng bÌ phao.

Sau khi ®Þnh vÞ tim mè trô, cã thÓ dùa vµo ®ã ®Ó x©y dùng çc c«ng tr×nh phô t¹m nh− ®¾p ®¶o, ®¾p vßng v©y ®Êt, lµm ®µ gi¸o... Khi ®� cã çc c«ng tr×nh phô t¹m,cÇn ®o ®¹c ®Þnh vÞ l¹i cho thËt chÝnh x¸c, tõ ®ã mµ x©y dùng c«ng tr×nh chÝnh. c) X¸c ®Þnh tim mè trô cÇu cong :

Th«ng th−êng tim cÇu cong ®−îc lÊy däc theo ®−êng cong cña tuyÕn, trôc däc cña mè trô lÊy theo h−íng b¸n kÝnh t−¬ng øng cña ®−êng cong. Thùc tÕ, do ®iÒu kiÖn dßng ch¶y, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt hoÆc giao th«ng d−íi cÇu, trôc däc cña mè trô cã thÓ lÊy song song víi h−íng cña dßng ch¶y, h−íng cña ®−êng d−íi cÇu hay h−íng ph©n gi¸c gãc ®Ønh.

§Ó x¸c ®Þnh tim mè trô cÇu cong cÇn thèng nhÊt : - §iÓm giao cña trôc däc ®−êng cong vµ trôc däc mè,trô lµ tim mè trô cÇu. - Trôc ngang mè trô lÊy vu«ng gãc trôc däc t¹i tim mè,trô. - LÊy tim ®−êng cong trªn cÇu lµm trôc däc cÇu. - H−íng b¸n kÝnh ®−êng cong lµ trôc däc mè trô. - TiÕp tuyÕn ®−êng cong t¹i tim mè trô lµ trôc ngang mè trô.

Trªn c¬ së ®ã, çc sè liÖu ®Ó ®Þnh vÞ mèc vµ tim mè trô lµ : + Çc yÕu tè ®−êng cong ®Çu cÇu vµ trªn cÇu. + Kho¶ng çch tim çc mè trô. + Lý tr×nh çc ®iÓm. + §−êng tªn, cung t−¬ng øng cña nhÞp cÇu.

§Þnh vÞ tim cÇu cong cã thÓ ¸p dông nhiÒu ph−¬ng ph¸p. Tuú møc ®é phøc t¹p cña c«ng tr×nh mµ quyÕt ®Þnh sö dông ph−¬ng ph¸p nµo. Th«ng th−êng ®Þnh vÞ tim mè trô cÇu cong b»ng nh÷ng ph−¬ng ph¸p sau :

- Ph−¬ng ph¸p ®a gi¸c : Trªn h×nh 4.7a thÓ hiÖn ph−¬ng ph¸p ®a gi¸c ®Þnh vÞ tim mè trô cÇu. Coi vÞ trÝ tim mè trô lµ çc ®Ønh cña ®a gi¸c néi tiÕp ®−êng cong trôc däc cÇu. Dùa vµo tµi liÖu thiÕt kÕ tÝnh ®−îc çc c¹nh, gãc cña ®a gi¸c.

Khi ®Þnh vÞ trªn thùc ®Þa, vÞ trÝ tim mè trô ®−îc x¸c ®Þnh lÇn l−ît nªn sai sè bÞ céng dån, v× vËy ph−¬ng ph¸p nµy chØ ¸p dông cho nh÷ng cÇu kh«ng qu¸ 3 nhÞp.

- Ph−¬ng ph¸p tiÕp tuyÕn : VÞ trÝ cña mè trô ®−îc x¸c ®Þnh theo mèc. Dùa vµo

175

gãc ®Ønh θ vµ b¸n kÝnh cong R x¸c ®Þnh ®−îc T = Rcotgθ2

vµ çc yÕu tè ®−êng cong

kh¸c. §Æt m¸y kinh vÜ t¹i M0 x¸c ®Þnh h−íng tiÕp tuyÕn, ®o chiÒu dµi T, x¸c ®Þnh ®−îc ®Ønh §. §Æt kinh vÜ t¹i § më gãc θ víi tiÕp tuyÕn M0§, ®o chiÒu dµi T x¸c ®Þnh ®−îc M3. VÞ trÝ tim trô T1, T2... ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p to¹ ®é vu«ng gãc. Trôc to¹ ®é th−êng chän lµ tiÕp tuyÕn M0§, (h×nh 4.7 b).

- Ph−¬ng ph¸p d©y cung kÐo th¼ng(h×nh 4.7c) : Víi çc cÇu c¹n hoÆc cÇu cã sö dông cÇu t¹m ®Ó ®o ®¹c nªn dïng ph−¬ng ph¸p d©y cung kÐo th¼ng. Tõ hå s¬ thiÕt kÕ, cã thÓ tÝnh ®−îc d©y cung M0M5, chiÒu dµi çc ®o¹n kÐo th¼ng vµ cù ly lÎ cña çc ®o¹n trªn d©y cung. Çc cù ly ph¶i ®o theo mÆt ph¼ng n»m ngang. Trªn d©y cung,x¸c ®Þnh çc ®iÓm h×nh chiÕu cña mè trô b»ng th−íc thÐp, cã m¸y kinh vÜ ng¾m h−íng. Tõ çc ®iÓm h×nh chiÕu ®� ®−îc x¸c ®Þnh, ®Æt m¸y kinh vÜ më gãc 900 so víi d©y cung, ng¾m h−íng ®Ó ®o ®é dµi tung ®é dãng tõ d©y cung, x¸c ®Þnh vÞ trÝ tim trô.

- Ph−¬ng ph¸p to¹ ®é cùc : Dùa vµo hå s¬ thiÕt kÕ, x¸c ®Þnh ®−îc çc yÕu tè cña tam gi¸c ABO (h×nh 4.7 d), tõ ®ã x¸c ®Þnh t©m O trªn thùc ®Þa. Ngoµi ra, còng tÝnh ®−îc çc to¹ ®é cùc cña çc tim mè trô víi çc gãc α1, α2... t−¬ng øng. Dïng m¸y kinh vÜ ®Æt t¹i O më çc gãc víi OA lµ α1, α2... x¸c ®Þnh ®−îc vÞ trÝ h×nh chiÕu xuyªn t©m cña çc trô T1, T2,T3 lµ T1’, T2’, T3’ trªn d©y cung AB. Dïng kinh vÜ ®Æt t¹i O, ng¾m h−íng ®Ó ®o çc to¹ ®é cùc t−¬ng øng x¸c ®Þnh ®−îc vÞ trÝ tim trô T1, T2,T3.

- Ph−¬ng ph¸p giao héi tia ng¾m : NÕu cÇu lín ®Þa h×nh phøc t¹p, n−íc ngËp s©u kh«ng ¸p dông ®−îc nh÷ng ph−¬ng ph¸p ®Þnh vÞ nãi ë trªn th× sö dông mét hÖ thèng ®−êng s−ên, dïng m¸y kinh vÜ ®Æt trªn çc ®Ønh ®−êng s−ên ng¾m giao héi kh«ng d−íi 3 tia cho 1 tim mè trô. HÖ thèng ®−êng s−ên tèi thiÓu cã 2 c¬ tuyÕn. Çc yÕu tè h×nh häc ®−îc tÝnh to¸n dùa trªn thiÕt kÕ. Tèt nhÊt lµ x¸c ®Þnh to¹ ®é cña tÊt c¶ çc ®Ønh theo mét hÖ to¹ ®é thuËn lîi. Thùc hiÖn ®Þnh vÞ tim trô b»ng giao héi tia ng¾m nh− phÇn trªn ®� tr×nh bµy.

M0

T1 T3

M4

α1 α4

a)

M0

T1

T2 T3

T4

M5

c)

M0

T1 T2

M3

T1'

T2'

§

T T

b)

d)

M0

T1

T2 T3

T4

M5

M0

T1

d)T2

M5

T3

T4

A

T3'''

T3'

T3''

C

D

B

α2 α3

e)

R

θ2

O

O

A B

R

α1

α3

α4α5

α6 α7

α2

176

H×nh 4.7 - S¬ ®å ®o ®¹c çc ph−¬ng ph¸p ®Þnh vÞ cÇu cong a) ph−¬ng ph¸p ®a gi¸c. b) ph−¬ng ph¸p tiÕp tuyÕn. c) ph−¬ng ph¸p d©y cung kÐo th¼ng. d) ph−¬ng ph¸p to¹ ®é cùc. e) ph−¬ng ph¸p giao héi tia ng¾m.

Nh÷ng yªu cÇu kü thuËt khi ®Þnh vÞ mè trô cÇu cong :

- §Þnh vÞ mè trô cÇu cong b»ng ph−¬ng ph¸p d©y cung kÐo th¼ng, ph−¬ng ph¸p to¹ ®é cùc hay ph−¬ng ph¸p tiÕp tuyÕn sö dông m¸y kinh vÜ cã ®é chÝnh x¸c ≤30’’, chiÒu dµi ®o theo ph−¬ng n»m ngang sai sè cho phÐp kh«ng qu¸ ±0,5cm. ChiÒu dµi ®o kh«ng ®−îc lín h¬n 2 lÇn chiÒu dµi th−íc.

- Çc kÝch th−íc ®o dµi ph¶i ®−îc ®o 2 lÇn ( b»ng 2 çch kh¸c nhau, hoÆc tõ 2 mèc kh¸c nhau, hoÆc do 2 nhãm ®o kh¸c nhau, thêi ®iÓm ®o kh¸c nhau ®Ó tr¸nh sai sè lÆp l¹i ). NÕu dïng ph−¬ng ph¸p ng¾m giao héi tõ 1 m¹ng ®−êng s−ên ®o ®¹c ph¶i ng¾m mçi ®iÓm 3 lÇn, mçi lÇn Ýt nhÊt 3 tia ng¾m, 3 giao ®iÓm sai kh«ng qu¸ 3cm. d) Ph−¬ng ph¸p ®o cao ®é :

Tr−íc vµ trong suèt qu¸ tr×nh thi c«ng, ngoµi c«ng t¸c ®o ®¹c ®Þnh vÞ cßn ph¶i ®o ®¹c cao ®é c«ng tr×nh.

C«ng t¸c ®o cao ®é ®−îc tiÕn hµnh b»ng m¸y thuû b×nh. Cao ®é c«ng tr×nh ph¶i thèng nhÊt ®−îc dÉn vÒ tõ mét mèc cao ®¹c (mèc nµy cã

thÓ lµ mèc cao ®¹c Quèc gia hoÆc mèc gi¶ ®Þnh ®−îc qui −íc sö dông). §Ó cho viÖc dÉn cao ®é ®−îc chÝnh x¸c, mau chãng ®Õn mäi h¹ng môc cña c«ng tr×nh ph¶i lËp mét hÖ thèng mèc cao ®¹c bæ sung ph©n bè hîp lý trªn c«ng tr−êng. HÖ thèng mèc cao ®¹c chÝnh vµ phô liªn hÖ thèng nhÊt víi nhau, cã hå s¬ l−u tr÷ ®i kÌm. Mçi bªn mè b¾t buéc ph¶i cã mét mèc cao ®¹c phô. Toµn bé hÖ thèng mèc cao ®¹c víi sai sè theo qui tr×nh

lµ ± 20 L ( L - kho¶ng çch cao ®¹c tÝnh b»ng Km, sai sè tÝnh b»ng mm ) vµ trÞ tuyÖt ®èi nhá h¬n 10 mm.

Khi thi c«ng trô, ®Ó theo dâi ®−îc nhanh chãng vµ chÝnh x¸c cao ®é ë tõng thêi ®iÓm thi c«ng, cÇn ®Æt nh÷ng mèc ë møc thÊp vµ møc cao.

Toµn bé viÖc ®o ®¹c cao ®é c«ng tr×nh ph¶i thùc hiÖn 2 lÇn b»ng m¸y thuû b×nh cã ®é chÝnh x¸c t−¬ng øng theo yªu cÇu. 4.2- §o ®¹c trong qu¸ tr×nh thi c«ng :

C«ng t¸c ®o ®¹c ph¶i ®¶m b¶o cho c«ng tr×nh tr×nh thi c«ng ®óng vÞ trÝ, chÝnh x¸c vÒ h×nh d¹ng vµ kÝch th−íc, ®óng cao ®é... do vËy c«ng t¸c nµy ®ßi hái tr−íc hÕt ph¶i ®−îc thùc hiÖn mét çch cã kÕ ho¹ch, cã ph−¬ng ph¸p ®óng ®¾n vµ tiÕn hµnh th−êng xuyªn trong suèt qu¸ tr×nh thi c«ng tõ ®µo hè mãng ®Õn x©y dùng mè trô, lao l¾p kÕt cÊu nhÞp vµ hoµn thiÖn c«ng tr×nh. C«ng t¸c ®o ®¹c ph¶i lµm chÝnh x¸c, mau chãng, ®óng lóc, t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho thi c«ng, kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn tiÕn ®é vµ thùc hiÖn bëi mét nhãm çn bé, c«ng nh©n cã tr×nh ®é chuyªn m«n vÒ ®o ®¹c.

§Ó lµm tèt c«ng t¸c nµy cÇn thùc hiÖn nghiªm tóc nh÷ng nhiÖm vô sau : - Nghiªn cøu kü vµ n¾m v÷ng ®å ¸n thiÕt kÕ kü thuËt vµ thiÕt kÕ tæ chøc thi

c«ng. - Nghiªn cøu kü thùc ®Þa, n¾m v÷ng ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt thuû

v¨n, diÔn biÕn thêi tiÕt vµ t×nh h×nh mÆt b»ng c«ng tr−êng. Tõ ®ã ®−a ra ®−îc biÖn ph¸p ®o tèt nhÊt, ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c.

- X©y dùng hÖ thèng mèc phô hoµn chØnh, ®Çy ®ñ lµm c¬ së cho viÖc ®Þnh vÞ, ®o ®¹c vµ kiÓm tra.

177

- ChÕ s½n çc khung ®Þnh vÞ, bµn g¸, thanh mÉu, tÊm d−ìng ®Ó gióp cho viÖc ®o ®¹c, lÊy dÊu vµ kiÓm tra mau chãng,dÔ dµng.

- ChuÈn bÞ ®Çy ®ñ çc thiÕt bÞ vµ dông cô ®o ®¹c nh− m¸y kinh vÜ, m¸y thuû b×nh, th−íc thÐp, mia, tiªu, d©y thÐp, qu¶ räi... ThiÕt bÞ, dông cô ph¶i ë tr¹ng th¸i s½n sµng lµm viÖc. M¸y mãc ph¶i ®−îc kiÓm tra ®Þnh kú vµ hiÖu chØnh kÞp thêi nÕu cã sai lÖch. 4.2.1 - §o ®¹c trong thi c«ng mãng khèi :

Thi c«ng mãng khèi gåm 2 c«ng ®o¹n chÝnh lµ ®µo hè mãng vµ x©y dùng mãng. C«ng t¸c ®o ®¹c ®¸p øng cho hai giai ®o¹n thi c«ng nãi trªn.

Dùa vµo vÞ trÝ tim mè,trô ®� x¸c ®Þnh ®−îc vµ dùa vµo kÝch th−íc cña hè ®µo trong b¶n vÏ thiÕt kÕ tæ chøc thi c«ng, ®ãng çc cäc gç vµ dùng khung ®Þnh vÞ xung quanh hè ®µo nh− h×nh 4.8. Theo trôc däc vµ trôc ngang cña mãng, ®ãng nh÷ng hµng ®inh trªn gi¸ ®Ó khèng chÕ vÞ trÝ. Giao ®iÓm cña d©y c¨ng theo 2 trôc nµy lµ vÞ trÝ tim mè,trô. Ngoµi ra cßn ®ãng ®inh vÒ hai phÝa cña ®−êng tim ®Ó x¸c ®Þnh kÝch th−íc hè ®µo, kÝch th−íc mãng. VÞ trÝ thùc d−íi ®¸y mãng ®−îc x¸c ®Þnh b»ng qu¶ däi, däi xuèng tõ giao ®iÓm cña çc d©y c¨ng t−¬ng øng kÐo theo çc ®inh lÊy dÊu ®ãng trªn gi¸ gç.

Sai sè khi ®Þnh vÞ mãng khèi lµ ± 5cm. Sau khi ®µo hè mãng ph¶i ®o ®¹c x¸c ®Þnh l¹i vÞ trÝ cña mãng ®Ó viÖc x©y l¾p tiÕp

theo ®−îc chÝnh x¸c. §¸y mãng vµ ®Ønh mãng cÇn ®−îc cao ®¹c l¹i ë tÊt c¶ çc gãc.

4.2.2 - §o ®¹c trong thi c«ng mãng cäc : BiÖn ph¸p ®o ®¹c trong thi c«ng mãng cäc tuú thuéc vµo c«ng nghÖ h¹ cäc.

a) §Þnh vÞ trong thi c«ng ®ãng cäc : Th«ng th−êng ¸p dông ph−¬ng ph¸p giao héi tia ng¾m ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®ãng 2

cäc ®Çu tiªn, kÕt hîp víi ®o kiÓm tra trùc tiÕp chiÕu qua ®−êng tim däc vµ ®−êng tim ngang cña mè,trô ®� x¸c ®Þnh tõ tr−íc. Nh÷ng cäc ®−îc chän ®ãng tr−íc ph¶i lµ cäc th¼ng ®øng vµ çch xa nhau. Tõ hai cäc nµy ®o dÉn ra çc cäc kh¸c cña cïng mè hay cïng trô. Khi dùng cäc cÇn kiÓm tra ph−¬ng cña cäc b»ng kinh vÜ, trong suèt thêi gian ®ãng cäc liªn tôc theo dâi vÞ trÝ cña cäc ®Ó ph¸t hiÖn sím çc sai lÖch vµ cã biÖn ph¸p ®iÒu chØnh kÞp thêi. GÇn vÞ trÝ nhãm cäc dùng mèc cao ®¹c phô ®Ó theo dâi cao ®é ®Çu cäc trong qu¸ tr×nh ®ãng.

Tr−êng hîp ®ãng cäc ë trªn phao, ®Ó ®iÒu chØnh gi¸ bóa ®ang treo cäc vµo ®óng vÞ trÝ ®ãng, ng−êi ta dïng hÖ thèng neo têi bè trÝ ë 4 gãc cña hÖ næi, khi ®� vµo ®óng vÞ trÝ çc têi ®−îc h�m l¹i vµ neo cè ®Þnh gi¸ bóa ë mét vÞ trÝ ®ãng.

§èi víi cäc khoan nhåi còng ¸p dông biÖn ph¸p giao héi tia ng¾m ®Ó ®Þnh vÞ tõng cäc. b) §Þnh vÞ khi h¹ cäc cã khung dÉn h−íng :

Khi h¹ cäc cã khung dÉn h−íng, viÖc ®o ®¹c tËp trung vµo ®o ®¹c trong khi chÕ t¹o khung vµ ®Þnh vÞ khi l¾p dùng t¹i vÞ trÝ mãng.

Trong tr−êng hîp mãng kh«ng bÞ ngËp n−íc, khung dÉn h−íng ®−îc l¾p r¸p t¹i chç, sau ®ã chØnh cho çc ®−êng tim cña khung trïng víi çc ®−êng tim cña mãng ®� x¸c ®Þnh tõ tr−íc vµ cè ®Þnh b»ng nh÷ng cäc ®Þnh vÞ kh«ng cho khung xª dÞch.

Cäc cã thÓ ®−îc h¹ b»ng biÖn ph¸p ®ãng hoÆc biÖn ph¸p rung, nãi chung trong qu¸ tr×nh h¹ cäc Ýt bÞ sai lÖch, tuy vËy vÉn cÇn theo dâi th−êng xuyªn ®Ó kÞp thêi ph¸t hiÖn sai lÖch. Tr−íc khi h¹ cäc cÇn kiÓm tra vÞ trÝ khung dÉn h−íng ®Ó h¹n chÕ sai lÖch vÒ vÞ trÝ cäc.

178

A M0 T1 T2 M3 B

1

1

Cäc ®Þnh vÞ

H×nh 4.8 - X¸c ®Þnh vÞ trÝ khung dÉn h−íng 1 - cäc ®Þnh vÞ khung dÉn h−íng.

Trong ph¹m vi bÞ ngËp n−íc,nÕu møc n−íc c¹n ng−êi ta ¸p dông biÖn ph¸p ®¾p

®¶o hoÆc dïng vßng v©y ®Êt, c«ng t¸c ®o ®¹c ®Þnh vÞ tiÕn hµnh nh− ®èi víi tr−êng hîp trªn c¹n. Tr−êng hîp n−íc ngËp s©u, ph¶i sö dông hÖ næi ®Ó bè trÝ çc thiÕt bÞ h¹ cäc. Khung dÉn h−íng ®−îc chÕ t¹o, l¾p r¸p s½n trªn bê ë phÝa h¹ l−u vµ dïng phao kÌm vµ chë ®Õn vÞ trÝ mãng. Th¶ 4 neo ®Þnh vÞ ë 4 gãc cña hÖ næi ®Ó neo gi÷ t¹m khung. Dïng 3 m¸y kinh vÜ ®Ó ®Þnh vÞ tim vµ ®iÒu chØnh cho h−íng cña khung trïng víi çc ®−êng tim cña mãng, dïng 4 neo ë 4 gãc hÖ næi ®Ó ®iÒu chØnh. §ãng çc cäc ®Þnh vÞ cña khung dÉn h−íng, nh÷ng cäc nµy ®ãng çch çc thanh cña khung kho¶ng çch tõ 10 ÷ 20cm ®Ó ®iÒu chØnh sai lÖch. Khi ®� ®¹t ®−îc vÞ trÝ dïng gç ®én vµo kho¶ng hë vµ xiÕt chÆt bu l«ng cè ®Þnh vÞ trÝ.

A M0 T1 T2 M3 B

4 Têi

4 Neo

Phao

C

D

C¬

tuyÕ

n

C¬ tuyÕn

A M0 T1 T2 M3 B

V¹ch dÊu

Vßng v©y cäc v¸n

a)

b)

H×nh 4.9 - §Þnh vÞ khung dÉn h−íng trong vïng ngËp n−íc

4.2.3 - §o ®¹c trong thi c«ng cäc èng ®−êng kÝnh lín vµ giÕng ch×m:

H¹ cäc èng ®−êng kÝnh lín th−êng ®−îc thùc hiÖn b»ng bóa rung kÕt hîp moi ®Êt trong lßng cäc, nh÷ng cäc èng cã ®−êng kÝnh trung b×nh vÉn cÇn cã khung dÉn h−íng,

179

cäc cã ®−êng kÝnh lín kh«ng sö dông khung dÉn h−íng. GiÕng ch×m h¹ xuèng nhê träng l−îng b¶n th©n giÕng vµ moi ®Êt trong lßng giÕng.

Çc ®èt cäc ®−êng kÝnh lín ®−îc ®óc s½n vµ chë næi ®Õn vÞ trÝ h¹, cßn çc ®èt cña giÕng ch×m cã thÓ ®óc s½n vµ chë næi dÕn n¬i h¹ nh− çc ®èt cäc hoÆc ®óc t¹i chç trªn ®¶o nh©n t¹o. C«ng t¸c ®o ®¹c trong c¶ hai biÖn ph¸p thi c«ng ®Òu gåm hai néi dung : ®Þnh vÞ ®èt ®Çu tiªn vµ theo dâi qu¸ tr×nh h¹.

Trong biÖn ph¸p chë næi, ®èt cäc hay ®èt giÕng ph¶i ®−îc ®Þnh t©m b»ng mét cäc tiªu dùng trªn mÆt giÕng, n»m trªn giao cña hai ®−êng trôc cña tiÕt diÖn cäc ( hoÆc giÕng). Çc ®−êng trôc kÐo dµi ®Õn mÐp thµnh vµ tõ çc ®iÓm nµy kÎ çc v¹ch th¼ng ®øng ë 4 phÝa th©n cäc hay th©n giÕng. §èt cäc chë ®Õn vÞ trÝ mãng vµ ®Þnh vÞ b»ng ph−¬ng ph¸p giao héi tia ng¾m, ®−a cäc tiªu ®Þnh t©m trïng víi vÞ trÝ t©m cña mãng trô. PhÐp ®o giao héi ®−îc kiÓm tra b»ng çc cäc trong hÖ thèng cäc ®Þnh vÞ trô ®� ®−îc x¸c ®Þnh tõ tr−íc, ng¾m th«ng qua nh÷ng v¹ch th¼ng ®øng trªn thµnh. C«ng viÖc ®Þnh vÞ nµy cÇn tiÕn hµnh thËn träng vµ chÝnh x¸c cho ®Õn khi ®èt cäc hay ®èt giÕng ch¹m xuèng ®¸y s«ng. NÕu ®� ch¹m ®¸y mµ vÉn sai lÖch ph¶i nhÊc lªn ®iÒu chØnh l¹i. §¸y s«ng cÇn ®−îc cao ®¹c vµ san ph¼ng tr−íc. ViÖc ®iÒu chØnh nhê hÖ thèng têi vµ neo ®Æt ë çc gãc cña hÖ næi theo sù chØ dÉn cña çc tr¹m m¸y kinh vÜ.

C¬ tuyÕn

D

A M0

C

C¬

tuyÕ

n

Phao c«ng t¸c

T1 T2 M3 B

Neo

GiÕng ch×m chë næi

Neo

α1

α2

β1

β2

H×nh 4.10 - §Þnh vÞ giÕng ch×m chë næi

Trong biÖn ph¸p ®óc t¹i chç trªn ®¶o, c«ng t¸c ®o ®¹c ®Þnh vÞ bao gåm viÖc x¸c

®Þnh vÞ trÝ tim trô trªn mÆt ®¶o, vÞ trÝ çc ®−êng trôc chÝnh, çc ®−êng trôc cña thµnh giÕng. C¨n cø vµo b¶n vÏ thiÕt kÕ, phãng d¹ng tiÕt diÖn th©n giÕng trªn mÆt ®¶o ®Ó xÕp ®Æt hÖ thèng tµ vÑt lãt ®¸y vµ l¾p dùng v¸n khu«n ®èt giÕng. Çc ®−êng tim giÕng x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p giao héi tia ng¾m, sau ®ã x¸c ®Þnh vÞ trÝ vµ kÝch th−íc b»ng ph−¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp.

§o ®¹c trong qu¸ tr×nh h¹ cäc nh»m ®¶m b¶o h¹ chÝnh x¸c vÒ vÞ trÝ trªn mÆt b»ng vµ theo ph−¬ng th¼ng ®øng.Dïng m¸y kinh vÜ dâi theo nh÷ng v¹ch th¼ng kÎ trªn çc mÆt bªn cña ®èt cäc nh− ®� nãi ë trªn ®Ó ph¸t hiÖn ®é xª dÞch cña cäc theo mÆt b»ng vµ ®é nghiªng cña cäc theo 2 mÆt ph¼ng th¼ng ®øng. Tõ ®ã ®iÒu chØnh viÖc h¹ cäc ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c theo yªu cÇu.

Trªn çc mÆt bªn cña thµnh giÕng hay cña cäc kÎ nh÷ng th−íc ®o chiÒu cao ®Ó theo dâi chiÒu s©u h¹ giÕng, x¸c ®Þnh cao ®é ®¸y mãng thùc tÕ. 4.2.4 - §o ®¹c çc kÝch th−íc kÕt cÊu :

Trong qu¸ tr×nh thi c«ng cÇu, ®Þnh vÞ mè trô lµ c«ng t¸c rÊt quan träng vµ gÆp nhiÒu khã kh¨n, ngoµi ra ®Ó ®¶m b¶o cho c«ng tr×nh thi c«ng ®−îc, cßn cÇn çc ®o ®¹c x¸c ®Þnh kÝch th−íc kÕt cÊu chÝnh x¸c.

Néi dung ®o ®¹c çc kÝch th−íc kÕt cÊu bao gåm :

180

- §o ®¹c kÝch th−íc,cao ®é cña çc phÇn mãng,th©n, mò mè trô, vÞ trÝ ®Æt gèi, kho¶ng çch tim gi÷a çc mè trô...

- §o ®¹c kÝch th−íc, h×nh d¹ng cña çc kÕt cÊu chÕ s½n ®−îc ®−a tíi c«ng tr−êng.

- Cao ®¹c nh÷ng vÞ trÝ quan träng, khèng chÕ nh÷ng vÞ trÝ kh¸c cña kÕt cÊu nhÞp nh− ®¸y dÇm,®Ønh dÇm,mÆt cÇu.

- §o ®¹c x¸c ®Þnh kÝch th−íc, h×nh d¹ng cña çc cÊu kiÖn ®óc t¹i c«ng tr−êng nh− nhÞp dÇm BTCT, b¶n mÆt cÇu, lÒ ng−êi ®i, d¶i ph©n çch, cét lan can...

- §o ®¹c x¸c ®Þnh vÞ trÝ,kÝch th−íc v¸n khu«n, cù ly ®Æt cèt thÐp trong khi thi c«ng.

C«ng t¸c ®o ®¹c çc bé phËn, chi tiÕt cÇn ®−îc tiÕn hµnh theo tõng b−íc cïng víi qua tr×nh thi c«ng.

Th«ng th−êng, khi ®o ®¹c ®Þnh vÞ mãng mè trô, ban ®Çu do ®iÒu kiÖn khã kh¨n nªn cã thÓ ch−a chÝnh x¸c. Sau khi ®µo xong hè mãng hoÆc ®ãng xong cäc, tiÕn hµnh x©y bÖ ph¶i x¸c ®Þnh l¹i ®Ó hiÖu chØnh cho vÞ trÝ chÝnh x¸c h¬n. Sau khi x©y xong bÖ mãng còng tiÕn hµnh nh− vËy ®èi víi th©n mè vµ th©n trô.§èi víi cao ®é còng ph¶i kiÓm tra theo tõng giai ®o¹n thi c«ng ®Ó kÞp thêi hiÖu chØnh, ®¶m b¶o kÝch th−íc xµ mò kh«ng bÞ thay ®æi do sai sè céng dån.

Víi cÇu thÐp l¾p t¹i chç ®ßi hái ®o ®¹c cù ly gi÷a çc gèi cÇu thËt chÝnh x¸c. §o cao ®é ®iÓm kª t¹i çc chång nÒ ®Ó kiÓm tra t¹o ®é vång. §Æc biÖt quan träng lµ ph¶i th−êng xuyªn theo dâi ®é vâng cña nhÞp trong qu¸ tr×nh l¾p hÉng, kÞp thêi xö lý khi thÊy kÕt qu¶ ®o v−ît qu¸ trÞ sè tÝnh to¸n.C«ng t¸c ®o ®¹c ®−îc tiÕn hµnh theo tr×nh tù thiÕt kÕ ®Ò ra, mçi sè liÖu ph¶i ®−îc ®o Ýt nhÊt 2 lÇn.

Trong thi c«ng ®óc hÉng kÕt cÊu nhÞp BTCT, cÇn ®o kiÓm tra ngay khi l¾p dùng ®µ gi¸o vµ v¸n khu«n x¸c ®Þnh chÝnh x¸c çc cao ®é, h−íng cña nhÞp vµ h×nh d¹ng kÕt cÊu. Sau khi ®óc xong mçi ®èt, c¨ng kÐo mçi ®ît cèt thÐp ®Òu ph¶i ®o kiÓm tra l¹i cao ®é vµ vÞ trÝ nhÞp. Nh÷ng kÕt qu¶ ®o ph¶i n»m trong dù kiÕn cña thiÕt kÕ. Trong biÖn ph¸p hÉng, nh÷ng sai lÖch vÒ vÞ trÝ sÏ g©y nh÷ng khã kh¨n rÊt lín cho giai ®o¹n hîp long. CÇn lËp s¬ ®å biÕn d¹ng cña kÕt cÊu nhÞp qua tõng giai ®o¹n thi c«ng ®Ó dÔ dµng ph©n tÝch nguyªn nh©n sai lÖch nµy vµ t×m biÖn ph¸p kh¾c phôc.

§èi víi kÕt cÊu nhÞp thi c«ng theo ph−¬ng ph¸p ®óc ®Èy cÇn chó ý nh÷ng néi dung ®o ®¹c sau :

- VÞ trÝ vµ cao ®é cña bÖ ®óc. - VÞ trÝ vµ cao ®é cña çc ô tr−ît trªn ®Ønh trô. §é chÝnh x¸c lÊy cao gÊp 2

lÇn so víi ®o ®¹c th«ng th−êng. 4.3 - §é chÝnh x¸c trong ®o ®¹c :

ChÊt l−îng cña c«ng t¸c ®o ®¹c lµ ®é chÝnh x¸c. Mçi lo¹i kÕt cÊu vµ mçi d¹ng c«ng tr×nh ®ßi hái møc ®é chÝnh x¸c kh¸c nhau. §iÒu kiÖn ®Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c theo yªu cÇu lµ :

- Ng−êi thùc hiÖn ph¶i cã ph−¬ng ph¸p lµm viÖc ®óng, cã tinh thÇn tr¸ch nhiÖm, cã tr×nh ®é chuyªn m«n vÒ nghiÖp vô ®o ®¹c vµ hiÓu biÕt vÒ x©y dùng cÇu.

- ThiÕt bÞ, dông cô ®o ph¶i ®−îc hiÖu chØnh th−êng xuyªn ®Ó ®¶m b¶o chuÈn x¸c vµ lµm viÖc æn ®Þnh víi ®é chÝnh x¸c cña m¸y t−¬ng øng víi ®é chÝnh x¸c do c«ng viÖc yªu cÇu.

181

Trong thi c«ng cÇu, chñ yÕu sö dông çc phÐp ®o dµi, ®o gãc vµ cao ®¹c víi yªu cÇu ®é chÝnh x¸c nh− sau : 4.3.1- §é chÝnh x¸c ®o dµi :

Dông cô ®o tr−íc khi sö dông cÇn ®−îc chuÈn l¹i vµ hiÖu chØnh kÕt qu¶ ®o theo nh÷ng yÕu tè ¶nh h−ëng sau :

- HiÖu chØnh do nh÷ng lÇn ®o kh¸c nhau - §é d�n dµi cña th−íc do chªnh lÖch nhiÖt ®é khi ®o vµ khi chuÈn th−íc - §é dèc cña ®−êng ®o so víi mÆt b»ng.

NÕu ®o b»ng mét lo¹i dông cô th× ph¶i ®o theo 2 h−íng : h−íng ®i vµ h−íng vÒ. NÕu ®o b»ng 2 hay nhiÒu lo¹i dông cô th× chØ cÇn ®o theo mét h−íng.

Khi lËp m¹ng l−íi tam gi¸c ®¹c, çc sai sè ®o dµi kh«ng ®−îc lín h¬n trÞ sè trong b¶ng 4.2

§èi víi cÇu dµi kh«ng qu¸ 100m, khi ®o kho¶ng çch gi÷a çc mèc ®Þnh vÞ tim cÇu, kho¶ng çch gi÷a çc tim mè trô, sai sè t−¬ng ®èi kh«ng ®−îc lín h¬n 1:5000.

§èi víi cÇu dµi trªn 100m, kho¶ng çch gi÷a çc mèc ®Þnh vÞ tim cÇu vµ phÇn trªn cña trô ph¶i ®−îc ®o ®¹c víi sai sè nhá h¬n trÞ sè cho phÐp duíi ®©y :

- CÇu dÇm thÐp vµ BTCT, vÞ trÝ tim ®¸ kª gèi xª dÞch trong kho¶ng ± 5cm. - CÇu vßm vµ cÇu khung ®óc t¹i chç, sai sè ®o ®¹c ph¶i nhá h¬n trÞ sè tÝnh ®−îc

theo c«ng thøc :

Δ L = ± ∑ +⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛n

Lnhip 5,06000

2

(cm) (4.3)

- CÇu vßm, cÇu khung b»ng thÐp hoÆc BTCT bÖ kª gèi cã kÝch th−íc rÊt h¹n chÕ, sai sè ®o ®¹c khèng chÕ theo c«ng thøc :

Δ L = ± ∑ +⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛n

Lnhip 5,0000.10

2

(cm ) (4.4)

trong ®ã : Ln - ChiÒu dµi mçi nhÞp ®o (cm). n - Sè nhÞp trªn ®o¹n cÇn ph¶i ®o.

Khi ®o ®Þnh vÞ tim mãng mè trô, trÞ sè sai sè ®o dµi cho phÐp ®−îc lÊy gÊp ®«i. Çc kÕt qu¶ ®o dµi b»ng th−íc thÐp víi lùc kÐo c¨ng tiªu chuÈn lµ 50N ph¶i hiÖu

chØnh theo nhiÖt ®é vµ ®é dèc mÆt ®Êt däc h−íng ®o theo c«ng thøc

B¶ng 4-2

chiÒu dµi cÇu

sai sè cho phÐp

(m) khi ®o chiÒu dµi cÇu

khi ®o chiÒu dµi c¬ tuyÕn

L≤ 200 200< L ≤ 500

500< L ≤ 1000 L > 1000

1:5000

1:15.000 1:25.000 1:40.000

1:10.000 1:30.000 1:50.000 1:80.000

182

L =n.l+ 1,25.10-5 ( t - t0 ) n.l - h

n l. ± d (4.5)

trong ®ã : L - ChiÒu dµi cÇn ®o. n - Sè lÇn kÐo th−íc ( hÕt chiÒu dµi cña th−íc ) l - ChiÒu dµi th−íc ®� ®−îc chuÈn t - NhiÖt ®é m«i tr−êng lóc ®o t0- NhiÖt ®é m«i tr−êng lóc chuÈn th−íc h- Møc chªnh cao gi÷a hai ®Çu th−íc trong mçi lÇn kÐo th−íc d- §o¹n d− lÇn kÐo cuèi.

4.3.2-§é chÝnh x¸c ®o gãc : C«ng tr×nh cµng lín th× yªu cÇu ®é chÝnh x¸c khi ®o gãc cµng cao. Ngoµi tr×nh ®é

cña b¶n th©n ng−êi ®o, ®é chÝnh x¸c cña thiÕt bÞ rÊt quan träng. Sai sè cho phÐp khi ®o gãc trong m¹ng l−íi ®o ®¹c, ®é khÐp gãc ®èi víi mçi tam gi¸c trong m¹ng vµ yªu cÇu m¸y mãc t−¬ng øng víi mçi lo¹i c«ng tr×nh lÊy theo b¶ng 4-3. 4.3.3- §é chÝnh x¸c khi ®o cao ®é :

Cao ®é cña çc mèc cao ®¹c trong ph¹m vi cÇu ph¶i ®−îc mãc víi nhau, sai sè kh«ng ®−îc v−ît qu¸ trÞ sè tÝnh theo c«ng thøc :

Δ h = ± 20 L (mm) ( 4.6) vµ kh«ng lín h¬n ± 10mm trong ®ã : L- kho¶ng çch cao ®¹c (km) Δh - sai sè cho phÐp ( mm)

Çc mèc cao ®¹c phô ph¶i dÉn tõ çc mèc gèc vµ ®o Ýt nhÊt 2 lÇn, sai sè kh«ng qu¸ ± 15 mm.

Víi çc cÇu dµi h¬n 200m, trªn mçi t−êng mè ®Æt 1 mèc cao ®¹c. Ph¶i cao ®¹c ®Ó x¸c ®Þnh cao ®é cña çc mèc nµy kh«ng Ýt h¬n 3 lÇn, sai sè b×nh qu©n kh«ng lín h¬n 10 mm. C©u hái tù kiÓm tra.

1- Vai trß cña c«ng t¸c ®o ®¹c, nh÷ng néi dung cÇn tiÕn hµnh vµ çch tæ chøc c«ng t¸c ®o ®¹c trªn c«ng tr−êng thi c«ng cÇu?

2- Nh÷ng d¹ng ®å h×nh cña l−íi khèng chÕ vÞ trÝ tim cÇu, ph¹m vi ¸p dông ? 3- §o ®¹c ®Þnh vÞ tim mè, trô cÇu theo ph−¬ng ph¸p trùc tiÕp däc theo tim chÝnh vµ

theo tim phô ?

Sai sè cho phÐp khi ®o gãc trong m¹ng l−íi ®o ®¹c B¶ng 4.3

chiÒu dµi cÇu (m)

Sai sè khi ®o gãc

( gi©y)

§é khÐp gãc trong tam gi¸c

(gi©y)

Dông cô ®o

Sè lÇn ®o quay vßng

L<200

200 ≤ L ≤ 500 500< L ≤ 1000

L > 1000

± 20 ± 7 ± 3

± 1,5

± 35 ±10 ± 5

±2

th−íc thÐp, kinh vÜ 30” th−íc thÐp, kinh vÜ 10” d©y thÐp, th−íc Inva kinh vÜ 1” th−íc In-va, kinh vÜ 1”

2 lÇn

3 3 3

183

4- §o ®¹c ®Þnh vÞ tim mè,trô cÇu theo ph−¬ng ph¸p gi¸n tiÕp. 5- TÝnh to¸n çc th«ng sè ®o ®¹c ®Þnh vÞ tim mè trô cÇu theo ph−¬ng ph¸p giao héi

h−íng ng¾m. 6- BiÖn ph¸p ®o ®¹c ®Þnh vÞ çc täa ®é cäc trong mãng cäc. 7- ¸p dông ph−¬ng ph¸p giao héi h−íng ng¾m ®Ó ®Þnh vÞ trong thi c«ng giÕng

ch×m. 8- Nh÷ng ph−¬ng ph¸p ®o ®¹c x¸c ®Þnh vÞ trÝ trô cÇu cong. 9- BiÖn ph¸p ®o ®¹c kiÓm tra vµ khèng chÕ kÝch th−íc çc bé phËn kÕt cÊu cÇu. 10- §¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c cña c«ng t¸c ®o ®¹c ®Þnh vÞ vµ x¸c ®Þnh kÝch th−íc kÕt

cÊu trong thi c«ng cÇu.

184

CHƯƠNG V THI CÔNG MÓNG KHỐI TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN

Móng khối dùng cho những trường hợp nền 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.

Điều kiện địa hình trong thời gian thi công móng thường là khô cạn hoặc nước ngập nông với chiều sâu ngập nước Hn ≤2 m. Thực tế những móng khối ngập nước phần lớn là móng đặt trên nền đá, chiều sâu đào nhỏ, nếu là nền đất nên đổi thiết kế sang các dạng móng khác tránh móng khối.Những móng mố cầu dầm, cầu vòm ở địa hình đồi núi, tầng địa chất là nền đá nằm gần với mặt đất tự nhiên được thiết kế là móng khối và mặt bằng thi công phải bố trí ở trên sườn dốc.

Biện pháp thi công móng khối trong tất cả các điều kiện địa hình đều thống nhất chung các bước như sau : thi công hố móng, xử lý đáy móng, lắp dựng ván khuôn, đổ bê tông móng, chống thấm và đắp lấp đất hố móng.

Trong mỗi bước thi công biện pháp công nghệ được lựa chọn căn cứ vào những yếu tố sau đây :

- Kích thước móng : diện tích đáy chiều cao móng. - Chiều sâu đặt móng. - Dạng đất nền: loại đất, điều kiện 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 rãi hay chật hẹp. - Điều kiện thuỷ văn : khô cạn hay ngập nước, ở trên cạn thì có hay không có

nước ngầm. Trong khu vực ngập nước thì mức nước ngập nông hay 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. Móng khối là loại móng có khối lượng thi công lớn, với diện tích đáy móng từ

80÷120m2 khối lượng đất đào hàng trăm khối, phải thi công trong nhanh chóng. Lượng bê tông đổ tại chỗ lên tới 700÷800m3 và phải áp dụng các công nghệ đổ bê tông khối lớn.

5.1- BIỆN PHÁP THI CÔNG HỐ MÓNG : 5.1.1- thi công hố móng bằng biện pháp đào trần :

Khối lượng đất đào từ hố móng lên thường rất lớn và thời gian để ngỏ hố móng không được kéo dài, vì vậy cần sử dụng các phương tiện cơ giới để nhanh chóng kết thúc giai đoạn đào hố móng và chuyển sang các công đoạn khác. Chỉ sử dụng nhân lực khi điều kiện mặt bằng thi công không cho phép triển khai máy móc và làm công việc sửa sang hoàn thiện phần đã đào bằng máy. Độ dốc của taluy hố móng đào trần lấy theo bảng 3-10 chương III. - Đào đất bằng máy ủi, kết hợp thủ công :

+Phạm vi áp dụng: Móng nằm trên địa hình dốc, đặc biệt là móng mố cầu. Độ dốc không vượt quá

300, chiều rộng không gian thao tác máy >8m. Đất cấp I÷III theo bảng phân loại đất thi

185

công cơ giới ( Phụ lục 2). Không bị úng nước. C Kp – hệ số rời. 7,5 - thời gian làm việc của máy h ( tính 0,5 giờ cho công tác bảo

dưỡng, bàn giao máy trước và sau khi làm việc). Kt – hệ số sử dụng thời gian của máy ( 0,72-0,75).

Khối lượng đất bằng thể tích chìm nhân với hệ số tơi xốp. + Cần cẩu dùng để vận chuyển đất, và chuyển vữa bê tông đổ lớp lót móng

số lượng 1 chiếc chọn theo tầm với. + Máy bơm chọn theo lưu lượng nước. + Máy trộn bê tông di động loại 250l... + Máy đầm bàn.

- Đào hố móng bằng máy đào gầu nghịch : + Phạm vi áp dụng : Đất cấp I-III theo bảng phân loại đất thi công cơ giới.Chiều sâu hố móng 4÷6 m.

Không có hiện tượng cát trôi, cát chảy, không bị úng nước.Địa hình thi công tương đối bằng phẳng, hoặc kết hợp máy ủi san tạo mặt bằng và làm đường công vụ. Làm việc kết hợp với xe chở đất tự đổ.

+ Biện pháp thi công : Đào đất bằng máy đào kết hợp nhân lực sửa sang taluy hố móng. Đất thải vận

chuyển bằng ôtô. Biện pháp đào đất trong hố móng không có chống vách bằng máy đào gầu nghịch đã trình bày trong mục 2.1.3 của chương 2. Thiết kế biện pháp dùng máy đào gầu nghịch phải chú ý những điểm sau :

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

+ 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.

186

Hình 5.2- Các hình thức di chuyển máy đào thi công hố móng đào trần. a) Di chuyển dọc theo chiều dài hố móng. b) Di chuyển cắt ngang hố móng.

Đường di chuyển của máy đào bố trí theo hai phương pháp :

a) Di chuyển dọc theo chiều dài hố móng : máy đào đứng ở vị trí tim của hố móng và đi giật lùi, đào lấy đất rồi đổ lên xe ben đứng ở bên vị trí đứng của máy đào và di chuyển dọc theo mép hố móng.Đất thải có thể đổ ở một phía bên cạnh mép hào.Cách di chuyển này, tay với của gầu đào chỉ phải quay một góc hẹp 45÷900, có thể đào đến vị trí ngay sát vị trí đứng nên đào được sâu tối đa so với khả năng với của tay gầu, máy ít di chuyển nên năng suất làm việc cao, sau khi đào từng đoạn hố móng dài từ 3÷4m máy lùi đến vị trí đứng mới.Biện pháp này phù hợp với dạng hố móng hẹp và chạy dài.

b) Di chuyển cắt ngang hố móng : máy đào đứng dọc theo chiều rộng của hố móng và bắt đầu từ một cạnh của hố móng. Máy đào đất và đổ đất vào xe ôtô vận chuyển

187

đứng ở kế bên. Đào đến đâu máy lùi dần cho đến hết chiều rộng của hố móng sau đó tiến lên vị trí mới theo đường cắt chéo để đào đoạn hố móng tiếp theo.Biện pháp di chuyển này đào được hố móng rộng, mỗi chu kỳ di chuyển của máy đào đào được 2÷3m chiều dài hố móng. Trong biện pháp này cũng có thể đổ đất sang bên cạnh hố móng nhưng phải sử dụng thêm các máy ủi để đẩy chuyển và vun đống đất thải.

+ Biện pháp tổ chức thi công : Mặt bằng thi công hố móng bao gồm phạm vi khu vực hố móng, vị trí đứng và di

chuyển của máy đào, đường vận chuyển cho ôtô và phạm vi của bãi chứa đất thải.Xung quanh hố móng phải có hàng rào cảnh báo cách mép hố móng 1m. Xung quanh mép hố móng cần có hệ thống rãnh thoát hoặc bờ con lươn để ngăn nước mặt thâm nhập vào trong hố móng nếu trong thời gian thi công gặp thời tiết mưa gió.

+Trình tự thi công bao gồm các bước : 1- San ủi tạo mặt bằng thi công. 2- Đào rãnh cắt nước. 3- Dựng hàng rào xung quanh hố móng. 4- Định vị hố móng, cắm cọc lên khuôn vị trí mép hố móng. 5- Đào hố móng bằng máy đào gầu nghịch kết hợp ôtô vận chuyển đất

thải.Sử dụng nhân lực để sửa taluy và dọn sạch đáy móng.Chỉ đào đến cao độ cách đáy móng 0,5m. Bố trí sẵn máy bơm nước để phòng nước ngầm và nước mưa.

6- Xác định mép hố móng của tầng dưới tiếp tục đào bằng thủ công đợt một 7- Tập kết vật liệu cho thi công lớp lót móng và phối hợp với tư vấn giám sát

để nghiệm thu đáy móng nhanh chóng. 8- Đào lớp đất phía trên đáy móng. 9- Nghiệm thu đáy hố móng. 10- Xử lý đáy hố móng bao gồm thi công lớp lót móng bằng bê tông mác

thấp và đào rãnh thoát xung quang hố móng, kiến thiết hố tụ và lắp đặt máy bơm nước.

11- Nghiệm thu đáy móng trước khi thi công móng. + Máy móc thi công gồm :

+ Máy đào gầu nghịch chọn theo dung tích gầu v (m3), tầm với tay gầu. Sản lượng giờ của máy đào xác định theo công thức (2.11).

+ Ôtô phối hợp cần xác định trọng tải xe G (kN), cự ly vận chuyển L (km) và xác định số lượng xe theo các công thức (2.12) và (2.13).

+ Cần cẩu dùng để vận chuyển đất, và chuyển vữa bê tông đổ lớp lót móng số lượng 1 chiếc chọn theo tầm với.

+ Máy bơm chọn theo lưu lượng nước. + Máy trộn bê tông di động loại 250l. + Máy đầm bàn.

5.1.2- Thi công hố móng có kết cấu chống vách : Trong hố móng có kết cấu chống vách ở đó thanh chống dọc và ngang của vành đai

khung chống cản trở đưa gầu của các loại máy làm đất vào lấy đất.Việc sử dụng máy đào gầu nghịch hay máy đào gầu ngoặm phụ thuộc vào cấu tạo của hệ khung chống như đã phân tích trong mục 2.1.3 của chương 2. Do đào bằng máy nên kết cấu chống vách cần phải chắc chắn và bền vững không chỉ đối với áp lực đất tĩnh mà còn chịu được các

188

va chạm của máy móc khi làm việc nên kết cấu chống vách phải là dạng tường ván ngang có kích thước định hình ( mục 3.4.3).

Khi thiết kế kết cấu khung chống của tường ván cần xem xét kích thước gầu của các

loại máy làm đất sẽ sử dụng đào lấy đất trong hố móng để bố trí cự li giữa các hàng văng chống sao cho việc thả gầu ngoạm hay lựa gầu đào của máy đào xuống cạp đất trong hố móng và cẩu lấy lên một cách dễ dàng.

Hình 5.3- Đào đất trong hố móng có chống vách. a) Dùng máy đào gầu thuận. b) Dùng máy đào gầu ngoạm

189

Khi đào đất bằng máy trong hố móng có tường ván vẫn cần có lực lượng lao động

thủ công phối hợp để làm các việc như lắp ván ngang chắn đất, đào xả đất ở các góc và cạnh hố móng ở những chỗ vướng khuất mà máy không với tới rồi chuyển ra vị trí thuận lợi để máy có thể xúc chuyển lên trên.

- Phạm vi áp dụng : Nền đất cấp I-III theo bảng phân loại đất thi công cơ giới.Không bị úng nước trong giai đoạn thi công.

- Biện pháp thi công : có thể sử dụng hai loại máy đào phụ thuộc vào dạng kết cấu của khung chống :

Nếu kết cấu khung chống chỉ gồm các thanh chống ngang thì sử dụng máy đào gầu nghịch, kết hợp ôtô chở đất.

Nếu khung chống bao gồm cả thanh chống ngang và thanh chống dọc, mặt hố móng bị phân thành những khoang nhỏ thì phải sử dụng máy đào gầu ngoạm. Đất thải được đổ ra bãi thải bố trí cách xa mép hố móng hoặc đổ lên ôtô chuyển ra xa.

Quá trình đào lấy đất trong hố móng kết hợp đồng thời với lắp đặt ván lát ngang chống vách hố móng, kết cấu và biện pháp lắp dựng từng ván xem mục 3.4.3.

Nếu sử dụng máy đào gầu nghịch, hướng di chuyển của máy dọc theo chiều dài của hố móng.

Khi dùng máy đào gầu ngoạm có thể bố trí máy đứng ở một vị trí phía đầu hố móng, do có tầm với xa nên máy có thể lấy đất ở các khoang trong hố móng.

Đào bằng máy đến cách cao độ đáy móng ( CĐĐM) 50cm thì dừng và đào nốt bằng thủ công. Đất đào bằng thủ công chuyển lên khỏi hố móng bằng cần cẩu và thùng chứa.

- Biện pháp tổ chức thi công: Mặt bằng thi công hố móng có chống vách thu hẹp hơn so với biện pháp đào trần vì kích thước miệng hố móng nhỏ, máy đào có thể đứng sát mép hố móng. Trên mặt bằng cần bố trí đường di chuyển của máy đào và đường vận chuyển của ôtô chở đất thải. Đối với máy đào gầu ngoạm cần chọn vị trí sao cho máy ít phải di chuyển nhất và góc quay cần khi làm việc nhỏ nhất.Trên mặt bằng cần bố trí bãi tập kết các kết cấu chống vách đặc biệt là ván lát ngang sẽ được chuyển dần xuống hố móng trong quá trình đào đất.

Xung quanh mép hố móng, tường ván nhô cao hơn so với mặt đất 0,25m để phòng ngừa đất đá rơi bất thường từ trên mép hố xuống hố móng khi đang có người làm việc. Có hàng rào cảnh báo và ban đêm có đèn báo hiệu.

Bố trí rãnh thu và thoát nước xung quanh khu vực hố móng đề phòng thời tiết mưa gió và có thể dẫn nước chảy ra khỏi khu vực hố móng nếu phải bơm nước từ trong hố móng lên. + Trình tự các bước thi công :

1- San ủi tạo mặt bằng thi công : đào bỏ gốc cây, phá dỡ các công trình kiến trúc cũ, bóc lớp hữu cơ, san mặt bằng, đào rãnh thoát nước, làm đường công vụ cho máy đào và ôtô vận chuyển, tạo bãi chứa cấu kiện kết cấu chống vách.

2- Đo dạc định vị hố móng, xác định đường biên mép hố móng trên mặt đất và theo mép đường biên xác định vị trí các cọc thép. Dùng búa rung đóng hạ các cọc thép chữ H số hiệu300 vào trong nền đến cao độ thiết kế.

3- Lắp khung chống liên kết các đầu cọc thép.

190

4- Đào đất trong hố móng, sau mỗi đợt đào sâu xuống từ 0,5÷1,0m thì lắp ván ngang và nêm chèn cho ván áp sát vào với vách hố móng.Đào đến cao độ cách đáy 0,5m thì dừng và đào tiếp bằng thủ công.

5- Tiếp tục đào bằng thủ công đến cao độ đáy móng. 6- Nghiệm thu đáy hố móng. 7- Xử lý đáy hố móng bao gồm thi công lớp lót móng bằng bê tông mác thấp và

đào rãnh thoát xung quang hố móng, kiến thiết hố tụ và lắp đặt máy bơm nước. 8- Nghiệm thu đáy móng trước khi thi công móng.

+ Thiết bị và máy móc thi công chính : + Cần cẩu 16 ÷25 Tấn. + Búa rung hạ cọc ván thép. + Máy đào gầu nghịch hoặc máy xúc gầu ngoạm chọn theo năng suất máy. + ôtô vận chuyển chọn phù hợp với máy đào. + Máy bơm chọn theo lưu lượng nước. + Máy trộn bê tông di động loại 250l. + Máy đầm bàn.

5.1.3 – Thi công hố móng trong điều kiện ngập nước: Hố móng của móng khối phải được đào trong điều kiện khô ráo vì phải đảm bảo

trạng thái nguyên thổ của nền đất phía dưới đáy móng, cho nên đối với nền đất nếu vị trị móng nằm trong khu vực ngập nước thì phải sử dụng các loại móng khác như móng cọc hoặc móng giếng, tránh dùng móng khối.

Điều kiện ngập nước đặt ra có thể gặp phải trong hai trường hợp sau : - Móng khối đặt trên nền đá, vị trí móng nằm trong khu vực ngập nước. - Khu vực móng không bị ngập nước nhưng bị ảnh hưởng của nước ngầm, mực

nước ngầm (MNN) cao hơn cao độ đáy móng và lưu lượng nước ngầm lớn. Đối với trường hợp móng trên nền đá ta phải sử dụng vòng vây ngăn nước, còn

trong trường hợp nền bị úng do nước ngầm phải tìm biện pháp làm khô nền đào trước khi đào đất trong hố móng. 5.1.3.1- Biện pháp đào hố móng trên nền đá trong khu vực ngập nước:

Nền để đặt móng chịu lực sau khi đã bóc hết và dọn sạch lớp phong hóa hoặc dập vỡ mạnh, chiều sâu đào đá từ 1,0÷2,0m. Mặt đá có thể lộ ngay ở đáy sông hoặc có thể ở dưới một tầng phủ bằng cát hoặc cuội sỏi.

Do phải đào lấy đất ở phía trong vòng vây và chân cọc không thể hạ sâu vào nền đá nên trong trường hợp này vòng vây ngăn nước không thể dùng cọc ván thép mà phải chọn loại vòng vây ngăn nước khác.

Nếu gặp dòng chảy hẹp, nước ngập nông có thể sử dụng biện pháp đắp đập ngăn nước ở hai phía thượng và hạ lưu, dùng ống cống tạm dẫn nước chảy qua khu vực thi công rồi bơm cạn nước. Thân đập phải dùng đất thịt hoặc cát chứa trong các bao tải và xử lý nền đập để không xảy ra hiện tượng cát trôi. Ống cống có diện tích thoát đủ lưu lượng nước thường xuyên và tránh phạm vi đào móng. Biện pháp này chỉ được áp dụng cho dòng chảy nhỏ và trong thời gian thi công chắc chắn không xảy ra mưa lũ.

Nếu nền đá lộ ra trên mặt đất tự nhiên, lòng suối không bằng phẳng thì nên sử dụng vòng vây đất quây xung quanh khu vực thi công.Vòng vây gồm những khung lồng gỗ đặt nối tiếp nhau xuống dưới đáy dòng chảy, nhô cao hơn MNTC 0,5m.Gặp những chỗ nhấp nhô dùng bao tải cát kê đệm cho tương đối bằng phẳng. Các lồng gỗ này được giằng chống lại với nhau cho ổn định.Bên trong lồng gỗ dùng ván hoặc cây nhỏ lát chặn

191

và đổ đất không thấm. Sau khi đắp kín vòng vây thì tiến hành bơm cạn nước. Máy bơm nước có lưu lượng gấp hai lần lưu lượng dự kiến để đề phòng đáy nền có nhiều khe nứt nước có thể thấm qua.

Hình 5.4- Bố trí vòng vây đất để thi công hố móng trong nền đá bị ngập nước Trường hợp vị trí móng nằm trong dòng chảy rộng, nước ngập sâu nên sử dụng

thùng chụp để ngăn và bơm cạn nước trong vòng vây trước khi tiến hành đào phá đá trong hố móng.

Kết cấu thùng chụp xem trong chương 3 mục 3.5.5. Khi sử dụng thùng chụp phải kết hợp với lớp bê tông vành khăn là lớp bê tông đổ chèn xung quanh bên trong thùng chụp để ngăn nuớc có thể chảy từ khe hở giữa đáy thùng chụp với nền thiên nhiên vào hố móng.

Hình 5.5- Biện pháp đào hố móng trong nền đá ngập nước a)Hạ thùng chụp và đổ bê tông vành khăn.b) Đào đá trong vòng vây bơm cạn nước

1-chân khay.2-ống đổ bê tông. 3-bê tông vành khăn. 4- máy nén khí. 5- thùng chứa

Biện pháp thi công tiến hành như sau : Dùng máy đào gầu dây hoặc máy đào gầu ngoạm đào dọn hết tầng phủ trên mặt

nền đá sau đó hạ thùng chụp xuống sát đáy nhờ kết cấu bó đáy thùng chụp (mục 3.5.5).Dùng các bao tải cát thả xuống đắp thành chân khay chặn xung quanh phía ngoài của thùng chụp.Đổ lớp bê tông vành khăn bằng biện pháp rút ống thẳng đứng, chờ cho

192

lớp bê tông này đủ cứng (sau 2 ngày) bơm cạn nước trong vòng vây. Để có thể bơm cạn nước cần đào một góc sâu hơn xuống thành hố tụ để tập trung nước về phía đó.

Đào lớp đá phong hóa bằng búa hơi ép và vận chuyển đá thải đựng trong các thùng chứa lên khỏi hố móng bằng cần cẩu.Trong quá trình đào hố móng phải có máy bơm nước thường trực và hoạt động thường xuyên. Nếu khối lượng đào phá đá lớn có thể áp dụng biện pháp nổ mìn lỗ nhỏ có che chắn. Sau mỗi lần nổ phá dùng máy xúc bốc, xúc đá thải đưa lên khỏi hố móng. Kích thước hố móng đào trong đá lớn hơn kích thước của bệ móng mỗi chiều không quá 5cm để có thể sử dụng thành đá của hố móng để làm ván khuôn. 5.1.3.2- Kỹ thuật xử lý làm khô khu vực nền đào.

Khi nền đào bị úng do mực nước ngầm cao hơn cao độ đáy hố móng, cần phải được làm khô trước khi đào đất trong hố móng. Biện pháp hữu hiệu là hạ mực nước ngầm bằng các ống hút giếng khoan đường kính nhỏ. Đầu hút là một ống kim lọc đường kính ∅=60÷ 80 mm, dài 1,7m được cắm sâu xuống nền bằng biện pháp xói rửa, các đầu hút nối với ống hút đường kính ∅=38÷55mm chiều dài 5÷7m nối vào đường ống tập trung nước đường kính ống ∅=75÷125mm, sau đó dẫn đến trạm bơm thu nước( Hình 5.6)

Các đầu hút cắm hai bên hố móng, cách mép hố từ 1,0÷ 1,5m và đầu hút thấp hơn đáy hố móng 0,9÷1,2m, bố trí ống cách nhau 0,8÷1,6m.

Cách tính lượng ống hút giếng khoan làm khô nền hố móng như sau: - Giả thiết cự li ban đầu giữa các ống giếng khoan r0 = 0,8; 1,2 hoặc 1,6 m. - Tính lưu lượng một đầu hút :

( )

0

21,336

lg lgH S S

q kR r

−=

− (m3/h) (5-3)

- Tính lưu lượng nước cần hút cho nền hố móng :

( )

0

21,366

lg lgH S S

Q kR R

−=

− (m3/h) (5-4)

- Xác định số lượng đầu hút : Qn mq

= (5-5)

- Tính cự li giữa các giếng hút :

nếu bố trí các giếng hút theo hai hàng biên 2Lrn

= (m) (5-6a)

nếu bố trí các giếng hút khép kín quanh hố móng ( )2 L B

rn+

= (m) (5-6b)

r ≥r0 và r > 15 d trong đó d - đường kính ống hút (m) - Nếu không thỏa mãn điều kiện trên thay r = r0 vào công thức (5-3) và tính lại. - Kiểm tra lại chiều cao hạ mực nước ngầm :

( )2 lg lg1,366

Qh H R rk

= − − ( m ) (5-7)

h ≥ S. trong các công thức trên :

H- chiều cao mực nước ngầm tính từ MNN đến điểm hút (m)

193

S- chiều sâu hạ mực nước ngầm tính từ điểm cao nhất của đường chênh lệch mực nước sau khi đã bơm hút hoàn thành ( hình 5.6)

R- bán kính ảnh hưởng của một đầu hút 1,95R S kH= k- hệ số thấm (m/h) m- hệ số dự trữ.

R0 – bán kính qui đổi của diện tích hố móng 0ARπ

= .A- diện tích hố

móng(m2) B,L - cự li giữa hai hàng ống ngoài cùng theo phương ngang và theo phương

dọc hố móng. Hệ số thấm của một số loại nền Bảng 6-1

Loại nền k Lo¹i nÒn k Đất sét <0.005 Cát vừa đều 35-50 Sét bùn 0.005-0.1 Cát thô 20-50 Đất mùn 0.1-0.5 Cát thô dều 60-75 Hoàng thổ 0.25-0.5 Sỏi 50-100 Cát nhỏ 0.5-1.0 Sỏi cuội 100-500 Cát mịn 1.0-5.0 Đá cuội không lẫn tạp chất 500-1000 Cát hạt vừa 5 -20 Đá ít nứt nẻ 20-60 Cát lẫn sét 20-25 Đá nứt nẻ mạnh 760

160

B /6

B

a) b)

1

2

3

MNN H

S

1

5

4

6

120

Hình 5.6- Hạ mực nước ngầm bằng các ống hút giếng khoan đường kính nhỏ. a) Bơm xả khi cắm ống.b) Khi hút nước.

1- đầu lọc. 2- đường ống chính tập trung nước. 3- máy bơm. 4-lưới lọc. 5- van bi. 6- đường ống hút.

5.2- XỬ LÝ ĐÁY MÓNG :

194

5.2.1- Biện pháp xử lý đáy móng là nền đất : Khi đất trong hố móng còn cách đáy móng 0,5m cần phải đào bằng biện pháp thủ

công để giữ trạng thái nguyên thổ của nền. Khi đào gần đến cao độ đáy móng, phải đào một cách thận trọng, chỉ được lấy đất đi

không được đắp bù vào. Tổ chức cho công nhân đào từng lớp mỏng 15÷20 cm, đào đến đâu lấy hết đất đi đến đấy. Cán bộ kỹ thuật phải có mặt thường xuyên trong hố móng để kiểm tra cao độ và giám sát kỹ thuật đào lấy đất.

Phải tổ chức các công việc chu đáo để có thể ngay khi đào xong hố móng là tiến hành đổ bê tông móng, tránh để ngỏ lâu ảnh hưởng đến điều kiện ổn định của nền. Nếu do những nghuyên nhân nào đó mà phải chờ một thời gian mới đổ bê tông móng thì để chừa lại 0,1÷0,2m ngay trước khi đổ bê tông tiến hành đào nốt và tạo phẳng bằng lớp đệm móng.

Vai trò của lớp đệm móng : - Bảo vệ nền đất dưới đáy móng không bị phá hoại do đi lại dẫm đạp trong

quá trình chuẩn bị đổ bê tông bệ móng. - San phẳng đáy móng, tạo thành lớp lót giữ sạch cho cốt thép và chống mất

nước xi măng. Lớp đệm móng không có vai trò chịu lực, nhưng có tác dụng đảm bảo chất lượng

cho bê tông móng. Lớp đệm móng có cấu tạo theo một trong hai dạng :

- Hỗn hợp dăm cát có chiều dày 15cm đầm chặt, nếu gặp nền sét ướt.Trước khi đổ lớp đệm dăm,cần hớt bỏ lớp đất nhão bên trên,rải và san lấn dần và đầm cho lớp hỗn hợp này thâm nhập một phần vào trong nền.

-Vữa bê tông mác thấp dày 10cm.Biện pháp dùng vữa bê tông mác thấp để lót móng là hiệu quả nhất vì nó tạo ra mặt nền ổn định, sạch sẽ có thể láng phẳng để tạo mặt ván đáy chính xác cho bệ móng. Đặc biệt nếu đáy bệ có lưới cốt thép thì việc dùng bê tông lót móng là bắt buộc. Bê tông lót móng đổ trực tiếp lên mặt nền vừa đào lấy đất, san phẳng và vỗ qua một lần bằng đầm tay. Nếu nền có hiện tượng thấm nước, dùng hỗn hợp bê tông khô rải lên và đầm, bê tông sẽ ngấm nước và ninh kết.

Cao độ lớp lót không được cao hơn cao độ thiết kế của đáy móng. 5.2.2- Biện pháp xử lý đáy móng là nền đá :

Không ít trưòng hợp đáy móng đặt trên nền đá. Đào bóc đi lớp bề mặt phong hoá bình quân 0,5m mục đích là bỏ lớp đá cường độ thấp và tạo phẳng.

Tẩy lớp phong hoá bằng búa hơi ép, nếu khối lượng lớn có thể áp dụng biện pháp nổ mìn lượng nhỏ, có che chắn. Đá thải được xúc vào thùng chứa và chuyển lên khỏi hố móng bằng cần cẩu.

Sau khi tẩy lớp phong hoá tiến hành chôn neo chống trượt trên mặt đá. Khoan những lỗ khoan ∅42mm, l=50cm theo sơ đồ mắt sàng, khoảng cách

a=50cm.Dùng vòi nước rửa sạch lỗ khoan. Nhồi vữa xi măng cát tỉ lệ 1:2 vào đầy các lỗ khoan,chú ý không để tạo các túi khí trong lỗ. Neo là các thanh thép ∅32 có gờ dài 100cm đóng vào các lỗ đã nhồi vữa cho đến sát đáy.

Sau khi chôn neo, dùng vữa bê tông láng một lớp dày 10 cm khắp lượt đáy móng để tạo phẳng bằng với cao độ thiết kế của đáy móng.

5.3- BƠM NƯỚC TRONG HỐ MÓNG :

195

Không được để đáy móng ngâm trong nước, đặc biệt trong thời gian đổ bê tông và khi bê tông móng đang ninh kết không để nước ngập đến cao độ đáy móng.Vì vậy cần bố trí bơm thường xuyên hạ mực nước xuống thấp hơn cao độ đáy móng cho đến khi bê tông bệ móng kết thúc ninh kết ( sau 4 giờ kể từ khi kết thúc đổ bê tông ).

Nước thâm nhập vào hố móng gồm những nguồn sau : - Nước ngầm : qFQng 6,1= ( m3/h) (5-8) trong đó F- diện tích thấm ( m2) q – cường độ thấm qua 1m2 đáy móng (m3/h.m2)

Loại nền q Cát mịn 0,15÷0,25 Cát vừa 0,3÷0,5 Cát lẫn sỏi 1,0÷3,0

- Nước mưa : 24m

mAhQ = ( m3/h ) (5-9)

m- hệ số dự trữ bằng 1,5 A- diện tích đáy hố móng (m2) h-lượng mưa ngày ở khu vực làm cầu, tính trong mùa đang thi

công, tra theo bảng lượng mưa. - Nước tụ có sắn trong hố móng do bơm rửa vệ sinh đáy móng Qtu

Lưu lượng nước thâm nhập vào hố móng trong một giờ do cả ba nguồn : Q= Qtu + Qng +Qm Làm rãnh thoát xung quanh đáy hố móng, độ dốc dọc 0,6% để dẫn về 1 hoặc 2 hố

tụ bố trí ở góc của hố móng. Dung tích của hố tụ sao cho trong 1 giờ chứa được hết lượng nước Q trên. Máy bơm hoạt động không dưới 10 phút. Xung quanh hố tụ dùng gỗ kè để chống sụt lở và lấy đá dăm hoặc đá sỏi lót đáy hố. 5.4- ĐỔ BÊ TÔNG MÓNG KHỐI :

Móng khối không có cốt thép chịu lực, nếu có thể thì chỉ thiết kế một lớp lưới đáy móng bằng cốt thép đường kính lớn để tăng cường.

Khi chuẩn bị đổ bê tông móng phải đặt ngay cốt thép chờ của thân mố hoặc thân trụ vào trong bệ móng và có biện pháp cố định không cho chúng dịch chuyển trong quá trình đổ và đầm bê tông. Để tiết kiệm, các thanh cốt thép không nên cắt rời mà phải tận dụng hết chiều dài của thanh thép, vì vậy cốt thép đứng của thân mố hoặc thân trụ được chôn vào bệ móng với chiều dài thiết kế hoặc chiều dài cán sẵn của thanh thép. Nếu bệ móng có bố trí cốt thép thì các thanh cốt thép chờ được hàn vào khung cốt thép của bệ.Trường hợp bệ không có cốt thép phải thiết kế thêm khung cốt thép định vị các thanh cốt thép chờ.

Ván khuôn móng là những tấm ván ghép sẵn bằng gỗ hoặc bằng thép có chiều cao từ 0,7÷1,0m chiều dài 2m dựng quanh chu vi móng. Các tấm ván được liên kết với nhau bằng hệ thống thanh nẹp và đinh,để chống áp lực vữa đẩy từ bên trong ta dùng các thanh chống bên ngoài, chống xiên hoặc văng vào thành vách hố móng. Để chống dính bám của bê tông vào mặt ván, tạo điều kiện tháo dỡ ván khuôn dễ dàng, trên khắp mặt ván dùng dầu chống dính quét một lượt vừa đủ thấm không đẫm quá ảnh hưởng đến bê

196

tông. Ván khuôn phải tính toán theo các yêu cầu chịu lực và về độ cứng. Cấu tạo chi tiết của ván khuôn và phương pháp tính đã trình bày trong mục 2.5 của chương 2.

Bê tông mỗi một bậc của bệ móng được đổ liên tục trong một đợt.Trường hợp khối lượng một đợt đổ quá lớn, cần thiết chia khối tổ chức đổ bê tông thành nhiều đợt và xử lý mối nối thi công giữa các khối.

Cách chia khối chủ yếu là theo mạch ngang. Bê tông đổ khối dưới phải chờ một thời gian mới tiếp tục đổ đợt bê tông khối trên khi cường độ bê tông của khối dưới đạt ít nhất là 1,2Mpa ( khoảng sau 3 ngày). Khi diện tích đổ bê tông rất lớn có thể chia khối theo cả mạch ngang và mạch dọc, nhưng đối với mỗi khối diện tích đổ bê tông phải ≥50m2.

Để đáp ứng yêu cầu đổ bê tông liên tục năng suất của các phương tiện cung cấp vữa phải được tính toán

Tốc độ đổ bê tông là tốc độ vữa dâng trong khuôn xác định theo công thức :

.mong

bt

Vh

mTF= (m/h.m2) ( 5-10)

m- hệ số sử dụng thời gian 0,9 T- thời gian đổ xong bê tông móng ( h).

Tốc độ đổ bê tông phải đảm bảo sao cho khi đầm lớp trên không ảnh hưởng đến bê tông lớp dưới đang ninh kết.Như vậy h phải thoả mãn điều kiện :

vcttRh

−≥

25,1 (m ) ( 5-11)

R- chiều sâu tác dụng của đầm ( m) t- thời hạn linh động của vữa bê tông(nếu khônng dùng phụ gia lấy bằng 4giờ tvc- thời gian vận chuyển vữa kể từ lúc trút ra khỏi máy đến lúc đổ bê tông (h) Để có thể đổ bê tông được liên tục năng suất của máy trộn, của phương tiện vận

chuyển và cấp vữa phải đảm bảo : Q= h.Fbt (m3/h) Fbt- Diện tích đổ bê tông lấy bằng diện tích đáy móng (m2) Do đặc điểm của móng khối là trong thời điểm thi công, móng nằm trong khu vực

không bị ngập nước nên việc vận chuyển vữa bê tông từ nơi trộn đến vị trí đổ bê tông là thuận lợi. Vận chuyển vữa phải đảm bảo yêu cầu không làm mất nước trong vữa bê tông, không để vữa bê tông bị phân tầng và thời gian vận chuyển phải được tính vào thời gian ninh kết của vữa ( 5-11) do vậy phương tiện vận chuyển phải không làm ảnh hưởng đến tiến độ thi công. Ngoài ra còn phải xét đến hiệu quả kinh tế. Những điều trên phải được tính đến trong khi lập thiết kế tổ chức thi công móng. Nguồn cung cấp vữa bê tông cho móng:

+ Tổ chức trộn vữa ngay tại mặt bằng thi công móng.Số lượng máy trộn xác định bằng khối lượng vữa Q cần cung cấp trong một giờ chia cho năng suất P của một máy trộn cộng thêm một máy trộn dự phòng để đảm bảo đổ

Hình 5.7- Cách phân khối đổ bê tông

197

bê tông liên tục. + Lấy vữa bê tông từ trạm trộn tập trung của công trường và vận chuyển vữa ra vị

trí thi công móng bằng máy bơm bê tông, máy có thể bơm đi xe 200m và lên cao 30m, ống bơm vữa dẫn ra tận hố móng và có thể rót trực tiếp vào khuôn nếu chiều cao vữa rơi không vượt quá 1,5m.

+ Mua vữa bê tông của nhà máy và vận chuyển đến mặt bằng thi công bằng xe Mix chuyên dụng.

Trên mặt bằng thi công vữa chuyển từ miệng hố móng và rót vào khuôn phải đảm bảo sao cho chiều cao vữa rơi không quá 1,5m để đảm bảo không bị phân tầng. Để giảm chiều cao vữa rơi, tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình, chiều sâu hố móng và biện pháp vận chuyển vữa mà áp dụng những biện pháp sau:

+ Dùng máng nghiêng, nếu tổ chức trộn ngay trên miệng hố móng,đặc biệt là khi thi công trong điều kiện địa hình sườn dốc ( Hình 5.8)

Hình 5.8- Tổ chức trộn vữa ngay tại miệng hố móng và rót vữa vào khuôn bằng máng nghiêng. 1- máy trộn.2- sàn công tác. 3- máng nghiêng. 4- cọc ván. 5- bệ móng

Máng nghiêng đóng bằng gỗ,hoặc dùng tôn uốn đặt trên khung đủ cứng để có thể

gắn đầm rung vào cạnh máng sao cho vữa có thể chảy đi một cách dễ dàng. + Đối với móng khối thi công trong hố móng đào trần có không gian rộng và

thoáng, chiều sâu không lớn thì có thể đổ bê tông bằng thùng chứa. Thùng chứa hàn bằng thép, có dung tích 0,5 ÷ 1m3, dạng hình phễu, đáy thùng có cửa xả. Trút vữa vào thùng chứa và dùng cần cẩu chuyển xuống dưới hố móng, khi thùng xuống gần sát bề mặt đổ bê tông công nhân rút cửa xả cho vữa từ từ trút xuống,vừa trút vừa di chuyển miệng phễu để san vữa cho đều.

+ Dùng ống vòi voi nếu không thể cấp vữa trực tiếp xuống sát bề mặt bê tông vì những lý do sau:

- Dùng máy bơm vữa, ống bơm chỉ đưa đến miệng hố móng. - Khung cốt thép chờ không cho phép đưa thùng chứa xuống hố móng, từ cao

độ mặt sàn ngang với cao độ miệng hố móng xuống đến bề mặt đổ bê tông có chiều cao lớn hơn 1,5m.

-

198

Hình 5.9- Những biện pháp đổ bê tông móng khối trong hố móng a) Đổ bằng thùng chứa. b) Đổ bằng xe bơm vữa. c) Đổ bằng ống vòi voi.

1- xe Mix.2-xe bơm. 3- ống bơm bê tông dẫn từ máy bơm. 4- Phễu đón vữa. 5- ống vòi voi.

Để giảm chiều cao vữa rơi, vữa rót qua phễu và chảy theo ống vòi voi và trút vào khuôn. Ống vòi voi là một chuỗi những đoạn ống hình nón cụt gò bằng tôn mỏng lồng vào nhau nhờ những móc treo.Trong lòng mỗi ống có gắn thêm một lưỡi xẻng nhỏ chìa ngang ra để hạn chế tốc độ rơi xuống của vưã.Vì móc từng đốt với nhau nên ống vòi voi làm việc như một ống mềm có thể kéo di chuyển miệng ống đến những vị trí trút đổ khác nhau trong phạm vi diện tích đổ bê tông.Khi vữa dâng đến đâu có thể tháo ngắn bớt ống đi đến đấy.

+ Vữa bê tông vận chuyển bằng xe Mix, khi đến vị trí đổ vữa được trút dần sang thùng chứa và dùng cần cẩu rót vào khuôn hoặc trút sang xe bơm, sau đó xe bơm bơm bê tông vào khuôn. Đổ và đầm bê tông :

Vữa phải được san đều thành từng lớp phẳng chiều dày 30cm và đầm lần lượt từng lớp.Khi đầm,dưới tác dụng chấn động của đầm,vữa xi măng tăng độ linh động và chảy như một dung dịch làm cho các hạt cốt liệu chuyển dịch sát vào nhau, khe hở giữa các hạt được vữa xi măng lấp đầy, những bọt khí hình thành và chứa trong khối vữa thoát lên trên mặt vữa. Bê tông được đầm có độ chặt cao không bị rỗ,xốp, lấp đầy khuôn và chất lượng bề mặt của bê tông nhẵn, mịn.Nếu đầm nhiều,bê tông sẽ bị phân tầng, giảm chất lượng,vì vậy chỉ đầm đến khi thấy trên mặt vữa xuất hiện lớp hồ xi măng thì dừng.

Phải chuẩn bị các phương án cung cấp năng lượng, máy móc thiết bị thay thế để không bị dừng đổ bê tông giữa chừng . Trường hợp thời tiết quá xấu ảnh hưởng đến chất lượng bê tông thì có thể dừng.Trước khi dừng phải tiến hành xử lý bề mặt bê tông đảm bảo liên kết tốt giữa hai đợt đổ. Kỹ thuật xử lý bề mặt :

Do những nguyên nhân bất khả kháng không thể tiếp tục đổ bê tông, phải nhanh chóng đầm cho đạt yêu cầu, san bề mặt bê tông tạo mui luyện cho nước chắt ra có thể chảy tới xung quanh thành, ở mép ván thành khoan một số lỗ nhỏ để nước có thể chảy

199

thoát ra ngoài, dùng đá dăm kích cỡ 6÷8cm rửa sạch cấy lên bề mặt bê tông theo cự li 25×25 cm để tạo nhám. Tuyệt đối không được để có vũng đọng trên bề mặt bê tông. Dùng vật liệu che phủ lên bề mặt bê tông phòng tránh nước mưa rửa trôi vữa xi măng. Nếu dừng không quá 30 phút có thể thi công được thì tiếp tục đổ cho xong, nếu dừng lâu hơn thời gian trên phải chờ cho đến khi bê tông đạt cường độ 1,2Mpa mới được thi công tiếp.

Khi đổ bê tông đến cao độ dự kiến gọi là điểm dừng kỹ thuật, ở những chỗ nối tiếp với thân mố hoặc thân trụ thực hiện biện pháp tạo nhám như nêu trên, ở vị trí còn lại hoàn thiện bề mặt cho nhẵn và dốc đều ra phía ngoài.Sau khi đổ bê tông 3 giờ nếu trời nắng nóng, và 10 giờ nếu trời râm mát dùng vật liệu xốp nhẹ che phủ bề mặt tránh nắng trực tiếp gây rạn nứt bề mặt bê tông và tưới nước bảo dưỡng cho bê tông. Bảo dưỡng bê tông :

Bảo dưỡng là giữ ẩm tạo điều kiện cho quá trình thuỷ hoá trong bê tông được hoàn tất. Nếu sử dụng phụ gia tạo lớp phủ bề mặt giữ nước trong khối bê tông thì không cần tưới nước bảo dưỡng, tuy nhiên phụ gia này còn chưa được dùng phổ biến cho nên việc bảo dưỡng bê tông bằng tưới nước thường xuyên vẫn là biện pháp hữu hiệu.Trong mùa khô tưới nước được duy trì trong 7 ngày đêm, trong 3 ngày đầu ban ngày cách 3 giờ tưới nước 1 lần, ban đêm ít nhất tưới 1 lần.Các ngày sau tưới ít nhất 3 lần trong 1 ngày đêm. Nếu dùng các vật liệu che phủ giữ ẩm thì số lần tưới nước giảm đi. Thời điểm tháo dỡ ván khuôn:

Ván khuôn thành được dỡ khi cường độ bê tông đạt 2,5Mpa. Sau khi dỡ ván khuôn có thể tiếp tục thi công bậc trên của móng hoặc kết cấu thân trụ. 5.5- ĐẮP ĐẤT LẤP HỐ MÓNG :

Hố móng được đắp lấp trở lại khi phần xây, lắp đã vượt lên trên khỏi cao độ mặt đất tự nhiên ít nhất là 1,0m.

Chỉ được tiến hành lấp đất khi phần móng bị lấp được kiểm tra và nghiệm thu chất lượng, cùng với sự chấp thuận của kỹ sư tư vấn.

Sau khi nghiệm thu phần bê tông, tiến hành quét nhựa đường đun nóng phủ kín bề mặt móng để chống thấm.

Đắp lấp đất được thực hiện theo thiết kế. Đất dùng để đắp là đất không lẫn rác và các chất hữu cơ, có độ ẩm tự nhiên. Dỡ hết các cây chống và ván lát, dỡ đến đâu đắp đất đến đó để ngăn không cho thành hố móng bị sập xuống. Đắp đều bốn xung quanh hố móng theo từng lớp 0,2m và đầm kỹ bằng máy đầm .

Nếu dùng tường ván ngang định hình thì tháo chống và ván lát tương ứng với quá trình đắp đất, cọc thép nhổ sau cùng khi đã đắp lên đến cao độ mặt đất. Dùng búa nhổ cọc chuyên dụng loại ỉ-2 và èỉ-2 để nhổ các cọc thép.

5.6- TỔ CHỨC THI CÔNG MÓNG KHỐI : Thi công móng khối gồm ba giai đoạn chính là đào hố móng, đổ bê tông móng và

đắp đất lấp hố móng, trong mỗi giai đoạn có các công đoạn nhỏ, tất cả làm thành một dây chuyền được thực hiện theo một trình tự nhất định và tiến hành ngay tại mặt bằng thi công của móng.

200

Nội dung của tổ chức thi công là qui hoạch mặt bằng thi công, bố trí máy móc, thiết bị và nhân lực, chuẩn bị vật liệu và cung cấp năng lượng để thực hiện các công đoạn thi công một cách liên tục theo một trật tự thống nhất.

Khi thiết kế tổ chức thi công móng khối cần chú ý tính thống nhất và tính hợp lý

giữa các công đoạn, ví dụ giữa biện pháp đào đất trong hố móng với dạng kết cấu chống vách, giữa bố trí bãi đất thải với biện pháp đắp đất lấp hố móng và san trả lại mặt bằng.

Hình 5.10 – Hình thức thể hiện biện pháp thi công chỉ đạo móng khối

Móng là một bộ phận của mố và trụ, việc thi công móng chỉ là một hạng mục trong hạng mục lớn là mố hoặc trụ cho nên khi chọn các biện pháp thi công móng phải xét đến việc phối hợp sau này của các công đoạn thi công phần thân mố hoặc thân trụ.

Qui hoạch mặt bằng thi công là khâu quan trọng trong tổ chức thi công của bất kỳ hạng mục nào trong đó có thi công móng khối. Mặt bằng có không gian đủ rộng để thao tác các công việc, có bố trí xắp xếp hợp lý để vận hành các thiết bị được thuận lợi và an toàn. Sau mỗi một công đoạn, bố trí thi công trên mặt bằng có thay đổi nhưng phải tận dụng được cách tổ chức của công đoạn trước và không ảnh hưởng đến việc thực hiện của công đoạn tiếp sau, như vậy không bị mất thời gian cho việc trung chuyển bố trí lại mặt bằng thi công.

Trong hồ sơ thiết kế kỹ thuật (phần đề xuất biện pháp thi công) và trong hồ sơ thiết kế tổ chức thi công một nội dung quan trọng là biện pháp thi công chỉ đạo. Các bản vẽ này phải trình bày dây chuyền tổ chức thi công theo biện pháp được chọn bằng các hình vẽ liên hoàn. Bản vẽ không yêu cầu kích thước chi tiết và tỉ lệ chính xác nhưng phải cân đối và phản ánh đúng đối tượng cần thể hiện như : kết cấu của hạng mục thi công, điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn, dạng kết cấu của công trình phụ trợ, sơ đồ mô tả biện pháp công nghệ, sơ đồ mô tả loại máy móc hoặc thiết bị kiến nghị sử dụng. Bản vẽ biện pháp thi công chỉ đạo là một tài liệu kỹ thuật sử dụng ngôn ngữ kỹ thuật là hình vẽ để trình bày ý tưởng thi công.Trong bản vẽ có thuyết minh cho mỗi bước thi công, những thuyết minh cần ngắn ngọn và cô đọng. Những hình vẽ minh họa trong giáo trình có thể tham khảo sử dụng như những sơ đồ công nghệ trong những bản vẽ biện pháp thi công chỉ đạo trong hồ sơ thiết kế tổ chức thi công.

201

CÂU HỎI TỰ KIỂM TRA.

1- Những biện pháp tổ chức đào đất trong hố móng đào trần khi thi công móng khối trên nền thiên nhiên ?

2- Nêu biện pháp tổ chức thi công móng khối trong điều kiện sử dụng tường ván chống vách.

3- Biện pháp thi công móng khối đặt trên nền đá trong điều kiện bị ngập nước. 4- Biện pháp làm khô nền đào khu vực hố móng bằng biện pháp bơm hút giếng

khoan đường kính nhỏ. 5- Tại sao phải đặt vấn đề xử lý nền dưới đáy hố móng.Kỹ thuật xử lý.Vai trò của

lớp đệm móng ? Phân biệt lớp đệm móng với lớp bịt đáy. 6- Bố trí bơm nước trong hố móng? Vai trò của công tác này là gì ? 7- Những biện pháp tổ chức đổ bê tông móng khối theo mỗi hình thức cung cấp

vữa bê tông? 8- Những biện pháp kỹ thuật nhằm đảm bảo chất lượng khi đổ bê tông móng khối?

203

CHƯƠNG VI THI CÔNG MÓNG CỌC CHẾ SẴN

6.1-ĐẶC ĐIỂM CỦA MÓNG CỌC CHẾ SẴN .

Móng cọc chế sẵn là loại móng cọc mà trong đó các cọc được chế tạo sẵn từ trước và được hạ vào trong nền đến một độ sâu nhất định theo thiết kế.

Trong chương hai chúng ta đã đề cập đến biện pháp đúc cọc BTCT và kỹ thuật đóng cọc. Mục đích của chương này là nghiên cứu những biện pháp và những công nghệ thi công móng cọc của mố, trụ cầu và tổ chức thi công mỗi loại móng cọc trong những điều kiện cụ thể.

Để nghiên cứu biện pháp thi công cần tiến hành phân loại các dạng móng cọc và phân tích những đặc điểm của loại móng này so với các loại móng khác theo quan điểm thi công cầu.

Theo cấu tạo của cọc, móng cọc chia thành hai nhóm : - Móng cọc đặc : bao gồm các loại cọc bằng gỗ, bằng thép cán hoặc ray cũ và cọc

BTCT. Những cọc này có tiết diện đặc và có nhiều hình dạng khác nhau nhưng có ít nhất là một trục đối xứng. Các loại cọc đặc được đóng vào nền bằng búa xung kích hoặc ép tĩnh.

- Móng cọc ống: là cọc ống tròn có đường kính ngoài từ 60cm đến 300cm, chiều dày thành ống nhỏ hơn rất nhiều so với đường kính cọc và thuộc dạng kết cấu thanh thành mỏng. Vật liệu làm cọc chỉ có hai loại thép và BTCT. Biện pháp đóng cọc ống phụ thuộc vào đường kính và cấu tạo mũi cọc. Đối với cọc thép đường kính ≤ 800mm và cọc BTCT đường kính ≤ 500mm thường có mũi kín và đóng bằng búa xung kích như cọc đặc. Đối với các cọc đường kính ≤ 1000mm mũi cọc hở và được cấu tạo lưỡi cắt, đóng bằng biện pháp rung. Những cọc có đường kính lớn hơn 1000mm đều có cấu tạo lưỡi cắt ở dưới chân cọc và đóng bằng biện pháp rung hạ, vừa rung vừa kết hợp với những biện pháp giảm sức kháng ở phía chân cọc và thành cọc như đào lấy đất ở phía trong lòng cọc, xói đất ở phía mũi và phía thành ngoài.

Cọc được chế tạo thành từng đốt có chiều dài tối đa là 12m để dễ vận chuyển, trong quá trình hạ vào nền, các đốt cọc nối với nhau bằng mối nối thi công. Khi chia các đốt cọc phải chú ý đến yêu cầu: trong một bệ cọc các mối nối không được cùng nằm trên một mặt phẳng , do vậy cần có ít nhất là 2 loại đốt mũi cọc để khi nối mối nối những cọc đứng cạnh nhau có mối nối so le nhau.

Bệ cọc bằng BTCT đúc tại chỗ, đầu cọc ngàm vào bệ đủ chiều sâu qui định. Trong thi công căn cứ vào vị trí bệ móng mà phân biệt hai loại móng cọc :

+Móng bệ chìm : là móng có cao độ đáy bệ thấp hơn mặt đất tự nhiên ( sau khi đã xét xói lở).

+Móng bệ nổi : là móng có đáy bệ đặt cao hơn mặt đất tự nhiên . Theo các điều kiện địa hình và điều kiện thủy văn tại thời điểm thi công, móng được

phân ra các nhóm : + Móng cọc trên cạn : là móng mà ở vị trí móng có mặt đất thiên nhiên hoặc

đất đắp lên cao hơn mực nước thi công (MNTC).

204

+ Móng trong vùng nước ngập nông : khi ở thời điểm thi công tại vị trí tim móng, chiều sâu ngập nước (chiều sâu từ MNTC đến mặt đất tự nhiên) ≤ 2,0m.

+ Móng trong vùng nước ngập sâu : là móng có chiều sâu ngập nước lớn hơn 2,0m. với mức nước này có thể sử dụng hệ nổi để tổ chức mặt bằng thi công.

Qua cách phân loại trên nhận thấy biện pháp thi công móng cọc của mố trụ cầu có tính qui luật như sau : phân loại móng cọc theo cấu tạo để định hướng cho việc lựa chọn thiết bị đóng cọc. Đối với nhóm móng cọc bệ chìm biện pháp chính là đào đất trong hố móng cho đến khi lộ các đầu cọc còn đối với móng cọc bệ nổi vấn đề chính cần giải quyết là tìm biện pháp thay thế đà giáo đổ bê tông bệ.

Đối với nhóm móng trên cạn cần phải chọn thứ tự đào hố móng trước khi đóng cọc hay đóng cọc trước khi đào hố móng.

Khi nghiên cứu biện pháp thi công móng cọc nằm trong khu vực nước ngập nông phải tập trung vào giải pháp tạo mặt bằng thi công ngoài cách sử dụng hệ nổi.

Đối với các dạng móng cọc nằm trong vùng nước ngập sâu, mặt bằng thi công tổ chức trên hệ nổi là phù hợp nhưng vấn đề chính cần giải quyết là biện pháp ngăn nước để thi công bệ cọc .

Theo cấu

tạo

Thiết bị thi công

Theo vị trí đặt móng

1

Móng cạn

Biện pháp thi công hố móng, thứ tự đào hố móng và đóng cọc

Móng cọc đặc

Búa xung kích, giá búa, khung dẫn hướng

2

Móng ngập nông

Mặt bằng di chuyển giá búa, biện pháp ngăn nước thi công bệ móng kết hợp chống vách hố móng

3

Móng cọc ống

Búa rung, máy đào đất, khung dẫn hướng

Móng bệ chìm

Móng ngập sâu

Biện pháp ngăn nước thi công bệ móng kết hợp chống vách hố móng.

4 Móng cạn Đà giáo đổ bê tông bệ cọc

5

Móng cọc đặc

Búa xung kích, giá búa, khung dẫn hướng

Móng ngập nông

Mặt bằng di chuyển giá búa, biện pháp ngăn nước thi công bệ móng , đà giáo đổ bê tông bệ

Búa

Móng bệ nổi

Biện pháp ngăn nước thi

Bảng 6-1

tt LOẠI MÓNG

ĐIỀU KIỆN THI CÔNG

VẤN ĐỀ CẦN XEM XÉT,GIẢI QUYẾT

205

6 Móng cọc ống

rung, máy đào đất, khung dẫn hướng

Móng ngập sâu

công bệ móng, đà giáo đổ bê tông bệ móng .

Ngoài ra khi nghiên cứu để áp dụng biện pháp thi công thích hợp cho một dạng

móng nào đó còn phải quan tâm đến độ lớn của móng, số lượng cọc cần đóng cho một móng và thiết bị sẵn có để đóng cọc.

Qua phân tích trên có thể tóm tắt các vấn đề cần xem xét khi thi công móng cọc trong bảng 6.1, ở đó nêu những biện pháp chính mà trong thi công móng cần giải quyết. 6.2- THI CÔNG MÓNG BỆ CHÌM TRÊN CẠN :

Những móng cọc nằm trên cạn thường là móng mố hoặc móng của các trụ nhịp dẫn nằm trong phạm vi bãi sông được tiến hành thi công trong mùa cạn, MNTC thấp hơn cao độ mặt đất tự nhiên của mặt bằng thi công móng. Các móng cọc đều thuộc loại móng bệ chìm và có thể được thiết kế để chúng có thể làm việc theo sơ đồ móng bệ thấp nên cao độ đặt móng khá sâu. Khi thi công móng cọc trên cạn người ta áp dụng một trong hai biện pháp : đóng cọc trên mặt bằng và đóng cọc trong hố móng. 6.2.1- Biện pháp đóng cọc trên mặt bằng :

Biện pháp này còn gọi là biện pháp đóng cọc trước đào hố móng sau, tóm tắt các bước thi công như sau: trên mặt bằng của khu vực móng đã được san phẳng, đặt đường di chuyển cho giá búa và tiến hành lắp dựng giá búa. Dùng giá búa di chuyển trên mặt bằng đóng lần lượt các cọc trong bệ móng. Dùng cọc dẫn để đóng đầu cọc sâu xuống cao độ thiết kế. Đào đất hố móng cho đến khi lộ các đầu cọc và thi công bệ cọc bằng biện pháp đổ bê tông toàn khối. Khi đã thi công các phần trên của thân mố trụ, bệ móng được đắp lấp trở lại .

Ưu điểm của biện pháp này : di chuyển giá búa thuận lợi, chi phí phụ cho đóng cọc nhỏ nhất vì vậy đóng cọc nhanh .

Nhược điểm : Đào đất hố móng gặp khó khăn vì vướng các đầu cọc nên đào bằng cơ giới được ít mà phải đào bằng thủ công là chủ yếu .

Mặc dù vậy biện pháp này được áp dụng phổ biến khi gặp móng bệ thấp nằm trên cạn, nhưng không phải lúc nào nó cũng phát huy được ưu điểm. Biện pháp này chỉ nên áp dụng khi đồng thời có hai điều kiện :

- Chiều sâu đáy móng so với cao độ tự nhiên ≤ 2,5m . - Đất mềm dễ đóng ngập sâu cọc dẫn xuống nền .

Trình tự công nghệ bao gồm các bước : 1- San ủi tạo mặt bằng di chuyển giá búa, bóc hết lớp đất canh tác hoặc bùn nhão

phía trên không những để giá búa di chuyển ổn định mà để bố trí mặt bằng thi công gọn gàng, chủ động thi công trong mọi điều kiện thời tiết. Trên mặt bằng tiến hành đo đạc định vị xác định các vị trí tim móng từ đó có thể định được vị trí các cọc trong bệ. Mặt bằng phải thoát nước và đủ diện tích cho việc tiến hành các công đoạn thi công.

2- Đặt đường di chuyển cho giá búa : phần lớn trên các công trường cầu đều dùng giá búa khung thép chuyên dụng kiểu ấẽ hoặc DJ-2 di chuyển trên bánh sắt hoặc đẩy

206

trượt bằng palăng xích, do vậy cần đặt hệ thống đường ray cho giá búa di chuyển . Nếu sử dụng giá búa tự hành thì bỏ qua công đoạn này.

3- Lắp dựng giá búa, di chuyển giá búa đến vị trí đóng cọc đầu tiên. Dùng các dây neo ở các góc để giữ ổn định cho giá búa .

4- Dựng cọc vào vị trí và đóng cọc, khi đầu cọc cách cao độ tự nhiên 0,5m thì dùng cọc dẫn chụp lên đầu cọc và tiếp tục đóng cọc cho đến cao độ thiết kế. Dùng móc cẩu của giá búa rút cọc dẫn lên. Đóng đến hết chiều dài một đoạn cọc thì tiến hành nối các đoạn tiếp theo cho đủ chiều dài thiết kế. Dừng đóng cọc khi đóng hết chiều dài cọc hoặc khi xuất hiện độ chối giả. Lần lượt đóng các cọc khác còn lại của bệ móng.

5- Đào đất hố móng để bộc lộ các đầu cọc và thi công bệ móng . Đối với hố móng có chiều sâu ≤2,5 m và không có hiện tượng cát chảy có thể áp dụng biện pháp đào trần , ngược lại phải có biện pháp gia cố chống vách hố móng .

Đào đất hố móng được thực hiện bằng máy ở phần trên , kết hợp với nhân lực sửa sang vách hố móng, khi chạm đến cao độ các đầu cọc thì đào bằng thủ công .

6- Thử nghiệm cọc theo đề cương và tiến hành nghiệm thu bãi cọc . 7- Làm lớp đệm móng bằng bê tông mác thấp. Dùng vòi nước xối rửa vệ sinh các

đầu cọc. Xử lý đầu cọc theo chỉ dẫn kỹ thuật. 8- Lắp đặt khung cốt thép bệ móng và ghép ván khuôn bệ. 9- Đổ bê tông bệ cọc . 10- Khi bê tông đã đổ cao hơn mặt đất ≥1m có thể tiến hành đắp lấp đất bệ móng

để có mặt bằng thi công thuận tiện . Các cọc trong móng được đóng lần lượt theo một trình tự nhất định gọi là sơ đồ

đóng cọc. Việc lựa chọn một sơ đồ đóng thích hợp là để đảm bảo sao cho khi đóng các cọc trước không làm dồn nén đất gây khó khăn cho đóng các cọc đóng sau, đồng thời di chuyển giá búa không phức tạp, không bị vướng bởi các đầu cọc đóng trước.

Để thỏa mãn các yêu cầu trên có hai sơ đồ đóng cọc trên bãi : đóng theo từng hàng zíc zắc và đóng theo đường xoắn ốc từ giữa bãi cọc đi ra .

Theo sơ đồ zíc zắc có hai phương án di chuyển : theo hàng cạnh ngắn của bãi cọc nếu bãi cọc chỉ gồm những cọc thẳng, khi đó chỉ phải di chuyển giá búa mà không phải di chuyển vị trí các điểm neo dây giữ ổn định giá búa ( hình 6.1a) . Nếu trong bãi cọc có các hàng cọc xiên, đường zíc zắc di chuyển theo hàng cạnh dài, đóng các cọc xiên dương trước sau đó chỉnh lại cột giá búa cho thẳng để đóng các hàng cọc đứng, hàng cuối cùng giá búa phải quay 1800 để đóng hàng cọc xiên theo hướng xiên dương nếu các cọc đóng trước đều đóng ngập hết chiều dài cọc, nếu chỉ cần một trong các cọc đóng trước gặp độ chối giả mà chưa đóng ngập trong đất thì giá búa vẫn giữ nguyên hướng di chuyển và đóng theo hướng xiên âm ( hình 6.1b).

207

Hình 6.1- Các sơ đồ đóng cọc và hướng của giá búa trên mặt bằng. Theo sơ đồ đường xoắn ốc áp dụng cho bãi cọc có kích thước lớn, điểm xuất phát

là một cọc ở giữa bãi, lần lượt đóng mở rộng vòng xoay ra đến các cọc ở ngoài các hàng biên. Các cọc biên đều phải đóng theo hướng xiên âm. Đóng theo sơ đồ đường xoắn ốc, giá búa phải xoay hướng nhiều lần nhưng điểm neo các dây neo thì cố định ( hình 6.1c).

Trong quá trình đóng cọc phải thường xuyên theo dõi huớng xuống của cọc và độ sụt của nó để kịp thời phát hiện những hiện tượng dẫn đến sự cố làm ảnh hưởng đến chất lượng của móng. Những cọc gặp phải độ chối giả thì nghỉ đóng và chờ cho đất nền hoàn trở lại trạng thái nguyên thổ rồi tiến hành đóng lại để xác định độ chối thực tế. Trường hợp cọc đóng gặp phải độ sụt giả tức là đã đóng ngập cọc vào trong nền đến hết chiều dài thiết kế mà vẫn chưa đạt độ chối thì không thể nghỉ đóng để chờ đóng lại được mà tiếp tục đóng các cọc khác, cọc có độ sụt giả sẽ đóng lại sau khi đã đào đất hố móng bộc lộ đầu cọc. Việc đóng kiểm tra độ sụt này kết hợp cùng với việc thử nghiệm động đối với bãi cọc. Lúc này không thể dùng giá búa để đóng vì bị vướng các đầu cọc mà tháo quả búa chụp lên đầu cọc cần đóng và treo giữ bằng cần cẩu cho búa đóng cọc theo phương pháp đóng không cần giá búa nhưng cũng không cần khung dẫn hướng vì cọc đã định vị chắc chắn vào nền. Khi kiểm tra thấy cần nối thêm cọc để đóng tiếp thì bước đóng tiếp theo vẫn phải dùng phương pháp đóng này. Đây cũng chính là nhược điểm của biện pháp đóng cọc trên mặt bằng .

Dùng biện pháp đào trần và sử dụng máy đào gầu nghịch để lấy đất trong hố máng, khi đào đến đầu cọc không thể đào tiếp bằng máy thì tiến hành đào tiếp bằng biện pháp thủ công . Nếu gặp phải hiện tượng cát chảy, cát trôi thì dùng tường ván hoặc dùng các cọc ván thép đóng xuống để chắn đất. Khi đào đến cao độ đáy bệ không cần áp dụng các biện pháp đảm bảo trạng thái nguyên thổ của đất nền nhưng cũng nên đào và dọn sạch hết đất thải và làm khô hố móng.

Rải lớp lót móng sau khi đã thử tĩnh và thử động cọc. Lớp lót phải bằng bê tông dày 10cm vì phải lắp dựng khung cốt thép trên mặt nền, lớp lót bê tông có vai trò giữ vệ sinh cho lưới cốt thép đáy bệ và dùng làm ván khuôn đáy.

Thi công bệ cọc có thể áp dụng những biện pháp đã tiến hành để thi công móng khối tuy nhiên phải xét đến những đặc điểm của bệ cọc so với móng khối để điều chỉnh

208

biện pháp thi công cho phù hợp.

b−íc i b−íc ii b−íc iii

b−íc iv buíc V

Hình 6.2- Các bước thi công móng cọc theo biện pháp đóng cọc trên mặt bằng . Bệ cọc là kết cấu BTCT, trong cả quá trình đổ bê tông phải có biện pháp tăng

cường cho khung cốt thép để có thể chịu được tải trọng thi công, giữ cho khung cốt thép không bị biến dạng. Chôn cốt thép chờ sẵn để nối với cốt thép thân mố hoặc thân trụ phía trên. Phải duy trì chiều dày bảo vệ của bê tông đối với cốt thép là 5cm bằng các con kê. Phải đổ bê tông bệ cọc liên tục, không được chia khối và không được nghỉ gián đoạn, trừ trường hợp móng có khối lượng lớn việc chia khối theo yêu cầu của tư vấn thiết kế. 6.2.2- Một số trường hợp đặc biệt của biện pháp đóng cọc trên mặt bằng: a) Thi công móng bệ chìm trong điều kiện bị ảnh hưởng của nước ngầm:

Mặc dù điều kiện thi công trên cạn nhưng hố móng vẫn có thể bị úng ngập do ảnh hưởng của nước ngầm khi lưu lượng nước ngầm lớn lớn không thể thi công được bệ cọc trong điều kiện khô cạn nếu không sử dụng vòng vây cọc ván thép để ngăn nước .

Gặp trường hợp này cần tiến hành đóng cọc bê tông trên mặt bằng trước sau đó tháo dỡ giá búa ra khỏi phạm vi thi công và dùng búa rung lắp trên cần cẩu để đóng hạ vòng vây cọc ván thép. Do chiều sâu hố móng không lớn nên chỉ sử dụng các cọc ván ngắn và không cần khung chống, các cọc đóng ngàm sâu vào nền so với cao độ đáy móng theo chiều sâu tính toán với giả thiết cọc ván làm việc theo sơ đồ côngxon. Trường hợp phải sử dụng cọc ván thép dài thì phải cắt ngắn một số cọc để làm cửa ra vào khu vực hố móng. Đào đất trong vòng vây cọc ván thép bằng biện pháp xói hút. Tiến hành đóng thử động và nghiệm thu cọc. Sau khi nghiệm thu bãi cọc đổ bê tông bịt đáy bằng một trong hai biện pháp đổ bê tông dưới nước là vữa dâng hoặc rút ống thẳng đứng. Khi đổ lớp bịt đáy một ngày có thể bơm cạn nước trong hố móng và tiếp tục thực hiện các công đoạn tiếp theo như đối với trường hợp không bị úng nước. b) Thi công móng cọc chân dê:

209

Những mố cầu dầm khi chiều cao thân mố dưới 2m người ta thường áp dụng dạng mố cọc chân dê thay cho mố chữ U. Mố cọc chân dê bệ cọc đồng thời là xà mũ mà không có tường thân. Mố thuộc loại mố vùi, ta luy nón mố đắp rộng ra phía trước và ngập tối thiểu 1/3 chiều dầy bệ móng.

b−íc i b−íc ii b−íc iii

Hình 6.3 – Biện pháp thi công móng của mố cọc chân dê bằng biện pháp đóng

cọc trên mặt bằng

Như vậy móng của loại mố này thuộc loại móng cọc bệ cao, các đầu cọc nhô lên khỏi mặt đất và bệ cọc đặt trực tiếp ngay trên mặt nền . Trước tiên người ta tiến hành đào bằng máy ủi đến cao độ đáy bệ và san phẳng tạo mặt bằng thi công. Dùng giá búa tự hành di chuyển trên mặt bằng đóng các cọc bê tông , đóng hàng cọc xiên trước và các hạng cọc đứng sau. Lớp lót móng bằng bê tông mác thấp đồng thời là ván khuôn đáy cho bệ cọc. Ván khuôn bệ cọc được dựng ngay trên mặt lớp lót móng và giữ bằng các văng chống xiên xuống mặt đất. 6.2.3 - Biện pháp đóng cọc trong hố móng :

Khi áp dụng biện pháp đóng cọc trên mặt bằng nếu gặp phải trường hợp móng sâu hoặc nền đất khô rắn thì việc dùng cọc dẫn sẽ gặp nhiều khó khăn, đồng thời phải đào một khối lượng đất lớn bằng nhân lực dẫn đến tiến độ thi công chậm và giá thành chi phí cho thi công cao.

Để khắc phục nhược điểm này người ta tiến hành đào hố móng trước sau đó lắp hệ sàn đạo trên miệng hố móng để di chuyển giá búa trên mặt sàn và đóng cọc trong hố móng. Do búa không thể đóng thấp hơn cao độ đứng của giá búa nên phải dùng cọc dẫn, nhưng do không phải đóng xuyên qua lớp đất nên việc đóng cọc dẫn thuận lợi hơn và việc lấy cọc dẫn lên cũng dễ dàng hơn so với biện pháp đóng trên mặt bằng.

210

1

2

34

5

6

7

8

1

2

43

a)

c)b)

AA-A

B

Nót B

9

8

Hình 6.4- Một số dạng sàn di chuyển giá búa trên miệng hố móng . a) Sàn đạo đặt trên đầu các cọc H . b) Sàn dựng trên miệng hố móng đào trần . c) Sàn công tác di động trên các xe rùa . 1- cọc H của tường ván . 2- khung chống tường ván 3- dầm I550 làm sàn 4- chồng nề 5- đường di chuyển giá búa trên mặt sàn công tác. 6- cọc dẫn . 7- cọc BTCT . 8- xe rùa . 9- thép chữ C úp lên đầu cọc H để đỡ dầm I .

Hố móng được đào theo những biện pháp đã áp dụng trong thi công móng khối

tức là đào bằng máy đào gầu thuận kết hợp với ôtô chở đất thải hoặc đào bằng máy xúc gầu ngoạm. Thành vách hố móng có thể để trần không gia cố nếu chiều sâu thấp và nền đất rắn . Nếu hố móng sâu cần gia cố chống vách nên sử dụng dạng tường ván có kích thước định hình, kết cấu chịu lực chính là các cọc thép chữ H đóng đều xung quanh hố móng. Khác với đào hố móng của móng khối, đào hố móng bệ cọc có thể tiến hành liên tục bằng máy cho đến cao độ thiết kế mà không cần chờ kiểm tra đáy móng và bảo vệ trạng thái nguyên thổ của nền . Khi đào đến cao độ đáy móng, bề mặt nền cũng cần dọn phẳng và sạch, xung quanh hố móng đào hệ thống rãnh tập trung nước ngầm hoặc nước mưa về hố tụ bố trí ở một góc hố móng để từ đó dùng máy bơm bơm ra ngoài. Ngay sau

211

khi đào xong hố móng tiến hành lắp dựng sàn công tác trên miệng hố móng .

Sàn công tác để lắp dựng và di chuyển giá búa đóng cọc trong hố móng gồm những thanh dầm I số hiệu từ 500 trở lên đặt ngang miệng hố theo cạnh ngắn của hố móng. Nếu hố móng đào trần, các dầm I được kê trên chồng nề, trường hợp hố móng có tường ván chống vách có thể sử dụng các cọc thép chữ H để làm trụ đỡ cho sàn đạo bằng cách dùng thanh thép chữ C úp lên hàng cọc H và gác dầm I lên lưng thanh C. Yêu cầu các cọc H phải đóng thẳng hàng và cao độ đầu cọc bằng nhau. Do chiều dài của sàn đạo phải đủ để giá búa lùi về đóng được hàng cọc biên nên một đầu của dầm I phải kê lên chồng nề đặt cách xa mép hố móng. Chiều rộng của sàn đạo không cần lắp kín kích thước hố móng mà chỉ cần đủ cho lắp dựng sàn giá búa, khi cần di chuyển đến hàng cọc nào thì lắp mở rộng và sàng giá búa đến vị

trí đó. Không được sử dụng khung chống của tường ván làm sàn đạo để di chuyển giá búa vì các liên kết của khung chống với các đầu cọc H không được thiết kế để chịu tải trọng của giá búa. Sàn công tác di động có khả năng di chuyển dọc theo chiều dài hố móng bằng xe rùa chạy trên ray, bản thân giá búa di chuyển dọc theo sàn ngang mặt hố móng như vậy giá búa có thể đóng cọc ở trên bất kỳ tọa độ nào trong phạm vi đáy móng. Trong khi giá búa đóng cọc, đỉnh giá búa được neo giữ vào các góc của sàn đạo bằng các dây chằng để giữa ổn định đảm bảo an toàn cho giá búa .

Giá búa được lắp dựng ngay trên sàn đạo tại vị trí đóng chiếc cọc đầu tiên. Sơ đồ đóng cọc trong hố móng khác với sơ đồ đóng trên mặt bằng vì cách di chuyển của giá búa trong hai biện pháp này không giống nhau. Trong hố móng các cọc đóng theo sơ đồ zíc zắc lần lượt từng hàng cọc của cạnh ngắn bất kể có cọc xiên hay không và do đó nếu móng có hai hàng cọc xiên thì cột giá búa sẽ phải điều chỉnh độ nghiêng liên tục.

Khi đóng cọc cần phải có một cần cẩu đứng bên cạnh hố móng để cẩu các đốt cọc cung cấp đến tận chỗ đứng cho giá búa.

Do có thể di chuyển đến vị trí của từng cọc dù toàn bộ bãi cọc đã được đóng xong mà không bị cản trở cho nên trong quá trình đóng nếu gặp phải độ chối hoặc độ sụt giả chỉ ghi nhận lại mà vẫn tiếp tục đóng các cọc khác, việc đóng kiểm tra độ chối sẽ được thực hiện sau khi đã đóng xong toàn bộ các cọc trong bãi kết hợp với việc thử nghiệm động. Khác với biện pháp thi công trên mặt bằng việc đóng cọc thử nghiệm vẫn sử dụng giá búa mà không phải thay thế bằng cần cẩu.

Sau khi đã nghiệm thu bãi cọc, dỡ bỏ sàn đạo để lấy mặt bằng thi công các công đoạn tiếp theo .

Trình tự công nghệ các bước tiếp theo tiến hành tương tự như đối với biện pháp đóng cọc trên mặt bằng.

Hình 6.5- Sơ đồ đóng cọc trong

hố móng

212

Trong khi đổ bê tông bệ cọc, sử dụng khung chống của tường ván ngang kích thước định hình làm sàn công tác để thi công. (Đối với các văng chống thì không áp dụng như vậy được). Đặt phễu hứng vữa của ống vòi voi trên mặt sàn khung chống và kê bằng giá đỡ. Vữa bê tông cung cấp qua thùng chứa hoặc qua ống bơm rót vào phễu, từ đó chảy xuống khuôn theo các đoạn ống vòi voi. Bê tông được san rộng ra xung quanh theo bán kính di chuyển của đầu ống. Khi vượt quá phạm vi di chuyển của đầu ống thì chuyển vị trí đặt phễu .

Trong thời gian đổ bê tông máy bơm nước phải thường trực để bơm cạn nước trong hố móng, không để mực nước ngập lên đến đáy hố móng. Nguồn nước tràn vào hố móng bao gồm : nước ngầm, nước thi công.

Các thanh cốt thép chờ dựng sẵn của thân mố hoặc thân trụ cần được chống giữ và liên kết chúng tạm thời thành khung cứng bằng một số thanh cốt thép đai. Ở vị trí tường thân các thanh cốt thép này có thể tạo thành một lồng kín ngăn không cho người vào thi công do vậy cần mở một số cửa bằng cách cắt ngắn một số thanh sau này khi lắp dựng khung cốt thép của thân trụ sẽ nối bằng mối nối truyền lực.

Các bước thi công được mô tả bằng hình vẽ trình tự công nghệ trong hình 6.7.

Bước 1: San tạo mặt bằng, định vị móng và hố móng. Theo vị trí đã xác định đóng các cọc H bằng búa rung cách đều quanh chu vi hố móng .

Bước 2 : Đào đất trong hố móng bằng máy đào . Bước 3 : Lắp dựng sàn đạo , trên mặt sàn đào lắp giá búa và dùng giá búa di

chuyển trên sàn đạo đóng cọc thử . Căn cứ vào kết quả đóng cọc thử để triển khai đúc các cọc trong móng . Thông qua cọc dẫn đóng các cọc đến cao độ thiết kế .

Bước 4 : Nghiệm thu cọc, đổ lớp lót móng bằng vữa bê tông mác thấp . Xử lý các đầu cọc theo tiêu chuẩn kỹ thuật .

Bước 5 : Lắp dựng khung cốt thép bệ và cốt thép chờ của thân trụ. Lăp ván khuôn bệ cọc .

Bước 6: Đổ bê tông bệ cọc, sử dụng vữa bê tông của trạm trộn, vận chuyển ra vị trí móng bằng xe Mix và đổ bằng ống vòi voi .

Chiều dài thực tế của cọc được xác định sau khi có kết quả đóng các cọc thử trong hố móng và khi đó mới triển khai đúc các cọc trong móng. Để thi công được liên tục các đốt cọc mũi được đúc trước cùng với cọc thử các đốt nối đúc sau khi có kết quả đóng thử. Do đó trong thời gian đúc các đốt nối vẫn tiến hành đóng các đốt mũi, khi các đốt nối có thể đóng được thì quay trở lại nối cọc và đóng cho hết chiều dài thiết kế.

1

2

3

4

Hình 6.6- Sử dụng khung chống của tường ván làm sàn công tác đổ bê tông bệ cọc. 1- khung cốt thép bệ. 2- cốt thép thân trụ. 3- ống vòi voi . 4- sàn công tác.

213

Buíc 1 Buíc 2 Buíc 3

Buíc 4 Buíc 5 Buíc 6

Hình 6.7- Các bước thi công móng cọc theo biện pháp đóng cọc trong hố móng

6.3 - THI CÔNG MÓNG BỆ NỔI TRÊN CẠN : Móng cọc trên cạn dạng bệ nổi cao là móng của các trụ cầu cạn, cầu vượt khẩu độ

nhỏ dành cho cầu vượt đường dân sinh, tuy ít gặp nhưng vẫn tồn tại trong thực tế. Trụ thuộc loại trụ dẻo, chỉ có một hoặc hai hàng cọc thẳng, các cọc đóng cao lên khỏi mặt đất và nối liền với xà mũ trụ mà không có thân trụ.

Vấn đề cần giải quyết khi tìm biện pháp thi công cho dạng móng loại này là đảm bảo đóng các đầu cọc chính xác, thẳng hàng và kết cấu đà giáo thi công bệ cọc đồng thời là xà mũ của trụ dẻo.

Đóng cọc bằng giá búa đứng trên mặt bằng có thể đảm bảo yêu cầu đóng các cọc thẳng đứng và thẳng hàng nhưng khó giữ cho các thân cọc không bị xoay nếu phía dưới mũi cọc gặp phải lớp địa chất rắn bất thường. Để giữ cho thân cọc đóng xuống đi thẳng theo một hướng thì cần có khung dẫn hướng thay thế cho giá búa .

Trên mặt bằng móng định vị chính xác vị trí các cọc, dựa vào vị trí cọc lắp dựng khung dẫn hướng để đóng cọc.

Khung dẫn hướng có thể kết hợp làm đà giáo để thi công xà mũ nên sử dụng kết cấu YốKM để lắp dựng, bố trí mặt bằng đà giáo sao cho các thanh ngang và thanh chéo không cắt vào thân cọc bê tông. Theo chiều dọc cầu chỉ cần lắp một khoang dàn, theo phương ngang số khoang dàn phụ thuộc vào chiều dài xà mũ. Với vai trò là khung dẫn hướng, trong giai đoạn đóng cọc chỉ cần lắp hai tầng, sau khi đóng xong các hàng cọc

214

mới sử dụng khung dẫn hướng làm đà giáo để đổ bê tông xà mũ và lắp thêm tầng sao cho chiều cao của đà giáo thấp hơn đáy xà mũ 0,5m. Các nút dưới chân của các cột đứng được kê lên bó tà vẹt, nền dưới đáy tà vẹt là nền đầm chặt đạt K95 hoặc đệm đá dăm dày 35cm. Các điểm kê phải cùng nằm trên một mặt phẳng. Để chống xô ngang hoặc xô dọc khi đóng cọc, đà giáo được chống bằng các thanh xiên xuống mặt đất ở cả bốn mặt.

1

2

3

45

41

4

a) b)

c)

MÆt b»ng

A

Nót A

Hình 6.8- Biện pháp thi công trụ dẻo theo biện pháp đóng cọc bằng khung dẫn hướng a)Đóng cọc . b) Cấu tạo khung dẫn hướng bằng kết cấu YốKM . c) Đổ bê tông xà mũ 1- cọc BTCT . 2-Kết cấu YốKM. 3-Thanh chống . 4-Xà kẹp dọc. 5- Xà kẹp ngang .

Để dẫn hướng cho cọc, trên hai mặt phẳng trên cùng và mặt phẳng dưới chân của

đà giáo tạo hai lỗ thẳng đứng để luồn cọc, mặt bên của các lỗ ép sát vào các mặt phẳng thành cọc bằng cách đặt các thanh xà kẹp dọc theo hai bên mặt phẳng thành cọc và liên kết chặt vào các thanh ngang của đà giáo YốKM, hai mặt bên còn lại cũng dùng hai đoạn đặt vuông góc và liên kết với hai thanh dọc của đà giáo. Hình thức liên kết là bu lông và thanh kẹp để bắt chặt đầu thanh xà kẹp vào với các thanh của kết cấu YốKM mà không làm ảnh hưởng đến cấu tạo của chúng. Dùng dây rọi để định vị thẳng đứng giữa hai tầng lỗ luồn cọc với vị trí cọc trên mặt đất .

6.4 - THI CÔNG MÓNG CỌC TRONG ĐIỀU KIỆN NƯỚC NGẬP NÔNG :

Trong điều kiện nước ngập nông, có hai giải pháp tạo mặt bằng thi công là đắp đảo nhô và làm sàn đạo, tương ứng với hai giải pháp này có hai biện pháp thi công móng cọc : đóng cọc trên đảo nhô và đóng cọc trên sàn đạo. 6.4.1- B iện pháp đóng cọc trên đảo nhô :

215

Đảo nhô là bãi đất đắp lấn ra vùng ngập nước có một mặt nối liền với bờ hoặc với bãi sông. Chúng ta sử dụng khái niệm đảo nhô để phân biệt với đảo nổi độc lập vẫn quen gọi là đảo nhân tạo.

Đảo nhô ( ảnh lấy từ en.wikipedia.org)

Kích thước của đảo được xác định dựa theo mặt bằng thi công móng như ở trên cạn đồng thời mỗi mặt tiếp giáp với mặt nước có một dải đắp lưu không gọi là đường hộ đạo, có vai trò giữ ổn định khi đắp và đầm phía bên trong nền đảo. Không xếp vật liệu hoặc để máy móc thiết bị ở trên mặt đường hộ đạo. Cao độ của mặt đảo cao hơn MNTC 0,5m và độ dốc của mái ta luy là 1:1,5. Nếu ở vùng hay có sóng lớn hoặc nước chảy mạnh, bề mặt ta luy phải được gia cố bằng các bao tải cát hoặc vật liệu chống xói tạm thời .

Hình 6.9- Các bước công nghệ thi công theo biện pháp đóng cọc trên đảo nhô

1- Đắp đảo . 2- Đóng cọc . 3- Hạ vòng vây CVT . 4- Đào đất hố móng bằng gầu ngoạm và xói hút . 5- Đổ bê tông bịt đáy bằng biện pháp rút ống . 6- Đổ bê tông bệ móng . Biện pháp thi công đắp đảo : đất đắp đảo là đất đắp nền hoặc cát sông, dùng ôtô chở

216

đất từ nơi khai thác đến đổ sát mép nước và dùng máy ủi san về phía mặt nước. Mặt đảo san phẳng và đầm chặt đến K85 .

Dùng giá búa và cọc dẫn đóng cọc bê tông bằng biện pháp đóng trên mặt bằng, đóng ngập cọc vào nền đắp đến cao độ thiết kế. Giá búa quay ra phía sông và đóng hàng cọc ngoài trước , lùi dần về phía bờ đóng theo sơ đồ zíc zắc .

Sau khi đóng xong các cọc trong bãi, tháo dỡ giá búa ra khỏi mặt bằng thi công, dùng cọc định vị và xà kẹp xác định vị trí của vòng vây cọc ván thép . Dựa vào các hàng xà kẹp hạ vòng vây cọc ván thép bằng búa rung treo trên cần cẩu tự hành. Vòng vây cọc ván thép không cần khung chống trên đầu cọc .

Đào đất trong hố móng theo hai đợt : lớp trên mặt khi chưa vướng các đầu cọc có thể đào bằng máy xúc gầu ngoạm , đất thải đổ ra ngoài mép đảo và dùng máy ủi đẩy rộng ra ngoài. Lớp phía dưới bị úng nước do thấp hơn MNTC và vướng các đầu cọc bê tông, khó đào bằng gầu nên dùng biện pháp xói hút đất thải đổ trực tiếp ra sông.

Cao độ đáy hố móng được kiểm tra bằng thước hoặc mia, sau khi đào đến cao độ thiết kế tiến hành đóng kiểm tra những cọc có độ sụt giả và đóng thử động để nghiệm thu bãi cọc.

Đổ lớp bê tông bịt đáy có chiều dày tối thiểu là 1m bằng một trong hai biện pháp đổ bê tông dưới nước là biện pháp vữa dâng và phương pháp rút ống .

Bơm hút cạn nước trong hố móng và tiến hành công tác xử lý các đầu cọc, lắp dựng khung cốt thép bệ và ghép ván khuôn, đổ bê tông bệ cọc như đối với một bệ móng ở trên cạn .

Thi công thân trụ được ít nhất là 1m so với cao độ mặt đảo mới tiến hành đắp lấp đất hố móng , đắp trong trạng thái bơm cạn nước và đất đắp không cần đầm kỹ . Sau khi đắp đất mới nhổ các cọc ván thép bằng búa rung . 6.4.2- Biện pháp đóng cọc trên sàn đạo.

Sàn đạo là một dạng đà giáo dựng phía trên mặt nước để làm mặt bằng thi công hoặc làm đường công vụ chạy trên mặt nước. Sàn đạo có chiều cao thấp , móng là cọc H hoặc ray cũ, đặt dầm I trên đỉnh các cọc làm xà mũ và trên đó gác các dầm I để đỡ mặt sàn. Mặt sàn gồm những xà ngang đặt trên các dầm dọc và lát ván gỗ hoặc đặt các tấm tôn có gờ chống trượt để làm mặt đi lại.

Sàn đạo dùng trong thi công cầu. ( ảnh lấy từ www.transit.govt.nz)

217

Sàn đạo nối từ bờ ra đến vị trí thi công, phần làm đường công vụ có chiều rộng đủ phục vụ cho phương tiện vận chuyển. Tại vị trí móng, sàn đạo phải mở rộng theo yêu cầu của mặt bằng thi công. Vị trí của đường công vụ lệch về một phía so với mặt bằng thi công móng.

Trong biện pháp đóng cọc trên sàn đạo, nếu sử dụng giá búa thì đường di chuyển của giá búa phải chạy trên mặt móng, cần dựng sàn đạo băng ngang qua khu vực đóng cọc. Nếu đóng cọc bằng khung dẫn hướng, cần cẩu đứng trên sàn đạo dựng bên cạnh hố móng và cẩu búa chụp lên đầu các cọc trong bãi. Khung dẫn hướng lắp phía trên khu vực móng do không phải chịu tải trọng của giá búa và thiết bị đóng cọc nên kết cấu nhẹ hơn, dễ lắp dựng cũng như tháo dỡ sau khi đóng xong cọc. Có thể sử dụng hệ vành đai khung chống của vòng vây cọc ván thép làm khung dẫn hướng để đóng cọc bê tông, sau khi đóng cọc dùng ngay khung này để làm khung dẫn hướng hạ vòng vây CVT và đỡ các đầu cọc ván.

Trường hợp dùng giá búa đóng cọc, trình tự đóng cọc chia làm hai nhóm theo phương ngang cầu do sàn đạo lắp cho mỗi một nửa mặt bằng, giá búa di chuyển đóng nửa hàng cọc xiên âm trước sau đó chỉnh đứng cột dẫn đóng các nửa hàng cọc thẳng, cuối cùng tiến lên đóng nửa hàng cọc xiên dương. Tháo dỡ dần các dầm để lắp sàn đạo nối tiếp sang nửa phía trong, di chuyển giá búa sang ngang đóng các cọc xiên dương của nửa còn lại, lùi dần đóng theo đường zíc zắc các nửa hàng cọc thẳng và cuối cùng đóng nửa hàng cọc xiên âm và kết thúc công đoạn đóng cọc. Sau khi đóng nghiệm thu bãi cọc tháo dỡ giá búa ngay tại chỗ, dùng cần cẩu đứng trên sàn đạo đường công vụ để dỡ sàn đạo đóng cọc và nhổ các cọc trụ tạm bằng búa rung, dùng chính búa rung này đóng lại các cọc định vị và lắp khung dẫn hướng để hạ vòng vây cọc ván thép ngăn nước hố móng.

Hình 6.10- Sơ đồ mặt bằng sàn đạo đóng cọc .

218

a) Bố trí chung sàn đạo . b) Mặt bằng sàn đạo đóng cọc bằng giá búa . c) Mặt bằng sàn đạo đóng cọc bằng khung dẫn hướng .d) Khung dẫn hướng đóng cọc xiên và máng đỡ búa trên đầu cọc. 1,2 - Đường công vụ . 3- Mặt bằng móng cọc . 4- Trụ tạm bằng cọc H đỡ sàn đạo đóng cọc . 5- Các dầm dọc của sàn đạo. 6-Cọc định vị . 7- Khung dẫn hướng . 8- YốKM 9- Búa Diezel. 10- Chụp đầu cọc. 11- Máng đỡ . 12- Đầu cọc BTCT.

Trường hợp đóng cọc bằng khung dẫn hướng trình tự đóng cọc thay đổi. Khung

dẫn hướng dùng một đơn nguyên của kết cấu YốKM nên mỗi vị trí đặt của khung chỉ có thể đóng cho hai cọc trong một hàng, sau đó di chuyển sang vị trí khác. Lần lượt đóng các hàng cọc xiên dương trước sau đó theo đường zíc zắc đóng các hàng cọc còn lại . Cần cẩu đóng cọc đứng trên nhánh của sàn đạo đường công vụ. Khi đóng các cọc xiên, trên chụp đầu cọc có làm thêm kết cấu hình lòng máng để đỡ quả búa vì khi đó quả búa phải tựa xiên trên đầu cọc. Sau khi nghiệm thu cọc tiến hành hạ vòng vây CVT bằng búa rung dựa trên vành đai khung chống đã lắp sẵn.

Hình 6.11- Sơ đồ đóng cọc trên sàn đạo bằng giá búa và bằng khung dẫn hướng.

1- nhánh sàn đạo đường công vụ. 2- vị trí xuất phát và hướng của giá búa . 3- vị trí xuất phát và hướng di chuyển của cần cẩu.

Mặt bằng tổ chức thi công chỉ thu gọn trong vòng vây hố móng và sàn đạo đường

công vụ vì vậy từng công đoạn phải tiến hành gọn và dứt điểm . Trong cả hai biện pháp đóng cọc,những công đoạn tiếp theo được tiến hành tương tự như nhau bao gồm :

Đào đất trong vòng vây cọc ván đến cao độ thiết kế bằng biện pháp xói hút. Công đoạn này là đương nhiên vì trong điều kiện nước ngập nông, nếu thiết kế cho bệ cọc chìm sâu thấp hơn MNTN thì cao độ đáy bệ trừ đi 1,0m chiều dày lớp bê tông bịt đáy sẽ phải thấp hơn cao độ tự nhiên của lòng sông, do vậy phải tiến hành đào đất mới có thể đổ bê tông bịt đáy được.

Đổ bê tông bịt đáy bằng biện pháp đổ bê tông dưới nước, chiều dày lớp bê tông bịt đáy là 1,0m .

Bơm cạn nước trong hố móng . Vệ sinh mặt bê tông và láng lớp vữa tạo phẳng chiều dày trung bình 10cm trên

mặt lớp bê tông bịt đáy vì khi đổ bê tông dưới nước không thể hoàn thiện cho mặt vữa bằng phẳng được .

Xử lý các đầu cọc theo quy định . Lắp dựng khung cốt thép bệ cọc đồng thời dựng

219

các thanh cốt thép đứng của thân trụ chờ thẳng vào trong bệ . Ghép ván khuôn bệ, đổ bê tông bệ cọc một cách liên tục để đảm bảo tính toàn khối

của bê tông. Nếu trộn vữa tại chỗ thì máy trộn phải bố trí ở trên bờ và cấp vữa ra vị trí đổ bằng máy bơm vữa. Nếu vận chuyển bằng xe Mix thì máy bơm cũng đặt trên bờ và bơm vữa theo đường ống đặt theo sàn đạo đường công vụ dẫn ra vị trí đổ bê tông.

Hình 6.12- Các bước công nghệ biện pháp thi công móng cọc trên sàn đạo . 1- Thi công lắp dựng sàn đạo. 2- Đóng cọc BTCT bằng khung dẫn hướng. 3- Hạ vòng vây CVT bằng búa rung. 4- Đào đất trong vòng vây bằng biện pháp xói hút. 5- Đổ bê tông bịt đáy . 6- Thi công bệ cọc . Trường hợp thi công móng mố áp dụng biện pháp đóng cọc trên sàn đạo.

Biện pháp đóng cọc trên sàn đạo thường áp dụng cho trường hợp móng cọc ngập nông tuy nhiên có trường hợp móng cọc ngập sâu nhưng có thể vận dụng biện pháp này để thi công, đó là trường hợp thi công mố cầu vượt qua các kênh mương móng nằm sát bờ , cao độ chuyển đổi đột ngột.

220

Hình 6.13- Biện pháp đóng cọc trên sàn đạo thi công mố cầu nằm trong khu vực ngập nước. a) Biện pháp đóng cọc bằng giá búa, trộn và đổ bê tông tại chỗ bằng thùng chứa. b) Biện pháp đóng cọc bằng khung dẫn hướng, trộn và đổ bê tông tại chỗ bằng ống vòi

voi Dùng búa rung hạ các cọc thép để làm trụ cho sàn đạo , dựng sàn đạo có cao độ

ngang với mặt đê. Lắp dựng giá búa trên mặt bằng bờ đê và di chuyển ra sàn đạo để đóng cọc. Sau khi đóng các cọc BTCT thì tháo dỡ sàn đạo , đóng vòng vây cọc ván thép bằng búa rung để ngăn nước , đào đất trong hố móng theo phương pháp xói hút sau đó đổ lớp bê tông bịt đáy bằng biện pháp vữa dâng . Nhờ có vòng vây cọc ván thép và lớp bê tông bịt đáy có thể bơm cạn nước trong hố móng để tiến hành thi công bệ móng, thi công toàn bộ mố cầu và xây chân khay trong điều kiện khô cạn. Trong trường hợp đặc biệt này, vòng vây cọc ván thép cần thiết cho đến giai đoạn đắp xong ta luy nón mố lúc đó mới có thể dỡ vòng vây và nhổ các cọc ván thép . 6.5 - THI CÔNG MÓNG CỌC TRONG ĐIỀU KIỆN NƯỚC NGẬP SÂU :

Khi mức nước thi công ngập lớn hơn 2m có thể coi là ngập sâu, đây là những trường hợp gặp phổ biến trong thực tế thi công. Với điều kiện này để tạo mặt bằng thi công biện pháp tốt nhất là sử dụng hệ nổi. Những khó khăn và phức tạp cần quan tâm giải quyết là ngăn nước và đà giáo đổ bê tông cho móng có bệ nổi . 6.5.1- Thi công móng bệ chìm :

Dùng giá búa dựng trên hệ nổi ghép từ các phao đơn để trở thành giá búa di động. Hệ nổi ghép thành hình chữ H lệch, kích thước gồm chiều dài, chiều rộng và chiều dày phải thỏa mãn ba điều kiện:

- đủ để đặt sàn của giá búa . - đảm bảo diều kiện ổn định khi đóng cọc ( phần tính toán hệ nổi) - neo được đỉnh cột giá búa xuống bốn góc của hệ nổi.

Cột giá búa đứng ở phía mũi phao , trên cạnh ngang của chữ H, khung sàn của giá búa đặt trên hệ dầm phân tải đặt trên mặt boong của phao. Phía cuối phao dùng vật liệu nặng xếp làm đối trọng cân bằng với trọng lượng của giá búa . Bốn góc phao bố trí bốn bàn tời để neo và điều chỉnh phao trong khi đóng cọc cũng như để di chuyển phao.

221

Hình 6.14- Cấu tạo giá búa nổi . 1-Phao ghép. 2-Giá búa. 3-Dầm phân tải. 4- Các nhánh dây lèo. 5-Đối trọng. 6-Tời điều khiển phao . 7- Cọc hãm neo .

Tại bến phà của công trường tiến hành ghép hệ nổi, hệ nổi phải được neo ổn định vào bến. Trên mặt boong dùng tà vẹt và dầm I ghép hệ sàn phân tải để truyền áp lực lên hệ khung cứng của phao ( các công giang) , không được truyền lực lên mặt tôn bọc của mặt phao. Lắp dựng giá búa ngay trên mặt boong, cột giá búa lắp nằm chếch nghiêng trên điểm kê chồng nề, trên đỉnh cột buộc sẵn các dây để neo vào bốn góc phao. Sau khi đã lắp chốt quay vào chân cột, dùng tời của giá búa kéo cho giá búa dần cất lên , kéo lên đến đâu, dùng dây neo hãm lại đến đó cho đến khi lắp được vào các thanh chống kích .

Biện pháp đóng cọc trên được gọi là đóng trên phao để phân biệt với đóng cọc trên xà lan. Dùng giá búa nổi đóng các cọc bê tông trước, sau đó sử dụng cọc dẫn để đóng ngập đầu cọc xuống nước và vùi sâu vào trong nền. Sơ đồ đóng cọc giống như đóng trên mặt bằng, đóng các hàng cọc xiên dương trước sau đó lần lượt đóng các hàng cọc thẳng chạy theo chiều dài của bãi cọc, giá búa di chuyển lùi dần sau khi đóng mỗi hàng cọc, đến hàng cọc xiên cuối cùng nếu không có cọc nào đóng trước đó nhô đầu lên chạm vào đáy phao thì có thể quay đầu phao đóng theo hướng xiên dương. Dùng giá búa đóng các cọc định vị vành đai vòng vây cọc ván thép (cọc thép chữ H).

222

Hình 6.15- Các bước công nghệ thi công móng cọc bệ thấp theo biện pháp đóng cọc trên phao nổi . 1- Đóng cọc trên phao. 2-Hạ vòng vây cọc ván thép . 3- Đào đất trong hố móng bằng biện pháp xói hút. 4-Đổ bê tông bịt đáy. 5- Bơm cạn nước và đổ bê tông bệ cọc .

Đưa hệ nổi trở về bến, tháo dỡ giá búa và ghép lại hệ nổi thành mặt bằng thi công, đưa cần cẩu xuống phao và dắt hệ nổi ra vị trí thi công. Trong trường hợp có sẵn xà lan thay thế thì nên sử dụng xà lan làm mặt bằng thi công. Dùng cần cẩu lắp vành đai khung chống vòng vây cọc ván thép tựa trên các cọc định vị. Khung chống được lắp là khung chống tầng dưới cùng trong số các tầng khung chống của vòng vây.

Đóng cọc ván thép bằng búa rung theo kỹ thuật đã giới thiệu trong chương 3. Kích thước của vòng vây cọc ván xác định dựa trên những căn cứ sau:

- Đảm bảo tĩnh không giữa mặt bệ cọc sau khi ghép ván khuôn với bề mặt vòng vây không nhỏ hơn 0,7m để thao tác dễ dàng trong thi công các công đoạn tiếp theo .

- Sau khi đóng đến chiều sâu thiết kế , chân các hàng cọc ván thép cách lưng các cọc bê tông của hàng biên khoảng cách từ 0,5m trở lên ( khoảng cách tính theo phương ngang)

Sau khi đóng các cọc ván thép hạ vành đai khung chống xuống vị trí thiết kế của nó và lắp nốt các tầng khung chống bên trên.

Đào đất trong vòng vây bằng biện pháp xói hút, trước tiên dùng máy bơm áp suất lớn xói phá nền đất , sau đó cho máy hút bơm hỗn hợp bùn nước ra ngoài. Máy hút đặt

223

cố định ở một góc hố móng. Nên sử dụng biện pháp xói hút ngay từ đầu mặc dù lớp đất phía trên không vướng các đầu cọc có thể đào bằng máy xúc gầu ngoạm.

Đào đất bằng biện pháp xói hút. (hình ảnh lấy từ www.javeler.com )

Kiểm tra cao độ nền đào bằng thước, mia, cắm đo ở nhiều điểm và lấy giá trị trung bình. Cao độ đáy nền bằng cao độ thiết kế của đáy móng trừ đi chiều dày của lớp bê tông bịt đáy. Khi đã kiểm tra đủ chiều sâu cần thiết tiến hành đổ lớp bê tông bịt đáy.

Lớp bê tông bịt đáy phải tính đủ chiều dày, ở đó có xét đến lực dính bám của bê tông với các đầu cọc, mặt trong của vòng vây cọc ván nhưng phải đảm bảo chiều dày tối thiểu là 1,0m. Chiều dày tối thiểu qui định dựa trên cơ sở độ tin cậy của lớp bê tông bịt đáy đổ theo phương pháp dưới nước, nếu đổ mỏng hơn chất lượng không đảm bảo dễ xảy ra hiện tượng bục vỡ sau khi bơm nước phải xử lý rất phức tạp và chi phí tốn kém nhiều hơn so với lượng bê tông giảm đi so với chiều dày 1,0m.

Biện pháp đổ lớp bê tông bịt đáy lựa chọn trên cơ sở thiết bị và vật tư sẵn có. Nói chung phương pháp vữa dâng tiết kiệm hơn và dễ thực hiện hơn. Chiều dày lớp bê tông bịt đáy được kiểm tra thông qua việc đo và so sánh cao độ của đáy nền và của mặt vữa ở một số điểm. Việc dùng thước có buộc phao để đo mức vữa dâng lên là không chính xác vì khi vữa dâng lên đồng thời mực nước trong vòng vây cũng dâng lên theo. Thả xuống dưới góc hố móng , nơi dự kiến đặt máy bơm nước một thùng phuy có nắp bên trong chứa nước để làm hố tụ bơm nước.

Sau khi đổ lớp bê tông bịt đáy một ngày đêm là có thể bơm rút nước ra khỏi hố móng. Công suất của máy bơm phải được tính toán sao cho bơm cạn nước trong vòng vây trong một thời hạn nhất định.

Lưu lượng nước trong vòng vây phải bơm ra bao gồm : - lượng nước đang chứa trong vòng vây : Q0 = F.hn (m3) (6-1) - lượng nước thấm qua tường cọc ván do các rãnh me không kín : 1,6th v nQ U h k= (m3/h) (6-2) - lượng nước mưa :

24m

mFhQ = (m3/h) (6-3)

Lưu lượng của máy bơm được tính theo công thức :

224

0th m

QQ Q Qt

= + + (m3/h) (6-4)

trong đó : F – diện tích hố móng (m2) hn – chiều sâu nước trong hố móng tính từ MNTC đến đáy bệ (m) Uv – chu vi vòng vây m k- hệ số thấm của nước qua khe hở cọc ván lấy bằng 150÷200(m/h) . t- thời gian dự kiến bơm cạn nước trong hố móng ( h) m- hệ số dự trữ bằng 1,5 h-lượng mưa ngày ở khu vực làm cầu, tính trong mùa đang thi công tra

theo bảng lượng mưa. ( m) Công suất của máy bơm nước :

1

1 275k QHN

η η= (kW) (6-5)

k1 – hệ số dự trữ lấy bằng 2. H- chiều cao từ vị trí đặt máy bơm đến cao độ của hố tụ (m) η1- hệ số hiệu suất máy bơm 0,4-0,5 η2 – hệ số hiệu suất truyền động 0,75

Sau khi bơm cạn nước trong hố móng láng một lớp vữa bê tông có chiều dày trung bình 10cm lên bề mặt lớp bê tông bịt đáy để tạo phẳng.

Đập đầu cọc và xử lý đầu cọc theo quy định. Chiều dài đoạn cọc phải đập bỏ bê tông cách cao độ đáy bệ là 15cm. Bê tông phần còn lại không được nứt vỡ. Theo qui định này một số thanh cốt thép của lưới đáy bệ phải cắt gián đoạn khi gặp thân cọc tạo nên những ô vuông đầu cọc, những ô vuông này cần được đai lại bằng một vòng cốt thép hình vuông đặt cắt chéo các thanh của lưới cốt thép.

Trên mặt bê tông bịt đáy tiến hành truyền dẫn vị trí tim dọc và tim ngang trụ được đo đạc chính xác bằng phương pháp giao hội tia ngắm trên mặt vòng vây xuống lớp bê tông bịt đáy. Dựa vào hai đường tim này, đo đạc xác định và lấy dấu các cạnh của bệ móng.

Lắp dựng khung cốt thép bệ cọc trên mặt bê tông bịt đáy, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép đáy là 5cm và duy trì bằng các con kê chế tạo trước từ vữa ximăng. Buộc lưới đáy trước, sau đó là các lưới mặt bên , dựng các thanh cốt thép chờ và những thanh cốt thép đai cấu tạo tăng cứng cho khung cốt thép sau đó mới buộc lưới đỉnh bệ.

Khung cốt thép phải đảm bảo đủ cứng, chịu được tải trọng thi công. Trên các lưới mặt bên buộc các con kê bê tông để duy trì chiều dày bảo vệ.

Các tấm ván thành được dựng và chống văng vào tường ván của vòng vây bằng nêm hoặc bằng thanh chống có tăng đơ để dễ tháo dỡ.

Nguồn cấp vữa bê tông được lựa chọn dựa trên nguyên tắc sau : - Nếu đường vận chuyển vữa khó khăn không đảm bảo yêu cầu đổ bê tông liên tục

thì tổ chức trạm trộn ngay trên hệ nổi tại mặt bằng thi công, dự trù đủ các cốt liệu và tập kết đủ lên phao.

- Nếu vị trí thi công cách bờ không xa thì dựng cầu công tác để dẫn ống bơm vữa và cung cấp vữa từ bờ ra bằng máy bơm.

- Nếu vận chuyển vữa bằng xe Mix phải tổ chức phương tiện thủy gồm xà lan và ca nô có thể cặp mạn và đi sang mặt bằng nổi một cách cơ động.

Chuyển vữa xuống hố móng và trút vào khuôn theo sự phối hợp sau :

225

- Máy trộn – thùng chứa - Máy bơm – ống vòi voi - Xe mixer – xe bơm.

6.5.2- Thi công móng cọc bệ cao trong vòng vây cọc ván thép. Biện pháp thi công được tiến hành tương tự như thi công móng cọc bệ thấp cho

đến công đoạn hạ xong vòng vây cọc ván thép. Bước tiếp theo, thay việc phải đào đất trong hố móng bằng việc đổ đất vào trong vòng vây, tôn cao độ mặt nền lên đến cao độ thiết kế của đáy bệ cọc trừ đi chiều dày lớp bê tông bịt đáy. Vật liệu tôn nền phải là đất lẫn sỏi sạn hoặc cát đen. Nếu lòng sông là nền cát thì có thể hút cát cách xa khu vực móng và bơm vào trong vòng vây.

Đến đây cần phân tích thêm vấn đề nên tôn cao mặt nền trước khi đổ lớp bê tông bịt đáy hay đổ lớp bê tông bịt đáy, bơm cạn nước sau đó mới đổ đất vào tôn cao nền?

- Đổ đất trước sau đó mới đổ bê tông bịt đáy có những ưu điểm: giảm chiều sâu nước tính từ MNTC đến cao độ mặt nền và như vậy giảm được chiều dày lớp bê tông bịt đáy; nền đất được tôn cao nằm ổn định phía dưới, sau khi bơm cạn nước đáy hố móng là nền bê tông có thể thi công tiếp các công đoạn sau. Nhược điểm của biện pháp này là tăng thêm tĩnh tải cho móng cọc do lớp bê tông bịt đáy treo bám vào đáy bệ cọc, khi tính toán thiết kế cần xét đến tải trọng phụ thêm này; đáy bệ mở rộng bốn mặt về mùa cạn gây cản trở giao thông thu hẹp khẩu độ thông thuyền.

- Nếu đổ bê tông bịt đáy trước, sau đó bơm cạn nước rồi mới đổ đất vào bên trong vòng vây có ưu điểm : trọng lượng của lớp bê tông bịt đáy đặt lên nền và do nền đất chịu hoàn toàn; lớp này nằm sát đáy sông nên không gây cản trở giao thông về mùa cạn; chống được xói cục bộ xung quanh bãi cọc. Nhược điểm của biện pháp này : chiều dày lớp bê tông bịt đáy tăng lên nhiều; khi bơm cạn nước cọc ván thép sẽ làm việc bất lợi hơn và phải tăng thêm tầng văng chống. Sau khi đổ đất vào nền vẫn cần phải có lớp bê tông lót móng rải lên bề mặt nền vừa mới tôn cao. Một điều cần lưu ý về tải trọng tác dụng lên móng trong giai đoạn thi công là trọng lượng khối đất đổ vào trong vòng vây sẽ thông qua dính bám của bê tông bịt đáy mà truyền lên các cọc, tải trọng này có thể rất lớn cần kiểm tra đối với móng trong giai đoạn thi công. Trong giai đoạn khai thác, tầng đất này bị rửa trôi hết. Trong thực tế các đơn vị thi công không chọn biện pháp này vì không kinh tế .

Qua phân tích trên chúng ta thấy rằng biện pháp tôn cao nền sau đó đổ lớp bê tông bịt đáy là hợp lý nhưng cũng thấy rằng vòng vây cọc ván thép cần được thiết kế sao cho có kích thước tối thiểu, vừa đủ khoảng không giữa thành bệ và tường ván để giảm thiểu lượng bê tông bịt đáy và thu hẹp kích thước phía dưới đáy bệ .

226

Hình 6.16- Các bước công nghệ của biện pháp thi công móng cọc bệ cao trong vòng vây cọc ván thép .

1- Đóng cọc bê tông trên phao. 2-Hạ vòng vây CVT bằng búa rung. 3- Chở đất thả vào trong vòng vây đắp tôn cao nền. 4- Đổ bê tông bịt đáy. 5- Bơm cạn nước và thi công bệ cọc.

Sau khi bơm cạn nước trong vòng vây tiến hành láng lớp bê tông tạo phẳng trên

mặt lớp bê tông bịt đáy và thực hiện các công đoạn thi công bệ cọc như đối với móng cọc bệ thấp đã trình bày ở trên.

Việc tính toán vòng vây cọc ván thép trong hai công nghệ thi công móng cọc bệ thấp và móng cọc bệ cao là khác nhau. Đối với móng cọc bệ thấp, giai đoạn bất lợi là khi chưa đổ lớp bê tông bịt đáy, sau khi có lớp bê tông bịt đáy và bơm cạn nước, cọc ván tựa lên lớp bê tông này và lên các tầng khung chống. Đối với móng cọc bệ cao, giai đoạn bất lợi là lúc đã bơm cạn nước và đổ bê tông bệ móng, nếu dính bám của lớp bê tông bịt đáy không đủ giữ trọng lượng của bê tông bệ, toàn bộ trọng luợng của bệ cộng thêm lớp bê tông bịt đáy sẽ gây nên áp lực ngang rất lớn tác dụng lên tường cọc ván trong khi đó không có biện pháp giằng chống ở bên ngoài. Trong tính toán thiết kế vòng vây cọc ván cần kiểm tra đến khả năng này và có biện pháp phòng tránh trước. 6.5.3 – Thi công móng bệ nổi trong thùng chụp :

Thùng chụp có thể thay thế được vòng vây cọc ván thép trong trường hợp chiều sâu nước không lớn để thi công móng nổi. + Lắp ráp thùng chụp :

Do cấu tạo của thùng chụp được ghép từ các tấm thép chế sẵn nên có thể lắp ghép thùng chụp tại vị trí móng bên trên mặt nước hoặc ghép thành hộp từ nơi khác và chở đến vị trí móng bằng xà lan rồi hạ xuống đáy sông, bao quanh khu vực thi công móng.

227

Hình 6.17- Tổ chức lắp ráp thùng chụp trên hệ nổi. 1- Xà lan . 2-Cọc neo. 3-Dầm sàn công tác. 4- Thùng chụp .5- Cần cẩu lắp ráp .

Thùng chụp là loại kết cấu có kích thước lớn cho nên dù lắp ở vị trí khác hay lắp

tại ví trí thi công móng đều được tiến hành lắp trên mặt bằng hệ nổi. Mặt bằng lắp ráp gồm hai xà lan đậu cách nhau sao cho thả lọt kết cấu thùng chụp cộng với chiều dày của các kết cấu dẫn hướng. Để mở rộng thêm mặt bằng có thể ghép thêm các xà lan hoặc hệ phao bên cạnh hai xà lan chính, nhưng về sức chở và khả năng giữ ổn định chỉ là hai phao đỡ thùng chụp. Nếu lắp ráp ở trong bến, các xà lan được cố định bằng các neo còn lắp tại vị trí thi công móng các xà lan định vị bằng các cọc neo chỉ cho phép lên xuống theo mực nước mà không di chuyển được trên mặt bằng. Trên khoảng hở giữa hai xà lan dùng dầm I định hình gác qua làm thành sàn công tác để lắp ghép thùng chụp từ các tấm ghép sẵn. Trên mặt sàn công tác kẻ các đường tim , dựa theo vị trí các đường tim lắp dựng tầng 1 của khung chống bên trong tựa trên các chồng nề. Dựa vào khung chống ghép các mặt ván theo từng tầng. Sau khi khép kín tầng 1 thì dỡ bỏ chồng nề kê dưới khung chống để thùng chụp tựa trên vành đai có bó đáy bằng các đoạn tà vẹt ( xem phần cấu tạo). Các tầng trên ghép hai mặt ván trước sau đó lắp khung chống và lắp nốt hai mặt còn lại,khép kín thành hộp . Thùng chụp sau khi lắp ráp xong phải kiểm tra độ kín tại các mối nối, nếu vênh hở phải dùng dây thừng gai có tẩm dầu chèn chặt cho kín. Trên các tấm ván có thể có lỗ khoan thủng do đã dùng làm ván khuôn phải cho hàn vá kín trước khi lắp ráp . Khi đã lắp thành hộp mới phát hiện lỗ thủng thì dùng keo dán thép để dán miếng vá bằng tôn ở cả hai mặt. + Hạ thùng chụp :

Thùng chụp có trọng lượng và kích thước lớn, khi hạ xuống nước chịu sức đẩy rất mạnh. Để có thể hạ thùng chụp xuống vị trí móng một cách an toàn phải dùng giá long môn và hệ thống neo giữ hoặc có tường chắn bằng vòng vây cọc ván đóng chặn phía thượng lưu để giảm sức đẩy của nước .

228

Giá long môn được dựng lên trên hệ nổi đã ghép thùng chụp . Giá được lắp từ các thanh kết cấu vạn năng và phổ biến là YốKM vì kết cấu này vừa có khả năng chịu nén như cột vừa có thể làm việc chịu uốn như dàn. Nếu không có kết cấu YốKM thì dùng kết cấu MốK làm trụ và dùng các thanh dầm I để làm xà ngang. Cao độ đáy xà ngang của giá long môn phải cao hơn thùng chụp kể cả các điểm kê cộng thêm chiều cao của thanh đòn gánh và 65cm chiều dài múp. Nếu chiều cao của thùng chụp vượt quá cao độ của móc cẩu treo trên giá long môn thì tiến hành lắp theo tầng . Tầng một lắp xong và hạ xuống nước, một phần kẹp giữ trên sàn đạo để lắp tiếp tầng hai . Sau đó tiếp tục hạ xuống sát đáy.

Dùng máy đào gầu ngoạm hoặc vòi xói, đào dọn sơ bộ khu vực đáy sông tạo thành vùng lòng chảo tại khu vực móng. Mặt đất tự nhiên ở đáy sông thường không bằng phẳng và có thể có lớp bùn nhão . Để đáy thùng chụp tựa vững lên mặt nền , xung quanh đáy thùng dùng một số đoạn tà vẹt bó sát vào mép thùng làm chân đế.

Khi hạ thùng chụp, lực đẩy do nước tác dụng lên hệ nổi rất lớn , cần bố trí neo để giữ cho hệ nổi cố định và hạ thùng chụp xuống đúng vị trí . Đặc biệt khi hạ xuống phạm vi móng đã đóng cọc , nếu không neo giữ chắc chắn sức đẩy của nước sẽ làm gãy hoặc xô nghiêng các cọc. Phía ngoài xung quanh thùng chụp đóng các cọc thép chữ H hoặc thép ống để làm cọc định vị ,dẫn hướng khi hạ và cố định thùng chụp khi đã hạ xuống đáy. Khi dùng các cọc H làm cọc dẫn hướng đóng quay lòng cọc về phía thùng và sử dụng lòng cọc làm rãnh trượt, về phía thành thùng chụp hàn hai thanh thép chữ U ốp vào nhau làm thành hộp lồng vào trong lòng cọc H.

A-A

mÆt b»ng

a

a

Hình 6.18- Cấu tạo giá long môn và biện pháp hạ thùng chụp. a) Nâng thùng chụp và rút dầm kê . b) Hạ thùng chụp xuống mặt nền. c) Cấu tạo móc cẩu . d) Cấu tạo rãnh trượt

1- Giá long môn lăp bằng YốKM. 2-Thùng chụp. 3-Xe cẩu. 4-Cọc H dẫn hướng. 5-Gờ dẫn hướng bằng hộp thép chữ C. 6- Đòn gánh. 7-Tai cẩu. 8- Thành ngoài thùng chụp .

229

Để treo móc thùng chụp lên giá long môn phải dùng hệ đòn gánh liên kết vào khung thành của thùng chụp, trên mặt dầm đòn gánh hàn tai cẩu để móc cáp . Điểm móc cáp dùng chốt ắc để cân bằng tải trọng . Hạ thùng chụp bằng tời điện dạng xe cẩu đặt trên dầm ngang của giá long môn và truyền lực thông qua bộ múp.

Ban đầu nâng thùng chụp lên khỏi hệ dầm sàn công tác và kê lên bốn điểm ở hai cạnh đối diện của thùng chụp. Rút hết các dầm còn lại ra khỏi đáy thùng sau đó lại nâng lên tiếp để giải phóng nốt hai vệt dầm nằm ở dưới bốn điểm kê vừa nêu. Lúc này dưới đáy không còn kết cấu nào vướng cản, thả đều hai móc treo cho thùng hạ dần xuống đáy. Khi hạ thùng chạm đáy, dùng dây buộc thả các bao tải cát xuống lấp xung quanh thùng chụp làm thành vòng chân khay tạm thời ổn định chân đế .

1 2 3

4 5 6

Hình 6.19- Các bước công nghệ trong biện pháp thi công móng cọc sử dụng thùng chụp .

1- Đóng cọc bê tông trên xà lan. 2-Lắp ghép thùng chụp. 3-Hạ thùng chụp. 4-Đắp đất tôn cao đáy nền trong thùng chụp. 5-Đổ bê tông bịt đáy theo công nghệ vữa dâng. 6- Đổ bê tông bệ cọc.

Đóng cọc bê tông trước khi hạ thùng chụp. Nếu lắp thùng chụp ở bến rồi chở ra vị trí thi công thì tiến hành đóng cọc trên phao, còn nếu lắp ghép thùng chụp tại chỗ trên xà lan thì sử dụng hệ xà lan này làm sàn đạo nổi để di chuyển giá búa đóng cọc. Cho giá búa di chuyển trên hệ dầm của sàn công tác đóng các cọc bê tông theo sơ đồ . Sau khi đóng xong cọc cho tháo dỡ giá búa và tiến hành lắp ghép thùng chụp trên sàn công tác .

Các công đoạn đổ bê tông bịt đáy và thi công bệ cọc trong thùng chụp thực hiện tương tự như trong vòng vây cọc ván.

Tháo dỡ thùng chụp sau khi đổ bê tông thân trụ. Trước tiên cho tháo nước vào trong thùng chụp để cân bằng áp lực nước, sau đó cho thợ lặn tháo các liên kết tại bốn góc . Dùng búa rung cặp vào thành từng mặt phẳng của thùng để phá vỡ lực dính bám với bê tông bịt đáy, sau đó cẩu nâng từng mặt phẳng lên bằng giá long môn và tháo rời ra thành từng tấm ở trên mặt xà lan. 6.5.4- Thi công móng bệ nổi trong thùng chụp có đáy.

Đối với những bệ cọc được thiết kế theo yêu cầu giảm bớt chiều cao thân trụ bảo vệ cọc bê tông không bị ăn mòn do nằm trong vùng có biên độ nước thay đổi, bệ cọc đặt

230

ở vị trí chỉ ngập một phần trong nước, đáy bệ thấp hơn MNTN 0,5m và so với MNTC thông thường bệ móng chỉ ngập trong nước1÷2m.

Để thi công bệ cọc của dạng móng này người ta tìm biện pháp sao cho ngăn nước chỉ ở phần bệ nằm trên các đầu cọc và sử dụng các cọc để làm đà giáo đổ bê tông bệ. Loại vòng vây quây kín lấy phần bệ cọc gọi là thùng chụp có đáy hay là thùng chụp treo. a) Biện pháp đóng cọc trước hạ thùng chụp sau.

Sau khi đóng đến độ chối thiết kế, đầu các cọc có thể ngập hoàn toàn hoặc một phần trong nước, cho thợ lặn xuống lắp các xà kẹp vào các đầu cọc ở cao độ tính toán sao cho sau khi đổ lớp bê tông bịt đáy thì cao độ đáy bệ nằm đúng cao độ thiết kế. Dùng cần cẩu đặt thùng chụp đã chế tạo sẵn tựa lên các hàng xà kẹp . Đầu cọc luồn qua các lỗ khoét chừa sẵn dưới đáy thùng chụp .

Hình 6.20a- Biện pháp thi công móng cọc bệ cao-bệ móng ngập một phần trong nước bằng thùng chụp có đáy theo phương án đóng cọc trước hạ thùng chụp sau. 1- cọc BTCT. 2-xà kẹp đầu cọc. 3- tấm đáy thùng chụp. 4- thành hộp thùng chụp. 5- quang treo. 6- bê tông bịt đáy.

Thùng chụp được thiết

kế để kết hợp đồng thời là ván khuôn của bệ cọc. Cấu tạo thùng chụp gồm các ván thành xung quanh bằng thép được ghép kín có thể ngăn được nước, tấm ván đáy bằng gỗ ( hoặc thép ) rộng hơn đáy bệ cọc để có thể dựng các tấm ván thành trên đó. Ván đáy được tăng cường bằng hệ dầm đỡ đảm bảo chịu được tải trọng bao gồm trọng lượng bệ cọc, trọng lượng lớp bê tông bịt đáy, trọng lượng ván khuôn thành và tải trọng thi công . Hệ dầm đỡ có nhiệm vụ tiếp nhận tải trọng này và truyền lên các đầu cọc thông qua hệ thống xà kẹp và các quang treo trên đầu các cọc bê tông . Hệ dầm đỡ còn

Hình 6.20b- Cấu tạo thùng chụp treo . 1- xà kẹp [200. 2- bulông M22. 3-dầm đỡ đáy [

300. 4-ván đáy khoét lỗ. 5- cổ áo vá lỗ khoét. 6- dây treo để chờ. 7- vòng thép quàng lên đầu cọc và hàn vào thép chờ. 8-chặn chân ván thành. 9- văng chống bên ngoài. 10- ván thành. 11- bê tông lót đáy.

231

có tác dụng để tựa các thanh chống văng bên ngoài giữ ván thành. Đáy thùng chụp có chừa sẵn các lỗ hình vuông, kích thước bằng 1,25 lần kích thước cọc để đảm bảo dễ dàng lùa các đầu cọc chui qua đáy thùng chụp khi vị trí các đầu cọc có thể có sai số khi đóng .

Sau khi đặt thùng chụp lên xà kẹp tiến hành vá kín các khe hở xung quanh thân cọc bằng những tấm ván cổ áo. Đổ lớp bê tông bịt đáy dày 50cm bằng bơm vữa họăc đổ bê tông bằng bao tải . Khi đổ bê tông các đầu thép của quang treo chờ để lắp vào đầu cọc đã liên kết sẵn vào hệ dầm đỡ của ván đáy phải cao hơn bề mặt của lớp bê tông bịt đáy .

Dùng máy bơm, bơm cạn nước trong thùng chụp, vệ sinh mặt bê tông và láng một lớp vữa tạo phẳng để làm ván đáy đồng thời lấp chặn những chỗ rò rỉ nước. Đập bê tông đầu cọc và lắp quang treo lên các đầu cọc đã xử lý, dựng khung cốt thép bệ cọc và tiến hành đổ bê tông như đối với các loại bệ khác.

Ván đáy có thể để lại nhưng hệ dầm đỡ phải dỡ bỏ hoặc cắt gọn để thanh thải dòng chảy. b) Biện pháp hạ thùng chụp trước đóng cọc sau.

Nếu trong thời điểm thi công đáy bệ ngập không sâu trong nước nên áp dụng phương án hạ thùng chụp trước và đóng cọc sau. Người ta đóng các cọc định vị bằng thép xuống xung quanh móng bằng búa rung hoặc bằng búa Diezel đến chiều sâu tính toán, những cọc này sẽ đỡ trọng lượng của thùng chụp và của bệ móng. Thùng chụp ghép sẵn đủ cả tấm đáy và tấm thành, trên tấm đáy có để sẵn các lỗ cọc nhưng kích thước lỗ vừa đủ lọt thân cọc. Cẩu đặt thùng chụp tựa lên hệ cọc định vị đã đóng , liên kết sao cho truyền được toàn bộ tải trọng lên các cọc. Sử dụng thùng chụp kết hợp với các cọc định vị làm khung dẫn hướng và đóng các cọc BTCT bằng búa Diezel treo trên cần cẩu, cọc bê tông theo khung dẫn hướng và luồn qua các lỗ cọc ở đáy thùng chụp để đóng xuống nền theo đúng vị trí thiết kế.

Hình 6.21- Biện pháp thi công móng cọc bệ cao sử dụng thùng chụp có đáy theo

phương án hạ thùng chụp trước đóng cọc sau.

Do thiết kế để các cọc định vị chịu trọng lượng của bê tông bệ móng nên không cần phải làm kết cấu quang treo, sau khi đóng xong cọc bê tông tiến hành bịt kín khe hở giữa thành cọc và miệng lỗ trên tấm đáy, đổ lớp bê tông lót đáy ở trong nước, chờ cho lớp này đủ cường độ thì bơm cạn nước trong thùng chụp. Xử lý đầu cọc theo chỉ dẫn của thiết kế và lắp dựng khung cốt thép của bệ móng, lấy thùng chụp làm ván khuôn để đổ bê tông bệ móng .

232

Nói chung móng cọc bệ cao có thể sử dụng được thùng chụp treo thi công dễ dàng hơn những trường hợp móng ngập sâu trong nước. Tuy vậy trong biện pháp này công việc khó khăn là phải kiểm soát được sự làm việc của hệ quang treo hoặc các liên kết của thùng chụp với các cọc định vị, đảm bảo chắc chắn rằng ván khuôn không bị tụt xuống trong khi đổ bê tông bệ móng.

6.6-THI CÔNG MÓNG CỌC ỐNG.

Cọc ống có đường kính từ 1,0m đến 3,0m và chia thành các đốt có chiều dài 6,0m hoặc 8,0m được chế tạo bằng biện pháp quay ly tâm trong xưởng sản xuất cấu kiện BTCT đúc sẵn .

Hình 6.22- Cấu tạo lưỡi xén mũi cọc và mối nối cọc ống. Hạ cọc vào nền bằng búa rung kết hợp với đào moi đất trong lòng cọc, búa rung

gắn chặt vào đầu cọc thông qua vành nón chụp đầu cọc. Mũi cọc có lưỡi cắt bằng thép tấm hàn vào với các thanh cốt thép dọc của cọc để xén đất. Đầu cọc có vành thép khoan lỗ để liên kết giữa những đốt cọc với nhau bằng bulông theo kiểu mặt bích.

Trong điều kiện thi công trên cạn, đối với những cọc thẳng có thể rung hạ trực tiếp đốt cọc vào trong nền mà không cần thiết bị hỗ trợ nào. Đầu tiên dùng máy đào, đào hố sâu 1,5÷2,0m đúng với vị trí của cọc ống trong móng. Trên miệng hố dùng bốn thanh gỗ hoặc thép đặt thành hình vuông ngoại tiếp chu vi để định vị cọc. Dùng cần cẩu cẩu cọc theo phương thẳng đứng và đặt vào hố đào đúng với vị trí đã định vị. Giữ nguyên móc cẩu để cọc ở vị trí này rồi tiến hành lấp đất xung quanh thân cọc, đầm kỹ đều ở các phía để cọc không bị xê dịch. Tháo bỏ móc cẩu và dây treo, chụp búa rung lên đầu cọc và liên kết chặt với vành đai bằng bulông sau đó tiến hành rung hạ cọc. Sau một chu kỳ rung hạ, cọc ống không chìm xuống tiếp thì tháo búa rung và dùng gầu ngoạm đào moi đất trong lòng cọc cho đến cao độ chân cọc thì tiếp tục lắp búa và rung hạ tiếp. Đối với cọc ống đường kính lớn, búa rung gắn cố định với đầu cọc trong suốt thời gian hạ đốt cọc, chỉ tháo ra khi nối đốt cọc tiếp theo. Đất trong lòng cọc được đào thông qua khoang trống mà khi thiết kế chụp đầu cọc đã cấu tạo sẵn, nếu cửa khoang trống đủ rộng vẫn có thể đào đất bằng máy đào gầu, nếu khoang trống không đủ rộng phải tổ chức đào đất bằng biện pháp xói hút.

233

Hình 6.23- Biện pháp thi công móng cọc ống ở trên cạn.

a) Trường hợp cọc thẳng. b) Trường hợp cọc xiên.

1- cọc ống. 2- búa rung. 3- gầu ngoạm. 4- khung dẫn hướng.

Trường hợp hạ cọc xiên phải sử dụng khung dẫn hướng , đặt cọc tựa nghiêng trên thanh trượt của khung và cùng với búa rung đốt cọc trượt dễ dàng theo khung dẫn hướng để hạ vào trong nền theo độ xiên của thanh trượt.

Trong điều kiện khu vực thi công bị ngập nước, tương tự như đối với móng cọc đặc ta cần phân biệt hai trường hợp : móng cọc ngập nông và móng cọc ngập sâu.

Hình 6.24- Khung dẫn hướng bằng kết cấu YốKM dùng cho hạ cọc ống BTCT có đường kính từ 1,0÷1,8m.

1- cọc ống.2-cọc H định vị. 3-khung đinh vị. 4- khung dẫn hướng bằng kết cấu YốKM. 5- dầm thép chữ [ treo khung dẫn hướng. 6- gỗ chèn làm rãnh dẫn hướng.

Với trường hợp móng cọc ngập nông, nếu vị trí móng nằm gần mép nước thì tiến

hành đắp đảo nhô và áp dụng biện pháp thi công hạ cọc tương tự như ở trên cạn. Nếu vị

234

trí móng nằm cách xa mép nước, việc thi công đắp đường công vụ gặp khó khăn nên tổ chức hạ cọc ống và thi công bệ móng trên sàn đạo.

Phần lớn các trường hợp thi công gặp phải đều nằm trong vùng nước ngập sâu, sông rộng, cách tổ chức thi công duy nhất là tiến hành trên hệ nổi và hạ cọc theo khung dẫn hướng.

Khung dẫn hướng được lắp từ các thanh của kết cấu YốKM thành giàn không gian theo chiều cao gồm hai tầng còn trên mặt bằng căn cứ theo đường kính và khoảng cách giữa các cọc để chọn cách lắp và số lượng khoang lắp.

Đối với những cọc có đường kính nhỏ hơn 2m, thân cọc đi lọt qua khoang chuẩn của kết cấu YốKM không lắp thanh chéo. Đối với những cọc có đường kính từ 2m trở lên hoặc cự ly giữa các cọc không là bội số của kích thước khoang, khi thân cọc vướng vào thanh kết cấu nào thì không lắp thanh đó mà lắp đủ những thanh bên cạnh và đặc biệt bốn mặt phẳng xung quanh của khung cần phải lắp đầy đủ các thanh chéo để sao cho về tổng thể kết cấu không gian của khung vẫn đảm bảo điều kiện không biến hình. Do đặc điểm của kết cấu vạn năng YốKM ta có thể lắp khung dẫn hướng với nhiều dạng cấu tạo phù hợp với bất kỳ loại đường kính cọc và cự ly giữa các cọc trong bệ móng.

Để khống chế hướng đi của cọc có hai cách : nếu khoảng hở giữa thành cọc và thanh ngang của khung là một khoảng cách lớn thì dùng một thanh khác đặt ngang kèm sát thành cọc, thanh này cố định vào khung dẫn hướng; nếu khoảng hở nhỏ thì dùng các thanh gỗ đặt dọc cố định vào các thanh của khung kèm sát bốn phía mặt cọc làm thành rãnh dẫn hướng.

Hình 6.25- Những hình thức lắp các thanh kết cấu YốKM lam khung dẫn hướng cho

các loại đường kính cọc và cách bố trí cọc trong bệ móng.

Cố định khung dẫn hướng bằng hai biện pháp : - Bằng cọc định vị : khung dẫn hướng được treo vào các cọc H đã đóng sâu vào

trong nền và nhô cao lên mặt nước bởi hai tầng thanh treo liên kết sẵn vào hai mặt phẳng của khung.

- Bằng hệ nổi : cố định khung dẫn hướng bằng cách liên kết nó với hệ nổi vì bản thân hệ nổi đã được cố định bằng hệ thống neo. Khi cao độ đầu cọc thấp hơn MNTC sử dụng đoạn cọc dẫn bằng ống thép lắp

nối vào đầu cọc nhờ liên kết mặt bích giống như nối giữa các đoạn cọc với nhau, phía trên đầu cọc dẫn lắp chụp đầu cọc và búa rung để hạ chìm đầu cọc bê tông ngập vào trong nước. Khác với cọc dẫn dùng để đóng cọc đặc có thể rút lên ngay sau khi đóng xong mỗi cọc, cọc dẫn của cọc ống BTCT chỉ có thể tháo ra khi có vòng vây và bơm cạn nước hoặc muốn tháo ngay cọc dẫn phải cho thợ lặn xuống tháo các bu lông liên kết

235

ở mối nối. Nếu tháo ngay được thì có thể sử dụng một đoạn cọc ống khác để làm cọc dẫn.

Các cọc ống trong bệ cọc phải hạ xuống đến vị trí sao cho các đầu cọc ở cao độ

đúng với cao độ thiết kế. Không tiến hành xử lý đầu cọc ống mà các đầu cọc được ngàm vào trong bệ cọc với chiều dài tối thiểu là 1,2m và ở trạng thái còn nguyên vẹn.

Chân cọc ống thường phải đặt ở tầng đất chịu lực tốt, tùy theo thiết kế có thể yêu cầu đào mở rộng chân cọc bằng thiết bị khoan chuyên dụng hoặc không cần đào mở rộng mà chỉ tiến hành vệ sinh đáy cọc và đổ bê tông lấp lòng cọc bằng biện pháp rút ống thẳng đứng.

Trường hợp chân cọc tựa trên nền đá phải chôn được chân cọc để ngàm chắc vào với nền. Trước hết phải khoan vào trong nền đá lỗ khoan có đường kính bằng với đường kính trong của cọc bằng biện pháp khoan dộng ( khoan đập cáp), các mảnh vụn do khoan phá lấy lên bằng máy hút thủy lực. Chiều sâu lỗ khoan tối thiểu là 0,5m . Hạ lồng cốt thép có chiều dài gấp đôi chiều sâu lỗ khoan xuống đáy lỗ và sau đó đổ bê tông lấp lòng bằng biện pháp rút ống thẳng đứng.

Đối với cọc ống có đường kính lớn hơn 2m và thành cọc được thiết kế đủ chiều dày chịu lực ( chiều dày này ≥ 20cm ) có thể chỉ đổ lớp bê tông nút đáy có chiều dày từ 3 đến 4m sau đó bơm cạn nước và đổ lấp lòng bằng cát hoặc sỏi bên trong lòng cọc.

Có ba biện pháp tổ chức thi công móng cọc ống trong điều kiện ngập nước. + Đối với móng cọc có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 1,5m tiến hành như thi

công móng cọc đặc. Trước tiên dùng cần cẩu đứng trên hệ nổi di động ghép bằng các phao đơn đóng các cọc định vị bằng búa rung, sau đó hạ khung dẫn hướng đã lắp sẵn và treo trên các cọc định vị, theo khung dẫn hướng lần lượt hạ các cọc ống trong bệ móng đến cao độ thiết kế . Các cọc chỉ xử lý phía dưới chân mà có thể không cần đổ vật liệu lấp lòng. Khung dẫn hướng được dỡ bỏ để dành chỗ thi công vòng vây cọc ván thép hoặc thùng chụp . Đổ lớp bê tông bịt đáy vòng vây ngăn nước và tiến hành thi công bệ cọc như đối với bệ cọc đặc ( Hình 6.26)

Hình 6. 26- Các bước thi công móng cọc ống bằng biện pháp sử dụng hệ phao .

+ Đối với các cọc có đường kính từ 1,6m trở lên tổ chức thi công trên mặt bằng nổi ghép bằng các sà lan có trọng tải lớn . Hệ nổi được cố định bằng hệ thống neo ổn định trong suốt thời gian thi công. Lắp khung dẫn hướng trên sàn đạo tại vị trí móng, dùng giá long môn lắp bằng kết cấu YốKM hạ xuống và cố định vào mặt boong của sà lan. Các công việc cẩu nâng do cần cẩu chân cứng lắp cố định trên hệ nổi thực hiện. Sử dụng thùng chụp và bê tông bịt đáy để ngăn nước thi công bệ cọc ( Hình 6.27)

236

+ Trường hợp mực nước thi công thay đổi trong ngày với biên độ lớn do ảnh hưởng của thủy triều hoặc móng cọc bệ cao nhô lên khỏi mặt nước như đối với loại trụ dùng cọc móng thay thế cho thân cột thì nên tổ chức thi công trên sàn đạo ( hình 6.28). Sàn đạo được dựng dọc theo hai bên cạnh móng và kéo dài đủ để bố tri mặt bằng thi công. Trên mặt sàn đạo lắp đặt đường ray để di chuyển cần cẩu chân dê. Các đốt cọc do phao chở đi lọt vào hai mũi nhô của sàn đạo đến đứng ngay phía dưới cần cẩu để cần cẩu lấy và chuyển đến vị trí móng. Khung dẫn hướng gác ngang trên hai vệt sàn đạo và có thể di chuyển đến mỗi vị trí hàng cọc. Những công việc cẩu nâng các tải trọng nhẹ trong quá trình thi công do cần cẩu chân cứng lắp trên sàn đạo ở một phía cạnh móng đảm nhận. Ngoài khu vực móng và mũi nhô đón phao vận chuyển để trống còn những khu vực khác dùng dầm gác qua hai bên sàn đạo để tạo mặt bằng thi công.

Hình 6.27- Tổ chức thi công móng cọc ống trên hệ nổi cố định . 1-sà lan. 2-khung dẫn hướng. 3- dầm treo khung dẫn hướng. 4-giá long môn. 5-cần cẩu chân cứng. 6- tời neo hệ nổi . 7- tời nâng của giá long môn. 8-búa rung hạ cọc. 9- máy

xói hút. 10- đốt cọc ống.

Hình 6.28- Tổ chức thi công móng cọc ống trên sàn đạo .

1- sàn đạo. 2-cẩu chân dê. 3- cẩu chân cứng. 4- khung dẫn hướng. 5- búa rung hạ cọc.

237

CÂU HỎI TỰ KIỂM TRA. 1- Căn cứ vào đâu để chọn sơ đồ đóng cọc ? Những dạng đường di chuyển giá búa

khi đóng cọc ? 2- Khi nào thì áp dụng biện pháp đóng cọc trong hố móng ? Biện pháp tổ chức thi

công móng cọc trong điều kiện phải đóng cọc trong hố móng? 3- Biện pháp đóng cọc bệ cao trong điều kiện trên cạn? 4- Trong những trường hợp nào phải tổ chức thi công đóng cọc trên sàn đạo? Biện

pháp thực hiện ? 5- Trình bày biện pháp thi công móng cọc bằng đắp đảo nhô để tạo mặt bằng thi

công ? 6- Trình bày biện pháp thi công móng cọc bệ cao trong vòng vây cọc ván thép , sử

dụng giá búa trên phao nổi ? 7- Trình bày biện pháp thi công móng cọc bệ cao sử dụng thùng chụp không đáy. 8- Cấu tạo thùng chụp treo và biện pháp thi công móng cọc bệ cao có sử dụng

thùng chụp treo . 9- Biện pháp thi công móng cọc ống trong điều kiện móng nằm trên cạn. 10- Biện pháp thi công móng cọc ống đường kính lớn trong điều kiện ngập nước.

236

CHƯƠNG 7 THI CÔNG MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

Cọc khoan nhồi là dạng cọc BTCT đúc tại chỗ trong lỗ khoan đã được tạo sẵn trong đất nền. Cọc có tiết diện tròn đặc, đường kính từ 0,8÷3,0m .

Do có tiết diện và chiều dài lớn nên cọc khoan nhồi có sức chịu tải vượt xa các loại cọc chế sẵn thi công bằng phương pháp đóng búa vì vậy nó được áp dụng cho những móng chịu tải trọng lớn.

Về phương diện thi công có thể nhận xét về loại móng này như sau : Ưu điểm :

- Không gây chấn động trong thi công, không gây tiếng ồn, phù hợp với điều kiện xây dựng trong thành phố, xen kẽ giữa những công trình đã xây dựng.

- Thi công trong những điều kiện địa chất phức tạp, có thể vượt qua những lớp đất có cấu tạo không bình thường để đặt mũi cọc ở lớp có cấu tạo địa chất ổn định .

- Vừa thi công vừa bổ sung kết quả khảo sát địa chất, điều chỉnh hợp lý thiết kế móng cho phù hợp.

Nhược điểm : -Yêu cầu thiết bị hiện đại, đồng bộ và trình độ công nghệ cao. - Khó kiểm soát và kiểm tra chất lượng bê tông cọc . - Là dạng cọc dễ xảy ra những khiếm khuyết và sự cố trong thi công.

7.1- NHỮNG BIỆN PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG CỌC KHOAN. Thi công cọc khoan nhồi gồm có hai công đoạn chính là khoan tạo lỗ và đổ bê

tông thân cọc, trong đó công đoạn khoan tạo lỗ là quan trọng nhất, quyết định toàn bộ quá trình thi công, vì vậy những biện pháp thi công cọc khoan nhồi được phân loại và nhận dạng theo biện pháp khoan tạo lỗ cọc.

Những biện pháp khoan tạo lỗ được chia thành hai nhóm hình thành hai phương pháp chính gọi là phương pháp khoan khô và phương pháp khoan ướt. 7.1.1- Phương pháp thi công khô :

Biện pháp đào khô áp dụng để thi công các cọc ngắn nằm ở trên cạn, lỗ cọc không chịu ảnh hưởng của nước ngầm.

Lỗ cọc đào bằng máy đào gầu ngoạm hoặc đào thủ công, dùng các đốt giếng BTCT đúc sẵn có đường kính trong bằng đường kính của cọc để gia cố chống sập lở cho thành lỗ. Đào đến đâu lắp chồng từng đốt giếng đến đó, các đốt tụt dần xuống theo chiều sâu đào phía bên trong do bị đào hẫng chân. Nếu các các đốt không tự tụt xuống cho người xuống đào sâu vào phía trong thành lỗ, đào đối xứng ở các phía .

Cọc khoan nhồi trong điều kiện này thường tựa trên nền đá và là cọc chống, chân cọc ngàm vào trong nền đá 1,0÷1,5m, do vậy khi đào hết tầng đất phía trên bằng máy, phải cho người xuống đào phá tầng đá đoạn chân cọc bằng búa hơi ép. Xúc đá thải vào thùng chứa và dùng cần cẩu đưa lên khỏi mặt đất. Khi làm việc dưới đáy hố đào cần chú ý theo dõi, kiểm tra phòng ngừa xuất hiện khí độc tránh xảy ra tai nạn do nhiễm độc. Dưới đáy hố đào láng một lớp vữa bê tông mác thấp dày 10cm để làm lớp lót móng đồng thời tạo phẳng cho đáy hố.

237

Lồng cốt thép cọc được lắp dựng sẵn ở trên mặt bằng và dùng cần cẩu hạ vào trong hố đào. Dưới chân lồng cốt thép và xung quanh lồng buộc các con kê bằng vữa mác cao để duy trì chiều dày bảo hộ của bê tông và định vị lồng cốt thép đúng với tim cọc.

Hình 7.1- Các bước thi công theo biện pháp đào khô 1- Đào hố khoan có chống vách bằng các đốt giếng. 2- Đào phá lớp đá phong hóa dưới

chân cọc. 3- Hạ lồng cốt thép xuống lỗ khoan. 4- Đổ bê tông thân cọc .

Đổ bê tông thân cọc bằng máy bơm vữa, hạ vòi bơm xuống sát với mặt vữa hoặc dùng thùng chứa và ống vòi voi để dẫn vữa. 7.1.2- các Phương pháp thi công ướt.

Là phương pháp áp dụng để thi công cọc có chiều dài lớn, nằm trong khu vực chịu ảnh hưởng của nước ngầm hoặc bị ngập nước. Đây là phương pháp chủ yếu dùng để thi công móng cọc khoan nhồi của các móng mố, trụ cầu. Căn cứ biện pháp khoan lấy đất người ta chia ra làm bốn biện pháp công nghệ thi công cọc khoan nhồi. 7.1.2.1- Biện pháp khoan bằng máy khoan ống vách xoay .

Đây là loại máy khoan có ống chống vách hạ suốt chiều dài xuống tận đáy cọc bằng biện pháp xoay lắc liên tục, đầu khoan làm việc theo nguyên lý của máy đào gầu ngạm. Gầu đào có hai lưỡi cắt được treo trên cần cẩu và thả rơi xuống để miệng gầu cạp vào nền. Khi kéo lên miệng gầu tự đóng lại giữ lấy đất. Gầu được kéo ra khỏi lỗ khoan, lên đến miệng ống vách cần cẩu xoay sang bên gầu đào tự động treo vào nắp chuông trên đỉnh cột giá khoan và miệng gầu được mở ra để xả đất sau đó cần cẩu quay trở lại đúng vị trí treo thẳng tim lỗ khoan để thả gầu vào trong lỗ khoan tiếp tục chu trình đào lấy đất.

Do gầu đào có trọng lượng lớn và được thả rơi tự do gây ra lực xung kích nên rất dễ làm sập lở thành lỗ khoan, để giữ ổn định thành vách trong suốt quá trình khoan đào người ta sử dụng ống chống bằng thép hạ dần xuống cùng với chiều sâu khoan cọc. Ống chống vách là một kết cấu chuyên dụng có cấu tạo đặc biệt được chế tạo bằng công nghệ cao. Mỗi đoạn ống dài 6m gồm hai lớp thép, kẹp giữa hai lớp là khe rỗng có các sườn tăng cường dọc chống giữa hai lớp, cho nên mặc dù có độ cứng cao nhưng trọng lượng ống nhẹ. Khi nối các đoạn ống miệng của hai đốt nối lồng khít vào nhau và được chốt bằng các bulông vặn chìm tạo nên mối nối nhẵn cả mặt trong và mặt ngoài không

238

làm cản trở việc hạ ống cũng như việc đào lấy đất của gầu khoan. Miệng ống bịt bằng hai vành thép đúc tạo thành mộng âm dương, xung quanh thành ống khoan lỗ để lắp bulông. Khi lắp hai đoạn ống vào nhau, miệng ống trên bọc lấy miệng ống dưới, các lỗ lắp bulông trùng với nhau nhờ khấc định vị. Bu lông liên kết không có đầu giác mà tạo thành hình côn, đai ốc hình ống phía đuôi chẻ thành nhiều múi. Khi xiết bulông, đai ốc nở ra ép chặt vào thành lỗ và chìm vào trong chiều dày thành ống. Đường kính ngoài của ống bằng với đường kính cọc khoan. Đốt dưới cùng được trang bị lưỡi cắt để xuyên qua tầng địa chất cứng.

Hình 7.2- Các bước thao tác khoan tạo lỗ bằng khoan vách xoay. I- Mở lưỡi, thả rơi, cạp đất vào gầu. II- Đóng gầu, kéo đất ra khỏi ống. III-Xoay cần sang bên cạnh, mở lưỡi đổ xả đất .1- ống vách. 2- thiết bị ép xoay ống vách. 3-gầu đào.4- nắp chuông treo gầu.

Ống vách hạ xuống nền bằng thiết bị xoay ép thủy lực (Hydraulic casing

oscillators). Thiết bị này kẹp chặt lấy thành ống và vừa xoay đi xoay lại 1/4 vòng vừa

239

ép xuống bằng hệ thống kích thủy lực trong khi gầu khoan liên tục đào lấy đất trong lòng ống. Khi hết một tầm ống, cần cẩu của máy khoan cẩu lắp nối tiếp thêm đoạn ống khác.

Hình 7.4- Thiết bị xoay ép thủy lực Oscillator hạ ống vách. 1- ống vách. 2- cần cặp ống vách. 3- kích xoay ống. 4- kích ép hạ ống

Hydraulic casing Oscillator (ảnh lấy từ flickr.com)

Khi đào đến cao độ thiết kế tiến hành vệ sinh đáy cọc cho đến khi đạt được độ sạch theo qui định. Dùng cần cẩu của máy khoan hạ lồng cốt thép vào trong lỗ khoan và khi đã thả hết chiều dài thì treo vào cần cẩu, không để lồng cốt thép tựa vào đáy lỗ khoan. Đổ bê tông thân cọc bằng biện pháp rút ống thẳng đứng. Trong qúa trình đổ bê tông, ống chống vách được từ từ rút lên bằng thiết bị oscillators, tốc độ rút ống đổ bê tông và rút ống chống vách phải duy trì đồng thời sao cho miệng ống đổ bê tông luôn thấp hơn đáy ống vách 2,0m và đáy ống vách thấp hơn mức vữa trong ống là 2,0m. Nếu để đáy ống vách cao hơn khoảng cách này áp lực vữa không đủ giữ ổn định thành vách

240

lỗ khoan và sẽ dễ bị sập vách, ngược lại nếu để ống vách nằm sâu quá trong vữa bê tông đã bắt đầu ninh kết khi rút vách sẽ khó khăn hoặc sẽ làm rạn vỡ phần bê tông cọc dính bám vào thành ống vách.

Hình 7.3- Cấu tạo ống vách xoay.

A- Vị trí mối nối có bu lông. B- Vị trí mối nối không có bu lông. 1-ống vách cấu tạo 2 lớp. 2- vành lưỡi cắt đầu ống. 3-mối nối ống. 4- mấu định vị. 5,6- bulông và đai ốc vặn chìm.

ống vách xoay.

Các loại máy khoan vách xoay mang tên các hãng sản xuất đã có ở Việt nam bao gồm : LEFFER, KATO, BENATO và BAUER .

Những loại máy khoan dạng này do các hãng sản xuất đều có nguyên lý làm việc giống nhau, điểm khác nhau là cấu tạo máy và biện pháp xả đất. Đối với các máy của hãng KATO và BENATO máy có cột giá khoan thẳng đứng và khi xả đất ra khỏi gầu, cột giá khoan không xoay sang bên cạnh mà đứng nguyên một vị trí, từ phía cột có một cánh tay máy đẩy gầu đào hướng miệng nghiêng ra phía trước và xả đất ra ngoài.

Khi làm việc, máy phải được đứng trên mặt nền ổn định không lún và đủ ma sát giữ cho sàn máy không bị xoay theo khi thiết bị xoay ép hạ ống vách. Thông thường người ta phải dùng những tấm panen BTCT đúc sẵn rải xuống kê lót chỗ đứng cho máy khoan. Trường hợp dùng tấm thép để lót thì phải dùng loại trên bề mặt có dập hoa chống trượt.

Biện pháp khoan ống vách xoay có ưu điểm : thành vách luôn được giữ ổn định, lỗ khoan thẳng, có thể khắc phục được hiện tượng bùn chảy, cát đùn. Tuy nhiên cũng có

241

những nhược điểm : giá thành đắt do phải khấu hao ống chống vách, công nghệ thi công phức tạp, không qua được lớp đất có lẫn sỏi cuội, chiều sâu khoan cọc bị hạn chế .

Phạm vi áp dụng : Dùng cho nền cát, cát pha không có cuội sỏi chiều sâu khoan cọc không quá 40m .

Hình 7.5- Các bước mô tả công nghệ thi công cọc khoan nhồi bằng máy

khoan vách xoay. 1- Khoan tạo lỗ trong ống vách xoay. 2- Hạ lồng cốt thép bằng cần cẩu máy khoan. 3- Đổ bê tông cọc bằng biện pháp rút ống thẳng đứng . 7.1.2. 2- Biện pháp khoan gầu xoay :

Biện pháp này sử dụng máy khoan xoay với đầu khoan có trang bị lưỡi cắt hoặc các răng gầu để phá đất đá đồng thời là gầu chứa đất và đưa ra khỏi lỗ khoan. Thành vách lỗ khoan được giữ ổn định bằng một đoạn ống vách trên miệng lỗ, phần còn lại giữ ổn định bằng vữa sét. Đầu khoan liên tục lấy ra khỏi lỗ khoan để xả đất và cần khoan được nối dài dần theo chiều sâu lỗ khoan Khi đất lấy ra khỏi lỗ khoan, vữa sét liên tục được cấp bù vào lỗ khoan để tạo áp lực giữ ổn định thành vách .

1

2

3

4

5

a) b) c)

242

Hình 7.6- Máy khoan gầu xoay và chu trình khoan tạo lỗ. a) khoan cạp đất vào gầu. b) rút gầu lên khỏi lỗ khoan và xả đất sang bên cạnh. c) lắp đầu khoan trở lại lỗ khoan.

1- Đầu khoan. 2-Cần khoan .3-Động cơ khoan. 4- Đoạn ống vách. 5- Vữa sét.

Mỗi máy khoan kèm theo những bộ đầu khoan với một số đường kính thay đổi. Mỗi bộ đầu khoan lại có các dạng cấu tạo phù hợp với từng loại địa chất khác nhau, đối với nền đất mềm rời dùng loại có lưỡi cắt xén đất, khi gặp nền sỏi sạn cần loại gầu xoay có trang bị các răng gầu để cậy phá còn trường hợp gặp tầng đá cần phải dùng đầu khoan được trang bị lưỡi cắt hợp kim có khả năng mài gọt được đá cứng.. Khi khoan, lỗ khoan được mở rộng hơn đường kính đầu khoan để khi rút đầu khoan lên không tạo ra khoảng chân không ở đáy lỗ làm cho thành lỗ bị kéo sập cũng như khi thả đầu khoan vào lỗ không tạo ra hiệu ứng pít tông đẩy không cho đầu khoan đi xuống. Cách xả đất khỏi đầu khoan cũng được bố trí theo những hình thức khác nhau : xả theo cửa mở ở bên thành gầu, xả theo hình thức mở đáy và xả theo hình thức tách đôi thân gầu .

a) b)

1

2

2

3

Hình 7.7- Một số loại gầu khoan ( a) và các hình thức xả đất khỏi gầu (b).

1- răng gầu. 2- lưỡi mở rộng đường kính lỗ khoan. 3- móc mở nắp

243

Về biện pháp khoan tạo lỗ, máy khoan kiểu guồng xoắn có mũi khoan kiểu ruột gà thuộc loại khoan gầu xoay. Loại máy khoan này chỉ khác ở biện pháp lấy và xả đất. Máy khoan guồng xoắn có loại guồng xoắn ngắn, đầu khoan dạng lưỡi xoắn nối với cần khoan ở dưới lỗ khoan máy xoay theo chiều thuận cạp đất vào giữa các lưỡi, khi kéo lên mặt đất, cần khoan xoay theo chiều ngược lại, đất được xả ra. Loại máy khoan có guồng xoắn liên tục, đất lấy lên theo đường rãnh xoắn dọc theo cần khoan.

Hình 7.8- Máy khoan guồng xoắn Khi khoan đến cao độ thiết kế tiến hành vệ sinh đáy lỗ khoan sau đó lùi máy

khoan ra khỏi khu vực lỗ khoan và lắp thả lồng cốt thép cọc vào trong lỗ khoan, lồng cốt thép được treo trên miệng ống vách hoặc giá đỡ dựng trên miệng lỗ khoan. Đổ bê tông cọc trong dung dịch vữa sét bằng biện pháp rút ống thẳng đứng. Tốc độ rút ống phải đảm bảo phối hợp với tốc độ vữa dâng lên trong lỗ khoan sao cho miệng ống luôn luôn ngập trong vữa bê tông từ 2,5÷4,0m. Nếu để đầu ống ngập sâu trong vữa bê tông đã bắt đầu ninh kết, vữa bê tông sẽ không đẩy ra được và bê tông sẽ bị tắc trong ống đổ. Đoạn ống chống vách có thể được rút lấy lên khi đổ bê tông đến cao độ thiết kế nếu xét thấy việc lấy ống không ảnh hưởng đến ổn định của thành vách lỗ khoan phía trên đầu cọc và bê tông nằm trong phạm vi chiều dài ống chưa ninh kết, nếu không đảm bảo điều kiện trên, ống vách phải để lại và chỉ cắt đi cùng với phần bê tông đầu cọc bị đập bỏ. Bê tông đầu cọc đổ cao hơn cao độ thiết kế 1,0÷1,5m. Lớp bê tông này sẽ đục bỏ do lẫn mùn sét nên kém chất lượng.

Ưu điểm của biện pháp khoan gầu xoay : dễ thực hiện, giá thành rẻ . Nhược điểm : kích thước lỗ khoan không chính xác, dễ sập lở do phải liên tục

lấy đầu khoan lên, tốc độ khoan chậm . Thiết bị khoan : máy khoan tự hành, cần khoan treo trên cần cẩu của máy khoan

được cấu tạo gồm nhiều đốt lồng vào nhau nên có thể đẩy dài ra theo độ sâu của lỗ khoan.

Phạm vi áp dụng : nền đất tốt ổn định, chiều sâu cọc dưới 40m . 7.1.2.3- Các biện pháp khoan tuần hoàn .

244

Tuần hoàn là biện pháp khoan có sử dụng dung dịch khoan để chống vách, đất đá trong lỗ khoan bị đầu khoan gọt phá tạo thành mùn khoan và bị khấy trộn lẫn cùng với dung dịch khoan, hỗn hợp này được lấy lên khỏi lỗ khoan bằng bơm hút hoặc đẩy.

Trong biện pháp tuần hoàn, đầu khoan không lấy lên khỏi lỗ khoan mà liên tục khoan phá đất đá ở đáy lỗ khoan.

Trên miệng lỗ khoan có sử dụng một đoạn ống chống vách để định vị và dẫn hướng lỗ khoan đồng thời giữ ổn định thành vách.

Sau khi lắng lọc đất đá thải tách ra khỏi hỗn hợp còn dung dịch khoan được bổ sung thêm hoạt chất và bơm trở lại lỗ khoan. Việc cung cấp dung dịch khoan và bơm hút mùn khoan tạo thành một chu trình kín liên tục gọi là phương pháp khoan tuần hoàn.

Căn cứ vào biện pháp lấy mùn khoan người ta phân ra hai biện pháp tuần hoàn thuận và tuần hoàn nghịch. a) Biện pháp khoan tuần hoàn thuận .

Thiết bị khoan là máy xoay khoan tự hành có cần khoan treo trên cần cẩu của máy khoan và được nối dài trong quá trình khoan, trên đầu cần khoan nối với ống bơm, dung dịch khoan được bơm vào dọc theo cần khoan và đi thẳng xuống dưới, đẩy hỗn hợp gồm mùn khoan trộn lẫn dung dịch khoan chảy dâng lên miệng lỗ rồi tự chảy tràn ra khỏi lỗ khoan hoặc được bơm hút ra bể chứa để lắng lọc, bùn cát thải ra ngoài còn dung dịch khoan được thu hồi, bổ sung thêm hoạt chất đảm bảo độ nhớt và bơm trở lại lỗ khoan. Đầu khoan mài nghiền nhỏ đất hoặc đá tạo thành mùn có thể nổi lên trên miệng lỗ khoan cùng với dung dịch khoan. Chu trình khoan và ép đẩy mùn được thực hiện liên tục cho đến khi lỗ khoan đạt cao độ thiết kế. Sau khi vệ sinh đáy lỗ khoan theo biện pháp thích hợp tiến hành hạ lồng cốt thép và đổ bê tông thân cọc trong dung dịch vữa sét theo biện pháp rút ống thẳng đứng.

Dung dịch khoan vừa làm môi trường vận chuyển mùn khoan lên khỏi lỗ khoan đồng thời có vai trò quan trọng là ổn định thành vách lỗ khoan. Trong phương pháp khoan tuần hoàn thuận chỉ sử dụng một đoạn ống Sharp ngắn để ổn định thành vách phần miệng lỗ khoan và để làm dâng cao cột dung dịch vữa tạo áp suất giữa thành lớn hơn áp lực chủ động tác dụng lên thành vách từ phía đất nền.

Biện pháp tuần hoàn thuận chỉ phù hợp với nền đất mềm khi bị khoan phá thành mùn khoan có tỉ trọng tương đương với tỉ trọng của vữa sét như vậy mới tạo thành hỗn hợp và có thể đẩy nổi lên trên miệng lỗ khoan .

245

Hình 7.9- Sơ đồ biện pháp công nghệ khoan tuần hoàn thuận. 1- Đoạn ống vách. 2-ống bơm cấp vữa sét. 3- Bể lắng lọc. 4- Đất bùn thải. 5- Thùng bổ sung thành phần vữa sét.

Ưu điểm của biện pháp tuần hoàn là tốc độ khoan nhanh, thành lỗ khoan không bị

va chạm xây xát nên ít bị sụt lở. Riêng biện pháp tuần hoàn thuận có ưu điểm là cần khoan gọn, dung dịch khoan có thể tự chảy mà không cần bơm hút.

Nhược điểm của biện pháp tuần hoàn thuận là dung dịch khoan dễ bị mất nước do trộn lẫn mùn khoan, dung dịch trở thành bùn nhão, cản trở đầu khoan và cần khoan làm việc. Vữa sét bơm vào lỗ khoan từ phía dưới đáy và đẩy hỗn hợp mùn khoan lên trên miệng lỗ nên toàn bộ chiều dài lỗ khoan bị nhiễm bẩn, để vệ sinh lỗ khoan trước khi hạ lồng cốt thép cọc cần bơm một lượng lớn vữa sét mới có thể đẩy hết lượng mùn này ra hết khỏi lỗ khoan vì vậy tốn nhiều vữa sét cho công đoạn này. b) Biện pháp khoan tuần hoàn nghịch (còn gọi là biện pháp phản tuần hoàn).

Tương tự như biện pháp khoan tuần hoàn thuận, trong biện pháp khoan tuần hoàn nghịch đầu khoan liên tục xoay phá đất đá trong lỗ khoan, việc lấy mùn khoan lên khỏi lỗ khoan được thực hiện nhờ dòng chảy của dung dịch khoan lưu thông tuần hoàn theo một chu trình kín, nhưng đặc điểm khác so với biện pháp thuận là ở chỗ dung dịch khoan bơm vào lỗ khoan từ phía trên miệng lỗ khoan và chảy ép xuống đáy lỗ, tại đây mùn khoan hòa lẫn cùng với dung dịch và được thổi ngược lên dọc theo cần khoan bằng hơi ép và xả ra theo đường ống rồi dẫn vào bể lắng. Đất đá thải xả ra ngoài còn dung dịch khoan sau khi tái chế được bơm quay trở lại sử dụng tiếp. Các công đoạn tiếp theo thực hiện tương tự như những biện pháp khoan trong vữa sét khác.

Do phải lấy ra khỏi lỗ khoan những hạt nặng chìm trong dung dịch khoan có khi cả những hòn cuội lớn nên máy khoan được trang bị đầu hút khí động, hơi ép cung cấp từ máy nén khí và dẫn xuống dưới đầu khoan theo một đường ống riêng chạy dọc theo cần khoan, trong đầu khoan dòng hơi ép được thổi ngược lên tạo thành dòng chảy trong lòng cần khoan dẫn ra ngoài cuốn theo dung dịch lẫn mùn khoan kể cả các hạt nặng.

Trường hợp khoan trong các tầng đất nền, máy khoan dùng loại có cần nối dài từ động cơ khoan với đầu khoan xoay như máy khoan GPS-20 của Trung quốc.

246

Hình 7.10- Sơ đồ biện pháp công nghệ khoan tuần hoàn nghịch. 1- máy khoan. 2- đoạn ống vách. 3- dung dịch khoan. 4- mùn lẫn dung dịch khoan. 5-

bể lắng lọc. 6- đất đá thải. 7- bể tái chế dung dịch khoan. 8- máy nén khí .

Khi khoan trong tầng đá hoặc phải khoan những lỗ khoan sâu người ta sử dụng

loại máy khoan treo. Đầu khoan được treo trên dây cáp và thả dần xuống theo chiều sâu khoan. Đầu khoan cắt phá đất đá theo kiểu mâm xoay vệ tinh tức là có nhiều mâm xoay nhỏ (thường là 3) xoay ngược chiều trong một mâm xoay lớn. Các mâm xoay chạy bằng động cơ phản lực do dòng vữa sét bị cuốn hút vào đường ống bơm tạo nên.

247

Hình 7.11- Biện pháp khoan tuần hoàn nghịch bằng máy khoan treo.

a) Sơ đồ đầu khoan. b) sơ đồ biện pháp khoan. 1- dầu khoan. 2-ống bơm. 3-máy bơm. 4-tời thả đầu khoan. 5- cáp treo ống bơm. 6- lưỡi cắt

Ưu điểm của biện pháp phản tuần hoàn: bảo vệ thành lỗ khoan, đầu khoan hoạt động liên tục nên năng suất cao. Mùn khoan chỉ đọng ở dưới đáy lỗ khoan, phía trên là dung dịch sạch nên công tác vệ sinh lỗ khoan thực hiện một cách dễ dàng

Nhược điểm của biện pháp tuần hoàn nghịch : phải bố trí thêm thiết bị cấp hơi ép. Trong quá trình bơm thổi có thể cuốn theo cả những hòn đá quá cỡ vào ống bơm nên dễ làm tắc ống khoan.

Phạm vi áp dụng : dùng cho loại nền có lẫn cuội sỏi, khoan vào nền đá, mùn khoan nặng luôn chìm xuống đáy lỗ phải thổi cưỡng bức mới đưa được lên miệng lỗ khoan Khoan tuần hoàn nghịch được áp dụng phổ biến hơn so với biện pháp tuần hoàn thuận .

Mỗi biện pháp khoan tạo lỗ đi kèm với loại máy khoan và những thiết bị phục vụ công nghệ khoan tương ứng. Trước hết phải lựa chọn biện pháp khoan tạo lỗ phù hợp với điều kiện địa chất, địa hình thi công, sau đó mới áp dụng thiết bị khoan thích hợp. Các hãng chuyên chế tạo các máy móc xây dựng trong đó có thiết bị khoan cọc có thể cung cấp các loại máy cho từng công nghệ khoan chứ không riêng cho một dạng nào. 7.1.2.4 - Biện pháp khoan đập cáp ( khoan dộng) .

Nhiều trường hợp cọc tựa trên nền đá chân cọc bắt buộc phải cắm sâu vào trong tầng đá không bị phong hóa do đó phải chuyển từ biện pháp khoan trong nền đất sang khoan đá.

Khoan đá có thể vẫn giữ nguyên biện pháp khoan tuần hoàn thuận hoặc tuần hoàn nghịch đã tiến hành khoan ở tầng trên với việc sử dụng máy khoan xoay nhưng thay bằng mũi khoan mài gọt đá. Đối với nền đá ít nứt nẻ, mùn khoan tạo ra nhỏ mịn có thể nổi lên cùng với dung dịch khoan do đó sử dụng được biện pháp tuần hoàn thuận, còn khi gặp nền đá nứt nẻ mạnh, đá bị khoan phá có nhiều mảnh vỡ phải áp dụng biện pháp tuần hoàn nghịch mới lấy được mùn khoan lên.

Biện pháp khoan xoay trong nền đá năng suất thấp và nhanh mòn mũi khoan cho

248

nên khi phải khoan vào nền đá người ta thường áp dụng biện pháp khoan đập hay còn gọi là khoan dộng, sử dụng đầu khoan là một quả búa có trọng lượng 2 ÷ 3 tấn treo trên dây cáp và thả rơi xuống mặt đá ở đáy lỗ khoan từ độ cao 50÷100cm.

Giá khoan dùng cho khoan dộng có chiều cao cột từ 12÷19m dựng trên sàn máy di chuyển được, khi làm việc chân cột chống xuống đất để tăng độ ổn định. Hệ thống tời có hộp số tự động nâng quả búa lên và thả rơi tự do một cách liên tục với nhịp độ 40÷50 nhát đập/phút. Những máy khoan đập cáp chuyên dụng như YKC-22m và YKC-30m của Liên Xô(cũ). Những máy khoan ống vách xoay có thể thay gầu đào bằng quả búa đập để làm việc như máy khoan đập cáp.

Hình 7.12- Biện pháp khoan dộng.

a) máy khoan. b) khoan bằng máy khoan vách xoay thay búa khoan. c) búa khoan bằng thép đúc và tổ hợp bằng thép tán.

Hình 7.13- a) cấu tạo ống lấy mùn. b) cách lấy mùn khoan. c) ống xảm thành lỗ.

Quả búa có đầu choòng hình chữ thập hoặc hình ba múi làm bằng thép hợp kim, thân búa là thép đúc hoặc ghép từ các tấm thép nhờ liên kết hàn hoặc tán đinh sao cho có trọng lượng phù hợp với sức nâng của động cơ tời. Năng lượng đập phụ thuộc vào

249

chiều cao kéo rơi của quả búa. Mỗi lần kéo lên thả xuống, đầu búa luôn luôn xoay thay đổi góc đập của lưỡi cắt hình chữ thập, do vậy đào được lỗ khoan hình tròn .

Mùn khoan được lấy lên bằng một thiết bị chuyên dụng gọi là ống lấy mùn, đó là

một đoạn ống thép dài 2,0m dưới đáy có nắp van hình lòng chảo kết hợp với đầu choòng hình chữ thập để đào xới cho mùn khoan tơi lên. Đầu ống móc vào cáp treo của cần cẩu. Khi thả mạnh ống xuống nắp van bị đẩy lên và mùn khoan tràn vào trong lòng ống, khi kéo lên nắp van hình lòng chảo đóng kín đáy ống giữ lượng mùn khoan đã tràn vào trong ống. Mùn khoan kéo ra khỏi lỗ khoan và xả ra ngoài .

Biện pháp khoan dộng khoan được đường kính tới 3m và chiều sâu khoan có thể đạt tới 200m so với vị trí đứng của máy. Để sửa thành lỗ khoan người ta dùng ống xảm trọng lượng lớn và có lưỡi cắt đường kính bằng với đường kính thiết kế của lỗ khoan. Dùng cần treo ống này và thả xuống dọc theo lỗ khoan để xảm những mấu đá nhô ra ở thành lỗ khoan gây cản trở cho việc hạ lồng cốt thép.

Khi khoan dộng phần lỗ khoan phía trên đi qua các tầng đất được giữ ổn định bằng ống vách vì khi đập liên tục gây nên chấn động, thành lỗ khoan dễ bị sập lở và có thể vùi lấp cả đầu búa ở phía dưới.

7.2 – CÔNG NGHỆ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI CÓ SỬ DỤNG VỮA SÉT

CHỐNG VÁCH . Trong những biện pháp khoan tạo lỗ cọc cọc đã nêu trên đây, các biện pháp sử

dụng vữa sét để giữ ổn định thành lỗ khoan là phổ biến nhất vì tính chất tiện lợi và kinh tế của biện pháp này so với biện pháp khoan bằng ống vách xoay hay biện pháp sử dụng ống vách dài suốt. Khi áp dụng các biện pháp khoan có vữa sét đều phải cần chú ý những biện pháp công nghệ chung sau đây. 7.2.1- ống chống vách trên miệng lỗ khoan :

Biện pháp khoan gầu xoay và các biện pháp khoan tuần hoàn thành vách được giữ ổn định bằng dung dịch khoan là chính, nhưng trên miệng lỗ khoan cần bố trí một đoạn ống chống vách bằng thép với vai trò :

- Tạo thành vòng cổ áo giữ cho đất nền quanh mép lỗ khoan không bị lở do áp lực mặt đất và những va chạm cơ học.

- Chống giữ vách lỗ khoan nằm trong lớp đất phía trên thường là lớp mềm yếu như cát chảy,bùn nhão dễ bị sụt lở

- Chịu áp lực chủ động của đất nền tác dụng lên thành vách trong phạm vi mà áp lực thủy tĩnh của vữa sét chưa đủ lớn để cân bằng .

- Tăng chiều cao cột áp của dung dịch khoan làm tăng áp lực lên thành lỗ khoan ở đoạn phía dưới không có ống chống vách.

- Giữ cho vữa sét trong khi khoan và vữa bê tông trong khi đúc cọc không bị rửa trôi do ảnh hưởng của dòng nước ngầm lưu động trong phạm vi lớp đất phía trên mặt đối với trường hợp khoan cọc trên mặt đất hoặc trên đảo. Giữ vữa sét và có vai trò như ván khuôn bảo đảm cho vữa bê tông không bị hòa tan trong nước khi khoan cọc trên sàn đạo hoặc khoan trên hệ nổi.

- Dẫn hướng cho đầu khoan đi thẳng theo tim cọc ở những mét khoan đầu tiên . Như vậy việc sử dụng đoạn ống chống phía trên miệng lỗ khoan là không thể

thiếu đối với các biện pháp có sử dụng dung dịch khoan để chống vách. Để đảm bảo

250

được vai trò trên kích thước và cấu tạo của ống vách phải thỏa mãn những yêu cầu sau :

1- Ống chống dùng bằng ống thép cán đối với cọc khoan đường kính nhỏ hoặc được chế tạo từ thép bản bằng cách cuốn lại theo đường xoắn ốc và hàn, chiều dày thành ống δ=6÷16mm. Mỗi đoạn ống được chế tạo dài từ 6÷10m. Đường kính trong ống bằng với đường kính của cọc. Khi phải nối dài ống chống, các đoạn ống nối với nhau bằng biện pháp hàn tại chỗ.

2- Cao độ chân ống vách đặt phía dưới đường xói cục bộ theo tính toán là 1m và vượt qua tầng đất yếu. Độ ngàm vào nền tối thiểu phải đạt được bằng 2 lần đường kính ống để đảm bảo giữ ổn định cho đoạn ống khi khoan .

3- Ống vách phải hạ đến vị trí mà tại đó áp lực của đung dịch khoan trong ống lớn hơn áp lực ngang chủ động của đất nền tác dụng lên thành lỗ khoan .

4- Khi khoan trong vùng ngập nước cao độ miệng ống đặt cao hơn mức nước thi công là 2m. Trường hợp khoan trên cạn hoặc trên đảo nhân tạo, đỉnh cọc phải cao hơn mặt đất xung quanh tối thiểu 0,3m và cao hơn mực nước ngầm 2m .

Căn cứ vào các yêu cầu trên, chiều dài ống chống có thể xác định như sau : a) Trường hợp trên cạn ( hoặc trên mặt đảo) :

Cao độ đỉnh ống lấy theo giá trị lớn nhất giữa hai giá trị : cao hơn CĐTN 0,3m hoặc cao hơn mực nước ngầm (MNN) 2,0m .

Hình 7.14- Sơ đồ tính chiều dài ống chống vách lỗ khoan a) Trên cạn, b) Ngập nước

Chỉ tiêu của đất nền :

γ - Trọng lượng thể tích (kN/m3) ε - hệ số rỗng . ϕ - góc nội ma sát .

Chỉ tiêu của vữa sét : γv - dung trọng vữa (kN/m3)

Cường độ tải trọng mặt đất q( kN/m2) xem trong mục 3.4.5 của Chương 3 . Giả thiết ống chống nằm trong một lớp đất, chiều dày lớp đất nằm phía trên

MNN là y . y= CĐTN - MNN .

áp lực chủ động tại chân cọc : ( ) ( )[ ] adna yHyqp λγγ −++= (7-1)

251

trong đó : trọng lượng đẩy nổi của đất nền

ε

γγ

+−

=1

10dn ( 7-2)

γ 0 =27 kN/m3 Hệ số áp lực ngang chủ động :

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

24502 ϕλ tga (7-3)

a- chiều cao nhô lên khỏi mặt đất của ống vách a= CĐĐO - CĐTN

Phương trình cân bằng áp lực tại chân ống vách : ( ) ( ) ( )[ ] adnv yHyqaH λγγγ −++=+ (7-4) Giải phương trình trên ta được :

( )

adnv

vdn ayyqH

λγγγγγ

−−−+

= (7-5)

Độ sâu chôn cọc H phải thỏa mãn những điều nêu trong mục 2 . Chiều dài ống vách : L= H+a (m)

b) Trường hợp ngập nước : Chiều sâu ngập nước : Hn = MNTC-CĐTN

( )

adnv

vnan HHH

λλγγλ

−+−

=2

(7-6)

Nếu khi tính ra H ≤0, phải chọn H thỏa mãn những yêu cầu trong mục 2. Chiều dài ống chống vách được tính là :

L= H+Hn +2 (m). 7.2.2 - Hạ ống chống vách :

Ống vách được hạ bằng búa rung như hạ cọc ống vào trong nền, do đáy ống hở nên rung hạ phải hết hợp với đào lấy đất trong lòng ống .

Trước hết phải định vị ống vách, định vị ống vách cũng chính là định vị cọc và phải theo những yêu cầu về độ chính xác trong Quy phạm thi công.

Ở trên cạn, sau khi xác định và đánh dấu vị trí cọc có thể tiến hành đào hố bằng thủ công với độ sâu 1÷1,5m, dùng cần cẩu đặt đoạn ống chống vách vào hố đào. Sau khi chỉnh vị trí cho trùng với tim cọc và kiểm tra chiều thẳng đứng lấp đất chèn chặt xung quanh chân ống chống.

Dùng cần cẩu, chụp búa rung lên đầu ống và tiến hành rung hạ . Trong vùng ngập nước hoặc trên nền đất yếu không đủ ngàm giữ chân phải dùng

khung dẫn hướng để hạ ống vách. Khung được giữ chắc bằng hệ thống cọc định vị, ống vách luồn qua khe dẫn hướng và tựa xuống nền. Dùng cần cẩu chụp búa lên đầu ống và rung hạ .

Trong một số trường hợp, việc giữ ổn định ống vách để rung hạ gặp khó khăn có thể sử dụng bộ thiết bị cặp xoay ép thủy lực ( Ocsillaters) để hạ.

Moi đất trong lòng ống được tiến hành theo ba phương pháp : + Đào bằng máy xúc gầu ngoạm . + Dùng đầu khoan gầu xoay của máy khoan để cạp lấy đất .

252

+ Dùng biện pháp xói hút ( đặc biệt trong điều kiện ngập nước) . 7.2.3 - Dung dịch khoan :

Tác dụng của dung dịch khoan là : 1- Dung dịch khoan có tỉ trọng cao hơn nước tạo nên áp lực lên thành lỗ khoan lớn

hơn áp lực chủ động từ phía đất nền tác dụng vào trong lòng lỗ khoan, mặt khác do có độ nhớt, dung dịch khoan tạo màng trên bề mặt thành lỗ cố kết các hạt rời có tác dụng làm ổn định chống được sụt lở thành vách .

2- Có độ nhớt phù hợp làm cho mùn khoan được trộn lẫn với vữa sét tạo nên trạng thái huyền phù để dễ dàng lấy mùn khoan ra khỏi lỗ khoan.

3- Và có độ chìm lắng thích hợp để làm lắng các hạt khi xử lý cặn vệ sinh đáy lỗ khoan .

Dung dịch khoan sử dụng phổ biến hiện nay là vữa sét Bentonite. a) Thành phần dung dịch vữa Betonite bao gồm :

Nước+ Bột Bentonite+ chất phụ gia CMC+chất phân tán. Bột Bentonite: Khoáng vật sét+đá bentô gốc can xi với chỉ tiêu 80÷100kg cho 1m3

vữa sét. Chất CMC: Sodium Carboxy Methyl Cellose là chất bột phụ gia nâng cao độ nhớt

và làm chậm thời gian giảm độ nhớt của vữa tỉ lệ trộn(0,05÷0,2)% so với trọng lượng vữa sét.

Chất phân tán : là chất phụ gia có tác dụng ngăn ngừa sự keo hoá của vữa cho phép sử dụng Betônite được nhiều lần. Hai chất bột FCL(mầu đen) và SN(mầu nâu ) được dùng với tỉ lệ trộn ( 0,1÷0,3) % so với trọng lượng vữa sét. b) Các chỉ tiêu kỹ thuật của vữa sét :

1-Tỉ trọng γv =10,5÷12 kN/m3, thích hợp nhất là 11,5. Tỉ trọng ban đầu của vữa sét xác định trên cơ sở cân bằng áp lực ở thành vách lỗ khoan tại vị trí chân ống vách. Tỉ trọng này sẽ có xu hướng tăng lên do sự hòa tan của các hạt đất của mùn khoan vào trong dung dịch. Tỉ trọng của vữa sét tăng lên sẽ ảnh hưởng bất lợi đến quá trình khoan và gây khó khăn cho công tác đổ bê tông của cọc. Tỉ trọng của vữa sét cần duy trì ở tỉ trọng thấp và ít thay đổi .

2- Độ nhớt : đo theo thời gian chảy bằng giây khi rót 500ml vữa qua phễu có kích thước như hình 7.15. Độ nhớt khoảng 20÷25giây.

3- Độ nhả nước, đo bằng dụng cụ ép thấm, dụng cụ này gồm một hộp có đáy là lưới thép mịn ,trên mặt đáy lót giấy thấm, bên trong đổ 300ml vữa và trên nắp hộp dùng pít tông ép với áp suất 0,3Mpa trong thời gian 30phút.

Nếu kết quả thí nghiệm ép thấm cho lượng nước thoát ra 10÷15cc và lớp bùn mịn đóng dưới đáy dày 1,5÷2mm, thì vữa sét được coi là đạt tiêu chuẩn.

4-Sự tách nước : cho vữa vào trong bình trụ thuỷ tinh để lắng sau 10 giờ, nếu có nước nổi lên bề mặt và chiều dày của lớp nước nổi <5% chiều cao cột vữa thì có thể coi là vữa tốt.

5-Sự phân tầng : cho vữa vào trong ống thủy tinh như thí nghiệm trên để vữa lắng sau 1 giờ, đo tỉ trọng của 30% cột vữa ở tầng trên và 30% cột vữa ở dưới nếu tỉ trọng ở hai vị trí này không chênh lệch nhau thì vữa được coi là không bị phân tầng.

6- Độ PH : đo độ pH bằng giấy chỉ thị mầu, độ pH ban đầu nằm trong khoảng 8-10. Sau khi đổ bê tông độ pH sẽ tăng do vữa sét bị nhiễm xi măng ,dùng chất phân tán

253

để điều chỉnh cho bằng với độ pH ban đầu cùng với việc bổ sung thêm bột sét để tái chế vữa sử dụng lại.

Hình 7.15- Dụng cụ thí nghiệm xác định độ nhớt và độ nhả nước của vữa sét . 1- lưới thép mịn đáy hộp .2- giấy thấm lót đáy .3- pít tông ép. 4- vữa sét.

Vữa sét Bentonite trộn bằng máy khuấy trộn theo từng mẻ với các thành phần pha

đã được xác định qua thí nghiệm rồi chứa trong bồn chứa để bơm vào lỗ khoan. Vữa sét lẫn mùn lấy lên từ lỗ khoan cũng được chứa trong bể lắng để gạn lấy vữa còn lại bùn lắng xả sang phương tiện vận chuyển đất thải. 7.2.4 – Khoan tạo lỗ cọc :

Trong suốt thời gian khoan tạo lỗ cọc, vị trí tim của trục cần khoan luôn phải đảm bảo trùng với tim của cọc với sai số cho phép. Vì vậy máy khoan phải được đứng trên vị trí ổn định so với nền, không bị di chuyển hay nghiêng lệch.

Khi khoan trên mặt bằng, nền đất phải được san phẳng và đầm chặt. Trường hợp là nền đắp, trên mặt nền phải dùng những tấm tôn dày 20mm hoặc những tấm BTCT đúc sẵn lót theo vệt xích di chuyển của máy khoan để chống lún. Khi khoan gặp tầng đất rắn, mômen xoắn lớn ma sát bám giữa các dải xích bánh xe của máy không đủ giữ, máy có thể bị xoay theo, để giữ im máy phải tăng ma sát bám hoặc đóng cọc neo giữ ở phía sau máy.

Nếu khoan trên hệ nổi thì hệ nổi phải được neo cố định cùng với vị trí cọc, chỉ được dao động lên xuống, không được di chuyển ngang và đảm bảo ổn định chống chao lắc.

Trình tự thi công khoan cọc bao gồm các công đoạn : 1- Định vị máy khoan : Máy phải được đứng trên tôn dày 20mm và kê cứng

chống trượt, kiểm tra trạng thái cân bằng của máy . 2- Khoan và cấp vữa sét vào lỗ khoan. Nếu khoan tuần hoàn thuận dẫn mùn

khoan lẫn vữa sét chảy theo máng vào bể lắng lọc. Nếu khoan theo biện pháp tuần hoàn nghịch phải thổi hơi ép xuống đáy lỗ khoan theo đường cần khoan mỗi khi lấy mùn. áp lực khí nén theo chỉ dẫn vận hành của máy .

3- Lọc mùn khoan lấy lại vữa sét và xả bùn thải . 4- Thường xuyên kiểm tra các chỉ tiêu của vữa để điều chỉnh . 5- Bơm cấp vữa sét trở lại lỗ khoan . 6- Khi khoan đến cao độ thiết kế tiến hành vệ sinh đáy lỗ khoan theo quy định

về độ sạch . Trong quá trình khoan phải luôn giữ cao độ vữa sét ở mức quy định. Khi dừng

lâu phải rút đầu khoan ra khỏi lỗ khoan tránh đầu khoan bị vùi khi xảy ra sập lở thành vách .

254

Khi hạ đầu khoan xuống đáy lỗ hay rút lên phải luôn giữ cần khoan ở vị trí đúng tâm lỗ khoan vừa quay chậm vừa hạ hoặc nâng cần với tốc độ từ 2÷ 4m/phút.

Trong mỗi bệ cọc, khoan tạo lỗ đến đâu đổ bê tông thân cọc đến đấy. Khi cường độ bê tông đạt 70% mới tiến hành khoan cọc bên cạnh. Nếu khoảng cách giữa các cọc lớn hơn ba lần đường kính cọc thì có thể tiến hành khoan cọc ở bên cạnh sớm hơn thời điểm bê tông cọc đạt 70% cường độ .

Trình tự khoan cọc theo sơ đồ đường dích dắc và hạn chế để máy cơ bản đứng trên miệng những lỗ cọc đã đổ bê tông vì nền dễ bị lún lệch ảnh hưởng đến chất lượng khoan lỗ . 7.2.5 - Một số sự cố xảy ra khi khoan tạo lỗ cọc và cách xử lý :

Trong thực tế thi công cọc khoan nhồi có nhiều sự cố xảy ra. Riêng ở công đoạn khoan tạo lỗ thường gặp phải những sự cố sau :

1- Sập lở thành lỗ khoan : xảy ra ở phạm vi nhỏ do gặp phải những thấu kính, những lớp đất kẹp giữa hai lớp đất dày, do tốc độ khoan nhanh chưa kịp hình thành màng dung dịch cố kết thành vách và có thể do tỉ trọng vữa sét chưa thỏa đáng. Xảy ra ở phạm vi lớn là do lỗ khoan đi qua khu vực nước ngầm có áp lực cao hoặc đi qua tầng cuội sỏi .

Biểu hiện : mức vữa sét tụt nhanh, đầu khoan quay chậm lại hoặc không quay được .

Cách khắc phục : Trước hết bù đủ mức vữa trong lỗ khoan đồng thời nhanh chóng phân tích để kết luận được nguyên nhân gây ra sụt lở. Tìm biện pháp lấy đầu khoan lên bằng cách xói hút lấy bớt đất lở vùi lấp đầu khoan đến khi có thể quay được đầu khoan thì tiến hành quay và rút chậm đầu khoan lên với tốc độ 2÷4m/phút .

2- Gặp đá mồ côi : Đối với những hòn đá có kích thước nhỏ hơn đường kính lỗ dùng gầu ngoạm hoặc cặp đưa xuống lỗ khoan và gắp lên .

Đối với trường hợp gặp đá có kích thước lớn : Nếu chiều sâu khoan lỗ đã đạt từ 2/3 chiều dài thiết kế cọc và chiều dày lớp đá lớn gấp 5 lần đường kính cọc thì có thể cho phép chân cọc tựa trên tảng đá đó. Kích thước này phải được khảng định bằng khoan thăm dò. Khi không để lại được thì phải hoặc phá vỡ nếu kích thước tảng đá không lớn lắm hoặc khoan xuyên qua nếu kích thước lớn .

Các biện pháp khoan hoặc phá đá đều gây chấn động mạnh vì vậy thành lỗ khoan phải được giữ ổn định bằng ống chống cho đến tận vị trí phá đá.

a) Phá vỡ tảng đá bằng một trong ba biện pháp : - Giã phá bằng đầu choòng . - Khoan bằng mũi nhỏ và nổ phá . - Dùng chất phá vỡ trương nở, những chất này đều trộn với nước sạch rồi đổ

vào lỗ khoan . b) Khoan xuyên qua tảng đá : Khi tảng đá quá lớn không thể phá vỡ thành mảnh

nhỏ để gắp lên phải xử lý bằng cách khoan xuyên qua. Thay đầu khoan có lưỡi cắt đá hoặc dùng biện pháp khoan giã đá. Mùn khoan là các mảnh vụn đá nên lấy lên bằng biện pháp hút tuần hoàn nghịch. Khi đã xuyên thủng qua tảng đá, tiếp tục bơm vữa sét vào lỗ khoan và để chống vách cho thành lỗ khoan phía dưới tảng đá và khoan theo biện pháp ban đầu .

3- Dụng cụ thi công bị rơi vào trong lỗ khoan : chủ yếu là đầu khoan do lỏng bulông hoặc do bất cẩn. Khi chưa bị đất cát vùi lấp thì có thể dùng gầu ngoạm hoặc cặp càng cua để cắp và kép lên, có thể dùng móc nhiều ngạnh thả xuống có thể móc

255

kéo lên. Trường hợp đã bị đất cát vùi lấp thì cần nối dài và hạ tiếp ống chống xuống đến vị trí đầu khoan bị chôn, sau đó dùng xói hút thủy lực để đào moi đất lấp trên đầu khoan. Khi đã bộc lộ được đầu khoan, tìm biện pháp để móc lên.

4- Gặp phải hang Castơ trong khi khoan qua tầng đá vôi. Người ta phân biệt hai dạng hang Castơ là hang sống và hang chết. Hang sống là hang có những mạch ngầm và hệ thống hang ngách đi sâu không kiểm soát được, hang chết là hang kín chỉ là một túi rỗng cục bộ quanh khu vực lỗ khoan đi qua. Hiện tượng gặp phải hang Castơ chết là lượng vữa sét hoặc mực nước ( trường hợp khoan có ống chống) trong lỗ khoan tụt đột ngột sau khi cấp bù thì mất chậm hoặc đứng lại, khi gặp phải hang Castơ sống, vữa sét tụt mất nhanh và không bù được. Trong điều kiện hang bị ngập trong nước thì hiện tượng gặp hang là bị kẹt hoặc hẫng đầu khoan. Để xác định loại hang Castơ phải bơm cấp thử nước vào trong lỗ khoan, nếu lượng nước bơm vào bị rút đi nhanh chóng là hang sống.

Biện pháp khắc phục : đối với hang chết nên đổ bê tông mác thấp vào lấp kín hang sau đó khoan qua lớp bê tông này và tiếp tục khoan sâu vào nền đá. Đối với hang sống dùng ống chống có đường kính lớn hơn đường kính cọc để mở rộng lỗ khoan phía trên, sau đó lồng đoạn ống vách có đường kính nhỏ hơn vào trong và đi qua khu vực hang. Thông qua ống chống trong tiếp tục khoan đến cao độ thiết kế. ống chống bên trong có vai trò như ván khuôn để giữ bê tông không chảy tràn vào trong hang .

5- Vữa sét bị quánh lại, nguyên nhân là bột Bentonite kém chất lượng hoặc do tỉ lệ pha trộn không đúng. Cách khắc phục là xói hút để lấy vữa kém lên và thay thế bằng vữa sét đã điều chỉnh. 7.2.6- Xử lý cặn lắng-Vệ sinh đáy lỗ khoan :

Lỗ khoan đến đâu mùn được lấy lên đến đấy nhưng do những hạt mịn nhỏ bị trộn lẫn với vữa sét còn những hạt lớn thì lắng đọng xuống phía dưới cho nên khu vực đáy lỗ khoan không thể lấy hết được mùn bằng biện pháp khoan tiếp mà phải nạo vét lượng mùn đọng này bằng những biện pháp khác gọi là công tác vệ sinh đáy lỗ khoan. Lượng cặn lắng ảnh hưởng lớn đến chất lượng bê tông mũi cọc và nếu lớp này có chiều dày lớn sẽ ảnh hưởng đến sức chịu tải của cọc khoan nhồi. Thay vì tựa trên nền chịu lực thì mũi cọc tựa trên lớp đệm bùn hoặc dăm sạn rời rạc, do đó khi chịu tải cọc sẽ bị lún rất lớn đặc biệt xảy ra lún không đều giữa các cọc trong bệ gây ra sự làm việc quá tải cho một số cọc.

Việc kiểm tra chiều dày lớp cặn lắng và đánh giá mức độ sạch của khu vực mũi cọc còn khó khăn và phụ thuộc vào nhận xét chủ quan của con người. Hiện trên các công trường áp dụng một số biện pháp kiểm tra như sau :

- Kiểm tra độ sạch của vữa sét lấy lên từ khu vực mũi cọc sau khi khuấy hút phía dưới đáy lỗ khoan. So sánh tỉ trọng giữa loại vữa sét này với vữa sét chưa sử dụng để đánh giá mức độ nhiễm bùn.

- Đo chiều dày của lớp bùn lắng dưới đáy lỗ khoan bằng cách dùng hai loại quả rọi có trọng lượng 3kg treo thả bằng dây cáp lụa và trục quay tay. Lần đầu tiên thả quả rọi có mũi thuôn nhọn và cho rơi mạnh để quả rọi này cắm sâu vào trong lớp bùn đọng và đo được chiều sâu thả rọi. Lần thứ hai thay bằng quả rọi hình chuông, thả nhẹ để quả rọi này tựa trên mặt bùn lắng và xác định chiều sâu thả rọi. So sánh giữa hai chiều sâu có thể xác định một cách tương đối chiều dày lớp bùn lắng. Hai lần đo phải thả cùng một điểm. Số điểm đo

256

phải thực hiện ở tối thiểu là bốn vị trí, ba điểm ở ba góc lỗ khoan và một điểm ở giữa.

- Dùng biện pháp siêu âm, thả hai ống cắm xuống đáy lỗ khoan ở hai phía đối diện sát thành lỗ khoan và thả hai đầu thu phát của máy đo siêu âm xuống đáy ống và kéo lên để đo tốc độ truyền sóng khu vực đáy lỗ khoan, khu vực có tốc độ thay đổi cho biết ranh giới của lớp bùn lắng.

Đối với biện pháp khoan tuần hoàn thuận, cặn lắng dưới đáy lỗ khoan gồm hai loại: loại hạt mịn trộn lẫn với vữa sét trên suốt chiều dài lỗ khoan từ dưới lên trên do đó sau khi ngừng khoan thì nâng đầu khoan và quay không tải để khuấy vữa đồng thời bơm rửa lòng cọc bằng vữa sét cho đến khi kiểm tra tỉ trọng của vữa sét lấy lên ở trên miệng lỗ so với tỉ trọng của vữa sét bơm vào chênh lệch không vượt quá 10% thì có thể coi là sạch, loại hạt thô không nổi lên được cùng với vữa sét mà lắng đọng ở dưới đáy lỗ cần phải kiểm tra nếu chiều dày của lớp này lớn hơn 5cm thì phải xử lý cặn lắng đáy lỗ bằng biện pháp thổi khuấy.

Đối với biện pháp khoan gầu xoay, dung dịch vữa sét trên cả chiều dài cọc bị nhiễm mùn khoan do đầu khoan thường xuyên kéo lên, cần phải để cho cặn lắng xuống sau đó dùng biện pháp thổi khuấy dưới đáy lỗ để lấy cặn.

Thiết bị dùng để vệ sinh đáy lỗ khoan bằng biện pháp thổi khuấy bao gồm một gầu hứng bùn hình chậu treo vào đường ống thả xuống đáy lỗ khoan. Đường ống xuyên qua đáy chậu và có các khe thoát khí tạo nên dòng thổi khí khuấy cuộn ở phía dưới đáy chậu. Trên một số đoạn của đường ống có bố trí các vòng định tâm để gầu và đường ống định vị đúng với tim lỗ khoan. Dùng cần cẩu thả gầu xuống gần sát đáy và thổi hơi ép vào đường ống. Lớp bùn lắng cùng với các hạt nặng bị thổi cuộn lên và tụ vào trong gầu hứng. Ngừng thổi khí và để lắng rồi kéo lên khỏi lỗ khoan. Quá trình thổi sục khí và lấy mùn lặp lại nhiều lần cho đến khi nào kiểm tra chiều dày lớp cặn lắng nhỏ hơn chiều dày cho phép .

Đối với biện pháp tuần hoàn nghịch, mùn khoan tập trung ở phần đáy lỗ khoan, phía trên là lớp vữa sét sạch liên tục được cấp xuống do đó việc vệ sinh lỗ khoan tập trung ở phần dưới đáy lỗ. Đáy lỗ khoan được kiểm tra độ sạch theo hai cách : đo tỉ trọng của vữa sét lấy lên và đo chiều dày của lớp cặn lắng dưới đáy lỗ khoan, đối với cọc chống lớp này không được lớn hơn 5cm còn đối với cọc ma sát không vượt quá 10cm. Biện pháp xử lý cặn lắng bằng cách nâng đầu khoan lên cách đáy 20cm, quay đầu khoan đều để khuấy cho mùn cặn cuộn lên đồng thời thổi hơi ép để hút mùn cùng với cặn lắng trong khi đó vẫn tiếp tục cấp bù vữa sét từ phía trên miệng lỗ để giữ ổn

Hình 7.16- Thiết bị xử lý cặn lắng dưới đáy lỗ khoan theo biện pháp thổi khấy. 1- ống thổi khí. 2- vành định tâm. 3- chậu hứng mùn. 4- đầu thổi. 5- ống chống vách .

257

định thành lỗ khoan. Thời gian hút khoảng 10 phút. Kiểm tra độ sạch của vữa lấy lên, nếu đạt thì vừa quay vừa rút cần khoan với tốc độ không vượt quá 4m/ph.

Trường hợp cặn lắng là cuội sỏi hoặc dăm vụn đá dùng máy hút thủy lực với đầu hút có lồng hút đá ( hình 2.11) hoặc có thể áp dụng biện pháp thổi khuấy đã nêu .

Các hạt mịn lơ lửng trong vữa sét, sau một thời gian chờ đổ bê tông có thể lắng xuống thành một lớp bùn dưới đáy lỗ khoan, trước khi đổ bê tông cần kiểm tra chiều dày của lớp này. Nếu vượt quá chiều dày lớp bùn lắng cho phép thì phải tiếp tục nạo vét. Có hai cách xử lý lớp cặn lắng thứ cấp này : cách thứ nhất là dùng máy bơm hút khí động ( mục 2.2) áp dụng khi lớp cặn lắng này quá dày, cách thứ hai là thổi sục khí, cách này khác với biện pháp thổi khuấy ở chỗ là chỉ sử dụng hơi ép để thổi sục cho lớp bùn lắng tan ra các hạt mịn theo bọt khí nổi lên hòa lẫn cùng với vữa sét sau đó bị vữa bê tông đẩy dần lên trên miệng lỗ khoan. Biện pháp thổi sục khí áp dụng khi lớp cặn lắng chỉ gồm những hạt mịn và mỏng, tiến hành ngay trước khi đổ bê tông và sử dụng ngay ống đổ bê tông để dẫn ống thổi khí nén. 7.2.7 – Cốt thép cọc khoan nhồi:

Cốt thép chủ của cọc khoan nhồi có đường kính ∅= 20÷32mm, tĩnh cự giữa các thanh cốt thép a≥10cm. Cốt đai dùng cốt thép ∅= 10÷16 mm, bước cốt đai ≤55cm. Cốt đai dùng loại cốt đai xoắn hoặc cốt đai vòng.

Cốt thép cọc hàn sẵn thành lồng, chia thành từng đốt chiều dài mỗi đốt không quá 15m và phụ thuộc vào chiều dài của thanh thép làm cốt chủ. Lồng cốt thép có các vòng đai định vị cốt thép dọc, định vị các ống Sonic và đồng thời để tăng cứng cho lồng cốt thép.

Xung quanh lồng thép hàn các tai định vị để định tâm và tránh va làm sạt lở thành lỗ khoan.Tai định vị làm bằng cốt thép trơn ∅24 hàn vào cốt dọc, cứ cách 2m hàn một hàng tai, mỗi hàng tối thiểu phải bố trí 4 tai định vị ở bốn góc đối xứng nhau.

Dùng các con đệm bằng xi măng hình trụ để duy trì chiều dày bảo vệ cho cốt thép chủ. Con đệm bố trí quanh chu vi lồng thép giống như tai định vị và cố định vào khung cốt thép bằng đoạn cốt thép tròn làm trục như hình vẽ. Khi hạ lồng cốt thép xuống, các con đệm có vai trò như rulô dẫn hướng tì vào thành lỗ khoan rồi quay tự do mà không ảnh hưởng đến ổn định của thành vách.

Bên trong lồng cốt thép bố trí thêm các cốt thép tăng cứng làm thành khung tam giác giữ cho lồng cốt thép trong khi vận chuyển, cẩu lắp không bị méo thành hình ôvan và không bị xô nghiêng. Cốt thép này có thể tháo ra trước khi hạ xuống lỗ khoan .

Các thanh cốt thép dọc để chờ nối giữa các đoạn lồng cốt thép với nhau, chiều dài cốt thép chờ nối là 1000mm. Các thanh cốt thép nối với nhau bằng mối nối chồng thông qua các điểm kẹp chặt bằng các cóc bản ép hoặc kết hợp so le giữa thanh nối bằng cóc và thanh nối bằng hàn.

258

Hình 7.17- Kỹ thuật áp dụng khi hạ lồng cốt thép. a) Hàn tai định vị vào lồng cốt thép. b) Gắn các con lăn dẫn hướng bằng xi măng. c) Nối các thanh cốt thép chủ. 1- cốt thép chủ. 2- cốt thép đai. 3- cốt đai định vị .4- tai định vị. 5-con lăn dẫn hướng.6-cóc nối cốt thép dọc. 7- vách lỗ khoan.

Trong thân cọc khoan nhồi đặt trước các ống thăm chạy dọc theo chiều dài thân

cọc để thả đầu đo siêu âm kiểm tra chất lượng bê tông cọc, gọi là các ống Sonic. Các ống thăm Sonic làm bằng nhựa PVC chất lượng cao, khi chiều dài cọc từ 25m trở lên hoặc D≥1,5m áp lực vữa bê tông ép vào thành ống rất lớn có thể làm bẹp hoặc bóp méo chúng sau này không thả được đầu đo, vì vậy cần phải thay bằng các ống thép. Những ống Sonic gắn vào lồng cốt thép cọc chạy song song với nhau thông suốt chiều dài cọc, khi hạ lồng cốt thép cũng hạ đồng thời các ống thăm, các đoạn ống nằm trong các đốt

259

cốt thép cọc nối lại với nhau bằng mối nối đảm bảo kín khít. Ống thăm Sonic gồm 2 loại đường kính : một ống lớn có đường kính ∅114mm và một số ống đường kính ∅60mm, ống có đường kính lớn ngoài mục đích thả đầu đo còn dùng để đưa đầu khoan xuống dưới phục vụ khoan lấy mẫu dưới chân cọc khi thấy nghi ngờ về chất lượng bê tông.

Số lượng ống ∅60 phụ thuộc vào đường kính cọc và khả năng đo xuyên của máy đo siêu âm. Thông thường các loại máy đo siêu âm cọc hiện nay có thể đo xuyên được chiều dày bê tông từ 0,6÷1,5m. Mặt phẳng chạy dọc theo thân cọc có chứa một ống có đầu thu và đầu phát gọi là một mặt phẳng đo. Cọc có đường kính ≤ 1,2m bố trí 3 ống theo hình tam giác cân để kiểm tra 3 mặt phẳng. Cọc có đường kính trên 1,2m phải bố trí ít nhất là 4 ống. Đầu các ống đường kính nhỏ đặt cách đáy cọc 20÷30cm, đầu ống để khoan lấy mẫu đặt cách đáy 100cm. Đáy các ống thăm dò phải bịt kín bằng nút nhựa, khi cần có thể xuyên qua được, đầu các ống nhô cao hơn mặt bê tông cọc 25cm và cũng được bọc kín không để vữa bê tông lọt vào.

φ φ

Hình 7.18- Cách bố trí các ống Sonic trong lồng cốt thép cọc (a) và sơ đồ bố trí ống (b). 1- ống Sonic. 2- cốt thép cố định ống. 3- cốt đai định vị.

Các thanh cốt thép chủ phía dưới chân cọc uốn cong vào phía trong tâm cọc tạo

thành giỏ lồng thép, mục đích để khi hạ xuống lỗ khoan các thanh này không gây ra nguy cơ móc cào vào thành lỗ .

+Kiểm tra tình trạng lỗ khoan trước khi hạ lồng cốt thép. Đối với đoạn lỗ khoan đi qua tầng sét, thành lỗ được tạo nhẵn ma sát giữa thân cọc và đất nền sẽ kém cần tạo nhám, còn trong tầng lẫn sỏi sạn có thể có những chỗ bị những hòn cuội sỏi nhô ra gây cản trở cho việc hạ lồng thép. Để kiểm tra đường kính lỗ và loại bỏ những viên đá chìa người ta dùng quả cầu làm bằng lồng thép thả xuống dọc theo chiều dài lỗ cọc. Treo quả cầu này cân đối lên cần cẩu và thả xuống đáy lỗ khoan rồi sau đó từ từ kéo lên, nếu thấy lên xuống dễ dàng là lỗ khoan thông suốt có thể hạ lồng cốt thép xuống một cách an toàn. Khi hạ quả cầu xuống sẽ phát hiện được những chỗ đường kính lỗ khoan không đủ hoặc không thẳng, khi kéo lên các thanh cốt thép dọc của lồng sẽ cào vào

260

thành vách đất tạo nên các vết nhám, còn các vòng cốt đai ngang sẽ loại bỏ những viên đá chìa ra.

Hình 7.19- Kiểm tra lỗ cọc(a) và biện pháp hạ lồng cốt thép. 1- quả cầu bằng lồng cốt thép. 2- giá đỡ bằng khung YốKM.

Hạ lồng cốt thép xuống lỗ khoan

+ Hạ lồng cốt thép xuống lỗ khoan theo từng đốt. Các đốt cốt thép đã chuẩn bị sẵn

nhưng đặt ở vị trí nằm ngang, phải có thanh nẹp làm đòn gánh để treo lồng cốt thép đỡ cho các thanh cốt dọc và các ống Sonic không bị uốn cong. Dùng cần cẩu thông qua đòn gánh dựng khung cốt thép đặt nằm nghiêng, sau đó đổi vị trí móc cẩu, móc vào những điểm treo định trước để cẩu lồng cốt thép theo phương thẳng đứng và hạ vào trong lỗ khoan. Khi hạ xuống hết chiều dài một đốt, lồng cốt thép được treo giữ bằng giá đỡ ở phía trên miệng lỗ khoan để chồng đốt tiếp theo và thực hiện nối cốt thép và ống Sonic. Khung cốt thép cọc không được tựa vào đáy lỗ khoan mà phải treo cách đáy

261

lỗ khoan 10cm và neo lại để lồng cốt thép không bị đẩy trồi lên trong qúa trình đổ bê tông cọc. 7.2.8- Đổ bê tông cọc.

Vữa bê tông cọc khoan nhồi dùng xi măng porland PC40,đá 1×2,cát vàng có môduyn hạt ≥2,5 Tỉ lệ N/X ≤0,45, dùng phụ gia làm chậm ninh kết và tăng độ sụt của vữa bê tông. Độ sụt của vữa bê tông 16÷20cm .

Bê tông cọc đổ trong vữa sét theo phương pháp rút ống thẳng đứng. Chỉ sử dụng một ống để đổ bê tông, ống có đường kính bằng bốn lần kích thước

đá và ≤ 0,5 Dcọc. Chiều dài mỗi đốt đốt 3m, nối bằng ren vuông đảm bảo nhẵn trong và nhẵn ngoài đồng thời dễ tháo dần từng đốt khi rút ống lên. Chiều dày thành ống ≥8 mm.

Lắp sẵn từng đoạn hai đốt ống làm một và dùng cần cẩu thả từng đoạn ống vào lỗ khoan, khi thả hết chiều dài đoạn nối thì giữ chặt cổ ống bằng sàn kẹp để lắp nối đoạn ống tiếp theo. Sàn kẹp có vòng cổ áo gồm hai nửa đóng mở được bằng bản lề ôm vòng quanh ống đổ, đồng thời là sàn công tác che lấy miệng lỗ khoan ngăn cản không để thiết bị hoặc người rơi vào trong lỗ khoan trong khi đổ bê tông. Sàn kẹp định vị ống đúng tâm không để ống chạm vào cốt thép, thông thường sàn kẹp đặt ngay trên miệng ống vách. Hạ ống đổ cho mũi ống cách đáy lỗ khoan 20cm, lắp phễu đổ và treo giữ cả hệ thống này bằng cần cẩu.

Chế tạo quả cầu để ngăn không cho vữa bê tông tiếp xúc với vữa sét và đẩy vữa sét ra khỏi ống đổ khi vữa bê tông trôi xuống. Quả cầu tiện bằng gỗ hoặc làm bằng nhựa có dạng hình trụ vừa lọt trong lòng ống, hai đầu hình chỏm cầu.

Treo quả cầu cách cổ phễu đổ 20÷40cm, dùng vải bạt quấn chèn để quả cầu khít với thành ống dẫn.

Dùng máy bơm vữa hoặc xe bơm để cấp vữa bê tông. Bơm rót bê tông vào cạnh thành phễu,không rót trực tiếp lên quả cầu, khi vữa đổ đầy phễu thì cắt dây để bê tông cùng với quả cầu trôi xuống phía dưới, trong khi đó liên tục cấp vữa vào phễu giữ cho dòng bê tông trong ống đổ liên tục nếu để ngắt quãng sẽ hình thành túi khí trong bê tông. Khi vữa bê tông dừng lại không chảy, từ từ nâng ống lên thêm 30cm cho quả cầu thoát ra ngoài, vữa bê tông chảy tràn ra xung quanh đáy lỗ khoan, giữ phễu ở vị trí đó để tiếp tục đổ bê tông và theo dõi cao độ vữa dâng trong lỗ cọc bằng thước phao. Luôn luôn theo dõi lượng vữa cấp vào để tính được chiều cao vữa dâng lên trong lỗ khoan, đối chiếu với chiều sâu đo đạc thực tế, thông qua quan hệ này để kiểm tra tình trạng thành vách lỗ khoan và nâng rút ống đổ đúng lúc.

262

Ống đổ được nâng rút lên khi gặp một trong hai trường hợp sau :

- Vữa bê tông trong phễu không tụt xuống . - Cao độ mũi ống ngập sâu trong vữa quá 4 m.

Nâng ống lên với tốc độ 1,5m/phút cho đến vị trí mà mũi ống ngập trong bê tông 2,0m thì dừng lại, và tiếp tục cấp vữa bê tông vào phễu.

Hình 7.20- Biện pháp đổ bê tông cọc.

a) Trường hợp khoan cọc trên sàn đạo. b) Trường hợp khoan cọc trên mặt bằng hoặc trên đảo nhân tạo.

1- sàn kẹp. 2- sàn đạo khoan cọc. 3- cọc sàn đạo ( hoặc vòng vây cọc ván). 4- giá treo khung cốt thép cọc.MV- mức vữa bê tông.

Trường hợp khoan cọc trên sàn đạo hoặc trên hệ nổi, phễu và ống đổ bê tông treo giữ trên cần cẩu. Khi kéo rút lên hết hai đoạn ống ( 6,0m), cho vữa bê tông chảy hết xuống đến ngang mặt sàn kẹp, kẹp giữ đầu ống và tháo bỏ bớt hai đốt bên trên, lắp lại

263

phễu đổ và tiếp tục đổ bê tông. Để đưa vữa bê tông lên cao độ treo phễu phải dùng xe bơm bê tông .

Trường hợp thi công trên mặt bằng hoặc trên mặt đảo nhân tạo, phễu đổ đặt ngay trên mặt sàn kẹp và vữa bê tông trút trực tiếp từ xe Mix vào phễu. Tháo dần từng đốt ống 3m sao cho vẫn đảm bảo mũi ống ngập sâu vào cao độ mức vữa (MV) tối thiểu là 2,0m và sau khi tháo đốt ống lắp lại phễu đổ, phễu vẫn đặt trên cao độ mặt sàn kẹp như ở thời điểm bắt đầu đổ bê tông. Ở giai đoạn cuối cùng đổ bê tông cọc khoan nhồi trên mặt bằng hoặc trên đảo nhân tạo có thể kết hợp giữa đổ bê tông và nhổ ống chống vách. Khi nhổ ống chống vách, phễu đổ bê tông phải treo riêng trên cần cẩu và dùng cần cẩu khác để cặp búa rung nhổ ống chống hoặc dùng thiết bị xoay lắc để nhổ rút dần. Trong khi nhổ ống vách phải đảm bảo điều kiện đáy ống luôn thấp hơn cao độ mũi của ống đổ bê tông là 2,0m. Trong khi kéo ống vách lên phải có biện pháp thu lại vữa Bentonite không để mức vữa trong ống dâng cao. Trường hợp đầu cọc nằm sâu trong nền, sau khi rút ống vách phải hút hết vữa sét trong đoạn lỗ phía trên và đổ lấp cát vào hố đầu cọc.

Nói chung ngoại trừ biện pháp thi công dùng ống vách xoay là rút ống chống lên còn trong các trường hợp khác cần xác định ống chống vách là một phần của cọc không nên nhổ lên .

Trong tất cả các biện pháp đổ bê tông cọc, bê tông phải đổ cao hơn đỉnh cọc thiết kế tối thiểu là 1,0m để đẩy hoàn toàn phần bê tông nhiễm vữa sét lên đầu cọc, đoạn đổ cao thêm này sẽ được phá bỏ . + Những sự cố xảy ra trong giai đoạn đổ bê tông cọc:

1- Vữa bị tắc không xuống mặc dù cao độ mức vữa (MV) so với mũi ống đổ chưa vượt quá 4m, vữa bê tông xung quanh mũi cọc vẫn còn ở trạng thái linh động. Nguyên nhân của sự cố này như sau : do thành ống vệ sinh không sạch, do ống bảo quản không tốt có chỗ lồi lõm và do độ sụt kém, cốt liệu thô dồn tụ vào làm tắc cục bộ. Biện pháp khắc phục: dùng vồ gỗ ( không được dùng búa) gõ lên thành ống, đồng thời kéo lên hạ xuống liên tục một số lần, không được lắc ngang.

2- Khối lượng bê tông đổ vào so với dự kiến tính toán bị thừa, đây là sự cố nghiêm trọng vì có thể có hiện tượng khoan thiếu chiều dài hoặc do sụt lở thành vách. Để kịp thời phát hiện sự cố này cần phải tổ chức theo dõi khối lượng đổ bê tông chặt chẽ. Khi xảy ra sự cố phải có hội đồng xem xét, đánh giá và đưa ra giải pháp khắc phục thích hợp.

3- Đẩy trồi khung cốt thép. Nguyên nhân là do ma sát giữa cốt thép và thành ống vách nên cốt thép bị kéo lên theo khi rút ống. Biện pháp khắc phục là xoay lắc ống vách hoặc dùng búa rung cặp vào thành ống vách để rung, những viên đá kẹt giữa ống vách và khung cốt thép rời ra và khung cốt thép sẽ tự chìm xuống.

4- Khối lượng đổ vượt quá dự kiến là hiện tượng bình thường, tỉ lệ vượt khoảng từ 5 ÷20%.

7.3- KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC KHOAN NHỒI.

Chất lượng cọc khoan nhồi trong đó có chất lượng bê tông cọc được kiểm tra bằng một hoặc kết hợp nhiều phương pháp cùng một lúc tùy theo chất lượng của cọc sau khi kiểm tra lần đầu. Các phương pháp hiện nay được chia thành hai nhóm kiểm tra gián tiếp và kiểm tra trực tiếp .

Nhóm kiểm tra gián tiếp gồm : 1- Phương pháp biến dạng nhỏ ( PIT) :

264

Nguyên lý của phương pháp này là dùng búa tay có lắp bộ cảm biến đo lực gõ trên đầu cọc tạo nên lực xung kích và sóng ứng suất lan truyền dọc theo thân cọc, khi gặp trở kháng thay đổi do khuyết tật hay các bất thường khác sóng này phản hồi lại và được thu nhận bằng đầu đo cảm biến gia tốc đặt trên đầu cọc. Tín hiệu thu truyền về bộ xử lý được phân tích và ghi lại dưới dạng biểu đồ sóng. Dùng các tham số của đất nền và điều chỉnh trở kháng giả lập và tính toán bằng con đường lý thuyết sao cho thu được biểu đồ sóng tương tự như biểu đồ ghi được. Qua so sánh phán đoán được vị trí của khuyết tật.

Phương pháp này cho kết quả định tính về chất lượng cọc và định hướng cho việc cần thiết phải áp dụng những biện pháp kiểm tra khác. Vùng ảnh hưởng của sóng xung kích là 30 lần đường kính cọc, tuy nhiên sử dụng đơn giản, chi phí ít. 2-Phương pháp siêu âm :

Phương pháp siêu âm đánh giá độ chặt và độ đồng đều của bê tông thân cọc thông qua vận tốc truyền sóng siêu âm trong bê tông. Người ta dùng một đầu phát sóng siêu âm và một đầu thu sóng, mỗi đầu thả vào trong ống thăm dò đặt sẵn trong thân cọc. Đầu phát nối với máy phát sóng tần số 20÷100kHz và đầu thu nối với máy đo xử lý bằng các dây cáp truyền dẫn. Đầu thu còn có bộ điều khiển đo độ sâu. Thả xuống và kéo lên đồng thời dọc theo thân cọc trong các ống thăm chứa nước sạch, máy ghi lại biểu đồ thời gian truyền sóng và biên độ thay đổi tín hiệu dọc theo chiều sâu thân cọc. Mỗi một lần đo cho kết quả đo theo một mặt phẳng cắt qua hai vị trí ống thăm dò. Căn cứ vào kết quả này có thể đánh giá được chất lượng bê tông thông qua độ chặt và phát hiện được vùng có khuyết tật. Dò siêu âm là phương pháp phổ biến hiện nay. Để có kết quả đo tin cậy thì yêu cầu đầu tiên là ống thăm phải đặt đúng tiêu chuẩn, ống phải thông suốt không bị tắc hoặc móp méo. 3) Phương pháp kiểm tra trực tiếp là khoan lấy mẫu.

Biện pháp này cho phép xác định được cường độ bê tông thân cọc, kiểm tra trạng thái cọc tại những vị trí có khuyết tật mà các phương pháp gián tiếp chỉ phát hiện vị trí mà không biết được khuyết tật loại gì, đứt gẫy, kẹp bùn hay bị rửa trôi xi măng. Biện pháp khoan lấy mẫu tiến hành khoan dọc theo thân cọc, thường dùng để kiểm tra chất lượng bê tông mũi cọc và chiều sâu lớp cặn lắng dưới đáy cọc và chỉ áp dụng khi phát hiện khuyết tật ở thân cọc có phạm vi lớn.

Dùng máy khoan luồn xuống ống thăm đường kính lớn để khoan lấy lõi ở mũi cọc, khi lấy lõi ở thân cọc phải khoan từ trên đỉnh cọc. Đường kính mũi khoan là 55, 71, 91 hoặc 100mm. Khoan sâu xuống 1,5 lần đường kính cọc để kiểm tra chất lượng mũi cọc. Lõi khoan lấy lên có chiều dài tối thiểu phải bằng hai lần đường kính .

Những phương pháp thử nghiệm sức chịu tải của cọc bao gồm : 1- Phương pháp biến dạng lớn ( PDA):

Nguyên lý của phương pháp này dựa trên việc đo và phân tích sóng ứng suất truyền trong thanh cứng và liên tục do lực va chạm mạnh ở một đầu gây ra. Người ta dùng một quả búa nặng từ 10÷20 tấn tạo một lực va chạm trên đầu cọc đủ gây được dịch chuyển cho thân cọc, trên thân cọc gắn các đầu cảm biến đo được ứng suất, chuyển vị và gia tốc truyền sóng. Thông qua phần mềm phân tích những số liệu đo ghi, người ta thu được các kết quả:

- Nội lực trong thân cọc khi đóng búa. - Độ dịch động của thân cọc . - Năng lượng búa đóng. - Sức chịu tải của cọc đơn.

265

- Chẩn đoán mức độ khuyết tật của cọc thông qua hệ số nguyên vẹn β. Phương pháp này ít tốn kém nhất trong các phương pháp thử nghiệm sức chịu

tải của cọc khoan nhồi. 2- Phương pháp nén tĩnh:

Tiến hành tương tự như nén tĩnh cọc đóng nhưng với tải trọng chất lên lớn hơn, tải trọng chất lên đầu cọc từ 12000÷30000 kN tuỳ theo sức chịu tải của cọc. 3- Phương pháp thử tĩnh bằng hộp Osterberg:

Phương pháp này cũng là phương pháp nén tĩnh nhưng thay vì chất tải trên đầu cọc thì người ta đặt các hộp Osterberg tại một số mặt cắt ở thân cọc và mũi cọc trước khi đổ bê tông, các hộp này làm việc như những kích lá tạo nên lực đẩy lên trên và xuống phía dưới. Trọng lượng thân cọc và lực ma sát thành bên của phần cọc phía trên vị trí đặt hộp có vai trò như các cọc neo làm đối trọng. Mỗi vị trí mặt cắt đo bố trí 3 hộp nối thông với nhau để khi bơm dầu các hộp đều cùng làm việc. Các đầu đo lực và chuyển vị gắn sẵn trong hộp, theo đường truyền dẫn về thiết bị đo và phân tích số liệu.

Sau khi bê tông đạt cường độ người ta tiến hành thử cọc bằng cách bơm dầu để tạo áp lực trong các hộp Osterberg và theo số liệu đo vẽ biểu đồ quan hệ giữa lực tác dụng với chuyển vị của mũi và thân cọc P-S từ đó nội suy sức chịu tải giới hạn của cọc ở giai đoạn phá hoại. Phương pháp này có thể xác định sức chịu tải giới hạn thông qua quan hệ:

0

0

msgh

mgh

P G P

P P

≤ +

≤ (7-7)

trong đó : P0 – lực kích trong hộp Osterberg. G- trọng lượng đốt cọc phía trên vị trí đặt hộp. Pms

gh – sức chịu giới hạn do ma sát thành bên của đốt cọc phía trên Pm

gh- sức chịu lực giới hạn của đoạn mũi cọc. 0

msghP P G= − (7-8)

Sức chịu tải giới hạn của cọc bằng tổng giá trị chịu tải của hai nửa trên và dưới : ms m

gh gh ghP P P= + (7-9) Thử theo phương pháp Osterberg phải bố trí hộp thử ngay từ giai đoạn đổ bê

tông cọc . Phương pháp Osterberg được áp dụng tương tự như vai trò của biện pháp đóng

cọc thử trong thi công đóng cọc, thử nghiệm cọc khoan đầu tiên trong bệ móng để quyết định chiều sâu cho những cọc còn lại trong bệ móng.

7.4- BIỆN PHÁP XỬ LÝ KHUYẾT TẬT TRONG CỌC KHOAN NHỒI.

Ngoại trừ những sự cố nghiêm trọng như tụt mất khung cốt thép, cọc thiếu chiều dài, địa chất dưới mũi cọc yếu so với thiết kế mà không thay đổi cao độ mũi cọc, thiếu đường kính, bê tông không đủ cấp thiết kế phải bổ sung thêm cọc và sửa đổi thiết kế móng, những hiện tượng và khuyết tật khác đều có thể khắc phục bằng những biện pháp xử lý phù hợp.

+ Đối với trường hợp bê tông mũi cọc bị kém chất lượng do rỗ xốp và kẹp bùn có thể xử lý bằng biện pháp xói rửa và phun ép vữa xi măng.

Biện pháp tiến hành như sau : thông qua ống thăm dò siêu âm dùng mũi khoan đường kính 55mm khoan sâu vào bê tông mũi cọc cách đáy 0,5m.

266

Lắp vòi bơm nước bơm với áp suất 0,5 MPa để xói rửa lỗ khoan và bê tông rỗ khỏi những bùn kẹp trong bê tông.

Dùng hơi ép để ép thổi nước trong ống sau đó lắp vòi bơm, bơm ép nước xi măng trộn với tỉ lệ N/X =2, áp suất bơm 0,4÷0,6 MPa.

+ Đối với bộ phân thân cọc bị rỗ do mất nước xi măng cũng tiến hành khoan từ trên đỉnh cọc đến vị trí khuyết tật và bơm ép vữa xi măng tương tự như đối với khu vực mũi cọc .

7.5- BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 7.5.1- Móng cọc nằm trên cạn :

Móng nằm trong khu vực không bị ngập nước là móng bệ thấp. Thi công dạng móng bệ thấp theo biện pháp khoan và đổ bê tông các cọc trên mặt bằng, sau đó đào đất hố móng bộc lộ đầu cọc. Nếu khu vực thi công hố móng không bị ảnh hưởng của nước ngầm, tổ chức đào đất hố móng trong tường ván. Trường hợp hố móng có nước ngầm, dùng vòng vây cọc ván thép và lớp bê tông bịt đáy để ngăn nước.

MÆt b»ng hè mãng vµ s¬ ®å khoan cäc

1

2

458

367

B−íc 1 : H¹ èng v¸ch b»ng bóa rung

B−íc 2 : Khoan t¹o lçcäc b»ng ®Çu khoan guång xo¾n

B−íc 3: H¹ lång cèt thÐp vµ ®æ bª t«ng cäc theo biÖn ph¸p rót èng

B−íc 4: Thi c«ng t−êng v¸nvµ ®µo ®Êt hè mãng

B−íc 5:

GhÐp v¸n khu«n ®æ BT bÖPh¸ bª t«ng ®Çu cäc . Lµm líp lãt mãng

Hình 7.21 - Tóm tắt các bước thi công móng cọc khoan nhồi trên cạn.

Trình tự các bước thi công sử dụng máy khoan gầu xoay như sau : 1- San tạo mặt bằng khu vực móng . 2- Định vị tim cọc, đào hố cố định ống vách theo vị trí tim cọc bằng thủ công. 3- Hạ ống chống vách bằng búa rung . 4- Khoan cọc bằng máy khoan gầu xoay có sử dụng vữa sét chống vách . 5- Vệ sinh lỗ khoan bằng biện pháp thổi khuấy, hạ lồng cốt thép treo trên miệng

ống vách .

267

6- Đổ bê tông cọc bằng biện pháp rút ống thẳng đứng, phễu đổ kê trên miệng ống vách, bê tông trút trực tiếp vào phễu từ xe chở vữa, nâng rút để tháo dần các đoạn ống bằng cần cẩu phục vụ. Rút ống vách, đổ lấp cát lỗ cọc phía trên đầu cọc.

Lần lượt khoan và đổ bê tông từng cọc trong bệ móng theo sơ đồ zích zắc. Sau khi kiểm tra chất lượng các cọc mới tiến hành thi công bệ móng theo trình tự :

7- Đóng cọc thép H300 xung quanh chu vi hố móng bằng búa rung. 8- Đào đất hố móng bằng máy xúc, đào đến đâu lắp ván ngang đến đó để chống

vách hố móng, đất thải vận chuyển ra xa bằng ôtô tự đổ. 9- Đổ lớp bê tông lót móng dày 10cm . 10- Phá bỏ 1m bê tông đầu cọc, bộc lộ cốt thép chủ, sửa lại cốt đai đầu cọc . 11- Lắp dựng khung cốt thép bệ cọc. 12- Dựng ván khuôn bệ và đổ bê tông bệ. Vữa bê tông vận chuyển bằng xe Mix,

đổ bê tông bằng xe bơm đứng trên miệng hố móng . 7.5.2-Thi công móng nằm trong khu vực ngập nước :

Khi thi công móng cọc khoan nhồi trong khu vực bị ngập nước có thể lựa chọn một trong ba biện pháp tổ chức thi công sau đây : 7.5.2.1- Biện pháp khoan cọc trên đảo nhân tạo :

Đảo nhân tạo được đắp nổi lên khỏi cao độ MNTC trên khu vực móng để tạo mặt bằng thi công. Mặt đảo không bị ngập hoặc tràn nước trong quá trình thi công, kích thước mặt đảo đủ rộng để tổ chức các công đoạn thi công móng trong đó đặc biệt chú ý đảm bảo cho thiết bị khoan cọc di chuyển an toàn trên mặt đảo. Phân biệt hai trường hợp thi công trên đảo nhân tạo đó là đảo nhô và đảo nổi. a) Trường hợp thi công trên đảo nhô :

Khi vị trí thi công móng nằm sát bờ, chiều sâu ngập nước <3m đảo được đắp bằng đất san ủi từ bờ hoặc vận chuyển từ nơi khai thác đến và đắp lấn từ trong bờ ra tạo thành bán đảo nhô ra mặt sông .

Kích thước đảo : mép đảo cách đường biên bệ móng mỗi phía 3m, cao độ mặt đảo cao hơn MNTC 0,7m đảm bảo xung quanh đảo có đường hộ đạo giữ ổn định để các thiết bị đầm lèn đủ độ chặt khu vực thi công phía trong mặt đảo bởi vì các thiết bị này không thể tiến ra sát mép đảo để thi công. Đường hộ đạo chỉ dành cho người đi lại và bố trí các thiết bị loại nhẹ.

Khoan cọc có thể áp dụng một trong những biện pháp công nghệ đã nêu ở trên nhưng ưu tiên xem xét biện pháp sử dụng máy khoan vách xoay nếu địa chất dưới nền phù hợp với thiết bị này vì mặt bằng thi công thuận lợi cho việc tập kết và di chuyển máy khoan, có thể rút ống vách lên và không cần đến vữa sét.

Trong khi khoan cọc, máy khoan di chuyển từ ngoài vào trong và hướng ra phía sông để máy lúc nào cũng đứng trong phạm vi nền đắp ổn định nhất. Khoan đến đâu đổ bê tông cọc đến đấy, cốt thép cọc treo trên giá và vữa bê tông đổ trực tiếp vào phễu từ xe Mix chở bê tông. Nâng rút ống đổ do cần cẩu hỗ trợ. Sau khi rút ống khỏi lỗ khoan, phần vữa sét (nếu dùng biện pháp khoan có vữa sét) nằm trong lỗ khoan phía trên đỉnh cọc được thu hồi bằng máy bơm hút sau đó lỗ này phải lấp đầy bằng cát. Miệng ống thăm phải bịt kín và kiểm tra siêu âm khi đào bộc lộ đầu cọc.

268

Buíc 4: §æ bª t«ng bÞt b»ng biÖn ph¸p rót èng

Buíc 3 : H¹ vßng v©y cäc v¸n thÐp§µo ®Êt trong vßng v©y b»ng xãi hót

Buíc 6: §æ bª t«ng th©n trôBuíc 5: §æ bª t«ng bÖ

MÆt b»ng thi c«ng mãng

Buíc 1 : §¾p ®¶o nh« Buíc 2 : Thi c«ng cäc khoanb»ng biÖn ph¸p khoan v¸ch xoay

Hình 7.22- Tổ chức thi công móng cọc khoan nhồi trên đảo nhô- bờ đảo đắp mái dốc

Do nước mặt từ phía trông thấm qua đất đắp chảy vào trong hố móng nên phải sử dụng vòng vây cọc ván thép và bê tông bịt đáy ngăn nước làm khô hố móng để thi công bệ cọc. Sau khi thi công xong các cọc mới tiến hành đóng các cọc ván thép vây lấy khu vực bệ móng. Đào đất trong hố móng gồm hai giai đoạn, tầng đất phía trên đầu các cọc đào bằng máy đào gầu nghịch hoặc gầu ngoạm, để cho nước tự do thấm vào trong hố móng, trong khu vực có các đầu cọc nhô lên có thể phải sử dụng máy xói hút thủy lực.

Đổ lớp bê tông bịt đáy bằng biện pháp vữa dâng hoặc rút ống thẳng đứng, trong trường hợp này nếu khối lượng bê tông bịt đáy lớn nên áp dụng biện pháp rút ống thẳng đứng vì mặt bằng thi công thuận tiện cho việc sử dụng xe vận chuyển bê tông và xe bơm bê tông. Dùng một số ống dàn thành hàng ngang và đổ lấn dần cho kín diện tích đáy hố móng. Mỗi ống rút treo trên một cần cẩu và cấp vữa vào phễu bằng xe bơm bê tông, do xe bơm cung cấp liên tục nên phễu để không cần có dung tích bằng 1,5 dung tích ống đổ và chỉ cần loại phễu dùng để đổ bê tông cọc.

Có thể bơm nước trong hố móng một ngày sau khi đổ bê tông bịt đáy. Trước khi bơm nước nên dùng máy bơm xói rửa các đầu cọc làm sạch hết đất cát bám ở xung quanh. Sau khi bơm cạn phải tiến hành bơm nước vệ sinh đầu cọc và bề mặt bê tông bịt đáy một lần nữa. Trên mặt bê tông bịt đáy láng một lớp bê tông tạo phẳng chiều dày trung bình 10cm.

Công việc kiểm tra chất lượng bê tông cọc và xử lý nếu cần thì phải bơm cạn nước hố móng.

Công đoạn thi công bệ được thực hiện tương tự như đối với bệ của các móng cọc truyền thống khác.

Vòng vây cần được duy trì cho đến giai đoạn thi công thân trụ, nó chỉ dỡ bỏ khi thân trụ đã được đổ bê tông cao lên khỏi mặt đảo. Trước khi nhổ các cọc ván thép phải

269

dỡ bỏ khung chống và đổ cát lấp kín bên trong hố móng sau đó dùng búa rung và cần cẩu lần lượt nhổ từng cọc.

Đảo nhô tồn tại trong cả thời gian thi công kết cấu nhịp, làm mặt bằng phục vụ thi công kết cấu đà giáo mở rộng trụ và phần kết cấu nhịp nằm trên đỉnh trụ dù kết cấu nhịp là bê tông hay thép, nhịp liên tục hay giản đơn. Nếu không ảnh hưởng đến điều kiện lưu thông của dòng chảy thì đảo nhô không cần phải thanh thải.

Nếu lòng sông đổi dốc nhanh, chân đảo phải kéo dài ra xa thì nên có biện pháp kè giữ bờ đảo nhân tạo bằng rọ đá, và nếu lưu tốc lớn mặt taluy phải được kè chắn bằng bao tải cát. Trong những trường hợp này đảo phải được thanh thải sau khi kết thúc thi công toàn bộ công trình.

Nếu khối lượng kè chắn lớn cần xem xét so sánh với biện pháp chắn xung quanh đảo nhô bằng vòng vây cọc ván thép. Vòng vây cọc ván có hai chức năng, trong giai đoạn thi công cọc khoan là tường cừ chắn đất để đắp đảo tạo mặt bằng khoan cọc, trong giai đoạn thi công bệ cọc là vòng vây ngăn nước. Trong trường hợp này kích thước của mặt đảo bằng kích thước của bệ móng mở rộng ra mỗi phía 1÷1,5m. Phía trong có thể đắp lấn nối liền với bãi sông, mặt vòng vây cọc ván phía này sẽ đóng sau khi đã thi công xong cọc khoan nhồi để không làm cản trở việc di chuyển của máy khoan.

Vòng vây được thi công trước, các cọc ván được giằng từ phía ngoài bằng các thanh thép cường độ cao. Vị trí các thanh CĐC ngang và dọc phải xác định sao cho không bị trùng vào phạm vi các lỗ cọc. Đắp đất hoặc đổ cát trong vòng vây tạo mặt bằng thi công. Các công đoạn thi công tiếp theo trên mặt đảo tiến hành tương tự như đã nêu ở trên. b) Trường hợp thi công trên đảo nổi nhân tạo:

Khi vị trí móng nằm xa bờ, đảo nhân tạo đắp độc lập bằng vòng vây cọc ván thép gọi là đảo nổi. Đầu tiên vòng vây làm nhiệm vụ tường cừ giữ bờ đảo nhân tạo, đất đắp được chở đến bằng phương tiện nổi và dùng máy xúc đổ vào vòng vây hoặc có thể dùng máy hút thủy lực hút cát ở lòng sông phía dưới hạ lưu bơm vào trong vòng vây để đắp đảo .

Tiến hành thi công vòng vây cọc ván trước. Khác với vòng vây ngăn nước, vòng vây chắn đất có vành đai khung chống bao bên ngoài, dựa vào vành đai làm khung dẫn hướng để ghép và hạ các cọc ván. Sau khi khép kín vòng vây, lần lượt rung hạ các cọc đến cao độ thiết kế. Xác định các vị trí lỗ cọc trên mặt bằng móng và đánh dấu các đường tim cọc lên xung quanh vành đai để lắp các thanh giằng tránh không trùng vào vị trí các lỗ cọc.

270

Hình 7.23- Cấu tạo vòng vây và biện pháp đắp đảo trong vòng vây. 1- cọc định vị. 2- khung giằng bằng thép I. 3-cọc ván thép. 4- thanh giằng bằng thanh CĐC ∅36. 5- đoạn thép chữ [.

Đắp đất hoặc bơm cát vào trong vòng vây, mặt đảo cao hơn MNTC 0,5÷0,7m. Kiểm tra độ chặt của mặt nền trên đảo trước khi tập kết máy khoan lên đảo. Nếu đất trên mặt đảo không đủ cứng có thể gia cường bằng biện pháp trộn xi măng lẫn với đất nền với chiều dày lớp gia cố là 0,5m và đầm chặt.

Nếu gặp một trong những trường hợp sau có thể phải xem xét việc sử dụng vòng vây kép hai lớp để kết hợp chắn đất và ngăn nước:

- Kích thước hố móng lớn nếu sử dụng vòng vây chắn đất quanh đảo để làm vòng vây ngăn nước thì diện tích phải đổ bê tông bịt đáy cũng lớn theo và tăng chi phí thi công .

- Nước ngập sâu, áp lực lên vòng vây lớn.

- Có nhu cầu tạo mặt bằng thi công xung quanh vòng vây cọc ván.

Vòng vây hai lớp gồm vòng ngoài có tác dụng chắn đất, vòng trong cách vòng ngoài 2m và cách cạnh của bệ móng mỗi phía từ 0,7÷1,0m. Hai vòng vây cùng hạ, vòng ngoài lắp vành đai ở phía ngoài các đầu cọc còn vòng trong thì lắp vành đai khung chống ở phía bên trong, hai vòng vây giằng lại với nhau bằng thanh PC32.

Khi di chuyển để khoan cọc, máy khoan có thể đi trên đầu các cọc của vòng vây trong nên các cọc này phải hạ thấp xuống hơn so với các cọc ở vòng vây ngoài và khi đắp đảo, đất lấp kín các đầu cọc. Khi đào đất trong vòng vây chỉ đào phần đất trong vòng vây ở trong.

Máy khoan tập kết lên mặt đảo bằng hai biện pháp : nếu khoảng cách từ mép nước ra đến đảo trong phạm vi dưới 100 mét nên đắp đường công vụ kết hợp với cầu

Hình 7.24- Cấu tạo vòng vây kép dùng đắp đảo và ngăn nước hố móng .

271

tạm dẫn ra đảo để làm đường vận chuyển, khi khoảng cách này lớn hơn 100m thì xem xét vận chuyển bằng hệ nổi. Máy khoan tháo rời cần khoan để di chuyển dễ dàng và chở bằng hệ nổi ghép từ các phao đơn áp sát với mép đảo. Mặt boong hệ nổi cần cao hơn mặt đảo, các đầu cọc ván thép ở cửa lên phải đóng thấp bằng với mặt đảo. Dùng các tấm thép dày 20mm có hàn các gờ chống trượt lát phủ qua mặt boong nối với mặt đảo để làm đường cho máy khoan tự hành đi lên mặt đảo.

Biện pháp khoan và đổ bê tông cọc tiến hành tương tự như trên mặt đảo nhô, nếu sử dụng các biện pháp khoan cọc có vữa sét thì các bể lắng lọc và bể trộn vữa sét bố trí trên hệ thống sà lan cặp bên cạnh đảo. Ống chống vách hạ qua lớp đất đắp trong vòng vây và ngập vào trong nền, đỉnh ống cao hơn MNTC tối thiểu là 2m và nhô cao hơn mặt đảo. Khi đổ bê tông lên đến cao độ đỉnh cọc có thể nhổ ống vách lên, dùng máy bơm thu hồi vữa sét và đổ cát lấp đầy phần lỗ khoan trên đầu các cọc để tạo mặt bằng thi công.

Sau khi thi công cọc đưa máy khoan lên bờ theo qui trình ngược lại so với biện pháp tập kết máy lên trên mặt đảo.

Đào đất trong vòng vây bằng máy đào gầu ngoạm, khi gặp các đầu cọc thì thay bằng máy hút thủy lực. Đất trong vòng vây đào đến cao độ thấp hơn đáy bệ một khoảng bằng với chiều dày lớp bê tông bịt đáy theo tính toán. Tháo bỏ các thanh giằng và thay thế vành đai bên ngoài bằng khung chống bên trong, nếu nước ngập sâu phải lắp nhiều tằng khung chống, biện pháp hạ khung chống xem ở chương 3, mục 3.5.3.

Trong điều kiện này lớp bê tông bịt đáy thi công theo biện pháp vữa dâng phù hợp hơn biện pháp rút ống thẳng đứng.

Hình 7.25- Sơ đồ công nghệ các bước thi công cọc khoan nhồi trên đảo nổi nhân tạo . 7.5.2.2- Biện pháp thi công móng cọc khoan nhồi trên sàn đạo.

Trong vùng nước ngập sâu so với MNTC chiều sâu ngập có thể trên 10m, việc đắp đảo là không thực tế. Để tạo mặt bằng thi công có thể lựa chọn một trong hai cách hoặc là dùng hệ nổi hoặc là dựng sàn đạo.

Khi biên độ nước ít thay đổi và lưu tốc lớn nên áp dụng biện pháp khoan trên sàn đạo .

Sàn đạo dựng trên hệ thống cọc thép chữ H hoặc ống tròn đóng sâu vào nền đủ chịu tải trọng thi công và chống xói trong giai đoạn thi công. Mặt sàn cao hơn MNTC 0,7m có xét đến khả năng mức nước dâng lên bất thường trong giai đoạn thi công. Hệ

272

sàn đạo tạo thành mặt bằng thi công bao quanh hoặc tối thiểu là bao lấy hai mặt của khu vực móng.

Hình 7.26- Biện pháp thi công móng cọc khoan nhồi trên sàn đạo. a) Khoan cọc. b) thi công bệ cọc. 1- cọc sàn đạo. 2-dầm làm sàn di chuyển máy khoan. 3- thùng chụp có đáy. 4- khung dẫn hướng ống chống. 5- ống chống vách. 6- máy khoan GPS. 7-ống dẫn mùn khoan ra bể lắng lọc. 8- bê tông bịt đáy thùng chụp.

Phải áp dụng biện pháp khoan cọc có sử dụng vữa sét và đoạn ống chống vách phía trên được để lại cho đến khi đổ xong bê tông cọc vì các ống chống vách đó còn có vai trò là ván khuôn cọc giữ cho vữa bê tông không bị hòa tan trong nước.

Máy khoan sử dụng loại khoan gầu xoay hoặc khoan tuần hoàn tuỳ theo địa chất của nền, nhưng nên sử dụng loại máy khoan gọn dễ vận chuyển tập kết lên sàn đạo và cũng giảm tải trọng cho sàn đạo. Sử dụng máy khoan tuần hoàn nghịch có giá khoan kiểu chữ môn như dòng máy GPS của Trung quốc hoặc máy khoan treo là phù hợp với biện pháp khoan trên sàn đạo.

Sử dụng thùng chụp có đáy, thùng chụp hạ trước khi khoan cọc vì nó có vai trò định vị lỗ khoan đồng thời làm khung dẫn hướng để hạ các ống chống vách. Tấm đáy của thùng chụp sẽ để lại dưới đáy bệ còn các tấm bên sẽ tháo dỡ vì vậy cấu tạo từ các tấm lắp ghép ( xem mục 3.5.5). Kích thước thùng chụp căn cứ vào kích thước của bệ vì thùng chụp còn sử dụng làm ván khuôn để đổ bê tông bệ móng.

Sau khi thi công xong các cọc, chuyển máy khoan ra khỏi mặt bằng thi công, cho thợ lặn lặn xuống bịt kín khe hở giữa thành ống vách và lỗ khoét dưới đáy thùng chụp, những khe này thực ra không lớn nếu chế tạo bộ phận dẫn hướng chính xác thì có thể để ống vách vừa khít với lỗ khoét và không phải trám kín khe hở này.

Đổ lớp bê tông bịt đáy dày 1,0m bằng biện pháp rút ống thẳng đứng, lớp này có tác dụng làm kín nước và làm đối trọng để chống đẩy nổi thùng chụp khi bơm cạn nước trong thùng.

Khi bơm cạn nước, thùng chụp chịu một lực đẩy nổi bằng với thể tích nước mà thùng chiếm chỗ. Lực đẩy nổi này sau khi trừ đi trọng lượng thùng , trọng lượng lớp bịt đáy và lực dính bám của bê tông bịt đáy với các thành ống chống vách thì vẫn còn rất lớn. Để an toàn nên hàn hệ thống neo vào xung quanh thành ống vách liên kết đáy thùng với các đầu cọc.

273

Khi chọn cao độ đặt bệ móng trong vùng nước ngập sâu, kỹ sư thiết kế cần phải xem xét đến khả năng áp dụng biện pháp thi công này sao cho lực đẩy nổi lên thùng chụp cân bằng với trọng lượng bê tông bệ, khi đó ta không cần phải treo thùng chụp lên các đầu cọc như đối với trường hợp thi công cọc đóng với bệ móng nổi một phần trên mặt nước. 7.5.2.3- Biện pháp thi công móng cọc khoan nhồi trên hệ nổi.

Biện pháp thi công trên hệ nổi là giải pháp cùng loại với biện pháp thi công trên sàn đạo, áp dụngtrong điều kiện nước ngập sâu, không thể đắp đảo được. Nhưng khác với việc sử dụng sàn đạo, hệ nổi khắc phục được điều kiện mực nước thay đổi thường xuyên với biên độ lớn ví dụ như khu vực thi công chịu ảnh hưởng của chế độ thủy triều, hay như khi thi công móng cọc cầu Trung Hà, khu vực này nằm dưới hạ lưu trong vùng ảnh hưởng điều tiết nước của nhà máy thủy điện Hòa Bình.

Dùng hệ nổi ghép từ các phao đơn hoặc sà lan để tạo mặt bằng thi công. Hệ nổi được neo giữ chống trôi nhưng phải tự do lên xuống theo mực nước. Người ta thường dùng bốn cọc neo bằng thép đóng ở bốn góc của hệ nổi để khống chế , liên kết giữa cọc neo và khung cứng của hệ nổi là vành đai có thể trượt theo chiều cao của cọc neo. Hệ nổi phải thiết kế đủ ổn định chống chao nghiêng vì khi chao nghiêng sẽ làm cho mũi khoan đi lệch và làm cong cần khoan hoặc khét rộng thành lỗ khoan, làm lỗ khoan bị nghiêng lệch. Sàn công tác tạo chỗ đứng làm việc cho máy khoan là các dầm gác qua hai hệ nổi ở hai phía của khu vực móng, hai hệ nổi có vai trò như trụ nổi để đỡ sàn công tác.

Chiều cao thành hộp của thùng chụp cần luôn luôn cao hơn MNTC khi mực nước thay đổi .

Hình 7.27- Biện pháp tổ chức thi công móng cọc khoan nhồi trên hệ nổi. 1- cọc neo. 2-hệ nổi . 3- sàn công tác. 4- thùng chụp có đáy. 5- kết cấu dẫn hướng. 6- ống chống vách. 7- máy khoan. 8- ống dẫn mùn khoan tới bể lắng lọc. ( xem thêm trong hình 7.26). CÂU HỎI TỰ KIỂM TRA.

1- Phân biệt những biện pháp công nghệ thi công cọc khoan nhồi theo biện pháp khoan tạo lỗ cọc.

2- Những thiết bị khoan tương ứng với mỗi biện pháp công nghệ thi công cọc.

274

3- Vai trò của ống chống vách trong biện pháp thi công cọc khoan nhồi có sử dụng vữa sét và biện pháp xác định chiều dài của ống vách.

4- Những biện pháp tiến hành vệ sinh và yêu cầu về độ sạch của đáy lỗ khoan . 5- Những sự cố dễ xảy ra trong thi công cọc khoan nhồi và biện pháp khắc phục. 6- Những phương pháp áp dụng để kiểm tra chất lượng bê tông cọc khoan nhồi. 7- Biện pháp tổ chức thi công móng cọc khoan nhồi trong điều kiện móng ở trên

cạn. 8- Biện pháp tổ chức thi công móng cọc khoan nhồi trong điều kiện móng ở trên

cạn. 9- Biện pháp tổ chức thi công móng cọc khoan nhồi trong điều kiện móng nằm

trong khu vực nước ngập nông 10- Biện pháp tổ chức thi công móng cọc khoan nhồi trong điều kiện móng nằm

trong khu vực nước ngập sâu có biên độ thường xuyên thay đổi.

11-

273

CHƯƠNG VIII THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM VÀ MÓNG GIẾNG

CHÌM HƠI ÉP 8.1- ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO MÓNG GIẾNG CHÌM .

Móng giếng chìm (caisson) có kích thước lớn nhất trong các dạng móng được đúc bằng BTCT liền khối. Tiết diện móng bằng tiết diện bệ và độ sâu hạ móng đến lớp đất có cường độ chịu lực tốt. Móng giếng chìm có kết cấu tường dầy, bên trong lòng giếng bố trí các khoang rỗng ngăn cách nhau bằng những tấm vách. Xung quanh vành đáy giếng được trang bị lưỡi cắt bằng thép cứng để xén đất. Tấm nắp bên trên miệng giếng là một khối BTCT dầy đóng vai trò như bệ móng. Giếng chìm có tiết diện hình tròn, hình chữ nhật hoặc hình ôvan, kích thước có thể đạt đến hàng chục mét mỗi chiều và độ sâu hạ giếng có thể đễn 70÷80m.

Hình 8.1 – Cấu tạo móng giếng chìm . a) Cấu tạo chung của móng giếng. b) Tiết diện thân giếng.

1- thân giếng. 2- lưỡi cắt . 3- khoang giếng. 4-bê tông bịt đáy. 5- vật liệu lấp lòng. 6- nắp giếng . 7- trụ cầu. Giếng chìm được hạ từ trên mặt đất xuống đất nền đến cao độ thiết kế nhờ sức

nặng của trọng lượng bản thân kết hợp với đào moi đất bên trong các khoang . Sau khi hạ giếng đến cao độ thiết kế, đáy giếng được đổ một lớp bê tông dày bằng

biện pháp đổ bê tông dưới nước . Phần còn lại của các khoang được đổ lấp lòng bằng cát sỏi hoặc vữa bê tông mác thấp . Nếu điều kiện ổn định chống lật của móng đã đảm bảo thì không cần phải lấp lòng giếng, chỉ cần chứa đầy nước trong các khoang.

Khi hạ giếng, sức cản chủ yếu là lực ma sát giữa thành giếng với đất nền xung quanh, giếng tụt xuống lúc trọng lượng bản thân thắng sức cản này, nếu không giếng sẽ bị treo trong nền. Khi giếng bị treo để hạ được giếng xuống đến cao độ thiết kế phải có tải trọng chất thêm bên trên hoặc cấu tạo cho đáy giếng mở rộng hơn thân giếng tạo nên khe hở giữa thành giếng và nền làm giảm lực ma sát, khe hở này được bơm đầy vữa sét để chống lở cho vách nền xung quanh giếng .

Giếng chìm được đúc ngay tại vị trí móng theo từng đốt và hạ chìm vào nền rồi đúc nối tiếp đốt sau lên phía trên gọi là giếng chìm đúc tại chỗ . Đốt giếng có thể được

274

đúc sẵn ở chỗ khác và được chở đến vị trí móng, tại đây trước tiên đánh chìm giếng sau đó hạ vào nền gọi là giếng chìm chở nổi .

Móng giếng chìm có sức chịu tải rất lớn , chuyên dùng cho móng mố trụ của những dạng cầu nhịp lớn , đặc biệt là móng trụ tháp cầu treo và cầu dây văng .

8.2- BIỆN PHÁP THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM ĐÚC TẠI CHỖ . 8.2.1- Chuẩn bị mặt bằng thi công giếng ở trên cạn .

Mặt đất thiên nhiên của khu vực thi công móng được san phẳng, dọn hết các gốc cây, công trình cũ và đá tảng. Diện tích mặt bằng được qui hoạch sao cho ngoài diện tích đúc giếng phải có vị trí dành cho máy móc, thiết bị phục vụ thi công, vị trí tập kết vật liệu và bãi chứa đất thải khi đào moi để rút các tấm kê thành giếng.

Hình 8.2- Hố móng để đúc giếng. Xung quanh mặt bằng đào hệ thống rãnh thoát nước mưa . Nếu cao độ mực nước

ngầm thấp hơn cao độ mặt đất thiên nhiên từ 3,0m trở lên thì tổ chức mặt bằng đúc giếng ở trong hố móng. Cao độ đáy hố móng cách cao độ MNN 0,5m. Hố móng có chiều sâu không quá 3m và giữ ổn định vách hố móng bằng độ dốc của mái taluy, đáy hố có kích thước bằng kích thước của các cạnh giếng chìm cộng 2,0m về mỗi phía bao gồm cả kích thước của hệ thống rãnh thoát xung quanh đáy hố móng.

Trên mặt bằng trong phạm vi đáy giếng mở rộng thêm về mỗi phía 1,5m rải một lớp cát dày từ 0,5m trở lên. Nếu nền đất có sức chịu tải nhỏ, chiều dày đắp cát tăng lên đến 1,0m.

Chiều dày lớp cát đắp trên mặt đáy hố móng Bảng 8-1 Cường độ đất nền R ( MPa) < 0,12 0,12 ≥ 0,14 Chiều dày đắp cát (m) 1,0 0,6 0,5

8.2.2- Biện pháp đắp đảo nhân tạo .

Để tạo mặt bằng thi công giếng chìm, tại vị trí móng tiến hành đắp đảo nhân tạo, cấu tạo của đảo phụ thuộc vào chiều sâu ngập nước và lưu tốc dòng chảy.

Khi chiều sâu ngập nước ≤ 2m, đắp đảo có mái dốc 1÷2,0 nếu vận tốc dòng chảy v≤0,8m/s mái dốc không cần kè chắn , khi v> 0,8m/s hoặc mặt nước rộng có sóng lớn hoặc cả hai dùng bao tải cát kè chắn sóng trên mặt ta luy. Mặt đảo đắp cao hơn MNTC 0,5m để dự phòng sự thay đổi mực nước trên sông trong thời gian thi công. Chiều rộng mặt đảo tối thiểu phải bằng kích thước của giếng cộng 2,0m về mỗi phía .

Khi chiều sâu ngập từ 2,5÷3 m và mặt sông rộng có sóng lớn, để chống xói cho bờ đảo có thể sử dụng kè chắn sóng bằng hàng cọc cừ đóng bao kín chu vi đảo ở sát

275

chân chân mái dốc. Tường kè không chịu áp lực đất đắp của đảo mà chỉ có tác dụng chắn sóng. Nếu trong thời gian thi công có khả năng xảy ra lũ bất thường thì tường cừ có tác dụng chống xói và đóng về phía thượng lưu, dẫn hướng dòng không cho chảy thẳng vào bờ đảo nhân tạo . Tường cừ đóng bằng cọc ván thép, chiều sâu chân cọc xác định theo công thức (3.18), chiều cao các đầu cọc nhô lên khỏi mặt nước lũ xác định theo công thức (3.9). Các cọc chịu áp lực thủy động của nước:

2

1,96vp = (kN/m2) (8-1).

Tường chắn lũ đóng thành hình chữ V theo hướng 450 so với dòng chảy.

Hình 8.3- Những trường hợp đắp đảo nhân tạo. a) Đảo trần . b) Đảo có kè chắn sóng.c) Đảo có tường chắn lũ .

1- bao tải cát gia cố mái đảo . 2- tường kè chắn sóng .3- tường chắn lũ

Đất đắp đảo dùng cát mịn nếu lưu tốc ν≤0,8m/s, khi lưu tốc lớn hơn phải đắp bằng cát thô hoặc đất lẫn sỏi sạn và trên mặt đảo rải một lớp cát mịn dày 50cm.

Khi chiều sâu ngập ≥ 3m phải đắp đảo trong vòng vây. Vòng vây chắn đất chịu áp lực chủ động của đất đắp trong đảo, áp lực ngang do tải trọng thi công trên mặt đảo và một phần áp lực của trọng lượng đốt giếng. Kết cấu vòng vây rất đa dạng nhưng chủ yếu sử dụng một trong ba loại sau :

- Vòng vây rọ đá. - Vòng vây tường ván . - Vòng vây cọc ván thép. Vòng vây rọ đá phù hợp với dạng đảo nhô, cần chắn ở ba mặt đảo và nền đất rắn

hoặc đá, việc đóng cọc gặp khó khăn ( Hình 8.4a).

276

Vòng vây tường ván gồm hai hàng cọc đóng thẳng hàng và liên kết với nhau tạo thành kết cấu không gian vừa có tác dụng chống đỡ cho tường ván vừa là sàn đạo để bố trí mở rộng mặt bằng thi công trên mặt đảo. Bên trong dùng các tấm ván ghép bằng gỗ tựa vào khung sàn đạo để chắn đất ( Hình 8.4b)

Hình 8.4- Đắp đảo trong vòng vây . a) vòng vây rọ đá. b) vòng vây tường ván. c,d) vòng vây cọc ván thép . 1- cọc thép. 2-tường ván. 3-cọc ván thép . 4- vòng vây CVT phía bên ngoài. 5-

vòng vây CVT phía bên trong. Chiều sâu đóng cọc tính từ mặt đất thiên nhiên bằng (0,6÷0,9) chiều cao H của

đảo và lớn hơn 2,0m. Khoảng cách a tính từ mặt ngoài thành giếng đến mép đảo được xác định phụ

thuộc vào chiều cao của đảo sao cho áp lực ngang do trọng lượng của đốt đúc đầu tiên của thân giếng không tác dụng lên tường ván.

045 1,52

a Htg mϕ⎛ ⎞= − ≥⎜ ⎟⎝ ⎠

(8-2)

trong đó H- chiều cao của đảo . ϕ- góc nội ma sát của đất đắp trong đảo. Dùng vòng vây cọc ván thép có thuận lợi là sử dụng được kết cấu định hình

chuyên dụng và dễ thi công. So với đảo nhân tạo đắp trong vòng vây cọc ván thép dùng cho móng cọc khoan nhồi, đảo nhân tạo dùng cho thi công móng giếng chìm có yêu cầu phức tạp là không được bố trí các thanh giằng cắt ngang qua mặt đảo do đó nếu bố trí kết cấu vành đai trên đầu các cọc thì phải tăng cường bằng hệ cọc đóng phía ngoài đảo hoặc không chống các đầu cọc mà giữ ổn định tường cọc ván bằng cách đóng hai lớp .

Để không cần bố trí vành đai , vòng vây cọc ván vây quanh đảo cấu tạo theo hình tròn, khi đó áp lực ngang do đất đắp phía trong đảo cân bằng nhau ở các phía, tường ván chỉ chịu lực kéo và để phù hợp với điều kiện chịu kéo nên sử dụng loại cọc ván dạng tấm phẳng. Biện pháp tăng cường cho khả năng chịu kéo của vòng vây đảo tròn là dùng dây cáp cuốn nhiều vòng xung quanh đảo.

277

Chiều sâu đóng cọc ván thép phải đảm bảo điều kiện ổn định của vòng vây chống đẩy trồi đất nền phía ngoài vòng vây.

4 0

1,5

2 45 12

n

qhtg ϕγ

≥⎡ ⎤⎛ ⎞− −⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦

(8-3)

q- áp lực trên mặt đất tự nhiên do trọng lượng đất đắp trong vòng vây gây ra (kN/m2). γ - trọng lượng thể tích tự nhiên của đất nền (kN/m3). ϕn- góc nội ma sát của đất nền .

Tại cao độ đáy sông lực kéo tác dụng lên vòng vây cọc ván xác định theo công thức:

2 02

4 452 2

dd

D QN H tgD

ϕγ

π⎛ ⎞⎛ ⎞= + −⎜ ⎟ ⎜ ⎟

⎝ ⎠ ⎝ ⎠ (kN/m) (8-4)

D- đường kính đảo (m) Q- trọng lượng của đốt giếng đúc đầu tiên (kN) γd,ϕd – trọng lượng thể tích ( kN/m3) và góc nội ma sát của đất đắp trong

đảo Lực kéo này không được vượt quá sức kháng của rãnh me cọc ván thép lấy bằng

1000kN/m . Đất đắp trong vòng vây là cát hoặc đất lẫn sỏi sạn trên mặt đảo là lớp cát mịn đầm

chặt đạt độ chặt K90.

Hình 8.5- Kích thước đảo tròn .1- vòng dây cáp đai quanh CVT.2- Cọc ván loại SP1(phẳng)

8.2.3- Đúc đốt giếng đầu tiên .

Nếu toàn bộ chiều sâu hạ giếng dưới 10m thì tiến hành đúc một đợt hết chiều dài thiết kế của giếng. Ngược lại, giếng được chia thành nhiều đốt, lần lượt đúc từng đốt và hạ xuống rồi đúc đốt sau nối tiếp lên. Đốt đầu tiên có chiều cao 3÷5m những đốt tiếp theo cao từ 4 đến 6m.

Trình tự các công việc để tiến hành đúc đốt giếng đầu tiên như sau : 1- Định vị các đường trục chính của giếng trên mặt bằng theo một trong những

278

phương pháp đo đạc đảm bảo độ chính xác cho phép theo Qui phạm hiện hành. 2- Đặt những điểm kê dưới chân lưỡi cắt và dưới đáy các vách ngăn của giếng.

Quanh chu vi thành giếng là lưỡi cắt bằng thép, trong giai đoạn đúc giếng lưỡi cắt có vai trò như ván khuôn đáy. Dưới các vách ngăn không bố trí lưỡi cắt vì vậy cần lắp ván khuôn đáy tại những vị trí này.

3- Lắp đặt lưỡi cắt và ván khuôn trong . 4- Lắp dựng khung cốt thép của thành giếng,vách giếng và lắp nốt ván khuôn

ngoài . 5- Đổ bê tông thân giếng. Các tấm kê ở dưới đáy giếng có vai trò thứ nhất là phân bố trọng lượng đốt giếng

thành áp lực đủ nhỏ và rải đều lên mặt nền, vai trò thứ hai là để tháo hẫng ván khuôn ra khỏi đáy giếng.Tấm kê có hai dạng : bằng đệm bê tông và bằng tà vẹt gỗ.

Hình 8.6- Bố trí các tấm kê đáy giếng chuẩn bị đổ bê tông đốt giếng. a) kê trên tấm đệm bằng bê tông . b) kê trên các tà vẹt gỗ .

1-Lưỡi cắt . 2- Sườn tăng cường lưỡi cắt. 3- Cốt thép chờ . 4- điểm kiểm tra kích thước giếng 5- tấm kê bê tông đỡ vành giếng . 6- lớp bê tông làm ván đáy vách giếng.7- đường biên mặt ngoài lưỡi cắt .

Đệm bê tông đúc tại chỗ M200 có chiều dày 10cm và chiều rộng b phụ thuộc vào

chiều dày của thành giếng và trọng lượng đốt giếng sao cho áp lực dưới đáy lớp đệm do trọng lượng đốt giếng và lưỡi cắt không vượt quá 0,2MPa. Khi đó chiều rộng b có thể xác định theo công thức sau :

279

0200

QbU

≥ (

m ) (8-5) trong đó : Q- trọng lượng của đốt đúc và

lưỡi cắt (kN) U0- chu vi thành giếng tính

theo đường tim (m). Lớp đệm bê tông đổ tại chỗ trực tiếp trên

mặt nền cát đầm chặt đạt K90 có ván khuôn chắn ở hai bên thành. Dọc theo chiều dài của lớp đệm bê tông bố trí các khe thi công cách nhau 1m để sau này dễ phá dỡ . Điểm đặt của lưỡi cắt ở giữa chiều rộng tấm đệm ( hình 8.6a). Xung quanh chu vi đáy giếng tấm bê tông được đúc để đỡ trực tiếp vào lưỡi cắt và vì vậy chiều rộng b tối thiểu của tấm bê tông phải đảm bảo mỗi đầu của tấm bê tông thò ra khỏi cạnh tì của lưỡi cắt không được nhỏ hơn 15cm. Dưới đáy các vách ngăn của giếng, tấm bê tông có vai trò là ván khuôn đáy vì vậy ở những vị trí này chiều rộng bv của tấm bê tông bằng chiều dày của vách ngăn dv + 2 lần chiều dày của ván khuôn thành. Khi hạ giếng, đất ở phía dưới các vách ngăn được moi ra trước cho nên khi tính áp lực dưới đáy các tấm đệm không xét diện tích của các tấm đệm dưới đáy các vách ngăn.

Áp lực từ dưới nền tác dụng lên đáy đệm bê tông thực tế là :

( )0

0

2, 4 v vg

v v

Q bU a bf

bU a b+ +

=+

(kN/m2) (8-6)

Qua đó ta kiểm tra được chiều dày cần thiết của đệm bê tông, đảm bảo không bị bẻ gẫy bởi trọng lượng của đốt giếng trong quá trình đúc.

21

8gf b

M× ×

= (kN.m ) (8-7)

'c TM f W≤ (8-8) trong đó : WT – mômen kháng uốn đàn hồi của tiết diện lớp đệm xác định theo

công thức 21 0,01

6 6ThW ×

= = m3

fc' – cường độ chịu kéo của bê tông M200 tạm lấy bằng 866,5 (kN/m2) av – tổng chiều dài của các vách ngăn. (m) bv – chiều rộng của các lớp đệm nằm dưới vách ngăn. (m) 1- chiều dài tính toán của một tấm đệm bê tông lấy bằng 1m h- chiều dày của lớp đệm bê tông ban đầu lấy bằng 0,1m .

Như vậy mômen uốn phát sinh trong lớp đệm bê tông dưới tác dụng của trọng lượng đốt giếng và lưỡi cắt M ≤ 1,44 kN.m , nếu không thỏa mãn cần tăng thêm chiều dày của lớp bê tông lên lớn hơn 0,1m và kiểm tra cho đến khi đạt.

Những thanh gỗ kê xẻ hình hộp hoặc gỗ cây bóc cạnh như trong hình 8.7, dùng làm tà vẹt xếp đều xung quanh chu vi đáy giếng để đỡ lưỡi cắt và đỡ ván đáy của các vách ngăn. Thanh gỗ kê có chiều dài lớn hơn chiều dày của kết cấu 0,5÷1,0m và đặt cách nhau một khoảng cách d sao cho khe hở giữa chúng không nhỏ hơn 15cm và khoảng cách tối đa đảm bảo áp lực do trọng lượng đốt giếng và lưỡi cắt tác dụng lên

Hình 8.7- Mặt cắt thanh gỗ kê .

280

mặt nền không được lớn hơn 0,2MPa. Thanh tà vẹt đặt chìm trong cát ngập 23

chiều cao

và đầm chặt phần cát chèn ở giữa chúng . Số lượng các thanh gỗ kê bố trí xung quanh thành giếng xác định theo công thức :

0,001

g

Qnla f

≥⎡ ⎤⎣ ⎦

( 8-9)

trong đó :

Q- trọng lượng của đốt giếng và lưỡi cắt kN l – chiều dài của thanh gỗ kê m a- chiều rộng của thanh gỗ m [ fg ] - áp lực cho phép lên mặt nền 0,2MPa .

Như vậy, ngoài việc chọn kích thước của lớp đệm bằng bê tông hoặc số lượng và kích thước các thanh gỗ kê để đảm bảo không phát sinh áp lực lớn trên mặt nền cũng có thể đảm bảo điều kiện này bằng cách điều chỉnh trọng lượng Q của đốt giếng. Mặt khác trọng lượng đốt giếng phải đủ nặng mới thắng được sức cản do ma sát của thành giếng với đất nền xung quanh làm cho đốt giếng tụt xuống khi hạ.

n n i inQ V mU hγ τ− > ∑ (kN) (8-10) n- hệ số tải trọng lấy bằng 0,9 . Vn – thể tích phần đốt giếng bị ngập chìm trong nước (m3). γn – dung trọng của nước lấy bằng 10kN/m3 m- hệ số điều kiện làm việc lấy bằng 1,2. U- chu vi mặt ngoài đáy giếng ( m) hi – chiều dày mỗi lớp đất mà thành giếng tiếp xúc (m) H0 – chiều cao đốt đúc đầu tiên của giếng. (m) 0 iH h> ∑ τi – cường độ lực ma sát giữa thành giếng và đất nền tính cho mỗi lớp đất

(kN/m) Đất cát 12 ÷ 23 Sỏi sạn 15 ÷ 30 Đất sét 25 ÷ 50

Quá trình đúc đốt giếng đầu tiên gồm các bước như sau : a) Công tác chuẩn bị đúc giếng bao gồm : rải một lớp cát đệm trên mặt nền ( nếu

nền đắp không phải bằng cát ), đo đạc định vị vị trí các đường trục chính và phóng dạng các đường bao của tiết diện đáy giếng trên mặt bằng. Dựa vào đường bao phóng dạng tiến hành đổ bê tông tấm đệm đáy giếng hoặc đặt các thanh gỗ kê. Trên bề mặt tấm đệm bê tông hoặc trên mặt các thanh gỗ kê vạch đường biên mặt ngoài của lưỡi cắt và một đường bên ngoài cách đường này 15cm để kiểm tra.

b) Lắp đặt lưỡi cắt, kê trên lớp đệm bê tông hoặc các thanh tà vẹt: lưỡi cắt đã được chế tạo sẵn trong xưởng kết cấu thép thành từng đoạn có chiều dài phù hợp với năng lực vận chuyển của phương tiện chuyên chở. Trên mỗi đoạn có hàn sẵn các cốt thép chờ của khung cốt thép thành giếng, không nên hàn cốt thép vào lưỡi cắt sau khi đã hàn kín thành vành đai vì sẽ làm biến dạng lưỡi cắt do nhiệt độ hàn . Dùng cần cẩu đặt từng

281

đoạn ghép lại với nhau thành vành đai lưỡi cắt khép kín. Hàn chấm để gá các đốt lại và đổ một lớp vữa bê tông hạt nhỏ cao khoảng 20cm để giữ ổn định. Sau khi kiểm tra hình dạng và kích thước của vành đai lưỡi cắt trùng với đường bao chu vi đáy giếng theo thiết kế, tiến hành hàn nối các đoạn của lưỡi cắt. Trong quá trình hàn chú ý các mạch hàn phải được hàn đối xứng và cách quãng để tránh biến dạng không đều làm cong vênh lưỡi cắt.

c) Dựng khung cốt thép các vách ngăn bên trong trước sau đó lắp các mặt ván khuôn phía trong lòng giếng. Trong mỗi ngăn giếng, các mặt ván khuôn chống văng vào với nhau. Lắp dựng khung cốt thép của thành giếng, các thanh cốt thép chủ hàn nối với các cốt thép chờ đã hàn sẵn vào lưỡi cắt ở trong xưởng. Để đẩy nhanh tiến độ thi công, cốt thép của thành giếng nên dựng sẵn thành từng khung ở bên ngoài và dùng cần cẩu đưa vào hàn nối với các cốt thép chờ, khi đó trình tự công nghệ phải đảo lại sau khi lắp dựng xong toàn bộ khung cốt thép mới tiến hành lắp các mặt ván khuôn trong và ván khuôn ngoài .

d) Lắp dựng các mặt ván khuôn phía ngoài thành giếng. Các mặt phẳng của ván khuôn thành giếng được liên kết với nhau bằng bulông giằng, các bulông xuyên qua ống chống bằng nhựa cứng hoặc ống thép có vai trò là văng chống đồng thời khống chế chiều dày của thành giếng. Cứ cách 1,0m theo chiều cao và 3,0m theo chiều dài bố trí một cửa sổ để luồn đầu đầm dùi và theo dõi quá trình đổ bê tông. Khi vữa bê tông dâng lên đến nơi thì đóng cửa sổ lại. Bên ngoài ván khuôn dựng đà giáo bằng UYKM vừa để giữ ổn định cho ván khuôn vừa làm dàn giáo phục vụ thi công.

e) Đổ bê tông đốt giếng: tổ chức đổ liên tục trong một đợt hoặc theo nhiều đợt cho hết đốt đúc. Do diện tích đổ bê tông rộng nên phải bố trí nhiều điểm rót bê tông để các lớp vữa được san đều. Khi chia thành nhiều đợt đổ bê tông,ván khuôn ngoài được lắp cao dần lên sau mỗi đợt đổ bê tông. Vữa bê tông có độ sụt 6÷8cm, kích cỡ đá dăm 1-2cm. Dùng các xe bơm bê tông hoặc cần cẩu thùng chứa dung tích 0,6÷ 0,8m3 có lắp ống vòi voi mềm bằng cao su dẫn đến tận sát mặt vữa bê tông. Vữa bê tông đổ từ các vách ngăn đổ trở ra, san đều thành từng lớp 30cm, tốc độ đổ xác định theo công thức (2-31). Cần cẩu hoặc xe bơm bê tông chỉ được di chuyển theo những vị trí đã được tính toán trước, không gây làm lún lệch đốt giếng hoặc làm phát sinh áp lực bất lợi cho điều kiện ổn định của đảo. Đầm bê tông bằng đầm dùi kết hợp với đầm gắn cạnh. Khi chia thành nhiều đợt đổ bê tông, đợt đổ sau chỉ được tiến hành khi cường độ của lớp bê tông đổ trước đạt 1,5MPa. Bê tông đốt giếng sau khi đổ được bảo dưỡng theo chế độ quy định đối với mỗi loại bê tông và điều kiện thời tiết tương ứng. Khi cường độ bê tông thân giếng đạt 5MPa có thể tháo dỡ ván khuôn bên trong. Nếu chiều dày thành giếng nhỏ hơn 1,0m ván khuôn ngoài bóc dỡ cùng với ván khuôn trong, nếu chiều dày từ 1,0m trở lên,thời điểm cho phép tháo dỡ phải đạt được hai điều kiện:

- Cường độ bê tông 5MPa. - Chênh lệch giữa nhiệt độ ở bên trong khối bê

tông và trên bề mặt không quá 150c . Sai số cho phép của các kích thước đốt giếng kiểm tra theo các thông như trong

bảng 8-2:

282

8.2.4- Hạ đốt giếng đầu tiên .

Khi bê tông đốt giếng đạt 70% cường độ thiết kế thì có thể tiến hành hạ giếng. Trước tiên phải dỡ ván khuôn dưới đáy các vách ngăn bằng cách moi hết cát nằm dưới những vị trí này. Đối với ván khuôn gỗ thì đánh tụt xuống và lấy ra ngoài, còn nếu là lớp vữa bê tông thì đập vỡ để gỡ hết ra khỏi đáy các vách ngăn. Khi đốt giếng chỉ còn tựa trên các thành giếng mới tiến hành hạ vào nền.

a) Trường hợp thành giếng tựa trên lớp đệm bê tông : yêu cầu phải phá dỡ hết lớp đệm bê tông khỏi đáy thành giếng và đặt thành giếng tựa đều lên trên nền đất. Đây là công việc hết sức phức tạp cần phải tính toán kỹ nếu không sẽ gây lún lệch và làm nứt dọc đốt giếng.

Bước 1: Đào moi cát ở bốn góc trong của giếng, đối xứng qua hai trục ngang và dọc, đập gẫy từng tấm bê tông lấy mảnh vỡ ra rồi đắp cát trở lại cao hơn khỏi đáy giếng và đầm chặt để cát chèn vào thay thế cho lớp đệm bê tông vừa lấy đi. Lần lượt cách 1m dỡ một tấm đối xứng với hai trục của tiết diện đáy giếng cho đến khi dỡ hết bê tông đệm ở bên trong chỉ còn để lại một số tấm đỡ ở vị trí kê tựa đối xứng qua các trục.

Bước 2 : phá nửa tấm đệm bê tông phía ngoài, tiến hành đối xứng với hai trục ngang và dọc. Trước tiên dùng búa hơi ép cắt ngang tấm bê tông cách mép thành giếng 15cm, sau đó dỡ bỏ tấm bê tông và đào moi cát để lấy nốt phần bê tông còn lại bị chèn dưới đáy thành giếng, sau đó đắp lấp cát trở lại và đầm chặt.

Bưới 3: đào moi cát lấy nốt các tấm bê tông nằm trên vị trí kê tựa . Những tấm này thường đã bị nén vỡ do trọng lượng của đốt giếng, chỉ cần đào moi cát là lấy được.

B¶ng 8-2

TT

Bộ phận, kích thước

Trị số

1 2 3 4

Các cạnh của giếng chữ nhật Theo bán kính đường cong Chiều dài đường chéo Chiều dày thành giếng

0,5%, ≤ 12cm 0,5%, ≥6cm

1% ±1,5cm

283

b) Trường hợp thành giếng tựa trên các thanh gỗ kê: phân chia những thanh gỗ kê theo chu vi lưỡi cắt thành các nhóm đối xứng với trục ngang và trục dọc, trong đó có các nhóm thanh kê được rút ra cuối cùng là các điểm kê tựa tính toán của đốt giếng. Những thanh kê trong cùng một nhóm được rút ra khỏi đáy cùng một đợt. Thứ tự rút từng nhóm các thanh kê dưới đáy đốt giếng tiết diện hình chữ nhật được mô tả trong hình vẽ 8-8, trong đó chữ số la mã là thứ tự nhóm, chữ số ả rập là thứ tự rút từng thanh

trong nhóm. Biện pháp rút thanh kê trong mỗi nhóm như sau : Bước 1: dùng cọc đóng kèm sát vào cạnh thanh kê nằm ở biên của nhóm bên

cạnh để giữ không cho thanh này bị đổ khi đào moi cát ở ngay bên cạnh nó, cọc bằng gỗ đóng sâu và dày. Sau đó dùng xẻng đào moi cát ở bên dưới thanh kê và rút ra khỏi đáy giếng. Tiến hành đồng thời và đối xứng ở các mặt thành giếng.

Bước 2: dùng cát đắp lấp trở lại phần vừa bị đào moi lấy thanh kê, cát phải đắp cao hơn đáy giếng và đầm chặt để chèn đỡ chân giếng.

Bước 3: rút các thanh kê của nhóm sau theo biện pháp tương tự. Khi rút các thanh kê của nhóm cuối cùng thì không phải đắp chèn trở lại nhưng phải theo dõi độ nghiêng lún của giếng để có biện pháp điều chỉnh.

Sau khi đã rút hết các chi tiết kê chèn dưới đáy giếng ( lớp đệm bê tông, thanh gỗ kê) thì đào lấy đất ở trong các khoang giếng cho đốt giếng tụt xuống. Tiến hành đào đều ở trong tất cả các khoang. Cao độ đất đào trong các khoang giếng chênh nhau không vượt quá 0,5m. Ở những mét bên trên do cao hơn MNTC hoặc MNN nên đào đất trong điều kiện khô cạn có thể đào bằng máy đào gầu ngoạm kết hợp với nhân lực đào moi đất ở dưới đáy vách ngăn và xung quang thành giếng.

Hình 8-8. Biện pháp rút thanh kê dưới đáy giếng . a) Sơ đồ bố trí và trình tự rút. b)vị trí nhóm

cuối cùng . c) cách đắp lấp chân giếng. 1-vành đai lưỡi cắt.2-thanh kê. 3- tim các điểm kê tựa tính toán. 4- cọc chèn giữ . 5- hố đào moi lấy thanh kê. 6- cát đắp lấp chèn chân giếng .

284

Hình 8-8. Biện pháp rút thanh kê dưới đáy giếng . a) Sơ đồ bố trí và trình tự rút. b)vị trí nhóm cuối cùng . c) cách đắp lấp chân giếng. 1-vành đai lưỡi cắt.2-thanh kê. 3- tim các điểm kê tựa tính toán. 4- cọc chèn giữ . 5-

hố đào moi lấy thanh kê. 6- cát đắp lấp chèn chân giếng . Việc đào giếng sử dụng máy kết hợp nhân lực phải được tổ chức chặt chẽ tránh

xảy ra tai nạn lao động. Sau một đợt đào bằng máy phải dừng hoạt động của máy lại mới cho công nhân xuống đào moi đất ra. Khi đào moi đất ở phía dưới thành giếng, đặc biệt đối với thành giếng dày trên 1m không được để người chui xuống phía dưới đáy giếng để đào mà chỉ đứng phía ngoài đào và kéo đất ra. Đào xen kẽ để lại những mố đất đỡ chân giếng, các mố đất này đào sau cùng.

Không đào ở trong khoang sâu hơn cao độ chân giếng quá 1m sẽ gây khó khăn cho việc đào moi đất ở dưới chân giếng.

Khi cao độ đào xuống thấp hơn MNN hoặc MNTC, nước sẽ chảy vào trong khoang giếng. Nếu lưu lượng nước chảy vào trong khoang không lớn, đặc biệt là móng nằm trong khu vực trên cạn có thể áp dụng biện pháp hạ mực nước ngầm trong khu vực thi công giếng và tiếp tục đào đất ở các khoang giếng trong điều kiện khô ráo.

Trong những trường hợp sau đây cần phải so sánh giữa biện pháp làm khô khu vực nền đào với biện pháp đào đất trong điều kiện ngập nước :

+ So sánh hiệu quả kinh tế . + Xét ảnh hưởng của việc bơm hút nước ngầm làm giảm độ chặt của đất nền dẫn

đến giảm khả năng chịu tải của móng do thay đổi tính chất của đất nền xung quanh thân giếng.

Biện pháp hạ mực nước ngầm và những tính toán cần thiết đã trình bày trong chương 5.

Lựa chọn biện pháp đào lấy đất ở các khoang giếng trong điều kiện ngập nước căn cứ vào loại đất nền để phát huy hiệu quả của thiết bị. Với nền là đất dính, đất sét rắn hoặc đất thịt nên dùng máy đào gầu ngoạm. Với nền là đất rời dùng máy hút thủy lực

285

hoặc xói hút, đặc biệt nếu có nhiều cuội sỏi kích thước lớn thì chọn loại máy hút bùn có trang bị lồng chứa đá cuội ở đầu hút.

Để ngăn chặn hiện tượng đất nền xung quanh thành giếng bị rửa trôi, đùn chảy từ phía ngoài vào làm ảnh hưởng đến sức chịu tải của móng, trong nền cát mịn và sét dẻo mềm phải luôn duy trì mực nước bên trong các khoang giếng lớn hơn mực nước ngầm hoặc MNTC , mức nước chênh trong trong khoang giếng so với MNN là 4m, còn so với MNTC ngoài sông có thể tham khảo theo bảng 8-3, trạng thái này là ở thời điểm nền đất trong khoang giếng đào thấp hơn chân giếng 1m.

Để duy trì mức nước trong các khoang giếng cần tính toán và bố trí các máy bơm nước để kịp thời cấp bù khi các máy đào lấy đất hoạt động.

Hình 8.9- Biện pháp đào đất trong khoang giếng bằng máy hút . a) khai đào . b) đào phá chân giếng .

Thiết bị xói hút bao gồm bộ phận vòi xói thủy lực để phá đất thành bùn và máy

hút bùn. Nền đất rời có thể không cần phải xói vẫn có thể hút lên được với nhiều kích cỡ hạt khác nhau. Máy hút bùn có hai nhóm : máy hút thủy lực là máy hoạt động theo nguyên lý bơm ép xuống phía dưới buồng hút một dòng nước với áp lực lớn, ở phía đầu hút dòng nước chuyển hướng và chảy ngược lên, tạo thành vùng chân không ở trong buồng hút làm cuốn theo bùn đất ở phía cửa hút. Máy hút khí động là máy cũng hoạt động theo nguyên lý trên nhưng không bơm nước mà thổi khí ép xuống buồng hút.

Cửa hút được khai đào bằng cách xói để tạo một lòng chảo sâu 1÷2m ở giữa khoang giếng sau đó hạ đầu hút của máy xuống sát mặt đất và cho máy hoạt động, đầu hút di chuyển rộng dần ra đến sát thành giếng, để lại bậc thềm rộng 50÷80cm đỡ xung quanh chân giếng. Dùng cửa hút xoay ngang di chuyển quanh bậc thềm này rồi bóc dần và đều từng lớp mỏng chiều dày không quá

Bảng 8-3 Loại nền Mức nước

chênh (m) Cát hạt

mịn,rời Cát chặt vừa Cát chặt Sét mềm Sét dẻo

5-6 4-5 3,5 2-3 1-2

286

5cm để giếng từ từ hạ xuống. Mỗi đợt đào sâu xuống so với chân giếng là từ 1÷2m tùy theo điều kiện địa chất dưới chân giếng, đất nền yếu đào nông hơn.

Khi đốt giếng hạ xuống đến cao độ mặt trên thành giếng còn cách mặt bằng trên đảo hoặc mặt nền xung quanh 0,5m thì không hạ tiếp nữa. Đất trong các ngăn giếng không được đào thấp hơn chân giếng mà phải ngập hết phần vát của lưỡi cắt thành giếng. Đốt giếng phải ở vị trí thẳng đứng để tiến hành đúc nối đốt giếng phía trên.

Những giai đoạn tiếp tục đào hạ giếng xuống đến cao độ thiết kế được tiến hành tương tự như biện pháp vừa trình bày. Kỹ thuật đào đất xem trong chương 2. 8.2.5- Đúc nối các đốt giếng .

Cơ sở để chọn chiều cao đốt đúc nối là sức kháng dưới đáy giếng đối với trọng lượng chất thêm của đốt đúc nối tiếp.

1,3d g vk d nnh g G mA f+ ≤ (kN) ( 8-11) trong đó :

n- hệ số tải trọng lấy bằng 1,1 . m- hệ số điều kiện làm việc lấy bằng 0,9 hd – chiều cao đốt đúc nối m gg – trọng lượng 1m chiều cao giếng kN/m Gvk – trọng lượng ván khuôn kN Ad – diện tích tiết diện thành giếng m2 fn – cường độ đất nền tại cao độ hiện tại của chân giếng kN/m2

Điều kiện thi công phía trong lòng các khoang giếng ở giai đoạn này phức tạp hơn vì phía dưới là các hố sâu ngập nước do vậy phải lắp dựng hệ thống giàn giáo ở trong khu vực này để phục vụ thi công. Sử dụng các lỗ chờ của các bu lông giằng ván khuôn đốt trước để lắp sàn công tác và ghép ván khuôn của đốt nối.

Khung cốt thép nên hàn sẵn thành từng khối và cẩu vào hàn nối với cốt thép chờ từ phía dưới.

Vữa bê tông khi rót phải được san đều từng đợt, không được đổ lệch làm nghiêng giếng .

Công việc hạ giếng và đúc nối kế tiếp nhau cho đến khi hạ chân giếng xuống đến cao độ thiết kế tuần tự như nêu ở trên.

Việc đo đạc theo dõi trong quá trình hạ giếng chìm đã trình bày trong chương 4. 8.2.6 – Xử lý những hiện tượng xảy ra trong quá trình hạ giếng chìm .

Kinh nghiệm thi công móng giếng chìm cho thấy những hiện tượng có thể dẫn đến sự cố thường xảy ra trong quá trình hạ giếng,khắc phục nó rất phức tạp.

a) Hiện tượng treo giếng : khi đã đào hẫng hết chân giếng, nền đất đào sâu xuống hơn chân giếng tạo thành lòng chảo đến 2m nhưng giếng không tụt xuống do ma sát lớn, trọng lượng giếng không thắng nổi. Biện pháp khắc phục là gia tải thêm lên thành giếng. Dùng gỗ kê để bảo vệ bê tông thành giếng, sau đó gác dầm thép làm thành mặt sàn và dùng vật liệu xếp lên trên mặt sàn cho đến khi giếng bắt đầu tụt xuống. Có thể thay thế vật liệu xây dựng bằng các phao và bơm nước lên để gia tải. Không được thay tải trọng chất thêm bằng việc đúc nối tiếp đốt sau vì khi đó giếng có thể tụt xuống đột ngột trong lúc đang đổ bê tông.

b) Giếng bị trôi : tức là giếng đi lệch khỏi vị trí trên mặt bằng. Nguyên nhân là do giếng bị nghiêng mà không phát hiện sớm nên cả khối nặng theo mặt dốc trôi xuống, khi chỉnh lại độ nghiêng giếng nằm lại ở vị trí bị lệch. Ngoài ra còn có thể do nguyên

287

nhân đảo nhân tạo đặt trên mặt trượt, nhưng nguyên nhân này rất hiếm khi xảy ra. Biện pháp khắc phục là làm cho giếng trôi ngược trở lại theo hướng mà nó đi trệch bằng cách liên tục đào lệch về phía vị trí thiết kế, kiểm tra khi nào tim đáy trùng với vị trí thiết kế thì dừng lại và đào phía đối diện cho cao độ hai phía bằng nhau để thân giếng lấy lại vị trí thẳng đứng .

c) Thân giếng bị nghiêng lệch khỏi vị trí thẳng đứng, nguyên nhân là do đào lệch hoặc nền đất lún không đều. Nếu thân giếng còn cao thì dùng biện pháp đào lệch về phía đối diện để kéo thân giếng thẳng đứng trở lại. Nếu thân giếng đã xuống gần hết chiều cao thì phải kết hợp đào lệch với dùng đòn bẩy và tải trọng chất thêm để kéo thân giếng nghiêng trở lại.

d) Gặp phải hiện tượng địa chất bất thường như đá mồ côi, vỉa than, gốc cây trầm tích, thiết bị đào đất thông thường không thể đào phá được phải áp dụng những biện pháp đào phá khác để xử lý cho từng trường hợp.

- Đối với đá mồ côi, biện pháp hiệu quả là phá vỡ thành mảnh nhỏ rồi gắp hoặc hút lên. Phá đá bằng quả dọi và treo lên cần cẩu thả rơi xuống giã phá dần tảng đá là đơn giản nhất, quả dọi bằng thép nặng vài tấn chế tạo ngay tại công trường. Đối với hòn đá nằm kê vào thành giếng phải tiến hành đào thành lòng chảo ở bên trong khoang giếng để kéo nó lăn vào bên trong sau đó mới giã phá được. Có thể dùng đầu khoan đập thả xuống để phá đá.

- Đối với trường hợp gặp phải bụi cây trầm tích, vỉa than cần xem xét ba trường hợp :

+ Nếu nền đất xung quanh là loại đất không thấm, tầng đất dày có khả năng chống được lực đẩy nổi thì chọn biện pháp bơm cạn nước và cho nhân lực xuống đào phá bằng búa hơi ép. Trước khi cho người xuống làm việc phải kiểm tra kỹ các điều kiện ổn định nền đào, thông gió chống khí độc. Trong khi làm việc cần có điều kiện thông gió.

+ Nếu là nền đất thấm không thể bơm cạn nước, khối lượng của gốc cây không lớn dùng biện pháp nổ mìn lượng nhỏ phá dần. Dùng thợ lặn xuống để đặt thuốc nổ.

+ Nếu không thể bơm nước mà khối lượng phá rất lớn có thể nghiên cứu biện pháp bổ sung kết cấu để chuyển giếng chìm thành giếng chìm hơi ép.

Trong tất cả các trường hợp sau khi đào lấy đá mồ côi hoặc gốc cây ra khỏi đáy giếng, vùng trống giữa thành giếng và đất nền phải đắp bồi hoàn trở lại bằng cách đổ cát lấp đầy khoang giếng cao hơn cao độ chân giếng 1,0m và để nghỉ 3 ngày sau đó đào và hạ tiếp giếng chìm.

e) Gặp thấu kính là lớp sét chặt, cứng: Hiện tượng này dù có biết trước ngay từ giai đoạn thiết kế thì cũng phải chờ đến khi gặp mới có thể giải quyết được. Khi gặp lớp đất này các biện pháp đào gầu hoặc xói hút đều không thực hiện được và phải áp dụng những biện pháp làm giảm sức cản ma sát nêu dưới đây. 8.2.7 – NHỮNG BIỆN PHÁP LÀM GIẢM SỨC CẢN MA SÁT TRONG QUÁ

TRÌNH HẠ GIẾNG. Đối với móng kích thước lớn dễ dàng tăng trọng lượng của giếng để thắng sức cản

ma sát thành giếng bằng cách tăng chiều dày của thành giếng. Đối với những móng giếng chìm có kích thước trung bình và nhỏ ( dưới 50m2),

việc tăng chiều dày của thành giếng và các vách ngăn là không hiệu quả vì chiều dày thành giếng phải hơn 2,0m mới có thể đạt được trọng lượng mong muốn.

Trong những trường hợp thiếu trọng lượng khi hạ giếng chìm, người ta có ba biện

288

pháp khắc phục, các biện pháp này được lựa chọn trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật trên cơ sở so sánh hiệu quả kinh tế và điều kiện áp dụng.

1

23

5

4

7

54

6 1

a) b)

Hình 8-10. Những biện pháp xử lý hiện tượng giếng bị treo (a)và bị nghiêng(b). 1- sàn dàn tải. 2-tải trọng chất thêm. 3-đòn gánh. 4-thanh CĐC.5-đối trọng. 6- kích thủy lực. 7- vị trí đào lệch.

a) Biện pháp gia tải tạm thời: áp dụng như trong trường hợp xử lý sự cố khi bị

treo giếng nhưng trong trường hợp này tải trọng dùng để gia tải lớn hơn nhiều bởi vì hiện tượng treo giếng xảy ra khi gặp phải yếu tố bất thường nên lực cản phát sinh không lớn, chỉ cần chất thêm một tải trọng không lớn là khắc phục được ngay.

Phần trọng lượng bị thiếu thường xảy ra ở giai đoạn đã đúc đốt trên cùng, không còn đúc thêm nữa do vậy tải trọng chất thêm bố trí trên sàn dàn tải gác lên các thành giếng. Trên mặt sàn có chừa các lỗ để đào lấy đất lên. Nếu mặt giếng chật hẹp không đủ chỗ bố trí xếp tải thì dùng biện pháp treo, đối trọng đặt ở phía dưới bằng tời hoặc thanh PC cường độ cao.

Tải trọng chất thêm sử dụng các vật liệu sẵn có trên công trường như đá hộc, cấu kiện bê tông, xi măng hoặc dùng nước chứa trong các phao đơn.

b) Biện pháp xói đất xung quanh thành giếng : biện pháp này chỉ áp dụng đối với nền cát hoặc cát pha, không được áp dụng đối với nền sét, đối với nền cát lẫn cuội sỏi hoặc dăm sạn là không có tác dụng.

Trong thành giếng bố trí một số ống dẫn đứng đường kính ∅=75÷100mm, mỗi ống dẫn đứng nối với ống dẫn ngang đường kính thu lại nhỏ hơn ∅=50÷75mm và nối với một nhóm các vòi xói bằng ống dẫn xiên lên một góc 450÷600 so với phương nằm ngang, đường kính đoạn ống xiên ∅=25÷38mm. Vòi xói có đường kính ∅=16÷26mm, bố trí nằm sâu bên trong thành giếng, có van một chiều chỉ cho phép phun nước ra , khi không có áp van tự đóng lại để bùn đất không chảy ngược vào trong vòi phun làm tắc ống. Các vòi xói bố trí thành hai hàng theo sơ đồ hoa mai. Hàng dưới cách mép lưỡi cắt 3÷6m, hàng thứ hai cách hàng thứ nhất 3÷5m. Theo chu vi thành giếng các vòi xói bố trí cách nhau 3÷5m. Áp suất bơm của nước là 5÷10at.

289

Hình 8-11.Cách bố trí vòi xói xung quanh thành giếng. 1- ống nước chính. 2- ống nước ngang. 3- vòi xói.

Biện pháp xói đất phức tạp về kỹ thuật và chi phí lớn, riêng yêu cầu về số lượng

máy bơm nước với tổng công suất lên tới 600÷1000kW. c) Biện pháp sử dụng lớp áo vữa sét: xung quanh thành giếng bao bọc một lớp

vữa sét như sử dụng trong khoan lỗ cọc, lớp này có vai trò giữ ổn định thành vách không cho nền tiếp xúc với thành giếng nên làm giảm đáng kể lực cản ma sát. Biện pháp sử dụng lớp áo sét được kỹ sư người Nga N.V. Ozerop đề xuất năm 1945 và được áp dụng rộng rãi trên thế giới trong nhiều lĩnh vực xây dựng, trong đó có biện pháp thi công cọc khoan nhồi và biện pháp thi công "tường trong đất" để xây dựng đường hầm.

Để áp dụng biện pháp này, thành giếng phải có cấu tạo mở rộng ở phía dưới đáy một đoạn có chiều cao 2÷3m và mở rộng về mỗi phía 10÷15cm. Trên suốt chiều sâu hạ giếng chỉ có đoạn này tiếp xúc với nền và có lực ma sát, phía trên thân giếng giật cấp thu hẹp lại và tạo thành một rãnh hở bao quanh thành giếng. Yêu cầu đối với vữa sét là tỉ trọng phải lớn hơn tỉ trọng của nước ngầm, tạo nên áp lực thủy tĩnh lớn hơn áp lực ngang chủ động của đất giữ ổn định vách nền, ngoài ra vữa sét còn có độ nhớt, độ linh động cần thiết để trong suốt thời gian thi công lớp vữa sét vẫn là một dung dịch có thể thu hồi được và thay thế bằng lớp chèn bằng vật liệu khác.

Vữa sét được cấp liên tục vào rãnh hở trong quá trình hạ giếng bằng các ống bơm đường kính ∅50mm hạ sát xuống cách bậc bê tông mở rộng đáy 20cm để bơm từ dưới lên, cự ly giữa các ống bơm 3÷5m/ống, áp suất bơm phụ thuộc vào chiều sâu hạ giếng, thông thường từ 2 ÷5at. Phía dưới đáy rãnh phải kiểm soát được không cho vữa sét chảy tràn vào bên trong khoang giếng trong trường hợp bơm cạn nước, hay ngược lại áp lực nước bên trong lớn có thể chảy ngược lại làm loãng dung dịch vữa sét và gây nên sạt lở thành rãnh. Phía trên cấu tạo cổ áo bảo vệ mép rãnh khô bị lở và tạo áp lực thủy tĩnh dư.

290

Hình 8-12. Cấu tạo lớp áo vữa sét hạ giếng chìm . 1- bậc bê tông mở rộng đáy giếng. 2- áo sét . 3- cổ áo .

Khi hạ giếng đến cao độ thiết kế sử dụng các ống bơm vữa sét để bơm vữa xi

măng cát xuống đẩy vữa sét tràn ra ngoài và lấp chèn rãnh khôi phục lại lực ma sát đảm bảo sức chịu tải của móng và điều kiện ngàm chặt của thân giếng trong nền. 8.2.8 – Xử lý đáy và lấp lòng móng giếng chìm .

Khi hạ giếng xuống đến cao độ thiết kế, giếng đã được điều chỉnh đúng vị trí theo phương thẳng đứng và trên mặt bằng, sai số cho phép lấy như sau:

Tỉ số cho phép giữa độ dịch ngang so với tổng chiều sâu hạ giếng. Tang của góc nghiêng cho phép của tim đứng

0,01

0,01

Nếu đào xuống sát chân lưỡi cắt, giếng có thể tiếp tục tụt xuống sâu hơn cao độ thiết kế vì vậy trong quá trình hạ giếng cần duy trì cao độ nền đào luôn cao hơn cao độ chân lưỡi cắt, khi giếng đã xuống đến cao độ thiết kế thì cao độ nền dưới đáy giếng có thể dừng lại ở cao độ đảm bảo chân lưỡi cắt ngập trong nền như chỉ dẫn trong hình vẽ 8.13.

Bùn cát dưới đáy giếng được làm sạch bằng máy hút. Nền đất dưới đáy giếng phải được kiểm tra bằng thợ lặn và khoan thăm dò điều

kiện địa chất dưới đáy giếng . Sau khi kiểm tra nghiệm thu đáy giếng, tiến hành đổ bê tông bịt đáy bằng biện

pháp rút ống thẳng đứng. Chiều dày lớp bê tông bịt đáy xác định theo điều kiện ổn định đáy nền chống lực đẩy nổi của nước có xét đến lực dính bám của bê tông với thành giếng nhưng phải đảm bảo chiều dày tối thiểu là 2m.

291

Hình 8.13- Xử lý đáy và lấp lòng giếng chìm. a) cao độ đáy nền.b) đổ bê tông bịt đáy bằng biện pháp rút ống thẳng đứng. c) đổ bê

tông lấp lòng bằng ống vòi voi mềm. Khi bê tông bịt đáy đạt cường độ 7MPa ( 7 ngày) có thể bơm cạn nước trong lòng

giếng. Vệ sinh bề mặt bê tông bằng bơm rửa nước. Nếu thành giếng mỏng cần tăng cường sức chịu tải cho móng, lòng giếng đổ lấp đầy bằng vữa bê tông. Nếu thành giếng đã đủ dày( từ 2m trở lên) và kích thước giếng lớn, trong lòng các khoang giếng đổ lấp bằng cát thô sạch hoặc dăm sỏi để tăng ổn định cho móng.

8.2.9 – Biện pháp tổ chức thi công móng giếng chìm đúc tại chỗ a) Thi công trên cạn :

Mặt bằng thi công tổ chức tương tự như mặt bằng thi công móng khối trong hố móng. Đúc giếng trong hố móng đào trần có biện pháp hạ mực nước ngầm hoặc làm khô hố móng bằng hệ thống rãnh thoát và hố tụ với trạm bơm nước thường xuyên.

Trường hợp lưu lượng nước ngầm nhỏ có thể tổ chức đào đất và hạ giếng trong điều kiện bơm cạn nước trong lòng giếng bằng biện pháp giếng khoan.

Do các thiết bị phải bố trí cách xa mép hố móng và hệ thống giếng khoan hút nước ngầm nên sử dụng cần cẩu tháp hoặc cần cẩu chân dê để phục vụ các công việc cẩu trục.

Đất thải đào từ các khoang giếng đưa lên phải đổ đống cách xa khỏi phạm vi ảnh hưởng của áp lực bề mặt do trọng lượng khối đất tác dụng đến thành giếng có thể làm giếng đi lệch hoặc sập lở thành vách của lớp áo sét ( nếu sử dụng áo sét để hạ giếng).

Do thời gian thi công kéo dài hơn so với thi công móng khối nên vách hố móng cần có biện pháp gia cố. Nếu sử dụng hố móng đào trần taluy được giữ ổn định bằng biện pháp phun bê tông. Cũng có thể sử dụng các dạng kết cấu tường ván khác để chống vách nếu có cơ sở so sánh.

Hố móng được lấp trở lại sau khi đã thi công thân trụ . b) Thi công trên đảo nhân tạo:

Đối với dạng đảo nhô, mặt bằng thi công bao gồm mặt đảo và mặt bằng bãi sông tiếp giáp với đảo được san ủi phẳng.

Việc cẩu trục nên sử dụng cần cẩu tháp, lắp dựng trong phần bãi sông. Đất thải đổ sang hai phía của bãi sông, đổ ra đến đâu dùng máy ủi san phẳng đến

292

đó để không ảnh hưởng đến các công đoạn thi công sau này.

Hình 8.14- Biện pháp tổ chức thi công giếng chìm bằng biện pháp đắp đảo.

Trường hợp đảo nhân tạo nằm xa bờ, tất cả các thiết bị thi công không thể tập kết hết lên trên mặt đảo cần xây dựng thêm mặt bằng phục vụ thi công bên cạnh đảo. Trên mặt đảo chỉ tổ chức những công đoạn chính liên quan đến đúc và hạ giếng.

Mặt bằng phục vụ thi công là hệ nổi, lắp bằng xà lan hoặc ghép từ các phao đơn. Hệ nổi có hệ thống neo đậu riêng và liên hệ với đảo bằng cầu ván. Cần cẩu phục vụ sử dụng cần cẩu nổi đứng bên cạnh hoặc bằng cần cẩu dạng chân cứng lắp trên đà giáo độc lập.

Đất thải đào lấy lên đổ ra sông, nếu đào bằng máy đào gầu ngoạm khu vực đổ xả đất phải có vòng vây chắn sóng để không gây ra sóng lớn ảnh hưởng đến khu vực thi công xung quanh.

Thông thường khi thiết kế người ta chọn cao độ đỉnh giếng cao hơn MNTC và thời điểm thi công phải chọn sao cho mực nước này gần với MNTN. Nếu gặp phải trường hợp cao độ đỉnh giếng thấp hơn MNTC thì khi đó phải be cao thành giếng bằng vòng vây làm bằng thùng chụp để ngăn nước khi giếng hạ xuống đến cao độ thiết kế. Vòng vây này ghép bằng các tấm ván thép chế tạo sẵn có kích thước tiêu chuẩn. Các tấm ván ghép lại với nhau thành mặt phẳng (nếu giếng tròn phải dùng các tấm ván cong),liên kết bulông. Trên mặt thành giếng chôn các bulông chờ để liên kết với thùng chụp có đệm gioăng bằng cao su đảm bảo kín nước. Chân các bulông chôn trong hốc hình côn để sau này cắt đi và trám lại bằng vữa ximăng. 8.3- BIỆN PHÁP THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM CHỞ NỔI .

Về cấu tạo, giếng chìm chở nổi không khác gì giếng chìm đúc tại chỗ. Hai loại này chỉ khác nhau về biện pháp thi công. Đốt đầu tiên của giếng chìm đúc tại chỗ được đúc ngay tại vị trí móng trên đảo nhân tạo còn trong biện pháp chở nổi, đốt đầu tiên đúc ở vị trí khác , được cấu tạo để có thể tự nổi và chở đến vị trí móng, từ đó hạ chìm xuống mặt nền. Các đốt tiếp theo đều được đúc tại chỗ nối tiếp với đốt giếng phía dưới. 8.3.1 – Những biện pháp cấu tạo để đốt giếng tự nổi.

Có bốn biện pháp để đốt giếng có thể nổi được và dùng tầu kéo di chuyển đến vị trí móng. a) Sử dụng ván khuôn kín nước :

Trong biện pháp này đúc một đoạn phía dưới của đốt giếng, đoạn này có đáy nối

293

liền với lưỡi cắt, bên trên lắp ván khuôn kín hết tiết diện giếng và các sườn, nối ghép của ván khuôn đảm bảo kín nước và chiều cao của ván tính toán sao cho khi hạ chìm xuống đến đáy, thành ván vẫn nhô lên khỏi MNTC 0,7m. Ván khuôn chế tạo bằng thép hoặc bằng gỗ hai lớp ép dán vào nhau bằng nhựa đường. Giữa hai mặt ván có các bulông giằng xuyên qua ống chống đúc bằng bê tông hoặc là ống tuýp thép có mặt bích ở hai đầu, khi ghép vào khuôn hai đầu này có đệm gioăng cao su để ngăn nước. Bên trong các khoang giếng có một số tầng vành đai khung chống để tăng cứng cho hệ thống ván khuôn. Khung cốt thép của thành giếng chưa đúc được lắp thành hai đợt. Cốt thép của các vách ngăn do khoảng cách giữa hai mặt ván chật hẹp nên lắp dựng trước khi ghép ván khuôn còn khung cốt thép của thành giếng chỉ lắp một đoạn phía dưới, đoạn trên được dựng sau khi đã hạ đốt giếng xuống mặt nền đáy sông.

Hình 8.15- Biện pháp be cao thành giếng bằng kết cấu thùng chụp. a) cấu tạo chung. b) chi tiết liên kết.

1-thành giếng.2-thùng chụp . 3-bê tông bịt đáy.4-cọc ván thép. 5-gioăng cao su. 6-bulông chờ .

Đầu tiên người ta đúc đáy giếng ở trên cạn tại một vị trí thuận lợi cho công tác chế

tạo và hạ thủy đốt giếng. Địa điểm này nằm phía dưới hạ lưu và cách tim cầu từ 100m trở lên. Trong thực tế thi công, mặt bằng chế tạo giếng chìm có khi cách xa vị trí hạ giếng hàng chục cây số vì còn phụ thuộc vào điều kiện thuận lợi cho công tác hạ thủy. Chiều cao đốt đáy dày khoảng 2÷3m. Khi bê tông đạt 50% cường độ thiết kế tiến hành lắp dựng cốt thép vách ngăn các khoang giếng và lắp ván khuôn. Đốt giếng được đưa xuống nước khi bê tông đạt 75% cường độ thiết kế bằng một trong những biện pháp hạ thủy và chở nổi đến vị trí móng. Tại vị trí hạ giếng, nền dưới lòng sông được đào dọn hết các chướng ngại và san phẳng. Khi đốt giếng chở ra đến nơi, đúng vị trí và neo cố định bằng các cọc neo đồng thời cũng là khung dẫn hướng để hạ chìm giếng.

Đốt giếng được đánh chìm xuống mặt nền bằng khối lượng bê tông đổ nối tiếp lên đốt đáy một cách liên tục để giếng hạ sâu vào trong nền với độ sâu đủ chống xói và không làm nghiêng giếng. Độ chìm sâu ban đầu này được xác định theo công thức:

- Đối với nền sét : 0 1, 2 nHhB

≥ (8-12a)

294

- Đối với nền cát : 0 2, 4 nHhB

≥ (8-12b)

Hn – chiều sâu ngập nước tại thời điểm thi công . B- kích thước đốt giếng tính theo hướng dòng chảy .

Tiếp tục nối khung cốt thép thành giếng và đổ bê tông lên cao hết chiều cao ván khuôn. Khi bê tông của đợt đổ cuối cùng đạt cường độ 5MPa thì tháo dỡ vành đai khung chống bên trong và ván khuôn. Đúc nối tiếp đốt giếng bên trên nếu kết cấu giếng còn cao nữa, nếu chiều cao giếng đã hết thì lắp đoạn thùng chụp ngăn nước phía trên thành giếng.

Giếng chìm hạ vào nền đất xuống đến cao độ thiết kế bằng biện pháp đào moi đất trong các khoang và dưới đáy giếng trong điều kiện không bơm cạn nước mà phải duy trì điều kiện áp lực bên trong luôn lớn hơn bên ngoài.

Các công đoạn tiếp theo tiến hành tương tự như đối với giếng chìm đúc tại chỗ. Mặt bằng thi công tổ chức trên hệ nổi hoặc sàn đạo xây dựng bên cạnh giếng. Kết cấu thùng chụp tháo dỡ khi kết thúc thi công thân trụ.

Hình 8.16- Các bước hạ giếng chìm chở nổi sử dụng ván khuôn kín nước .

b) Cấu tạo thêm tấm đáy tạm. Chiều cao đốt giếng đúc đầu tiên đảm bảo sao cho khi hạ xuống mặt nền thành

giếng còn nhô cao hơn MNTC tối thiểu 0,7m. Để không cho nước thâm nhập vào trong các khoang giếng ở gần đáy người ta đúc các tấm ngăn bịt kín, những tấm này chịu được áp lực nước đẩy từ dưới đáy lên và dễ dàng phá bỏ khi đốt giếng đã tựa lên nền. Vị trí tấm bịt đáy đặt càng sâu xuống càng tăng sức nổi của giếng nhưng nếu bố trí ở ngay sát đáy sẽ gây khó khăn cho việc hạ giếng.

Khi chở đốt giếng ra đến vị trí để hạ chìm xuống ta bơm nước vào trong các khoang giếng, giữa các ngăn có lỗ thông nhau để nước vào đều. Dùng lượng nước bơm này để điều chỉnh vị trí của giếng cho chính xác. Sau khi đốt giếng đã tựa ổn định trên nền thì phá bỏ tấm bịt đáy.

295

Hình 8.17- Các bước thi công giếng chìm chở nổi sử dụng tấm bịt đáy. I- chở nổi đốt giếng.II- hạ chìm giếng xuống mặt nền. III- phá bỏ tấm đáy, lắp thùng

chụp . IV- đào đất hạ giếng vào nền. 1- tấm đáy bằng bê tông. 2- van xả không khí. 3-nước bơm vào khoang giếng. 4-

thùng chụp c) Cấu tạo thêm tấm nắp tạm.

Cấu tạo của đốt giếng tương tự như biện pháp dùng tấm bịt đáy, trong trường hợp này lắp tạm trên miệng đốt giếng tấm nắp kín để khi hạ thủy nước không tràn vào trong các khoang. Tấm nắp chế tạo bằng thép hoặc bằng xi măng lưới thép. Khi sử dụng xi măng lưới thép tấm nắp chế tạo liền cùng với đốt giếng và có dạng mái vòm.

Trên nắp giếng có lắp hệ thống đường ống có van xả và máy nén khí cung cấp hơi ép khi cần thiết. Khi hạ chìm đốt giếng xuống mặt nền người ta xả van cho không khí thoát ra ngoài và nước từ dưới tràn vào các khoang cho đến khi đốt giếng tựa hẳn lên mặt nền. Nếu trong quá trình hạ chìm, giếng bị lệch khỏi vị trí hoặc bị nghiêng lệch người ta bơm khí nén vào nâng đốt giếng nổi lên để điều chỉnh lại vị trí.

Hình 8.18- Các bước thi công giếng chìm chở nổi sử dụng tấm nắp tạm. I- chở nổi. II- đánh chìm đốt giếng. III-phá nắp, lắp thêm thùng chụp . IV- hạ giếng .

1- nắp tạm . 2- van xả không khí . 3- đường cấp hơi ép . 4- thùng chụp . 5- gia cố chống xói mặt nền.

d) Lắp kèm phao vào với kết cấu đốt giếng.

Đối với giếng chìm có kích thước không lớn, trong lượng chỉ vài trăm tấn có thể sử dụng các phao đơn ghép kèm vào kết cấu của đốt giếng để làm nổi và di chuyển nó đến vị trí hạ chìm .

296

Thông thường các phao đơn ghép vào bên ngoài thành giếng tạo nên các trụ đỡ nổi kèm sát hai bên, lực đẩy nổi giữ không cho đốt giếng chìm xuống thông qua hệ đòn gánh gác trên mặt phao và treo giếng.

Lắp các phao ở phía ngoài phù hợp với giếng có tiết diện hình chữ nhật, khoang giếng bên trong phải để trống cho việc đào lấy đất. Biện pháp liên kết áp sát các phao vào thành giếng rất phức tạp nhưng vẫn có thể thực hiện được. Đối với giếng tròn, việc lắp hệ phao bên ngoài rất khó thực hiện vì vậy phải bố trí hệ phao ở bên trong lòng giếng và áp dụng biện pháp xói hút để đào đất trong lòng giếng.

Hình 8.19- Biện pháp lắp phao để chở nổi đốt giếng . a) kèm phao bên ngoài . b) kèm phao bên trong.

1- đốt giếng. 2- hệ dầm gánh . 3- đòn gánh4- các phao đơn . 5- ống hút bùn .

Đánh chìm đốt giếng hạ xuống mặt nền bằng cách bơm nước vào các ngăn phao, cho đến khi đốt giếng tựa hoàn toàn lên mặt nền thì hạ tiếp cho mặt phao không còn tì vào đòn gánh và tháo bỏ hệ đòn gánh, sau đó giải phóng các phao ra khỏi thân giếng. 8.3.2 – Biện pháp hạ thủy đốt giếng .

Có hai biện pháp hạ thủy đốt giếng để chở nổi: biện pháp dùng triền đà và biện pháp sử dụng âu thuyền.

Hạ thủy dùng triền đà là biện pháp vận dụng của kỹ thuật đóng tầu, giếng chìm được chế tạo trên sàn đúc sau đó cho trượt xuống nước theo đường trượt nghiêng.

Độ dốc của đường trượt liên quan đến hàng loạt các yếu tố : 1- Độ dốc tự nhiên của bãi sông . 2- Góc nghiêng giới hạn của đốt giếng so với phương thẳng đứng đảm bảo điều

kiện ổn định chống lật . 3- Góc ma sát giữa đáy giếng và đường trượt . Thông thường dùng ray làm đường trượt có góc nghiêng tgα=0,25÷0,14. Đốt giếng đúc trên sàn có nền được gia cố chống lún và kè bằng cọc ở sát mép

297

nước. Sàn đúc cũng là một phần của đường trượt. Đốt giếng được kéo trượt ra phần đường dốc và tự trượt xuống phía cuối dốc. Khi trượt sâu xuống phía cuối đường trượt, lực đẩy nổi nâng giếng lên và đốt giếng tự nổi trên mặt nước. Giếng được hệ thống cáp neo giữ lại và tiếp tục kéo ra dòng chủ để di chuyển ngược lên vị trí móng.

Hình 8.20- Hạ thủy giếng chìm bằng triền đà . 1- sàn đúc giếng . 2- triền đà .

Biện pháp đúc giếng trong âu thuyền sử dụng khi lợi dụng được điều kiện địa

hình. Người ta đào sâu vào trong bãi sông và tạo nên bãi đúc đốt giếng có cao độ bệ đúc thấp hơn MNTC và có bờ đập chắn ở phía mép nước. Công trình như vậy gọi là âu thuyền. Sau khi chế tạo xong đốt giếng nước được tháo vào trong âu thuyền và nâng đốt giếng nổi lên khỏi mặt bệ đúc, đào bỏ đập chắn để nối thông âu thuyền với sông và dùng tời kéo đốt giếng trôi ra dòng chủ . 8.3.3 – Chở nổi đốt giếng đến vị trí móng .

Thông thường người ta chọn vị trí đúc đốt giếng ở phía dưới hạ lưu để khi kéo dắt đến vị trí móng an toàn hơn và không phải sử dụng tầu hãm, tuy nhiên lực kéo sẽ phải tăng lên do kéo ngược dòng chảy.

ρ

ρ −a

Hình 8.21- sơ đồ tính ổn định chở nổi đốt giếng.

298

Chiều dài dây cáp nối từ vị trí tầu kéo đến điểm buộc vào thân giếng phải đảm bảo

không dưới 50m để sóng do vật nổi kéo theo không làm ảnh hưởng đến lực đẩy của chân vịt tầu kéo.

Chiều dài quãng đường kéo dắt giếng chìm tùy thuộc vào địa điểm đúc giếng gần hay xa so với vị trí móng. Thời điểm thi công thường lựa chọn vào mùa nước cạn vì vậy cần khảo sát cụ thể tình trạng luồng lạch dọc theo đường di chuyển để xác định phần chìm của đốt giếng. Mặt khác chiều cao nhô lên của đốt giếng là phần hứng gió và tải trọng gió gây nên mômen lật M.

0tt tM w A h= (8-13) trong đó : wtt – cường độ gió tính toán xác định theo tốc độ gió thổi cho phép được

di chuyển giếng chìm, xác định theo công thức (3.6)và (3.7). At – diện tích chắn gió bằng chiều cao hk nhân với chiều rộng thân

giếng tính theo chiều vuông góc với hướng gió thổi. h0 – khoảng cách từ trọng tâm diện tích hứng gió At đến trọng tâm O.

Mômen M làm cho giếng nghiêng đi, lực đẩy nổi có khả năng giữ cho giếng giữ ở vị trí thẳng đứng ban đầu nếu đảm bảo điều kiện sau:

0.aρ − > (8-14)

trong đó : ρ - bán kính định khuynh của vật nổi, xác định theo công thức JV

ρ = ,

J- mômen quán tính của tiết diện thân giếng so với trục trung hòa của mặt cắt mà giếng quay quanh nó khi nghiêng;

V- thể tích nước bị phần chìm của giếng chiểm chỗ. Phần thành giếng nhô cao hơn mặt nước xác định theo công thức : 0,5k nh h h btgϕ= − − ( 8-15a) hoặc nếu xét đến khả năng xuất hiện những cơn gió giật, hay khi tầu kéo tăng tốc

đột ngột, giếng bị nghiêng lớn hơn : k nh h h btgϕ= − − ( 8-15b) Góc chao nghiêng do mômen lật gây ra xác định theo công thức :

( )n

MtgV a

ϕγ ρ

=−

( 8-16)

γn – trọng lượng riêng của nước . a- khoảng cách từ trọng tâm O của giếng đến trọng tâm của khối nước bị

choán chỗ D. Lực kéo và lực neo xác định theo hướng dẫn trong mục 3.8.3.3.

299

Hình 8.22- Những hình thức buộc cáp khi kéo và cố định giếng Khi kéo và khi neo giếng, dây cáp móc vào thân giếng bằng những cách sau : luồn

một số vòng qua móc chôn sẵn và quấn quanh lấy thân giếng sau đó kéo bằng hai nhánh cáp; dòng dây cáp từ trên miệng thành giếng xuống dưới đáy giếng và kéo ra ngoài; móc theo những vòng khuyết chôn trong những hốc lõm trong thân giếng.

Hình 8.23- Bố trí neo, cáp hạ chìm giếng. 1-đốt giếng. 2-neo chống trôi ban đầu.3- neo đối diện. 4- neo cánh của đốt giếng . 5-

xà lan đặt tời. 6- tời hãm . 7- neo chống trôi chính .8- neo cánh của bệ tời .

8.3.4 – Hạ chìm giếng . Đối với những giếng có kích thước không lớn, đường kính qui đổi không quá 8m

được neo và hạ chìm xuống lòng sông theo khung dẫn hướng. Đối với đốt giếng có kích thước lớn, hệ thống khung dẫn hướng không chống nổi

lực đẩy của dòng chảy và phải tổ chức hạ chìm bằng hệ dây neo. Tại vị trí móng, đốt giếng được neo lại theo cả bốn hướng bao gồm, hướng chính

neo về phía thượng lưu, hướng đối diện về phía hạ lưu và hai bên cánh trái và cánh phải đối xứng nhau.

Đốt giếng hạ chìm xuống bằng cách bơm nước vào ngăn trên hoặc tháo dần không khí bị ép ở trong giếng, nhưng để hạ chính xác xuống vị trí thiết kế các điểm dây neo đều phải bố trí tời để điều chỉnh chiều dài dây cáp. Trong các hướng neo thì hướng

300

phía thượng lưu có lực kéo lớn nhất nên người ta dùng xà lan làm bệ nổi để đặt hệ thống tời hãm. Xà lan này được cố định bằng cụm neo chính chống trôi cho cả bệ và giếng, dùng các mỏ neo trọng lực đúc bằng các khối bê tông thả cố định dưới lòng sông và neo xà lan bằng dây xích, hai bên hông có hai nhánh neo cánh dùng mỏ neo. Bệ tời đặt cách đốt giếng một khoảng cách b bằng 100÷150m đủ chiều dài cần thiết để dây cáp không bị va đập bởi sóng do tầu thuyền đi qua tạo nên. Đốt giếng được giữ bằng hai nhánh cáp và tời đặt trên xà lan. Đốt giếng được chở đến và neo ở vị trí cách tim móng khoảng là a bằng 2,0m về phía thượng lưu. Lý do là để dự trù độ dãn dài của hệ thống dây cáp và chuyển dịch của tời. Ban đầu dùng hai nhánh neo chống trôi tạm thời sau đó mới thay thế bằng hai nhánh cáp trên bệ neo.

8.4 – THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM HƠI ÉP . 8.4.1 – Đặc điểm cấu tạo móng giếng chìm hơi ép .

Móng giếng chìm hơi ép ( Pneumatic caisson) là loại móng giếng chìm trong thi công hạ giếng sử dụng khí nén bơm ép đẩy nước ra ngoài làm khô khu vực đào lấy đất ở dưới đáy giếng.

Sơ đồ nguyên lý để tính áp suất khí nén cung cấp vào trong giếng chìm để đẩy ép nước ra khỏi khoang giếng ta lấy ví dụ một cái cốc úp ngược xuống mặt nước và dìm sâu xuống một độ sâu là d. Nếu cốc kín đáy, một lượng nước sẽ dâng lên chiếm chỗ một khoảng dưới đáy cốc sao cho áp suất không khí trong phần còn lại bị nén cân bằng với áp lực thủy tĩnh pw1.Để đẩy hết nước ra khỏi cốc cần nén một lượng khí nén đúng bằng thể tích cốc và áp suất tương ứng với chiều cao cột nước tính từ mặt nước đến đáy cốc.

Δ

Hình 8.24- Sơ đồ nguyên lý làm việc của móng giếng chìm hơi ép.

Trong trường hợp cốc kín đáy:

( )2 1 9,81a wp p d d= = × − Δ (kN/m2) (8-13) Trường hợp ép khí nén vào trong cốc:

3 2 2

3 2

9,819,81

a a a

a w

p p p p dp p d

= + Δ = + × Δ

= = × (kN/m2) (8-14)

trong đó : d- chiều sâu tính từ cao độ mặt nước đến đáy cốc tính bằng ( m). Để vận dụng nguyên lý trên, cấu tạo của móng giếng chìm hơi ép khác so với

móng giếng chìm ở chỗ bổ sung thêm một tấm trần chia giếng thành hai phần : đáy giếng có chiều cao 1,8÷2,5m gọi là khoang làm việc là nơi ép khí nén tạo không gian

301

khô ráo để đào đất, khoang này không có vách ngăn, thể tích làm việc của khoang đảm bảo tối thiểu 4m3 cho một người. Phần thân giếng còn lại ở bên trên có cấu tạo hoàn toàn giống như móng giếng chìm .

Trong giai đoạn thi công, khoang công tác liên hệ với không gian bên trên thông qua hai đường ống có hệ thống cửa van luôn đóng kín để không thoát hơi ép, một hệ thống đường ống dùng cho vận chuyển vật liệu ( Material Lock), hệ thống đường ống thứ hai có cầu thang dành cho người lên xuống làm việc ( Man Lock) có chức năng là tăng hoặc hạ dần áp suất để cho cơ thể con người thích ứng dần với sự thay đổi áp suất của môi trường trước khi xuống khoang làm việc hoặc đi ra môi trường bên ngoài. Khi giếng hạ đến cao độ thiết kế, khoang làm việc được lấp đầy bằng vữa bê tông mác cao.

Thân giếng có thành giếng xung quanh bằng BTCT, bên trong chia thành nhiều khoang bởi các vách ngăn. Thân giếng được đúc nối dần theo quá trình hạ giếng. Trong thời gian thi công các khoang trong thân giếng dùng để lắp hệ thống đường ống van. Trong trường hợp không đủ trọng lượng để hạ tụt giếng, phần thân giếng bên trên phải chứa nước để gia tải. Sau khi hạ giếng đến cao độ thiết kế người ta bơm hết nước gia tải ra khỏi các khoang giếng, tháo dỡ hệ thống đường ống và đổ lấp lòng thân giếng bằng cát sỏi, vữa bê tông mác thấp hoặc bằng nước sạch. Bên trên đổ tấm nắp giếng có vai trò như bệ móng để đỡ thân trụ.

Hình 8.25- Cấu tạo móng giếng chìm hơi ép . a) Trong giai đoạn thi công. b) Trạng thái hoàn thiện.

1- lưỡi cắt . 2- thành giếng .3- vách ngăn . 4- trần ngăn. 5- khoang làm việc. 6- ống van chuyển vật liệu. 7- ống van cho người xuống. 8- bê tông lấp đáy. 9- vật liệu lấp lòng . 10- năp giếng . 11- thân trụ . 12- đảo nhân tạo.13- nước gia tải

Điều kiện để giếng có thể tự chìm xuống nền sau khi đào bỏ bớt phần đất nằm

phía dưới chân giếng là lực làm chìm phải lớn hơn các lực cản lại, tức là thỏa mãn phương trình sau :

c wQ Q T F P+ ≥ + + ( 8-15) trong đó :

Qc- trọng lượng giếng . Qw – trọng lượng khối nước gia tải . T- lực ma sát thành giếng F- phản lực đất nền dưới chân giếng .

302

P- lực đẩy do khí nén tác dụng lên đáy trần ngăn. Để thỏa mãn phương trình trên mà không làm thay đổi kết cấu giếng có bốn cách

giải quyết : tăng lượng nước gia tải Qw , tạo bậc ở phía đáy giếng giảm diện tích tiếp xúc với nền vì thế giảm được T, đào bỏ hết đất phía dưới chân giếng cho F=0, và cuối cùng là giảm áp suất khí nén mà trong thi công giếng chìm hơi ép gọi là biện pháp hạ giếng cưỡng bức.

Giếng chìm hơi ép là loại móng có kỹ thuật thi công phức tạp nhất, dễ xảy ra tai nạn về an toàn lao động, dễ phát sinh bệnh nghề nghiệp vì vậy nó ít được áp dụng. Móng giếng chìm phát huy hiệu quả trong các trường hợp đất ở trong lòng giếng không thể sử dụng những biện pháp và thiết bị đào phá để thi công giếng chìm mà phải có người và thiết bị đưa xuống đào trực tiếp ngay ở dưới đáy giếng như

nền đá, bụi cây trầm tích... Những điều kiện địa chất này có thể phát hiện được trong giai đoạn khảo sát thì móng được chủ động thiết kế theo kết cấu móng giếng chìm hơi ép, nhưng cũng có những trường hợp không phát hiện được từ trước móng thiết kế và thi công theo biện pháp giếng chìm thông thường cho đến khi gặp chướng ngại vật không thể đào phá từ bên trên khi đó người ta phải bổ sung cấu tạo để biến đổi móng giếng chìm thành móng giếng chìm hơi ép ( Hình 8.27).

Hình 8.27- Cải biến móng giếng chìm thành móng giếng chìm hơi ép. a) giếng chìm gặp vỉa đá trong khi hạ . b)giếng chìm sau khi cải biến thành giếng

chìm hơi ép. 1- vỉa đá . 2- trần ngăn đúc thêm .

8.4.2 – Kỹ thuật đúc và hạ đốt giếng đầu tiên. Thông thường giếng chìm hơi ép được đúc tại chỗ, ở khu vực ngập nước cần đắp

đảo nhân tạo để có mặt bằng thi công, kết cấu của đảo tương tự như trong biện pháp thi công giếng chìm .

Chiều cao của đốt giếng đầu tiên chọn trong khoảng từ 6÷8m. Do có tấm trần ngăn giữa khoang làm việc và phần trên của thân giếng nên đốt giếng đầu tiên được đổ bê tông thành hai đợt, đợt một đổ đến cao độ mặt trần, đợt hai đổ nốt chiều cao của đốt. Đốt giếng đúc trên nền cát và tựa trên các tấm kê, khi hạ giếng các tấm kê phải rút ra để

Hình 8.26- Các lực tác

dụng lên giếng chìm hơi ép

303

chân giếng xén đất đưa giếng tụt sâu nào trong nền. Các tấm kê sử dụng tương tự như trong đúc móng giếng chìm, làm bằng lớp đệm bê tông đổ tại chỗ hoặc các thanh gỗ kê bố trí theo chu vi chân giếng, cũng có thể thay tấm bê tông đúc tại chỗ bằng các tấm bê tông đúc sẵn. Việc tính toán số lượng và kích thước tương tự như đã trình bày ở trên.

Lắp dựng lưỡi cắt chân giếng ( ảnh lấy từ Workshop Baichay Bridge)

Trình tự công nghệ đúc và hạ đốt đầu tiên bao gồm các bước như sau : - Trên mặt bằng thi công đo dạc định vị các tim dọc và tim ngang của móng,

căn cứ vào đường tim xác định kích thước đáy móng trên mặt bằng. Đào hố móng sâu 50cm và đắp cát thay thế. Đặt các tấm kê hoặc thanh kê theo đường chân của lưỡi cắt sao cho chân giếng tựa vững lên các điểm kê dưới tác dụng của trọng lượng đốt giếng nhưng có thể lấy ra khỏi chân giếng từ phía ngoài.

- Vạch đường bao chân giếng lên mặt các thanh kê. Dựa theo đường bao, ghép các đoạn lưỡi cắt đã được chế tạo sẵn thành hình dạng của đáy giếng, hàn chấm và bổ sung thêm các thanh chống để định hình kết cấu. Hàn các mối hàn chịu lực ở các mối nối giữa các đốt, phải có biện pháp khắc phục biến dạng do nhiệt độ mối hàn làm vênh vành đai lưỡi cắt.

- Dùng các bao cát đắp chèn vào bên trong tạo thành lõi đất lấp kín khoang làm việc. Trường hợp có sử dụng máy xúc lật làm việc bên trong khoang làm việc để đào đất thì phải lắp đặt hệ thống dầm ray của thiết bị này. Phần thành nghiêng và thành đứng của mặt trong ván khuôn khoang làm việc dùng thép tấm 5÷8mm lát lên bề mặt lõi đất, mặt đáy của ván khuôn trần ngăn dùng vữa bê tông đổ thành lớp lót chiều dày 10cm trên bề mặt lõi đất đã đầm kỹ và gọt phẳng. Khi đổ bê tông lớp này cần lưu ý đặt các cửa ống Sharp.

304

( ¶nh lÊy tõ Workshop Baichay Bridge)

- Lắp dựng khung cốt thép tấm trần và đốt giếng, đặt đường ống cung cấp hơi ép và hệ thống đường cáp truyền thông tin điều khiển với mặt đất. Lắp ván khuôn ngoài và đổ bê tông hết khoang làm việc bằng biện pháp đổ bê tông thông thường. Khi cường độ bê tông đạt 5MPa tiến hành ghép tiếp ván khuôn thành và đổ nốt phần còn lại của đốt giếng.

- Khi cường độ của bê tông đạt 25% so với thiết kế có thể bóc dỡ các ván khuôn thành và khi đạt 70% cường độ thiết kế tiến hành moi đất ra khỏi khoang làm việc. Các bao cát được lấy dần ra khỏi khoang giếng thông qua các cửa đường ống đã đặt sẵn bằng nhân lực có sự hỗ trợ của cần cẩu loại nhẹ.

- Rút các thanh kê khỏi đáy giếng làm cho giếng tựa hoàn toàn trên nền đất. Do phía trong khoang làm việc kín, điều kiện làm việc khó khăn,việc rút các thanh kê nên thực hiện từ phía ngoài bằng bằng cách đào moi cát ở dưới đáy thanh cho đến khi hẫng hoàn toàn. Rút thanh kê theo từng nhóm ,đối xứng qua các đường tim ngang và tim dọc. Từng nhóm rút ra đến đâu, đắp lấp đầy cát vào chân giếng đến đó. Đối với tấm kê bằng bê tông có thể đập vỡ thành miếng nhỏ để lấy ra.

305

Đổ bê tông khoang làm việc ( ảnh lấy từ Workshop Baichay Bridge)

- Chuyển các bộ phận của máy xúc lật xuống lắp khoang làm việc và lắp ráp lại để hoạt động. Dùng máy đào hạ giếng xuống tiếp đến cao độ MNTC hoặc MNN thì dừng lại.

Máy xúc lật chạy trên trần của khoang làm việc ( ảnh lấy từ Workshop Baichay

Bridge) - Lắp đặt hệ thống đường ống van để vận chuyển đất thải và vật liệu, đường ống

và khoang điều áp để đưa đón người xuống giếng làm việc. - Ép khí nén xuống khoang làm việc, đào đất và tiếp tục hạ giếng trong điều

kiện đẩy nước ra khỏi khu vực thi công bằng áp lực khí nén . Trong giai đoạn thi công này những công đoạn đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao là

bước lắp đặt lưỡi cắt, rút các thanh kê và hạ chìm đốt giếng. Các bước yêu cầu độ chính xác cao là lắp đặt cửa của ống Sharp và dầm ray dùng cho máy xúc lật.

Trong công đoạn rút các thanh kê giếng có thể tụt xuống nhanh và sâu, bố trí người ở trong khoang làm việc sẽ rất nguy hiểm. Nếu mặt bằng đúc giếng là nền đất yếu ( trường hợp thi công trên bãi sông) và kích thước khoang làm việc được thiết kế thấp trong giai đoạn rút thanh kê hạ giếng bắt buộc phải có người làm việc trong khoang thì

306

phải bố trí một số điểm kê chồng nề bằng tà vẹt bảo hiểm khi giếng tụt xuống một cách đột ngột.

12

3

a b c

d e f

g h i

456

7

89 10 11

12

13

14

1516

17

18

Hình 8.28 - Trình tự các bước đúc và hạ chìm đốt đầu tiên. a- lắp đặt lưỡi cắt.b- đắp lõi khuôn khoang làm việc. c-đổ bê tông khoang làm việc. d- đổ tiếp bê tông đốt giếng e- moi đất phá lõi khuôn . f- rút các thanh kê chân giếng. g- lắp ráp máy xúc lật và đào hạ đốt giếng xuống cao độ MNTC. h- lắp ráp hệ thống đường ống van. i- đào hạ giếng chìm trong điều kiện nén khí ép. 1-thanh kê. 2-lưỡi cắt. 3-đệm cát. 4-lõi đất 5- ván khuôn trong. 6- bê tông lót đáy trần ngăn. 7- dầm ray. 8-đầu ống Sharp.9-đường ống cấp hơi ép. 10- đường cáp truyền tín hiệu điều khiển. 11- đà giáo, ván khuôn ngoài.12- máy xúc lật . 13-thùng chứa đất thải. 14- đường ống vật liệu. 15- khoang chứa vật liệu( Material Lock) .16- đường ống có cầu thang cho người. 17- khoang điều áp cho người( Man Lock) 18-vành đai chống thoát khí nén. 8.4.3 – Cung cấp khí nén trong quá trình hạ giếng.

Khí nén có vai trò ép đẩy nước ra khỏi khu vực khoang làm việc, trong khoang luôn phải duy trì áp suất để nước ngầm hoặc nước mặt không tràn vào. Áp suất này phụ thuộc vào chiều sâu cột nước tính từ MNTC đến chân lưỡi cắt.

20,110,33Hp +

= (MPa ) ( 8-16)

H- chiều cao cột nước tính từ MNTC đến chân lưỡi cắt (m)

307

Lưu lượng khí ép cung cấp vào trong khoang làm việc trong khi hạ giếng : ( )1V k F Uα β= + (m3/h) (8-17)

k- hệ số tiêu hao hơi ép cho việc điều áp lấy bằng 1,25 . α - mức hao hụt khí ép qua 1m2 thành và trần khoang làm việc lấy bằng

0,35÷0,67m3/h tùy theo độ chặt của bê tông. F- diện tích bề mặt của khoang làm việc ( trần và thành giếng ) m2. β - mức độ hao hụt không khí thông qua 1m dài dưới đáy lưỡi cắt Đối với đất nền chắc và mềm 1÷3 m3/h Đối với nền đá (tùy theo mức độ nứt nẻ) 4÷6 m3/h U- chu vi đáy giếng (m)

Lưu lượng không khí V1 phải không được nhỏ hơn lưu lượng tối thiểu cho phép đảm bảo án toàn sức khỏe cho người làm việc trong khoang giếng :

2 25V n= (m3/h) ( 8-18) n- số lượng người làm việc trong giếng và chờ trong khoang điều áp. Căn cứ vào các thông số trên để thiết kế trạm cung cấp hơi ép, số lượng máy trong

trạm phải đảm bảo cho trạm hoạt động liên tục trong bất kỳ tình hướng nào. Hơi ép được tập trung vào bình chứa khí để ổn định áp suất, trước khi cấp vào trong giếng không khí được làm mát để đảm bảo làm việc thuận lợi.

Đường ống cấp khí nén được chôn vào bên trong thành giếng và nối dài thêm theo tiến trình đúc đốt, bên trong khoang làm việc đầu ống có nắp lá van , luôn có xu hướng đóng lại khi ngừng cung cấp khí nén. Trong khoang còn bố trí đầu đo kiểm soát áp suất và tự động điều chỉnh tránh áp suất tăng vượt hoặc tụt thấp hơn trị số tính toán.

Đường lên xuống cho người và vận chuyển vật liệu xuống giếng

Để bảo toàn áp suất trong khoang làm việc không bị thoát ra ngoài khi vận chuyển đất đá thải và vật liệu thông qua đường ống vật liệu, đường ống này có cấu tạo cửa van và có khoang trung chuyển gọi là khoang vật liệu ( Material Lock). Cửa van gồm hai tầng, tầng dưới ở đáy của khoang vật liệu, đóng mở bằng bản lề cánh cửa mở về phía dưới, cửa trên là nắp trần của khoang vật liệu cánh cửa là hai nửa mâm tròn gạt trượt

308

sang hai bên, khi đóng lại hai nửa ép chặt vào nhau theo đường kính là một gioăng cao su kín chỉ cho một sợi cáp treo thùng vật liệu luồn qua, lỗ luồn cáp ép sát vào sợi cáp nên lượng khí thoát ra theo đường này rất nhỏ. Hai cửa đóng mở so le nhau để đảm bảo lúc nào đường ống nối thông với khoang làm việc cũng được đóng kín.

Khoang điều áp là một buồng bằng thép có khả năng chịu áp suất cao có cửa ngang đi vào và cửa van mở vào trong đường ống có cầu thang dẫn xuống khoang làm việc ( Man Lock) . Khi cho người vào làm việc, phải chờ trong khoang điều áp và áp suất được nâng dần lên từ áp suất bình thường ngoài môi trường đến khi bằng với áp suất trong khoang làm việc, thời gian nâng áp suất là 60÷90 phút, sau đó cửa van mở để người đi xuống và đón người ra khỏi khoang làm việc lên buồng điều áp. Tại đây cửa van đóng lại, áp suất giảm dần trong khoảng thời gian từ 90÷120 phút xuống bằng với áp suất môi trường, sau đó cửa ra vào mở ra để người đi ra ngoài.

Hình 8.29- Sơ đồ hoạt động của hệ thống cửa van khoang vật liệu (a) và khoang điều áp (b) .

1- đường ống .2-khoang vật liệu. 3-cửa van dưới .4- cửa van trên.5- kích điều khiển cửa van trên .6- thùng vật liệu.7- khoang điều áp. 8- cửa ngang.9- thang máy

Khi nhân viên và công nhân làm việc trong khoang áp suất cao, không khí vẫn

phải được lưu thông qua đường ống thông hơi. Khi hạ đốt đầu tiên, chiều dày lớp phủ mỏng nên dễ xảy ra hiện tượng thổi khí ra

xung quanh chân giếng làm thất thoát nhanh hơi ép, để khắc phục hiện tượng này có hai biện pháp : một là đào xung quanh bên ngoài thân giếng đường hào rộng 70cm và sâu 50÷80cm dùng đất sét dẻo đắp thay thế nền cát làm thành vành đai chống thoát khí nén hoặc ở bên trong giếng dùng cát đắp lấp kín toàn bộ xung quanh chân giếng . 8.4.4 – Đào đất trong khoang và làm chìm giếng .

Khác với hạ giếng chìm là đào đến đâu giếng tự chìm đến đó, giếng chìm hơi ép không được chìm trong khi đào mà phải chia thành hai công đoạn đào đất và làm chìm giếng riêng rẽ bởi vì trong quá trình đào phải đảm bảo áp suất trong khoang làm việc không đổi còn khi làm chìm giếng không được để có người trong khoang làm việc tránh sự cố giếng chìm sâu ép lên người ở trong đó.

Đào đất bằng máy kết hợp nhân lực đào ở những góc sát với chân lưỡi cắt. Máy đào chuyên dụng chế tạo riêng cho thi công trong khoang làm việc của giếng chìm, máy

309

có các đặc điểm : nhỏ gọn có thể tháo rời thành các môđun đưa lọt qua đường ống vận chuyển, chạy điện để không sinh ra khí độc hại, bám vào trần và di chuyển theo dầm ray treo. Gặp trường hợp nền đá có thể áp dụng biện pháp khoan nổ mìn lượng nhỏ kết hợp với nổ vi sai để đào phá đá trong khoang làm việc.

Đất đá thải chuyển ra ngoài bằng thùng chứa hình trụ để có thể đưa lọt qua đường ống dễ dàng. Chuyển thùng chứa từ dưới đáy lên khỏi khoang vật liệu bằng cần cẩu chỉ thông qua một sợi dây cáp treo, dây cáp được móc vào quai thùng chứa bằng vòng maní không phải bằng móc cẩu, phải chuẩn vị trí của tay với cần cẩu sao cho đúng tâm của ống Sharp. Khi đưa thùng lên khỏi đường ống thì cần cẩu đưa thùng chứa ra ngoài bãi thải hoặc đổ lên ôtô. Việc đưa đất đá lên chấp hành theo thông tin qui định giữa người ở bên ngoài và người làm việc bên trong khoang giếng. Thùng chứa đặt ngay dưới miệng ống để thẳng với dây cáp nâng, đất đá thải được máy xúc lật trút thẳng vào thùng hoặc nếu ở những vị trí xa thì dùng băng tải nhỏ di chuyển để chuyển đất vào thùng chứa. Người làm việc trong khoang không được đứng ngay phía dưới mặt vát của lưỡi cắt phòng tránh khả năng đốt giếng tụt xuống ép lên đầu người đứng dưới. Chỉ được đứng dưới vị trí này khi đáy giếng cách vị trí đứng 2,3÷2,5m.

Tiến hành đào dần từng cấp đào từ giữa đào đối xứng ra xung quanh để lại phần đất dưới chân đáy không bị sạt lở và có khả năng tạo ra phản lực F trong phương trình (8-15) góp phần giữ cho giếng không bị chìm xuống.

Để đánh chìm giếng xuống sau mỗi đợt đào đất thông thường áp dụng hai biện pháp: gia tải bằng bơm nước vào trong khoang giếng bên trên, lượng nước đã được tính toán để sau khi bơm vào đủ lượng nước, giếng tụt xuống một khoảng cách an toàn đối với thiết bị bố trí trong khoang. Trong khi đánh chìm giếng bằng gia tải áp lực khí trong khoang làm việc tăng lên theo độ chìm, tất cả công nhân và nhân viên làm việc trong khoang phải thoát hết ra ngoài .Việc bơm nước phải đảm bảo cấp đều trong các khoang. Nếu có hiện tượng lệch về phía nào thì bơm nhiều nước vào trong ngăn giếng đối diện.

Hình 8.30- Trình tự đào đất trong khoang làm việc của giếng chìm .

Biện pháp thứ hai làm chìm giếng bằng cách giảm áp suất khí nén có khi về đến trị số không gọi là biện pháp hạ giếng cưỡng bức. Trong biện pháp này tương quan giữa các lực làm chìm và các lực giữ phải tính toán sao cho khi giảm áp giếng sẽ từ từ hạ xuống, đất dưới đáy lưỡi cắt được đào moi hẫng hoặc chỉ còn tựa rất ít vào chân giếng. Sau khi đã rút hết công nhân ra khỏi khoang làm việc, tiến hành xả khí để giếng tự chìm. Khí nén được thải theo đường ống thông khí, không dùng đường ống cấp khí để thải . Công nhân phải tránh xa giếng khi thải khí hạ chìm giếng .

Trường hợp hạ giếng cưỡng bức đất dưới chân lưỡi cắt moi hẫng, nếu hạ áp suất trong khoang xuống rất thấp mà giếng không tự chìm sẽ có nguy cơ treo giếng và kéo

310

đứt thân giếng, khi đó trước hết phải nén khí trở lại trong khoang làm việc và tiến hành chất tải lên trên thành giếng sau đó mới thải khí trong khoang về đến không để hạ giếng.

Trong khi đánh chìm, giếng có thể tụt xuống quá độ lún tính toán và có nguy cơ chôn lấp thiết bị đang có trong khoang làm việc, vì vậy để phòng hộ trước khi đánh chìm giếng cần xếp sẵn một số điểm chồng nề có chiều cao bằng với tĩnh không an toàn của thiết bị .

Đặt thiết bị quan trắc ở bốn mặt giếng để kiểm tra thường xuyên vị trí của giếng. Những sự cố thường xảy ra khi hạ chìm giếng : giếng tụt nhanh quá độ lún tính

toán , giếng bị treo. Những sự cố dễ xảy ra trong quá trình đào đất : rò khí xung quanh chân giếng , trào

nước vào trong khoang làm việc, vùng rò khí lan rộng xảy ra phát nổ . 8.4.5– Xử lý đáy và đổ lấp lòng giếng chìm hơi ép .

Khi đào gần đến cao độ thiết kế phải giữ cho đáy nền ở trạng thái có khả năng chịu được các lực làm chìm khi không có lực đẩy lên của khí nén.

Dọn phẳng và làm sạch mặt nền . Tiến hành nén thí nghiệm kiểm tra cường độ nền đất dưới đáy móng bằng bàn ép

tiêu chuẩn. Dùng thanh chống chống lên đáy trần để tì kích thủy lực. Phải tiến hành thí nghiệm tại bốn điểm xung quanh và một điểm ở giữa đáy giếng.

Kiểm tra cao độ mặt nền tại 8 điểm xung quanh chân giếng và 1 điểm ở giữa. Sau khi kiểm tra và nghiệm thu đáy móng, tiến hành dỡ bỏ các thiết bị có trong

khoang làm việc và chuyển ra ngoài. Khoang làm việc được đổ lấp đầy bê tông bằng biện pháp bơm vữa trong điều

kiện trong khoang không bị tràn nước. Bê tông cấp theo các đường ống đặt sẵn trong thành giếng và dẫn xuống gần sát

đáy nền đảm bảo chiều cao vữa rơi không quá 1,5m. Vữa bê tông có độ sụt lớn, khi bơm xuống sẽ tự chảy tràn khắp diện tích đáy giếng. Vữa bê tông dâng lên, tiến hành giảm dần áp suất trong khoang qua đường thải khí cho đến khi vữa bê tông lấp đầy không gian đáy giếng.

Phải bơm cạn nước trong các ngăn giếng bên trên để tháo dỡ hệ thống đường ống vận chuyển và đổ vật liệu lấp lòng.

Hệ thống đường ống và các khoang vật liệu, khoang điều áp được tháo dỡ dần từ trên xuống đến mối nối sát với mặt trần ngăn.

Nếu lấp lòng giếng thì tiến hành đổ lấp lòng trước, sau đó dựa trên mặt bằng đã lấp đầy trong các ngăn giếng để thi công nắp giếng. Nếu lấp lòng bằng nước, nắp giếng phải thi công trên hệ đà giáo và ván khuôn sau đó để lại ở trong lòng giếng. 8.4.6– Tổ chức thi công giếng chìm hơi ép .

Mặt bằng thi công giếng chìm hơi ép bao gồm mặt bằng đúc, hạ giếng và mặt bằng bố trí các công trình phục vụ thi công.

Nếu vị trí móng nằm trong khu vực ngập nước thì mặt bằng đúc và hạ giếng tổ chức trên đảo nhân tạo và các thiết bị phục vụ thi công hơi ép được bố trí trên hệ nổi, hoặc bố trí trên hệ thống sàn đạo dựng xung quanh đảo. Cần cẩu để phục vụ thi công lắp trên đà giáo cố định. Nguồn điện có thể truyền dẫn từ bờ ra theo hệ thống dây dẫn và cột điện dựng riêng đảm bảo cấp điện ổn định và bảo đảm an toàn cho giao thông trên sông.

Công trình phục vụ thi công quan trọng là trạm nén khí và hệ thống cung cấp hơi ép vào trong khoang làm việc của giếng chìm. Trạm gồm tổ hợp máy đủ công suất và có một tổ máy dự phòng kịp thời cung cấp bổ sung cho lưu lượng và áp suất khí nén trong

311

trường hợp tổ hợp máy chính có trục trặc về kỹ thuật. Công suất của tổ máy phụ tối thiểu phải đủ phục vụ cho khoang điều áp và buồng tái áp, là hai điểm liên quan trực tiếp đến sức khỏe và tính mạng của công nhân, không được phép dừng hoạt động đột ngột. Buồng tái áp có chế độ hoạt động tương tự như khoang điều áp, khi người công nhân có triệu chứng nhiễm các bệnh liên quan đến áp suất cao được đưa vào buồng này để cho cơ thể thích ứng lại với quá trình tăng và hạ áp suất bằng tốc độ đều và chậm.

Mọi liên lạc, điều khiển và theo dõi các quá trình thi công ở trong khoang làm việc đều được thực hiện ở trên mặt đất tại trạm điều khiển thông qua hệ thống đường cáp truyền tín hiệu đi sẵn trong thành giếng. Thiết bị quan trắc bao gồm các đầu đo cảm biến để theo dõi độ lún ở các cạnh và các góc giếng, các đầu đo áp suất, đo nồng độ khí độc hại và các Camera theo dõi.

Hình 8.31- Sơ đồ công nghệ thi công giếng chìm hơi ép ( Vẽ lại theo tài liệu chuyển giao công nghệ Dự án cầu Bãi Cháy). 1- khoang làm việc.2-ngăn giếng chứa nước gia tải.3-đường ống cấp khí nén. 4- đường ống thải khí.5-khoang điều áp. 6- ống vật liệu.7-đường ống cấp và thải khí cho khoang điều áp . 8-thùng chứa vật liệu. 9-cần cẩu phục vụ vận chuyển.10-ôtô tải đất. 11-đường cáp truyền tín hiệu.12-trạm nén khí.13-bình chứa khí nén.14- bộ phận lọc khí.15-máy làm lạnh khí nén. 16- thiết bị điều tiết áp suất. 17- buồng tái áp. 18- trạm điều khiển mặt đất.

8.4.7 – Những vấn đề an toàn lao động trong thi công giếng chìm hơi ép .

Như đã nói ở trên thi công móng giếng chìm hơi ép là loại công việc độc hại, dễ xảy ra tai nạn và phát sinh những bệnh nghề nghiệp nguy hiểm. Trong khi lập thiết kế tổ chức thi công cần có riêng một chương trong đó xem xét đến những biện pháp về bảo hộ lao động, để thực hiện được cần nghiên cứu kỹ từng vấn đề như: tai nạn cháy nổ, ngộ độc, sự cố khi hạ chìm giếng, tai nạn liên quan đến điện, sự cố liên quan đến áp suất cao

312

và các bệnh lý phát sinh trong môi trường áp suất cao . Ở đây chỉ nêu một số khái niệm về bệnh nghề nghiệp trong thi công móng giếng chìm hơi ép.

a) Các bệnh xẩy ra khi tăng áp suất : - Bệnh khí nén : nguyên nhân do trong cơ thể có một số khoang trống chứa khí,

không khí ra vào trao đổi với môi trường, khi tăng áp nếu xung quanh các bộ phận chứa khí này là các tổ chức xương cứng chúng sẽ bị chèn ép dẫn đến tổn thương, xuất huyết và đau tức, đường dẫn khí bị sưng tấy. Bệnh thường gặp là chảy máu mũi, tê liệt nửa đầu .

- Say khí Nitơ : khi áp suất tăng 0,3MPa những người mẫn cảm là đã bị cảm thấy hiện tượng này. Khi bị say các hoạt động thần kinh bị yếu hẳn, có cảm giác sợ hãi, không thể tiến hành các động tác đơn giản, suy giảm trí nhớ .

b) Các bệnh xảy ra khi giảm áp suất : - Bệnh ngược khí nén : triệu chứng tương tự như bệnh khí nén. - Bệnh trương phổi : khi giảm áp, hơi thở bị gián đoạn, thể tích khí trong phổi

tích lại, phổi bị trương phồng lên. Nếu việc giảm áp tiếp tục phổi phình to vượt quá giới hạn làm phá vỡ mao quản gây xuất huyết trong phổi. Triệu chứng tức ngực, chân tay lạnh toát, mạch yếu, thở nông và nhanh, nếu nặng có thể mất hết ý thức dãn đồng tử .

- Chứng giảm áp : nguyên nhân do khí Nitơ tích lũy trong cơ thể tan chảy theo mạch máu , khi ra khỏi khoang giảm áp các bọt khí Nitơ tăng thể tích "sủi bọt" làm tắc nghẽn tuần hoàn . Biểu hiện : cơ thể mềm nhũn, chân tay đau nhức , khó thở, ngứa toàn thân và đau cơ, gây trở ngại đến hệ tuần hoàn, hô hấp và hệ thần kính trung ương.

- Bệnh khớp và bệnh điếc . c) Những biện pháp phòng tránh và chữa trị : 1- Thời gian làm việc liên tục trong môi trường áp suất cao của một người không

quá 4 giờ trong một ngày đêm. 2- Trước khi xuống làm việc công nhân phải qua phòng điều áp với tốc độ tăng áp

suất không quá 0,08MPa/phút cho đến khi bằng với áp suất làm việc. Sau khi hoàn thành công việc trong khoang , trước khi ra ngoài môi trường áp suất bình thường công nhân cũng phải qua phòng điều áp để giảm dần áp suất từ áp suất làm việc đến áp suất bình thường với tốc độ giảm dưới 0,08MPa/phút. Diện tích phòng điều áp 1,3m2 và 0,6m3 cho một người. Không gian làm việc đảm bảo 4m3 cho một người. Không khí cấp vào trong khoang phải qua thiết bị lọc và làm mát. Không khí trong môi trường cao áp được luân chuyển thông qua ống thải khí .

3- Đặt thiết bị giám sát và điều chỉnh áp suất tự động trong khoang làm việc và trong hệ thống cấp khí nén.

4- Những người làm việc phải được đào tạo. 5- Sử dụng khoang tái áp để điều trị các chứng bệnh liên quan đến áp suất cao.

CÂU HỎI TỰ KIỂM TRA. 1- Phạm vi áp dụng của móng giếng chìm, giếng chìm chở nổi và giếng chìm hơi

ép? 2- Phân loại các dạng đảo nhân tạo để thi công đúc giếng chìm trong khu vực ngập

nước? 3- Cấu tạo và kích thước đảo nhân tạo đắp trong vòng vây cọc ván thép. Biện pháp

313

thi công đảo dạng này ? 4- Chiều cao đốt giếng đầu tiên được xác định dựa trên những cơ sở nào ? 5- Biện pháp công nghệ đúc đốt giếng đầu tiên trên mặt đất ? 6- Trình bày kỹ thuật hạ chìm đốt giếng đầu tiên. 7- Biện pháp đào đất và hạ giếng chìm trong những điều kiện địa chất khác nhau ? 8- Những biện pháp giảm sức cản do ma sát trong qua strình hạ giếng. 9- Những hiện tượng thường xảy ra trong quá trình hạ giếng chìm và cách khắc

phục. 10- Biện pháp tổ chức thi công giếng chìm trên cạn và thi chông trên đảo nhân tạo ? 11- Những biện pháp làm nổi giếng chìm và phân tích phạm vi áp dụng của mỗi

biện pháp? 12- Biện pháp hạ thủy giếng chìm bằng triền đà và bằng âu thuyền ? Phạm vi áp

dụng của mỗi biện pháp ? 13- Kích thước của đốt giếng chìm chở nổi được xác định dựa trên cơ sở nào? 14- Tính công suất của tầu kéo để chở giếng chìm đến vị trí móng? 15- Biện pháp cố định đốt giếng và đánh chìm đốt giếng ? 16- Thế nào là giếng chìm hơi ép, giếng chìm hơi ép có giống giếng chìm chở nổi

trong giai đoạn đánh chìm hay không? 17- Cơ sở tính toán áp suất hơi nén và biện pháp cung cấp hơi nén vào trong khoang

làm việc của giếng ? 18- Biện pháp công nghệ đúc và hạ đốt giếng đầu tiên của móng giếng chìm hơi ép ? 19- Biện pháp tổ chức thi công móng giếng chìm hơi ép ? 20- Những bệnh nghề nghiệp liên quan đến môi trường làm việc áp suất cao và biện

pháp phòng chống?

312

CHƯƠNG IX THI CÔNG MỐ,TRỤ CẦU

9. 1- THI CÔNG MỐ CẦU DẦM ĐÚC TẠI CHỖ.

Mố cầu bao gồm móng mố, thân mố và nền đắp chuyển tiếp giữa nền đường và mố cầu. Thân mố được tính bắt đầu từ đỉnh bệ móng trở lên. Phần thi công móng mố đã được giới thiệu ở các chương trước, trong chương này chỉ nghiên cứu biện pháp thi công những phần còn lại của mố và trụ cầu.

Các dạng mố thi công đúc tại chỗ được chia thành hai nhóm : mố bê tông và mố BTCT.

Trong mố bê tông các bộ phận của mố có chiều dày ≥ 50cm và trừ một vài bộ phận có trạng thái chịu lực đặc biệt gồm xà mũ, đá kê và côngxon máng balát mố chữ T có bố trí cốt thép còn lại là không có cốt thép hoặc chỉ bố trí cốt thép cấu tạo chống nứt do co ngót cho các bộ phận của mố.

Mố BTCT có bố trí cốt thép chịu lực ở trong tất cả các bộ phận. Trong mố có nhiều bộ phận có kết cấu dạng tường mỏng. Các bộ phận liên kết với nhau đều có các cốt thép chờ.

Điều kiện thi công mố cầu nói chung là thuận lợi vì có thể chọn được thời điểm thi công mà khu vực mố không bị ngập nước, bởi vậy dễ dàng tổ chức mặt bằng và cung cấp vật tư, thiết bị cho thi công mố.

Những hạng mục công việc cần thực hiện trong thi công mố cầu bao gồm : - Lắp dựng khung cốt thép. - Ghép ván khuôn . - Đổ bê tông các bộ phận mố. - Đổ bê tông đá kê. - Đắp đất sau mố và đắp đất nón mố. - Đổ bê tông hoặc lắp đặt bản quá độ. - Xây chân khay và lát nón mố. - Xây ốp hoàn thiện bề mặt thân mố. Trong các hạng mục công việc kể trên thì đổ bê tông là hạng mục chính quyết

định việc tổ chức thi công toàn bộ hạng mục công trình. Do cấu tạo của mố nên công tác đổ bê tông không thể tiến hành đổ liên tục liền

khối toàn bộ kết cấu thân mố mà phải chia khối lần lượt đổ bê tông làm nhiều đợt. Vị trí chia khối phụ thuộc và cấu tạo từng loại mố, biện pháp thi công kết cấu nhịp và năng lực cung cấp vữa bê tông. 9.1.1- Thi công mố nặng chữ U bê tông.

Kết cấu mố có tường đỉnh, tường thân và tường cánh đều có bề mặt phía trong lòng mố nghiêng với độ dốc 1:7 ÷1:10, chiều dày tường ≥ 50cm. Mũ mố bằng BTCT, mũ mố mở rộng hơn tường thân về mỗi phía là 10 cm. a) Phân chia khối đổ bê tông.

Do kích thước lớn và chịu nén là chính, thân mố được chia làm nhiều đợt đổ bê tông, vị trí chia khối là các mối nối nằm ngang. Xà mũ được đổ bê tông một đợt riêng vì có bố trí cốt thép và có cấu tạo ván khuôn khác so với thân mố. Nếu thi công kết cấu

313

nhịp bằng biện pháp lao kéo dọc thì tường đỉnh được đổ bê tông sau khi đã đặt kết cấu nhịp lên gối.

Hình 9. 1- Các hình thức phân khối đổ bê tông thân mố nặng chữ U

Chiều cao mỗi đợt đổ bê tông căn cứ vào kích cỡ của tấm ván đơn dùng để ghép thành khuôn và năng suất của phương tiện cung cấp vữa đảm bảo cho việc đổ bê tông trong mỗi đợt phải liên tục với tốc độ đổ bê tông không thấp hơn tốc độ tối thiểu cho phép.

Trong các hình thức phân khối đổ bê tông cần lưu ý những nguyên tắc sau : - Chiều cao mỗi khối chọn sao cho sử dụng được các tấm ván đơn tiêu chuẩn. - Phải có mối nối ngang trùng với đáy xà mũ. - Phần tường cánh dọc phía đuôi mố có cạnh thẳng đứng được đổ bê tông cùng

trong một đợt để ván khuôn có cấu tạo đơn giản. - Tường đỉnh và phần tường cánh đuôi mố đổ bê tông liền khối với nhau.

b) Cách ghép ván khuôn của mố nặng chữ U :

Hình 9. 2- Biện pháp lắp dựng ván khuôn tầng thấp mố nặng chữ U. 1- Tấm ván khuôn. 2- Nẹp ngang. 3- Nẹp đứng. 4- thanh giằng. 5- Văng chống dưới. 6- Văng chống trên. 7- Chống xiên ngoài. 8- Khung chống bên trong. 9- Đà giáo YốKM.

314

Tùy theo điều kiện cụ thể của công trường mà có thể sử dụng ván khuôn gỗ hoặc ván khuôn thép. Ván khuôn của mố được ghép từ các tấm ván đơn tiêu chuẩn quây lại thành hình chữ U. Ba mặt ngoài của mố là những mặt phẳng thẳng đứng nên việc ghép các ván đơn không gặp khó khăn . Ba mặt còn lại bên trong lòng mố và mặt phía sau mố là những mặt phẳng nghiêng kích thước bị khống chế khi sử dụng các tấm ván đơn ghép lại sẽ bị thừa hoặc thiếu và phải dùng một số tấm ván kích thước không tiêu chuẩn để ghép vào những chỗ kích thước thiếu đó. Cách ghép các tấm ván đơn rời thành một mặt phẳng đã giới thiệu trong mục 2. 5 của chương 2. Để khống chế độ nghiêng của mặt phẳng bên trong dùng các thanh văng chống có chiều dài được tính toán để chống vào những vị trí có thanh bu lông giằng.

Chiều dài các thanh văng chống được tính toán như sau :

mhbb 1

1 −= (9-1)

Ở những tầng thấp, chiều cao so với mặt đất <3 m dùng các thanh chống xiên chống xuống mặt đất để giữ ổn định cho ván khuôn. Khi chiều cao của ván khuôn ≥3m, để giữ cho ván khuôn chống lại tác động ngang của gió và của lực va xô do các thiết bị thi công va chạm gây nên phải dùng đà giáo lắp bằng các thanh UYKM dựng quanh ván khuôn.

Để lắp dựng ván khuôn dễ dàng cần lưu ý cấu tạo phần tiếp giáp giữa thân mố và bệ móng : phải tạo bậc đủ rộng để tì ván khuôn lên bệ, chiều rộng này thường chọn là 20cm. Phần tiếp giáp giữa bệ móng và mặt sau của tường cánh dọc không nên để tạo thành góc nhọn mà nên có một đoạn thẳng đứng chuyển tiếp. Để góc nhọn sau này rất khó dỡ ván vì ván bị chèn vào giữa hai mặt phẳng bê tông ( Hình 9. 3).

Khi chia thành nhiều đợt đổ bê tông như hình 9. 1b, ván khuôn tầng dưới được dỡ và chuyển lên tầng trên, tầng ván dưới cùng tựa lên hàng bu lông giằng trên cùng của đợt bê tông đổ trước.

Ván khuôn của xà mũ mố phải có ván đáy đỡ phần bê tông nhô ra so với tường thân. Do chiều rộng của phần này không lớn nên đà giáo đỡ ván đáy có thể chế tạo dưới dạng các giá đỡ công xon kiểu nạng chống được gắn vào mặt bê tông tường thân bằng các bu lông giằng có sẵn.

Hình 9. 3- Những lưu ý về cấu tạo tường cánh liên quan đến việc lắp dựng ván khuôn.

315

Hình 9. 4- Cấu tạo ván khuôn xà mũ mố.

1- Giáđỡ ván đáy kiểu nạng chống. 2- Bu lông thanh giằng. 3- Đinh cốt thép khoan chôn vào bê tông. 4- Thanh gỗ tạo vát. 5- Chỉ gỗ tạo rãnh cắt nước.

Khi lắp dựng ván khuôn có kết cấu hình khối ở các góc vuông cần phải cắt vát hoặc vuốt tròn để chống sứt vỡ cho bê tông, việc này khi lắp dựng ván khuôn người ta dùng những thanh gỗ xẻ vuông 3×3cm xẻ đôi theo đường chéo và ghim vào các góc của ván khuôn, vừa có tác dụng làm kín vừa tạo vát cho góc vuông. Ở dưới các phần nhô ra của xà mũ phải tạo rãnh cắt nước ngăn không cho nước mưa chảy từ đỉnh xà mũ xuống mặt bê tông tường thân bằng cách xẻ đôi một thanh gỗ tròn đường kính 3cm và đóng xuống mặt ván đáy. c) Tổ chức đổ bê tông thân mố bằng một trong những hình thức sau :

+ Vận chuyển vữa bê tông đến chân công trình bằng xe Mix chuyên dụng, trút vữa vào gầu chứa và chuyển gầu rót vữa vào khuôn bằng cần cẩu. Do không bị vướng khung cốt thép nên có thể thả gầu chứa đến gần sát mặt bê tông để trút vữa nên không cần đến ống vòi voi. Biện pháp này áp dụng khi nguồn cung cấp vữa bê tông nằm xa công trường thi công.

+ Vận chuyển vữa bê tông bằng máy bơm dẫn từ trạm trộn trung tâm đến vị trí thi công. Hệ thống ống bơm được dẫn lên mặt sàn công tác cao hơn miệng ván khuôn thành và được nối vào ống vòi voi bằng cao su để dẫn đến được các vị trí trên diện tích đổ bê tông.

+ Dùng xe bơm bê tông để đổ vữa vào khuôn. Biện pháp này áp dụng khi phải đưa vữa lên cao, xe bơm phải kết hợp với xe Mix vận chuyển vữa.

Hình 9. 5- Ba hình thức tổ chức cung cấp vữa đổ bê tông mố nặng chữ U. a) Chuyển bằng xe Mix và đổ bằng gầu. b) Bơm bê tông. c) Chuyển bằng xe Mix và đổ bằng xe bơm.

9.1.2- Thi công mố chữ U bê tông cốt thép :

Mố chữ BTCT có kết cấu nhẹ hơn mố bê tông do trong các bộ phận của mố có bố trí cốt thép tham gia chịu lực. Chiều dày tường cánh, tường đỉnh của mố < 50cm. Các bề mặt tường mố phía trong và phía ngoài đều thẳng đứng và không cấu tạo mũ mố riêng. a) Phân chia khối đổ bê tông.

Việc phân chia các khối để đổ bê tông thân mố BTCT căn cứ vào năng lực đổ bê tông, cấu tạo khung cốt thép và biện pháp công nghệ thi công kết cấu nhịp.

Đối với mố thấp nên tổ chức đổ bê tông toàn bộ mố thành một đợt để đảm bảo tính toàn khối của bê tông.

Đối với mố cầu thép thi công theo phương pháp lao kéo dọc trên đường trượt, do cao độ đường trượt bố trí theo cao độ mũ mố nên tường đỉnh tổ chức đổ bê tông sau khi

316

đã lao các dầm thép lên nhịp. Đối với mố cầu dầm nhiều nhịp lắp ghép, để khắc phục sai số giữa chế tạo dầm và định vị mố trụ cũng nên để lại tường đỉnh của một bên mố đổ bê tông sau khi đã lắp dầm trên tất cả các nhịp. Đối với mố cầu dầm hộp thi công đúc đẩy, cao độ đường trượt bố trí theo cao độ của đỉnh mũ mố nên tường đỉnh của cả hai mố phải đổ bê tông sau khi đã hạ kết cấu nhịp xuống các gối. Trong biện pháp thi công đúc hẫng, nếu mố cầu đỡ nhịp biên của kết cấu nhịp dầm liên tục thì tường đỉnh đổ bê tông sau vì phải tạo chỗ để căng kéo những bó cốt thép neo ở đầu nhịp đồng thời để đi lại qua cửa bố trí ở vách ngăn, sau khi hạ nhịp biên xuống gối chính thì có thể bịt kín cửa này lại và đổ bê tông tường đỉnh của mố.

Nếu do kích thước của mố lớn, năng lực cung cấp vữa bê tông bị hạn chế, và tận dụng việc luân chuyển ván khuôn thì tiến hành chia mố thành các khối đổ và tổ chức đổ bê tông thành nhiều đợt. Do mối nối thi công trong mố BTCT có cốt thép chờ nên có thể bố trí cả mối nối ngang và mối nối dọc đều được.

Hình 9. 6- Cách chia khối ngang và và khối dọc đổ bê tông mố chữ U BTCT. Chia khối đổ bê tông theo mối nối ngang có ưu điểm các tầng ván khuôn thấp,

chống đỡ ván dễ dàng, mối nối thi công nằm ngang nên liên kết tốt dễ đáp ứng được yêu cầu về chất lượng. Nhược điểm của việc chia khối ngang là ván khuôn phải ghép thành hình chữ U nên có cấu tạo phức tạp.

Chia khối theo mối nối đứng mối nối thường bố trí ở vị trí tiếp giáp giữa tường cánh và tường thân, tại vị trí này có giá trị mômen uốn do áp lực đẩy ngang từ phía trong mố tác dụng lên tường cánh dọc lớn nhất đồng thời khi thực hiện mối nối ướt theo phương thẳng đứng, vữa bê tông có xu hướng tách ra khỏi bề mặt bê tông cũ nên sau này thường dễ xuất hiện vết nức dọc tại mối nối thi công. Ưu điểm của mối nối dọc là ở chỗ ván khuôn đổ bê tông tường thân và tường cánh đều ghép thành hộp chữ nhật nên có cấu tạo đơn giản hơn là khuôn chữ U, tuy nhiên khi ghép ván khuôn tường thân vẫn phải xử lý các chi tiết phức tạp như tạo vút giữa tường thân và tường cánh ở phía trong mố và ván khuôn phải để cốt thép nằm ngang chờ giữa tường thân và hai bên tường cánh dọc. b) Lắp dựng khung cốt thép mố :

Khung cốt thép mố lắp dựng tại chỗ theo từng thanh. Cốt thép đứng của tường thân mố là cốt thép chịu lực có đường kính lớn, các thanh cốt thép này phải được ngàm vào trong bệ móng với chiều sâu theo qui định trong bản vẽ thiết kế, nếu không có căn cứ thì chiều sâu này lấy bằng bình phương của đường kính thanh cốt thép và không được nhỏ hơn 300mm, đoạn chờ lên có chiều dài tính từ mặt bê tông bệ cũng bằng chiều dài đoạn neo ở phía dưới. Cốt thép chờ có một đầu uốn móc vuông và dựng sẵn vào với

317

khung cốt thép của bệ móng bằng mối hàn hoặc buộc ở một điểm là lưới cốt thép mặt bệ và một điểm còn lại ở bên trong lòng bệ là một số thanh cốt thép đặt thêm vào chỉ có tác dụng cố định các thanh cốt thép chờ mà không có vai trò chịu lực. Cũng có thể để nguyên chiều dài của thanh cốt thép đứng và dựng sẵn vào khung cốt thép của bệ móng mà không cần cốt thép chờ. Để giữ cho các thanh cốt thép không bị nghiêng ngả phải liên kết chúng ở hai điểm bằng mối buộc hoặc mối hàn. Điểm bẻ chân của thanh thép cố định vào lưới đáy bệ móng hoặc cố định vào tấm lưới thép cấu tạo đặt phía trên đầu cọc, vai trò của tấm lưới này là tăng cường cho bê tông chống chọc thủng đầu cọc nhưng kết hợp để cố định cốt thép chờ. Việc để chờ sẵn cả thanh cốt thép từ bệ móng lên có ưu điểm là đảm bảo tính liên tục của cốt thép và giảm bớt công đoạn gia công và nối cốt thép nhưng lại gây khó khăn cho việc tổ chức đổ bê tông bệ móng. Vì vậy trong những trường hợp cụ thể nếu xét thấy việc các thanh cốt thép để chờ quá dài thực sự gây khó khăn cho thi công bệ móng thì chôn các đoạn cốt thép ngẵn chờ trước.

Hình 9. 7- Biện pháp lắp dựng khung cốt thép tường thân và tường cánh mố. (phần gạch chéo là bộ phận đổ bê tông trước).

a) Dựng cốt thép đứng của tường cánh và tường thân vào khung cốt thép bệ móng. b) Nối cốt thép đứng tường cánh vào cốt thép chờ. c) Cốt thép ngang của tường cánh liên tục. d) Nối cốt thép ngang của tường cánh vào cốt thép chờ từ phía tường thân. e) Treo tạm phần hẫng của khung cốt thép tường cánh lên đòn gánh. 1-cốt thép đứng tường thân. 2-cốt thép đứng của tường cánh. 3- lưới cốt thép đầu cọc. 4-cốt thép chờ từ bệ móng. 5- mối nối cốt thép đứng tường cánh. 6-cốt thép ngang tường cánh. 7- cốt thép đai tường thân chờ về phía tường cánh. 8-mối nối cốt thép ngang. 9-cốt đai chữ C. 10-đòn gánh. 11-thanh cốt thép treo. 12- tà vẹt kê.

Cốt thép của tường đỉnh gồm hai tấm lưới phía trước và phía sau. Tường đỉnh

thường đổ bê tông sau tường thân còn lưới cốt thép có thể lắp dựng cùng với tường thân nếu bê tông tường đỉnh được đổ ngay sau khi đổ bê tông tường thân, hàng cốt thép sau

318

cũng chính là các thanh cốt thép của lưới sau tường thân, hàng cốt thép phía trước cố định sẵn vào khung cốt thép của tường trước đảm bảo chiều sâu chôn của chân cốt thép theo thiết kế hoặc bằng d2 (mm). Nếu tường đỉnh phải thi công sau khi lao lắp kết cấu nhịp thì các thanh cốt thép phía sau tường thân phải cắt ngắn, để chờ lên khỏi mặt bê tông và lưới cốt thép phía trước của tường đỉnh chôn sẵn các đoạn cốt thép chờ.

Cốt thép tường cánh mố gồm các thanh cốt thép ngang chịu lực và các thanh cốt thép đứng. Các thanh cốt thép đứng thuộc phần tường cánh ngàm vào bệ móng được dựng trước bằng cách chôn sẵn vào móng hoặc nối vào các đoạn cốt thép chờ từ bệ móng. Tiếp theo là lắp và buộc các thanh cốt thép ngang. Nếu chia khối đổ theo các mối nối ngang thì cốt thép ngang của tường cánh chạy suốt đến tường thân và nối với cốt thép đai của tường thân. Nếu chia khối đổ theo mối nối dọc do tường thân đổ bê tông trước nên cốt thép ngang tường cánh nối vào cốt thép chờ tại mối nối tường cánh và tường thân, các thanh cốt thép đứng của tường cánh nối vào cốt thép chờ từ bệ móng. Tiến hành lắp dựng đồng thời cả hai mặt lưới trong và lưới ngoài. Sau khi lắp các thanh cốt thép ngang luồn các thanh cốt thép đứng thuộc phần vát của cánh mố vào bên trong các thanh cốt thép ngang và buộc lưới cốt thép của phần cánh vát.

Khi lắp dựng khung cốt thép của các bộ phận trong mố phải giữ đúng cự li giữa hai mặt phẳng lưới thép bằng cách bổ sung thêm các thanh cốt đai chữ C giằng giữa hai mặt phẳng lưới. Thanh cốt đai chữ C có đường kính ∅12 và uốn móc ở hai đầu, móc vào thanh bên trong của lưới. Khoảng cách giữa các thanh giữ cự li 0,5÷1,0m . Các thanh này ngoài vai trò duy trì tĩnh cự của lưới thép còn có tác dụng chống nở hông cho bê tông khi chịu nén. Khi lắp dựng, khung cốt thép của tường cánh phải làm việc theo sơ đồ côngxon và thanh cốt thép phía dưới sẽ phải chịu nén lớn dẫn đến mất ổn định do vậy nếu trọng lượng của phần vát của khung cốt thép lớn cần phải kiểm tra và có thể phải treo tạm phần này lên trên đòn gánh như trong hình 9. 7,e. c) Ghép ván khuôn mố chữ U BTCT.

Trường hợp chia khối đổ theo mối nối ngang, trong tất cả các đợt đổ bê tông ván khuôn mố đều có dạng hình chữ U.

319

Hình 9. 8- Ván khuôn và đà giáo gỗ đổ bê tông mố chữ U.

a) Cấu tạo thanh giằng dùng đầu chụp tháo rời . b) Cấu tạo thanh giằng có nút gỗ đặt sẵn.

1- tấm ván đơn. 2- nẹp đứng của khuôn. 3- nẹp ngang của khuôn. 4- thanh giằng ∅14. 5- văng chống. 6- ke góc. 7- mặt bê tông. 8- ván không định hình. 9- đà giáo chống giữ ván khuôn. 10-gỗ kê theo nẹp đứng.

Ván khuôn mố được ghép từ các tấm ván đơn định hình và tiến hành như sau : lấy

tường trước mố làm mặt phẳng xuất phát, từ một góc tường ghép đuổi các tấm ván nối dài về phía đuôi mố và dọc theo mặt tường trước, cứ thế bao kín mặt ngoài của mố và chỉ cần sử dụng một loại ván định hình. Mặt trong của mố do có cấu tạo các góc không vuông bởi có vút và kích thước bị khống chế ở hai đầu nên không thể dùng một loại ván tiêu chuẩn mà phải sử dụng thêm một số tấm ván có kích thước phi tiêu chuẩn, đo và ghép tại chỗ theo điều kiện cụ thể. Các tấm ván xếp chồng lên nhau theo từng tầng, trong mỗi tầng đặt cùng chiều với nhau. Ván đặt ngang hay đặt đứng là tùy ý sao cho tận dụng được nhiều diện tích của mặt ván nhất. Trong mỗi mặt phẳng bên, các tấm ván được liên kết với nhau bằng hệ thống nẹp ngang và nẹp đứng, nếu ván đặt ngang thì nẹp đứng trong nẹp ngang ngoài còn ván đặt đứng thì ngược lại. Trong ví dụ ở hình 9. 8, hai tầng dưới lắp ván theo chiều ngang còn tầng thứ ba lắp theo chiều đứng, khi đó

320

chỉ cần ba tầng là đủ. Hai mặt phẳng ván đối diện được liên kết với nhau bằng bulông giằng để chống áp lực ngang của vữa bê tông đẩy từ trong ra. Hai mặt phẳng vuông góc với nhau liên kết bằng ke góc chế tạo từ các thanh thép góc L100×100×10 hàn thành một thước vuông, trên hai cạnh có khoan sẵn các lỗ để bắt bu lông. Ví dụ sử dụng ván khuôn mố bằng thép yêu cầu xem mục 2. 5. 3.

Các tấm ván trước khi đưa ghép vào khuôn phải được làm sạch bề mặt, loại bỏ các mảng bám của bê tông cũ và quét lên một lớp chống dính. Đối với bộ phận có kích thước lớn như tường thân, hai mặt phẳng đối diện của ván khuôn có thể dùng gỗ để làm văng chống, khi bê tông đổ đến nơi thì có thể tháo bỏ thanh chống đưa ra ngoài, còn ở những bộ phận có kích thước mỏng hẹp như tường cánh và tường đỉnh văng chống không lấy ra được trong quá trình đổ bê tông do vậy phải chế tạo bằng bê tông hoặc dùng ống nhựa cứng và luồn thanh bulông giằng xuyên qua. Để khống chế chiều dày bảo vệ của bê tông, khi lắp dựng ván khuôn phải dùng những con kê bằng ximăng cát buộc treo vào giữa khung cốt thép và mặt ván khuôn.

Toàn bộ ván khuôn mố dựng xong có diện tích chắn gió lớn nên dễ bị xô nghiêng hoặc lật đổ vì vậy ở cả bốn mặt của ván khuôn phải có hệ thống đà giáo chống đỡ. Nếu chiều cao ván khuôn so với mặt đất dưới 4m có thể dùng các thanh chống xiên chống từ mặt đất lên để giữ ổn định, ngược lại ván khuôn trên cạn cao từ 4m trở lên hoặc nằm trong khu vực ngập nước thì phải sử dụng hệ thống chống đỡ bằng đà giáo lắp từ các thanh UYKM dựng vây quanh khu vực ván khuôn. d) Biện pháp tổ chức đổ bê tông

Tổ chức đổ bê tông mố chữ U BTCT tương tự như đối với mố bê tông, điểm khác biệt là do lưới cốt thép bố trí dày hơn và kết cấu các bộ phận tường cánh và tường đỉnh mỏng nên không thể dùng gầu đổ trực tiếp mà phải thông qua ống vòi voi mềm. Ván khuôn lắp theo chiều cao của mỗi khối đổ và mỗi đợt tổ chức đổ liên tục cho hết chiều cao của khối. Trên mặt ngoài của ván khuôn bố trí một số cửa sổ để luồn đầm dùi qua, khi vữa bê tông dâng lên đến nơi thì đóng cửa sổ lại. Trên đà giáo dựng xung quanh ván khuôn phải bố trí các tầng sàn công tác, vị trí của sàn sao cho công nhân có thể với tới các điểm đầm bê tông và đứng tháo các đầu bulông giằng.

Bê tông được bảo dưỡng bằng phun tưới nước theo chế độ, 7 ngày đầu cứ sau 3 tiếng tưới một lần, ban đêm tưới ít nhất một lần.

Tiến hành bóc dỡ ván khuôn khi bê tông đạt cường độ 5MPa và được chuyển lên ghép khối phía trên. 9.1.3- Thi công mố chữ T.

Mố chữ T thuộc dạng mố nặng được sử dụng trong cầu đường sắt. Cả kết cấu thân mố là khối bê tông đặc chịu lực nén là chính, lưới cốt thép bố trí xung quanh thân mố chỉ có tác dụng chống nứt do co ngót của bê tông. Thân mố chia thành hai phần, ở phía trước đỡ xà mũ là một khối tường chữ nhật dày, ở phía sau thân mố có cấu tạo phức tạp hơn. Nửa dưới của thân mố thu hẹp lại so với tường phía trước và có dạng là khối hộp chữ nhật liền khối với tường trước tạo thành hình chữ T trên mặt bằng. Nửa phía trên thân mố mở vát rộng ra để tạo thành máng đựng đá balát và đỡ côngxon của lề người đi, phía trước có tường đỉnh, phía sau có tường chắn ngang, những bộ phận này đều bố trí cốt thép.

321

Hình 9. 9- Cấu tạo mố chữ T và cách phân khối đổ bê tông. 1-bệ móng. 2- thân mố trước. 3- thân mố sau. 4- xà mũ. 5- máng balát. 6-tường

đỉnh. 7- tường chắn sau.

a) Phân chia khối thi công. Do đặc điểm cấu tạo của mố chữ T như nêu ở trên, phải chia mố chữ T thành ít

nhất là ba đợt đổ bê tông với các mối nối ngang : - Khối 1 : từ đỉnh bệ đến đáy xà mũ. - Khối 2 : theo chiều dày xà mũ. - Khối 3 : phần thân mố có máng balát Đối với mố cao khối 1 có thể chia thành nhiều khối nhỏ hơn theo mối nối ngang

hoặc có thể chia khối theo mối nối dọc nếu diện tích mặt cắt ngang thân mố >100m2 và mối nối dọc không được trùng vào đường tiếp giáp giữa thân trước và thân sau.

Khối có máng balát phải tổ chức đổ riêng vì ba lý do: thứ nhất khối này có bố trí cốt thép chịu lực, thứ hai là bê tông của phần này thường được thiết kế với mác cao hơn so với thân mố và thứ ba nếu kết cấu nhịp bên trên được thi công theo biện pháp lao kéo dọc thì mố cầu chỉ đổ bê tông đến cao độ xà mũ, khối balát sẽ thi công sau khi đã lao dầm chủ lên nhịp. Không được tách đổ riêng từng phần của chữ T sẽ gây nên hiện tượng nứt mố. b) Lắp dựng ván khuôn mố chữ T.

Ván khuôn đổ bê tông thân mố đợt một có cấu tạo đơn giản, cần quây kín bốn mặt và hai cạnh giật cấp thu nhỏ thân mố phía sau, có thể ghép phần lớn bằng các tấm ván kích thước tiêu chuẩn. Để cố định các mặt ván khi khoảng cách giữa hai mặt đối diện không rộng quá 2,0m, ví dụ giữa mặt trước thân mố và tường ngang giật cấp thì dùng các bulông giằng, còn khi hai mặt ván cách xa nhau nên dùng các thanh neo, một đầu móc vào các vòng neo chôn sẵn trên mặt bê tông đẫ đổ đợt trước một đầu xuyên qua ván dùng đai ốc xiết ép vào các thanh nẹp ngoài cùng của khuôn. Thanh giằng đồng thời kết hợp với các thanh chống xiên tựa xuống bề mặt bê tông tạo nên hệ giằng vừa chống được áp lực ngang vừa giữ được ổn định cho cả hệ thống ván khuôn. Những thanh chống xiên sẽ được lấy đi khi vữa bê tông đã đổ chèn vào bên trong khuôn còn các thanh giằng để lại trong bê tông sau khi đã cắt cụt các đầu nhô ra khỏi bề mặt kết cấu.

322

Hình 9. 10- Biện pháp ghép ván khuôn thân mố chữ T. a) Khi đổ bê tông khối đỉnh bệ. b) khi đổ bê tông các khối tiếp theo của thân mố. c) ghép ván khuôn nối tiếp với bê tông khối dưới. 1- các tấm ván tiêu chuẩn. 2- các tấm ván phi tiêu chuẩn. 3-nẹp ngang của khuôn. 4- nẹp đứng của khuôn. 5- thanh neo một đầu móc một đầu có ren. 6- vòng neo chôn sẵn. 7- thanh chống xiên. 8-bê tông khối dưới. 9- đầu thanh neo khối dưới. 10-ván khuôn đáy của phần vát phía sau thân mố. 11- đà giáo bằng YốKM đỡ ván khuôn. 12- bulông giằng.

Khi đổ bê tông các khối trên, tháo ván khuôn của tầng dưới lắp lên, chân của các

tấm ván được giữ bằng hàng các đầu thanh neo chôn vào bê tông khối dưới đầu ván neo vào bê tông khối dưới bằng các thanh neo móc vào các vòng neo chôn sẵn. Khi lắp nếu tấm ván chỉ có một đầu được giữ bằng bulông neo đầu còn lại hẫng ra phía ngoài thì cần bố trí đà giáo đỡ ở phần đầu hẫng. Đối với phần vát phía sau đuôi mố, khác với mố chữ U, phần vát này là một khối đặc với trọng lượng lớn nên ván đáy phải được tựa trên hệ đà giáo có đủ sức chịu tải.

Ván khuôn của khối balát có cấu tạo phức tạp, phía dưới là một khối hộp chữ nhật ở hai đầu có hai đoạn chìa ra là tường đỉnh và tường chắn ngang sau mố. Ván khuôn tường đỉnh tựa lên xà mũ nên lắp dựng dễ dàng. Tường chắn ngang là loại tường treo một cạnh ngàm vào đuôi mố cạnh trên treo vào máng balát do đó khi lắp dựng ván khuôn của đoạn tường này phải có đà giáo đỡ phía dưới. Ván khuôn của máng balát bao gồm ván khuôn ngoài là ván nghiêng đỡ phần vát và ván đáy của lề người đi.( Hình9.11)

323

Hình 9. 11- Biện pháp lắp dựng ván khuôn máng balát mố chữ T 1-đà giáo YốKM. 2- đà giáo gỗ chống ván khuôn. 3-ván khuôn xà mũ. 4-ván khuôn tường đỉnh. 5-ván khuôn thân sau mố. 6- giằng vào phần bê tông đổ trước. 7-con kê. 8-cốt thép chống vào con kê. 9-ván khuôn máng balát. 10- ván khuôn công xon lề người đi. 11- lưới cốt thép tường đỉnh ( chỉ để minh họa).

Tổ chức đổ bê tông mố chữ T tương tự như đối với mố nặng chữ U, phần thân mố

là bê tông toàn khối cần chú ý đảm bảo kỹ thuật khi đổ bê tông khối lớn. 9.1.4- Thi công các dạng mố vùi.

Mố vùi là dạng mố có nón mố đắp xiên ra phía trước, ngập cao gần đến hoặc đến xà mũ, vùi một phần lớn thân mố trong nền đắp.

Trong nhóm mố vùi có ba dạng mố đặc trưng là mố vùi thân đặc, mố vùi thân tường và mố cọc chân dê.

Trong thi công cần xét đến đặc điểm của mố vùi là tường cánh dọc ngắn chỉ liên kết với xà mũ do vậy tường cánh và xà mũ được tổ chức đổ bê tông cùng trong một đợt. 9. 1. 4. 1-Thi công mố vùi thân đặc. a) Phân chia khối thi công.

Thân mố được phân đốt dựa vào chiều cao, hình dạng và cao độ của nền đắp nón mố. Nếu chiều cao của thân mố lớn cần phải tổ chức nhiều đợt đổ bê tông, chiều cao mỗi đốt phụ thuộc vào khả năng sử dụng ván khuôn, năng suất cung cấp vữa bê tông. Khi các yếu tố trên không ảnh hưởng đến việc phân chia đốt, tức là năng lực cung cấp vữa bê tông và lượng ván khuôn có thể đảm bảo cho việc đổ bê tông liên tục cho đến hết chiều cao thân mố thì căn cứ chia đốt là vị trí thay đổi cấu tạo của thân mố để tạo điều kiện thuận lợi cho việc ghép ván khuôn. Nếu đất đắp nón mố thấp, tường cánh cắm sâu xuống phía dưới thân mố thì tổ chức đổ bê tông tường cánh riêng so với tường đỉnh ; trường hợp nền đắp nón mố dâng cao (do cao độ MNCN quyết định) và tường cánh mố ngắn, chủ yếu chỉ liên kết với tường đỉnh thì nên tổ chức đổ bê tông tường cánh với tường đỉnh, khi đổ bê tông xong tường thân tiến hành đắp đất nón mố đến hết cao độ có độ dốc taluy 1:1,5 để tạo mặt bằng thi công. Nên đắp phần đất đắp trước rộng hơn so với thiết kế để dự trù khả năng bào mòn do mưa gió.

324

1

2

4

1

2

3

4

a) b)

33

h

1

2

3

4

c)6

5

Hình 9. 12- Những hình thức phân chia khối thi công mố vùi thân đặc. a) Tách riêng tường cánh. b) Thi công tường cánh cùng với tường đỉnh. c) Thi công tường đỉnh sau khi lao lắp nhịp.

Trong trường hợp do biện pháp thi công chỉ đạo qui định tường đỉnh phải xây sau khi đã lao lắp kết cấu nhịp, khi đó tường cánh phải được thiết kế sao cho có chiều dài liên kết với tường thân đủ lớn để chịu được tải trọng bản thân sau khi dỡ ván khuôn và được đổ bê tông hết phần có vát phía đuôi, sau đó đắp đất nón mố để phục vụ thi công kết cấu nhịp. Tường đỉnh và một phần tường cánh ( chiều cao 1,0m), để cốt thép chờ và đổ bê tông sau khi đã kết thúc phần thi công nhịp. b) Ghép ván khuôn cho mố vùi thân đặc cần chú ý những vị trí thay đổi cấu tạo đồng thời cũng là mối nối thi công, ở đây mặt bê tông bị gãy khúc do đó trong phần bê tông đổ trước ở phía dưới phải chôn sẵn chi tiết tạo thành mặt bằng để đỡ các hàng ván trên vì không sử dụng đầu các thanh bu lông giằng để liên kết chân ván như đối với mặt tường thẳng. Đối với tường cánh mố nếu gặp trường hợp mố cao có thể sử dụng ván khuôn dựng trên đà giáo treo, một đầu dầm đỡ tựa lên chi tiết chôn sẵn trong thân trụ, một đầu đỡ bằng kết cấu hệ treo. Các tăng đơ 1 neo một đầu vào các chi tiết chôn sẵn trong tường đỉnh và bố trí dọc theo chiều dài tường đỉnh phía bên trong lòng mố. Ván đáy 5 tựa trên dầm đặt nghiêng. Hai bên ván đứng có thể tựa lên ván đáy hoặc nếu dùng các tấm ván đơn tiêu chuẩn thì đặt tựa lên sàn công tác gác trên dầm ngang 3. Trong cấu tạo của đà giáo cần lưu ý mở rộng ra các phía bên ngoài để tạo mặt bằng thi công đủ rộng đảm bảo an toàn lao động trong điều kiện làm việc trên cao.

Tổ chức đổ bê tông phần thân mố sử dụng hình thức cung cấp vữa bằng máy bơm cố định, ống bơm dựa theo đà giáo để dẫn lên cao. Khi đổ bê tông tường đỉnh và tường cánh cung cấp bằng thùng chứa- cần cẩu. 9. 1. 4. 2- Thi công mố vùi thân tường.

Mố vùi thân tường là mố BTCT, thân mố là các tấm tường xếp thành một hàng theo phương ngang cầu, chiều dày tường 40÷50cm và thường đặt ở vị trí thẳng dưới

1

23

4

5

6

Hình 9. 13-Đà giáo treo dùng cho lắp dựng ván khuôn tường cánh. 1- tăng đơ neo. 2- chi tiết chôn sẵn. 3- dầm ngang. 4- thanh đỡ ván đáy. 5- ván khuôn đáy. 6- vị trí lắp dựng ván đứng.

325

các điểm kê dầm trên xà mũ. Tường cánh dọc liên kết hoàn toàn với mũ mố. Để giảm chiều dài của đất đắp nhô ra phía dòng chảy người ta bố trí phía trên đỉnh các tường một khoảng tường ngăn nối liền các tường thân mố để chắn đất ở phía trước gọi là tường yếm. Trong trường hợp nội lực trong các tường không lớn thì tường thân được cấu tạo thành các cột tiết diện chữ nhật. a) Phân chia khối đổ bê tông.

Do những đặc điểm cấu tạo như trên thi công mố chia làm hai giai đoạn: thi công các tường thân và thi công mũ và cánh mố.

1

2

3

12

3

1 2

3

41 1

Hình 9. 14- Phân khối thi công mố vùi tường. 1- Lớp bê tông lót đáy.

Từng tấm tường đổ bê tông một đợt cho hết chiều cao, có thể đổ lần lượt từng tấm hoặc từng nhóm. Phần mũ mố có hai cách phân chia khối thi công. Trường hợp đất đắp ta luy thấp hơn đáy xà mũ, đắp đất sau khi thi công xong xà mũ, xà mũ và tường cánh đổ bê tông riêng thành hai đợt. Trường hợp nón mố đắp ngập đáy xà mũ, sau khi thi công xong các tường thân tổ chức đắp đất nón mố đến cao độ gần sát đáy xà mũ, đổ lớp bê tông lót đáy và thi công mũ mố trên nền đất mới đắp. Nếu tường cánh có phần vát nối với đáy xà mũ thì đổ bê tông tường cánh cùng với xà mũ còn nếu phần vát nối với mặt trên của xà mũ tường cánh có thể đổ bê sau. b) Lắp dựng ván khuôn tường mố.

Theo tỉ lệ giữa chiều dày và chiều cao, kết cấu tường thân mố thuộc loại tường mỏng, ván khuôn của tường được ghép bằng các tấm ván đơn tiêu chuẩn để tạo thành các mặt phẳng theo cạnh lớn, theo các cạnh nhỏ dùng các tấm ván phi tiêu chuẩn ghép tại chỗ. Hai cạnh lớn đối diện giằng với nhau bằng các thanh thép ∅14 tiện ren hai đầu và xuyên qua ống nhựa cứng đường kính d=18mm cắt dài đúng bằng chiều dày của tường để thay cho thanh văng chống bên trong.

Khi dựng ván khuôn cho tấm đầu tiên ván khuôn được chống giữ bằng văng chống hoặc đà giáo YốKM, còn khi lắp dựng ván khuôn cho những tấm tiếp theo có thể sử dụng những tấm đã đúc ở bên cạnh để giữ ổn định.

326

1

1

2

2 23

3

4

45

5

6

7

89 10

11

12

13

14

a)

c)

b)

Hình 9. 15- Lắp dựng ván khuôn các tấm thân tường. a) lắp dựng cho tấm đầu tiên bằng vắn khuôn thép. b) lắp ván khuôn từng nhóm tiếp theo. c) biện pháp liên kết hai mặt ván khuôn với nhau.

1- các tấm ván tiêu chuẩn. 2-nẹp ngang. 3- nẹp đứng. 4- bu lông giằng. 5-ống nhựa làm văng chống trong. 6- tăng đơ chống ngoài. 7- tấm tường đúc trước. 8-ván khuôn thành. 9- văng chống vào tấm tường đã đúc. 10- chống và giằng giữa hai khuôn. 11- thanh chống xiên. 12- dàn giáo xây dựng. 13- cửa sổ vệ sinh khuôn. 14- cửa sổ đầm và kiểm tra vữa.

Lắp dựng khung cốt thép trước, các thanh cốt thép đứng có thể dựng trước vào

khung cốt thép của bệ móng và để chờ sẵn từ bệ móng lên. Nếu việc dựng trước cốt thép đứng gây ảnh hưởng đến mặt bằng thi công thì chỉ để chờ một đoạn cốt thép có chiều dài bằng chiều dài qui định nối thép. Sau khi buộc xong khung cốt thép mới lắp vắn khuôn. Do bề dày tường nhỏ không thể đưa người vào trong khuôn để làm công tác vệ sinh cho nên cần bố trí một số cửa sổ ở phía dưới chân ván thành để lấy những rác thải hay những vật rơi vào trong khuôn. Trên mặt ván thành cũng mở một số cửa sổ khác để kiểm tra vữa bê tông và thả đầm dùi đầm phần bê tông đổ phía dưới. Các cửa sổ được đóng lại khi bê tông đổ đến vị trí cửa.

Đổ bê tông các tấm tường phải sử dụng ống vòi voi mềm bằng vải cao su hoặc dùng vòi bơm của xe bơm bê tông hạ sâu vào trong khuôn để rải vữa.

Đầm bê tông chủ yếu bằng các đầm gắn lên hệ khung của ván thành, kết hợp với việc đầm dùi qua các cửa sổ mở ra ở hai bên thành ván.

Trường hợp đắp đất nón mố sau ván khuôn đổ bê tông xà mũ mố được dựng trên hệ đã giáo có xà kẹp lắp vào đỉnh các tấm tường. Hệ đà giáo gồm các thanh dầm xà kẹp bắt chặt vào các đỉnh tường nhờ những đoạn thanh Maccaloy xuyên qua lỗ chừa sẵn trong tường. Những dầm kẹp này là các điểm kê để gác hệ dầm của đà giáo và lát ván. Để có thể dỡ ván đáy các thanh dầm dọc được kê lên dầm xà kẹp bằng những con nêm.

Trường hợp mố chỉ có hai tấm tường cách xa nhau, nếu sử dụng xà kẹp thì dầm dọc của đà giáo sẽ có độ hẫng lớn do vậy phải dùng các trụ tạm để đỡ các dầm dọc.

Ván khuôn của tường cách lắp trên hệ đà giáo treo tương tự như kết cấu giới thiệu trong hình 9. 13.

Trong trường hợp đổ bê tông tường thân kết hợp với đắp đất nón mố, xà mũ và tường cánh của mố thi công trên lớp bê tông đệm móng dày 10cm, mác M200. Bề mặt bê tông được láng phẳng để làm ván đáy. Ván khuôn thành dựng trên nền bê tông và

327

dùng văng chống, chống xiên xuống mặt nền đắp để giữ ổn định cho khuôn.

1 2

3

12

A

A

A-A

3B

B

B - B

5

a) b)

4

3

Hình 9. 16- Đà giáo lắp dựng ván khuôn đổ bê tông mũ mố vùi tường. a) Trường hợp có nhiều tường. b) trường hợp chỉ có hai tường. 1- thanh Maccaloy. 2- dầm kẹp. 3- dầm dọc của hệ đà giáo. 4- dầm ngang của đà giáo. 5- trụ tạm bằng kết cấu YốKM hoặc MốK.

9. 2- THI CÔNG ĐÚC TẠI CHỖ TRỤ CẦU DẦM . 9.2.1-Lắp dựng khung cốt thép thân trụ.

Cốt thép thân trụ lắp dựng từng thanh hoặc chế tạo thành từng đoạn khung cốt thép rồi dùng cần cẩu đặt vào và hàn nối với cốt thép chờ.

Cốt thép chờ chôn sẵn vào trong bệ móng. Các đoạn cốt thép chờ được dựng cùng với khung cốt thép của bệ móng, đường kính của thanh cốt thép chờ phải bằng đường kính của thanh thép nối với nó. Chiều sâu ngàm của các thanh cốt thép chờ vào bệ móng và chiều dài phần để chờ lên như phần lắp dựng cốt thép thân mố.

Khi thân trụ cao phải chia thành nhiều đợt đổ bê tông thì khung cốt thép cũng chia thành nhiều đốt và lắp dựng dần theo quá trình đổ bê tông thân trụ. Các thanh cốt thép nhô lên khỏi bề mặt mối nối bê tông để chờ nối phải đảm bảo chiều dài nối thép theo qui định của thiết kế, chiều dài này bằng bình phương đường kính của thanh cốt thép. Nếu vị trí mối nối nằm trong khu vực trụ làm việc chịu kéo thì các mối nối cạnh nhau phải bố trí so le nhau một khoảng là 750mm .

Đặc biệt lưu ý biện pháp nối cốt thép tại vị trí thân trụ có kích thước thay đổi. Tại đây thường bố trí mạch dừng đổ bê tông và để cốt thép chờ. Thanh cốt thép đứng của đốt dưới thân trụ không được uốn theo hình dạng bên ngoài thân trụ mà uốn một góc theo mặt vát của đoạn vuốt chuyển tiếp rồi để đầu ngàm vào trong bê tông của đốt trên đồng thời các thanh đứng của cốt thép đốt trên ngàm sâu xuống phần bê tông của đốt dưới. Hai thanh cốt thép này có thể nối giao nhau mà không nối chồng vào nhau.

Hình 9.17- Nối cốt thép của thân trụ hai đốt. 1- Mạch dừng đổ bê tông . 2- cốt thép chờ . 3- thanh định vị một đầu cốt thép chờ.

328

Mạch dừng đổ bê tông bố trí tại vị trí kết thúc của đoạn vuốt chuyển tiếp. Trên mặt bê tông có hai loại cốt thép chờ lên một là phần ngàm của cốt thép đứng đốt dưới có uốn móc ở đầu và một là các đoạn cốt thép chờ nối của cốt thép đốt trên. Chiều dài các đầu ngàm và các đầu chờ nối theo chỉ dẫn của thiết kế. Khi lắp dựng khung cốt thép đốt dưới phải dựng ngay các thanh cốt thép chờ của đốt trên. Các đoạn cốt thép chờ cố định vào khung cốt thép bằng hai điểm là vị trí giao cắt với đoạn uốn của thanh đứng đốt dưới và thanh cốt thép gá lắp thêm vào để định vị ( Hình 9.17).

Đoạn khung cốt thép lắp dựng ở ngoài trên bộ gá cố định để đảm bảo đúng kích thước khi nối ghép với các thanh cốt thép chờ sẵn trong bê tông đã đúc. Trên khung cốt thép phải bổ sung những cốt thép cấu tạo tăng cứng cho khung đảm bảo không bị xô lệch trong quá trình vận chuyển và cẩu lắp. 9. 2.2-Cấu tạo ván khuôn trụ cầu dầm.

Cấu tạo thân trụ cầu dầm có hai dạng phổ biến là thân đặc và thân cột. Thân trụ đặc có tiết diện là hình chữ nhật, hai đầu vuốt tròn hoặc tạo vát để giảm áp lực thủy động và va xô do vậy có thể áp dụng biện pháp định hình hóa kết cấu ván khuôn dùng cho thân trụ. Ván khuôn cho thân trụ đặc đầu tròn được ghép từ ba loại ván : ván phẳng tiêu chuẩn, ván phẳng phi tiêu chuẩn và các tấm ván mặt cong. Hai mặt phẳng bên của thân trụ ghép từ các ván tiêu chuẩn, phần khe hở còn thừa lại sẽ được ghép bằng tấm ván phi tiêu chuẩn có kích thước đo tại chỗ. Hai mặt phẳng đối diện nhau được định hình bằng các thanh nẹp ngang bên trong và nẹp đứng bên ngoài rồi giằng lại với nhau bởi các thanh có tiện ren hai đầu và chống văng vào hai bên thành. Hai đầu tròn mỗi bên ghép bằng hai hoặc ba tấm ván cong, các thanh ván đai của các tấm cong này nối lại với nhau và neo vào hai đầu nẹp ngang của hai cạnh phẳng bằng bu lông trái chiều lắp vào mấu thép góc. Nếu là hai đầu vát thì dùng các tấm ván phẳng tiêu chuẩn ghép theo chiều vát của đầu trụ, phần thừa ra của tấm ván để quay về phía đầu trụ. Cạnh bằng của đầu trụ dùng tấm ván phi tiêu chuẩn.

Hình 9. 18 – Cấu tạo ván khuôn gỗ trụ thân đặc. a) Mặt đứng của ván khuôn thân trụ. b) Ván khuôn đầu tròn của trụ. c) Cách ghép ván khuôn đầu vát. d) Cấu tạo tấm ván đơn tiêu chuẩn. 1-tấm ván tiêu chuẩn. 2- tấm ván phi tiêu chuẩn 3- ván cong đầu trụ tròn. 4- bulông giằng. 5- liên kết mặt phẳng và mặt cong của khuôn. 6- hệ nẹp của khuôn.

329

Ván khuôn của thân cột cấu tạo đơn giản hơn thân đặc vì không phải ghép mặt

phẳng với mặt cong. Các tấm ván đơn để ghép khuôn đều là những tấm phi tiêu chuẩn. Đối với cột tròn, chu vi khuôn chia thành bốn hoặc sáu cung tròn, mỗi cung chế tạo một tấm ván cong sau đó ghép lại bằng vành đai thép. Đối với cột hình lăng trụ (trừ cột hình chữ nhật) ván khuôn cột đa giác đều cạnh ghép từ các tấm ván đơn chế sẵn, mỗi tấm ván gồm hai cạnh ghép lại với nhau thành hình lòng máng. 9. 2. 3- Đà giáo dùng cho thi công thân trụ

Cấu tạo của ván khuôn đảm bảo cho nó chịu được áp lực vữa bê tông khi đầm, nhưng khi chưa đổ bê tông cả khối kết cấu đó không thể tự đứng vững do các tác động từ phía bên ngoài như áp lực gió, tải trong do va quệt của các thiết bị thi công. Vì vậy cần có hệ thống kết cấu chịu lực bao bên ngoài giữ ổn định cho ván khuôn không bị nghiêng lệch làm thay đổi hình dạng. Ngoài ra hệ thống đà giáo còn làm chức năng là giàn giáo phục vụ thi công trên cao. Đà giáo và ván khuôn là những kết cấu luôn đi kèm với nhau trong thi công. Tuy nhiên có thể có đà giáo mà không có ván khuôn nhưng không thể có ván khuôn mà không có đà giáo hỗ trợ.

Hình 9. 19- Biện pháp chống ván khuôn bằng các thanh chống xiên. a) Thanh chống xiên có tăng đơ. b) Thanh chống bằng gỗ cây. 1- tăng đơ. 2-nẹp đứng của khuôn. 3- nẹp ngang của khuôn. 4- cây chống. 5- con bọ chặn đầu chống. 6- đinh hãm. 7-nêm chèn chân chống. 8- cọc ghim. 9- giáo xây dựng

Đối với các kết cấu ở trên cạn ( mố hoặc trụ) nếu chiều cao không vượt quá 4m thì

có thể dùng các thanh chống xiên chống theo các hướng của đà giáo. Đầu thanh chống tựa vào nẹp ngang hoặc nẹp đứng của khuôn và có “con bọ” đóng chặn không cho đầu chống bị trượt. Chân của thanh chống đạp xuống mặt nền được kê chắc đảm bảo không bị lún, phía sau có đóng cọc ghim chống trượt. Trường hợp chống xiên ván khuôn trong hố móng đào trần thì cho chân chống tựa vuông góc với mặt ta luy. Cùng trong một mặt phẳng ván có nhiều thanh chống và cùng chống theo một hàng. Phải đảm bảo cho các thanh chống đều làm việc và các hàng thanh chống ở các phía đẩy lên khuôn một lực tương đương nhau. Để đáp ứng yêu cầu này người ta sử dụng các con nêm một mảnh

330

kết hợp với kê đệm, hoặc nếu sử dụng bộ ván khuôn thép tiêu chuẩn thì dùng các thanh chống tăng đơ. Để tạo mặt bằng thi công trong trường hợp sử dụng thanh chống thay cho đà giáo người ta dùng bộ giàn giáo xây dựng để lắp.

Đối với các trụ cao hoặc ở những vị trí bị ngập nước đà giáo phải là một kết cấu không gian độc lập, đủ ổn định để ván khuôn trụ tựa vào đà giáo. Khung chịu lực của đà giáo là thép hình đóng chắc vào đất nền làm cột hoặc chống tựa vào bệ móng, phía trên có các tầng giằng ngang, cao độ mỗi tầng giằng tương ứng với vị trí sàn công tác của mỗi đợt đổ bê tông. Sàn công tác được lát ván và bố trí cầu thang lên xuống đồng thời chú ý các kết cấu phòng hộ cho điều kiện làm việc ở trên cao. Chiều cao của đà giáo ấn định ngay từ đầu theo chiều cao của trụ, thi công đến đâu lắp sàn công tác đến đấy, trường hợp cọc thép sau khi đóng không đủ chiều dài thì nối cọc để lắp dựng tầng trên. Các thanh giằng chéo theo hai hướng để đảm bảo cho kết cấu không biến hình. Liên kết giữa các thanh giằng và cột chống bằng hàn vì vị trí liên kết tại mỗi cột chống phụ thuộc vào chiều sâu đóng nên khó xác định ngay từ đầu.

Hình 9. 20- Cấu tạo đà giáo thi công trụ cầu dầm.

a) Đà giáo đóng cọc thép. b) Đà giáo dùng kết cấu YốKM. 1- cột chống. 2-giằng dọc và giằng ngang. 3-giằng chéo. 4- sàn công tác. 5- ván khuôn. 6-vòng vây cọc ván thép.

331

Khung đà giáo còn làm nhiệm vụ đỡ cho ván khuôn của xà mũ. Dạng cấu tạo phổ biến và kinh tế là sử dụng các kết cấu vạn năng loại YốKM hoặc

Bailey, các kết cấu này có kích thước định hình được lắp dựng trên sàn đạo đóng trước làm móng hoặc tựa trên hệ cọc ván của vòng vây. Kết cấu lắp thành giàn không gian vây quanh lấy ván khuôn trụ hoặc cặp ở hai bên mặt trụ rồi dùng các thanh dầm thép giằng với nhau. Đà giáo dựng cách mặt ngoài ván khuôn một khoảng đủ để thực hiện các thao tác lắp dựng, tháo dỡ ván và dùng các thanh ngắn để chống vào hệ nẹp của khuôn. Dựng đà giáo trước, dùng đà giáo để dựng khung cốt thép và lắp ván khuôn. + Sử dụng ván khuôn di chuyển luân lưu.

Khi đổ bê tông thân trụ có chiều cao tương đối lớn, tiết diện thân trụ không thay đổi, việc xây dựng đà giáo gặp khó khăn có thể khắc phục bằng biện pháp sử dụng bộ ván khuôn thép luân chuyển để đổ bê tông cho từng đốt trụ, đổ bê tông xong đốt dưới ván khuôn được dỡ ra và kéo lên lắp cho đốt trên gọi là bộ ván khuôn di chuyển luân lưu.

Hình 9. 21- Cấu tạo ván khuôn di chuyển luân lưu dùng đổ bê tông trụ cao không cần đà giáo. I- Thứ tự đổ bê tông đốt 1. II,III- Thứ tự đổ bê tông các đốt tiếp theo. 1-ván khuôn. 2-bulông giằng. 3-móc neo. 4-mỏ chìa. 5-thanh giằng neo. 6- văng chống.

Đúc đốt đầu tiên trên bệ, do chiều cao thấp nên dùng thanh chống có tăng đơ để

chống xiên xuống mặt đất, trên mặt bê tông của đốt đúc chôn một số móc neo. Khi bê

332

tông đốt này đạt cường độ 5MPa thì bóc dỡ các tấm ván và dùng cần cẩu kéo lên lắp cho đốt trên. Chân các tấm ván ép chặt vào mặt bê tông đốt dưới nhờ các thanh bu lông giằng nằm trong tầng trên của bê tông, các thanh này được thiết kế riêng với các hàng giằng khác để có thể chịu cắt do trọng lượng của ván khuôn và tải trọng thi công, không kể đến ma sát của mặt ván với mặt bê tông đã đổ. Đầu trên của các tấm ván giằng với nhau theo hướng đối diện và neo vào đốt bê tông bằng các thanh giằng chéo. Một đầu thanh giằng móc vào mấu neo đã chôn sẵn và đầu trên có bulông lắp vào mỏ chìa lắp thêm vào cạnh ván khuôn.

Tiếp tục luân chuyển như trên cho đến khi đổ bê tông hết chiều cao của thân trụ mà không cần đà giáo. Việc di chuyển các tấm ván thực hiện bằng cần cẩu. Liên lạc giữa tầng trên và mặt đất bằng hệ thống thang thép lắp vào các đầu bulông giằng còn để lại trên mặt bê tông. Biện pháp sử dụng ván khuôn luân lưu có ưu điểm là giảm được chi phí đà giáo và ván khuôn nhưng có nhược điểm là đổ bê tông quá nhiều đợt do đó tiến độ thi công kéo dài. Nếu phải đổ bê tông các trụ cao người ta không dùng ván khuôn dạng này mà thay thế bằng ván khuôn leo hoặc ván khuôn trượt. 9.2.4- Đà giáo và ván khuôn xà mũ trụ.

Thi công xà mũ sau khi đã đổ bê tông thân trụ, trong thân trụ để cốt thép chờ liên kết với xà mũ. Khi đổ bê tông xà mũ phải cấu tạo ván khuôn đáy, đối với trụ thân đặc xà mũ chỉ mở rộng hơn so với thân trụ mỗi phía 10cm còn đối với trụ thân hẹp và trụ thân cột, phần ván khuôn đáy của xà mũ chiếm diện tích lớn, điều này tương ứng với việc phải xây dựng hệ thống đà giáo đủ khả năng chịu được trọng lượng của xà mũ và các tải trọng thi công khác.

+ Trường hợp trụ thấp : Sử dụng hệ đà giáo của thân trụ để làm trụ tạm, dùng một số dầm gác lên đỉnh các trụ tạm theo hướng chiều dài xà mũ. Dưới các điểm kê giữa dầm dọc và đỉnh trụ tạm đặt các nêm gỗ để hạ đà giáo, rải các xà ngang lên trên dầm dọc và lát ván đáy lên trên xà ngang. Cấu tạo của đà giáo xem hình 9. 16b.

+ Trường hợp trụ cao: Sử dụng kết cấu đà giáo mở rộng trụ. Khi đổ bê tông thân trụ tạo sẵn một số lỗ để lắp thanh cường độ cao liên kết các thanh của kết cấu đà giáo mở rộng trụ.

Đối với phần công xon của xà mũ thường tạo vát nhằm giảm dần chiều cao về phía đầu hẫng. Để tạo mặt dốc theo chiều vát này cho ván đáy người ta dùng các thanh dầm đặt nghiêng theo độ vát của mặt đáy sau đó trên mặt dầm mới đặt hệ xà ngang và ghép ván khuôn.

333

Hình 9. 22- Ghép ván khuôn công xon xà mũ trụ thân hẹp.

1- đà giáo YốKM. 2-dầm dọc. 3-ván khuôn đáy. 4- cốt thép xà mũ. 5- phần thân trụ ngập vào xà mũ.

Khung cốt thép của xà mũ lắp dựng trên mặt ván đáy, dựng khung cốt thép chủ trước bằng hàn chấm và dùng một số thanh cấu tạo để cố định khung sau đó lắp các cốt thép đai. Khi hàn chú ý chống cháy nếu sử dụng ván khuôn gỗ làm ván đáy.

Sau khi dựng xong khung cốt thép lắp các mặt ván khuôn thành bên. Chiều cao của ván khuôn thành bằng mặt trên của xà mũ. Hai mặt phẳng của cạnh dài đối diện được giằng lại với nhau bằng bulông, bên ngoài ván khuôn có các văng chống xiên chống xuống mặt sàn công tác để giữ ổn định.

Ở vị trí tiếp giáp giữa ván đáy với đầu trụ hoặc đầu cột tròn tấm ván đáy phải cắt khoanh tròn ôm kín lấy đầu trụ, nếu không kín phải dùng giấy vỏ bao ximăng chèn chặt, bên trên dùng vữa hoặc đất dẻo miết phẳng. Để giáp mối giữa bê tông xà mũ và thân trụ được tốt, bê tông đỉnh trụ phải để ngập vào trong đáy của xà mũ 5cm và cốt thép dưới của xà mũ đặt ngay trên đỉnh trụ. 9.2.5- Tổ chức đổ bê tông trụ cầu.

Có thể tổ chức đổ bê tông liên tục trong một đợt cho hết chiều cao thân trụ hoặc chia thành nhiều đốt và đổ thành nhiều đợt, tuỳ theo chiều cao thân trụ và cấu tạo của ván khuôn. Trong mỗi đợt đổ bê tông phải tổ chức thi công liên tục vì vậy còn phải căn cứ vào năng suất của phương tiện cung cấp vữa.

Tiến hành thi công xà mũ trụ sau khi đã bóc dỡ ván khuôn thân trụ. Cốt thép thân trụ có thể dựng đủ chiều dài định hình của thanh vào khung cốt thép

của bệ trụ và để chờ cho đến khi đổ bê tông thân trụ tới thì nối dài tiếp cho đến hết chiều dài cấu tạo, hoặc chỉ để chờ từ bệ trụ lên một đoạn ngắn đủ chiều dài qui định nối thép, sau đó mỗi một đợt đổ bê tông thì nối cốt thép của đốt đó.

Khung cốt thép dựng tại chỗ bằng cách đặt từng thanh nếu thanh cốt thép đứng để dài suốt, sau đó đổ bê tông đến đâu thì buộc cốt đai đến đấy.

Nếu chiều dài cốt thép đứng chia theo từng đốt thì khung cốt thép của từng đốt nên lắp dựng sẵn ở bên ngoài rồi dùng cần cẩu đưa vào nối với các cốt thép chờ để đẩy nhanh tiến độ thi công.

Dựng khung cốt thép trước tiếp theo lắp đà giáo và sau cùng là ghép ván khuôn. Bề mặt ván khuôn quét lớp chống dính bám. Xung quanh khung cốt thép buộc

nhiều các con đệm bằng vữa xi măng mác cao để khống chế chiều dày bảo vệ cốt thép. Xung quanh văn khuôn bố trí các cửa sổ vệ sinh và của sổ kiểm tra vữa một cách

hợp lý. Ngoài biện pháp dùng xe bơm bê tông có sẵn ống vòi voi của máy đưa sâu vào

trong ván khuôn để rải vữa, các biện pháp cấp vữa khác đều phải có ống vòi voi để rải vữa đảm bảo chiều cao vữa rơi từ miệng ống đến mặt bê tông không vượt quá 1,5m.

Đối với những trụ ở trên cạn có thể tổ chức đổ bê tông bằng thùng chứa – cần cẩu hoặc xe bơm bê tông chuyên dụng.

Đối với những trụ nằm trong khu vực ngập nước nên tổ chức cấp vữa bằng máy bơm, có thể dẫn ống bơm lên tận sàn công tác trên miệng ván khuôn, trút rải vữa thông qua phễu chứa và ống vòi voi, hoặc bơm ra rồi dùng xe bơm chuyển tiếp lên trên cao.

334

Hình 9. 23- Tổ chức thi công đổ bê tông trụ cầu trong điều kiện ngập nước. a) đổ bê

tông bằng xe bơm. b) đổ bê tông bằng cần cẩu. 1- sà lan. 2- chở xe bê tông Mixer ra bằng xà lan nhẹ. 3-xe bơm bê tông. 4- cần cẩu thùng chứa. 5- ống vòi voi chuỗi

Việc tổ chức cấp vữa và rải vữa chủ yếu phụ thuộc vào năng lực thiết bị sẵn có trên công trường. Sử dụng thiết bị nào thì tổ chức mặt bằng thi công phù hợp với thiết bị đó.

Mặt bằng thi công trụ tận dụng của mặt bằng thi công móng và bệ móng chỉ ở đợt đổ bê tông đốt đầu tiên. Sau đó mặt bằng có thể thay đổi do cần phải lấp hố móng tránh việc phải bơm nước không cần thiết hoặc do mức nước thi công dâng lên cao.

Trong điều kiện nước ngập nông, mặt bằng thi công trụ được tổ chức trên sàn đạo, nếu nước ngập sâu thì dùng xà lan ghép lại để tạo mặt bằng nổi tạo chỗ đứng làm việc cho các thiết bị cẩu trục và chứa vật liệu và làm lán tạm.

Cung cấp vật liệu tới chân công trình bằng phương tiện nổi. Riêng vữa bê tông có thể bơm từ bờ ra theo đường ống đặt trên sàn đạo kết hợp với cầu phao nhẹ. Các tiết phao dùng phao đơn và dùng dầm I định hình để làm dầm nối. 9. 3- Thi công mố, trụ lắp ghép.

Mố, trụ lắp ghép và bán lắp ghép trong đó bệ móng và xà mũ đúc tại chỗ, không phải là dạng được sử dụng phổ biến nhưng nếu xây dựng trong những trường hợp sau đây thì sẽ rất phù hợp :

- Cần đẩy nhanh tiến độ thi công, sau khi lắp ghép yêu cầu mố,trụ phải chịu lực ngay để lao lắp kết cấu nhịp.

- Kết cấu có dạng thanh mảnh, khó lắp dựng ván khuôn. - Mặt bằng thi công hạn chế. - Cầu cạn có số lượng lớn các trụ đồng dạng, có thể tổ chức chế tạo hàng loạt. - Có dự ứng lực trong kết cấu trụ. Những đặc điểm của mố, trụ lắp ghép và bán lắp ghép liên quan đến việc lựa chọn

biện pháp thi công gồm : - Cấu kiện có trọng lượng lớn, yêu cầu thiết bị cẩu trục có sức nâng tương ứng. - Cấu kiện đúc sẵn dễ bị nứt gẫy trong khi vận chuyển, cẩu lắp vì vậy cần tuyệt

đối tuân theo những vị trí móc cẩu và kê chèn đã qui định. - Phải thực hiện mối nối ướt với yêu cầu đảm bảo lắp ráp chính xác, liên kết liền

khối giữa bê tông mới và bê tông cũ khắc phục được những ảnh hưởng của co ngót và nhiệt độ.

335

- Do số lượng cấu kiện đúc sẵn lớn cần hạn chế số lượng chủng loại và đảm bảo khả năng có thể lắp lẫn ( tức là khả năng có thể lắp được ở bất cứ vị trí tương tự nào) của kết cấu.

- Cấu kiện đúc sẵn phải có bộ phận hỗ trợ định vị và gá lắp tạm thời, đảm bảo giữ cố định các bộ phận với nhau trước khi mối nối tham gia làm việc. Kết cấu hỗ trợ gá lắp phải đáp ứng yêu cầu tháo tải dễ dàng. 9.3.1- Phân chia kết cấu mố, trụ thành những cấu kiện đúc sẵn.

Việc phân chia cấu kiện cần dựa trên những đặc điểm và yêu cầu thi công đối với mố, trụ lắp ghép vừa nêu trên.

Đối với mố, trụ nặng làm việc chủ yếu theo lực nén dọc các khối lắp ghép được xếp lên nhau và gắn kết bằng mạch vữa mác cao nên còn gọi là các khối xây thì việc phân chia các khối phải đảm bảo thêm yêu cầu là các mạch vữa đứng phải so le nhau giữa các hàng. Ngoài một số khối đặc biệt như đầu trụ, đuôi mố còn lại nên cấu tạo khác khối có kích thước và hình dạng giống nhau là khối hình hộp, trọng lượng mỗi khối đảm bảo phù hợp với sức nâng của cần cẩu ở tầm với xa nhất có thể tiếp cận được đến vị trí thi công. Giữa các khối xây cần đặt chi tiết chống cắt. Các móc cẩu bố trí nằm sâu vào trong hốc để không phải có động tác cắt tẩy chúng đồng thời không làm ảnh hưởng đến kích thước của mạch vữa. Khi thân trụ có kích thước lớn, khối xây có thể cấu tạo dạng hộp rỗng sau mỗi lần ghép các khối của một tầng thì đổ vữa bê tông lấp lòng.

Hình 9. 24- Cách phân chia khối lắp ghép trụ đặc. a) Các khối xây đặc. b) Hố móc cẩu. c) khối đầu tròn. d) Khối hộp rỗng. 1- Bệ trụ đúc liền khối. 2- xà mũ đúc liền khối. 3-thanh chống cắt. 4- lỗ luồn thanh

chống cắt. 5- hố móc neo. 6-khối đầu trụ. 7- khối vỏ trụ. 8- khối đặc lõi trụ. 9-bê tông lấp lòng. A,B,D – kí hiệu khối cấu kiện.

Đối với mố tường, mố chân dê và trụ thân cột kết cấu tường hoặc cột được cấu tạo liền khối suốt chiều cao, chân tường lắp vào rãnh chờ còn chân cột đặt vào hố chờ tạo sẵn trên mặt bệ móng sau đó đổ chèn bê tông mối nối mà không cần nối cốt thép. Trên đỉnh tường hoặc đỉnh cột nhất định phải có cốt thép chờ để liên kết với xà mũ. Mũ mố nên đổ bê tông tại chỗ còn xà mũ trụ có thể lắp ghép và khi cần thiết có thể kéo dự ứng lực theo phương pháp kéo sau để đảm bảo chất lượng mối nối giữa các đốt của xà mũ.

336

Hình 9. 25- Dạng trụ lắp ghép thân cột. 1-bệ móng. 2-bê tông lấp hố chờ. 3-đệm chân cột. 4- vừa lót chân cột. 5- cột lắp ghép. 6- xà mũ lắp ghép. 7- bê tông lấp hố chờ xà mũ. 8- cốt thép chờ đầu cột. 9- cốt thép ƯST kéo sau. 10- mối nối xà mũ. 9. 3. 2- Biện pháp gá lắp các khối mố trụ. a) Biện pháp móc cẩu.

Đối với tấm tường dùng dây hai nhánh móc vào móc cẩu chôn sẵn trên đỉnh tường để treo khi cẩu lắp.

Đối với khối xây phải bố trí ba hoặc bốn móc cẩu đặt trong hố nằm sâu vào trong mặt bê tông ( hình 9. 24b) để đảm bảo giữ thăng bằng khi cẩu lắp và đặt xuống.

Đối với các dạng cột cẩu theo phương thẳng đứng, việc bố trí móc cẩu trên đỉnh cột phức tạp hơn so với kết cấu dạng tường và dạng khối. Có ba cách móc cẩu trên đầu cột: cách thứ nhất là dùng dây cáp số 8 buộc theo kiểu thòng lọng và quàng vào đầu cột, xung quanh đầu cột dùng ván gỗ chèn đệm để không cho dây cáp tì trực tiếp vào bê tông. Cách thứ hai dùng kẹp càng cua, thiết bị này có thể dùng cho cột có trọng lượng dưới 50kN và cách thứ ba là để lỗ xuyên qua thân cột và dùng thanh Maccaloy để lắp tai cẩu rời sau đó dùng đòn gánh để cẩu cột.

Đối với xà mũ phải cẩu nằm ngang, treo vào đòn gánh bằng bốn nhánh dây treo thẳng đứng hoặc với góc xiên nhỏ rồi treo đòn gánh lên móc cẩu bằng dây treo hai nhánh.

337

Hình 9. 26- Biện pháp móc cẩu vào đầu cột và biện pháp dựng cột.

a) Các biịen pháp móc cẩu. b) Dựng quay. c) Dựng quay trượt. 1- dây số 8. 2- maní. 3-đệm gỗ. 4-dây xích hạn vị. 5-tai cẩu. 6- thanh Maccaloy lắp tai cẩu. 7- dây treo. 8-đòn gánh cẩu. 9-lỗ xuyên qua thân cột. 10- tà vẹt kê chân cột. 11- bàn trượt. 12- cọc chặn 13- đệm bao tải dưới chân cột. b) Biện pháp dựng cột và tấm tường.

Cột và tường được vận chuyển đến vị trí lắp ráp ở tư thế nằm ngang, để cẩu đặt vào rãnh chờ hoặc hố chờ, trước tiên phải dựng và cẩu nâng lên theo phương thẳng đứng. Có hai phương pháp cẩu dựng : phương pháp quay quanh một điểm tựa cố định và phương pháp quay trượt. Khi cẩu dựng, cần cẩu tay với đứng xiên góc so với thế nằm của cột, đầu cột hướng về phía xa cần cẩu còn tấm tường nằm dọc theo hướng của cần cẩu.

Phương pháp dựng một điểm tựa là để cấu kiện tì lên trên thanh kê tà vẹt ( hoặc đệm bao tải dày) không được để cấu kiện tựa trên nền đất hoặc sàn cứng, cẩu nâng một đầu lên, vừa nâng móc cẩu vừa quay cần đồng thời phải nâng cần khi điểm móc cẩu tiến dần lại vị trí đứng của cần cẩu để giữ cho dây luôn thẳng đứng.

Phương pháp quay trượt là chân cột cho đặt lên một tấm trượt, bên dưới tấm trượt có con lăn, khi nâng đầu cột, chân cột cùng với tấm trượt con lăn tự động tiến theo hướng thẳng với điểm móc cẩu. Giữa chân cột và tấm trượt phải kê chèn bằng đệm bao tải hoặc tà vẹt gỗ.

Khi cẩu dựng buộc dây thừng vào vị trí móc cẩu để hỗ trợ cho việc điều chỉnh. c) Kỹ thuật gá lắp và thực hiện mối nối ướt.

+ Lắp đặt các khối xây. Mạch vữa giữa các khối xây của trụ đặc lắp ghép có chiều dày không được nhỏ hơn

2cm. Dựng đoạn thanh chống cắt ở hai phía đầu trụ. Bề mặt của khối xây phải được vệ sinh sạch và tưới ẩm, dùng ba miếng thép chiều dày 2cm, kích thước mỗi cạnh 4 cm đặt ở ba điểm cách xa nhau trên mặt bê tông lớp dưới sau đó rải đều một lớp vữa ngập kín các tấm thép đệm. Cẩu đặt chính xác từng khối kê trên các miếng thép đệm. Chỉ được đặt khối xây xuông một lần, sau khi đã đặt xuống thì không cẩu nhấc lên nữa, nếu phải đặt lại thì gạt bỏ lớp vữa đã rải và thay bằng lớp vữa mới. Miết phẳng vữa ở các mạch ngang. Dùng thừng chèn phía ngoài các mạch đứng và rót vữa vào bên trong các khe hở. Nối dài thanh chống cắt bằng liên kết hàn, các đoạn nối đảm bảo đầu thanh lúc nào

338

cũng phải nhô cao hơn mặt bê tông 50cm. Lần lượt xếp chồng các khối xây lên nhau, cứ ba tầng lại phải kiểm tra cao độ ở các góc một lần, nếu bị lệch dùng nêm đóng vào mạch ngang để chỉnh cao độ lên. Gỡ bỏ dây thừng chèn ngoài các mạch đứng và dùng vữa mác cao miết lại mạch.

Đối với các khối hình hộp rỗng tiến hành lắp các khối kết hợp với đổ vữa bê tông lấp lòng bên trong. Các khối kê lên nhau bằng miếng thép đệm dày 2cm và để giữ không cho vữa bê tông lấp lòng chảy ra ngoài phải dùng dây thừng chèn chặt và kín phía ngoài các mạch ngang và mạch đứng. Rót vữa xi măng cát vào khe hở bên trong các mạch đứng .

+ Lắp dựng các tấm tường của mố nhẹ dạng Xlôvinxki. Lắp các tấm tường sau khi đã đổ bê tông hoặc lắp các thanh chống giữa hai bệ

móng. Trên mặt móng để chờ sẵn rãnh hình lòng máng, phải vệ sinh sạch bề mặt và không

để có nước đọng. Dùng hai tấm thép dày 2cm, kích thước 3×3cm đặt ở hai điểm đúng tim rãnh để kê chân tường, cẩu tường theo phương thẳng đứng và đặt vào tim rãnh trên hai miếng kê. Lắp bốn thanh tăng đơ giằng về hai phía tường, chỉnh cho tường đứng thẳng mới bỏ dây treo ra khỏi móc cẩu đỉnh tường. Phía dưới chân tường ở bốn góc dùng bốn thanh nêm bằng gỗ hoặc bằng thép dài 50cm đóng chỉnh cho chân tường đúng tim rãnh và chèn chặt cố định vị trí. Tiến hành tương tự cho các tấm còn lại.

Sau khi đã lắp các tấm mới tiến hành đổ vữa bê tông mối nối chân tường. Trước tiên phải rót vữa xi măng cát chèn kín khe hở giữa mặt rãnh và chân tường sau đó đổ bê tông lấp kín rãnh chờ, đầm bê tông bằng đầm dùi kết hợp với xăm chọc. Sau một ngày dùng búa gõ lỏng các nêm rồi tháo và đổ lấp chân nêm bằng vữa bê tông.

Khe đứng giữa các tấm có cấu tạo là mối nối chốt nên có lõi cốt thép và rót vữa đầy bên trong.

+ Lắp dựng các cột đứng. Cột đứng được dựng trong hố chờ của bệ móng, để cố định đỉnh cột người ta sử

dụng đà giáo dẫn hướng dựng quanh trụ hoặc dùng dây neo có tăng đơ neo giằng ở bốn phía của cột.

Hố chờ có dạng hình chậu bốn cạnh được vệ sinh bề mặt trước khi dựng cột. Tại tim hố chờ đặt miếng đệm thép dày 2cm, kích thước 5×5cm (đối với cột có trọng lượng đến 50kN) để làm điểm tựa quay chỉnh cột. Cẩu dựng cột theo phương thẳng đứng và đặt vào đúng tim hố chờ, chỉnh cho mặt cột song song với các trục ngang và trục dọc của tim cầu, lắp dây neo, thả bốn nêm thép vào bốn mặt của hố chờ và chỉnh cho cột thẳng đứng chỉnh đến đâu cố định bằng dây neo tăng đơ đến đấy, chỉnh theo từng phương một, khi chỉnh để các nêm tự tụt xuống chèn vào chân cột. Khi nào cột đạt vị trí thẳng đứng thì đóng chặt chân nêm và tháo bỏ móc treo vào cần cẩu.

339

Hình 9. 27- Biện pháp lắp dựng cột và xà mũ trụ. a) lắp dựng cột. b) lắp xà mũ.

1- đệm thép. 2- nêm. 3- giằng có tăng đơ. 4-đòn gánh cẩu. 5- đà giáo. 6- xà kẹp lắp đà giáo.

Đổ bê tông hố chờ gồm hai bước : bước một đổ vữa Sikagrout chèn ngập chân cột, bước hai đổ vữa bê tông đầy hố chờ và dùng đầm dùi đầm cho nổi hồ xi măng, hoàn thiện bề mặt tạo dốc chảy ra xung quanh. Sau một ngày thì tháo bỏ nêm và đổ lấp chân nêm. Khi cường độ bê tông đạt 70% so với thiết kế thì tháo bỏ giằng chống và lắp dựng cột bên cạnh, dùng cột đã dựng để làm neo.

Đối với cột nghiêng của mố chân dê, tiến hành dựng hàng cột đứng trước sau đó dựa vào hàng cột đứng đã dựng để cố định tạm thời cho hàng cột nghiêng.

Nếu cả hai hàng cột nghiêng vào nhau phải dựng đà giáo để đỡ tạm các hàng cột. + Lắp các khối xà mũ.

Các khối của xà mũ được đặt gá trên đà giáo trước khi đổ bê tông chèn mối nối. Đối với các cột tròn, đà giáo dựng trên các trụ tạm bằng kết cấu MốK hoặc YốKM. Đối với cột dạng chữ nhật hoặc lục lăng đà giáo dựng trên kết cấu xà kẹp, kẹp vào các đầu cột đã dựng. Ngay phía dưới đáy xà mũ ở xung quanh thân cột phải dùng ván ghép sát vào mặt cột hoặc có thể dùng dây thừng chèn chặt và kín để vữa bê tông mối nối không bị chảy ra ngoài. Sau khi bê tông mối nối ninh kết thì bóc dỡ vật liều chèn và miết phẳng bằng vữa xi măng. Nếu xà mũ cắt thành các đốt thì mối nối giữa các đốt phải được kéo dự ứng lực.

9. 4- THI CÔNG ĐÁ KÊ GỐI.

Đá kê gối có cấp bê tông cao hơn bê tông của xà mũ và được tăng cường các lưới thép chịu lực cục bộ với mật độ dày. Vị trí của các đá kê phải đảm bảo chính xác. Do vậy đá kê được thi công sau khi đã hoàn thành thi công tất cả mố và trụ.

Khi đổ bê tông xà mũ người ta để sẵn hố chờ tại các vị trí của đá kê, trong các hố chờ đã chôn sẵn 1-2 lớp lưới bên dưới và các thanh cốt thép chờ. Hố chờ được tạo bằng cách ghép ván khuôn dạng hộp ngăn không cho vữa bê tông chảy vào bên trong. Ván khuôn của hố chờ phải tháo được dễ dàng nên khi ghép các thành hộp không được liên kết chặt mà cho tựa đầu ván be thành hộp vào nhau để khi tháo thì đóng cho ván đổ vào phía bên trong.

Hố chờ thường bị đọng nước và vữa bê tông đùn chảy vào một cách ngẫu nhiên do

340

đó bị lồi lõm, đọng váng ximăng. Trước khi đổ bê tông cần phải đục tẩy sửa cho đáy hố tương đối bằng phẳng, dùng bàn chải sắt đánh sạch váng ximăng bám trên bề mặt bê tông và rửa bằng vòi nước có áp sau đó vét sạch nước đọng.

Áp dụng biện pháp đo đạc định vị thích hợp để xác định vị trí tim ngang chung của các gối và tim dọc của từng gối, những vị trí này được đánh dấu bằng vệt sơn kẻ trên mặt xà mũ.

Ván khuôn đá kê ghép thành hộp đặt vào vị trí gối sao cho trùng với các đường tim đã lấy dấu. Các hộp ván khuôn thường sử dụng nhiều lần cho nên được chế tạo theo chiều cao thống nhất và cố định, đối với từng gối do sai số của thi công phần mố trụ phía dưới nên phải điều chỉnh lại bằng chiều cao đá kê. Phần thiếu hụt dùng ván gỗ táp độn thêm ở phía dưới của thành hộp mà không nên táp nối ở phía trên thành. Cao độ các vị trí gối phải đo kiểm tra tổng thể để xác định chiều cao thấp nhất của thành hộp để chỉ có nối thêm mà không có hộp nào phải cắt bỏ bớt. Thành hộp ván khuôn phải thấp hơn cao độ thiết kế của đá kê 5mm để tạo mặt mui luyện cho đá kê dốc ra xung quanh.

Bê tông đá kê có độ sụt cao, đổ từng lớp và đặt lưới thép lên trên mỗi lớp, lưới thép buộc gá vào cốt thép chờ để khống chế khoảng cách giữa các lớp lưới. Đầm bằng đầm dùi kết hợp với vỗ xung quanh thành ván khuôn. Bulông chôn được liên kết sẵn vào tấm thép đệm của thớt dưới và khi đã đặt hết các lưới thép cục bộ thì đặt tấm thép đệm này, chỉnh cho tim của nó trùng với đường tim gối, chỉnh cao độ ở bốn góc bằng nhau và bằng cao độ thiết kế thì hàn chấm cố định vào cốt thép chờ. Bê tông đổ đầy cao ngang mặt tấm thép và ép nhồi cho vữa chèn vào chèn kín đáy bản. Hoàn thiện mặt đá kê bằng cách vuốt vữa tạo dốc nghiêng ra xung quanh để nước và váng xi măng không đọng trên bề mặt bê tông.

9.5- THI CÔNG TRỤ THÁP BÊ TÔNG CỐT THÉP CẦU TREO VÀ CẦU DÂY

VĂNG. 9.5.1- Cấu tạo ván khuôn leo và ván khuôn trượt.

Đặc điểm thi công trụ cầu treo và cầu dây văng là đổ bê tông phần tháp cầu phải vượt chiều cao rất lớn, phải chia thành nhiều đợt, do vậy công tác ván khuôn đòi hỏi phải được nghiên cứu sao cho việc tháo dỡ, lắp dựng được thuận lợi và nhanh chóng. Đáp ứng được yêu cầu trên có hai loại ván khuôn leo và ván khuôn trượt. Cả hai loại ván khuôn này đều có khả năng tự di chuyển lên cao nhưng mỗi loại có một hình thức di chuyển riêng.

Ván khuôn leo (Climbing form) di chuyển theo từng đợt đổ bê tông, kết cấu bê tông được chia thành từng đốt theo chiều cao và mỗi đợt đổ một đốt. Sau mỗi đợt đổ bê tông, từng mặt ván khuôn hoặc một phần của mặt ván được tháo rời ra khỏi khuôn và nâng lên cao lắp cho đốt tiếp theo. Thiết bị cẩu nâng tự leo lên theo chiều cao của phần bê tông đã đúc kéo theo hệ đà giáo thi công.

Căn cứ vào biện pháp di chuyển, ván khuôn leo được chia thành ba loại sau đây: a) Ván khuôn leo theo khung chôn sẵn:

Bộ phận quan trọng của bộ ván khuôn leo này là hệ khung thép chôn sẵn vào trong kết cấu của tháp cầu. Khung thép cấu tạo từ các thanh thép hình hàn thành những cột chịu lực chôn vào giữa bê tông của thành hộp cột tháp, từng cặp cột thép kết hợp với thanh ngang lắp trên đầu cột làm thành giá long môn để treo puli chuyển hướng hoặc palăng kéo nâng từng mảnh của khuôn cùng với sàn công tác lên đốt trên. Các cột chôn sẵn còn có vai trò như đà giáo để neo giữ ván khuôn chống các tác động ngang.

341

Cột thép hàn sẵn thành từng đốt, lắp nối dần lên cao theo chiều cao của tháp và chôn vào trong bê tông cùng với khung cốt thép.

Ván khuôn gồm các tấm ván đơn chế tạo sẵn ghép lại với nhau thành tấm lớn có các nẹp tăng cứng liên kết vào ván đồng thời lắp sẵn giàn giáo làm sàn công tác. Khi nâng từng mảng ván lên đến cao độ thiết kế, trước tiên lắp sàn công tác vào phần bê tông đã đúc bằng thanh giằng chôn sẵn, tấm ván phía trên tựa lên thanh đứng của khung giàn giáo và giằng với mặt ván đối diện hoặc với bulông liên kết vào cột khung thép. Các mảng ván nâng lên và ghép lại thành khuôn thông qua liên kết các phần khung nẹp lại với nhau.

B−íc 1 B−íc 2

1

2

3

45 76

Hình 9. 28- Cấu tạo và cách lắp dựng ván khuôn leo theo khung chôn sẵn. 1- ván khuôn. 2-sàn công tác. 3-thanh giằng. 4-thanh chống tăng đơ. 5-cột thép chôn sẵn. 6- liên kết giằng các cột thép. 7- thiết bị kéo nâng.

Trường hợp thân tháp rỗng bên trong, ván khuôn có hai lớp trong và ngoài, liên

kết giữa hai lớp bằng bulông giằng xuyên qua chiều dày thành hộp. b) Ván khuôn nâng bằng cần cẩu leo:

Di chuyển ván khuôn gồm hai nấc : nấc một là di chuyển cần cẩu chân cứng bằng cách trượt lên theo đường ray lắp vào các chi tiết chôn sẵn (bu lông, thép chờ) trong bê tông thân tháp và kéo lên bằng hệ thống tời, múp có ròng rọc cố định treo vào dầm congxon lắp ở mặt đốt trên. Dầm này chỉ lắp khi di chuyển cần cẩu sau đó tháo ra để đổ bê tông đốt tiếp theo. Nấc thứ hai là sử dụng cần cẩu chân cứng để tháo dỡ ván khuôn theo từng mảnh ván sau đó cẩu đưa lên lắp cho đốt trên.

Biện pháp di chuyển này phù hợp với cột tháp dạng chữ A, chữ Y ngược và chữ H biến thể có hai bên nhánh cột xiên một góc so với phương thẳng đứng, mỗi bên nhánh cột bố trí một bộ ván khuôn và tổ chức thi công ở hai bên gần như đồng thời.

Ván khuôn gồm hai tầng để luân chuyển đúc hai đốt trụ tháp liền kề nhau, trong khi bê tông tầng trên chưa đủ thời gian bóc ván khuôn thì tháo tầng dưới đưa lên lắp để đúc đốt trên tiếp theo. Ván khuôn tầng dưới đỡ ván khuôn tầng trên.

Đường ray trượt lắp vượt lên cả phần chưa dỡ ván khuôn và nối dài liên tục từ

342

dưới lên đỉnh tháp, tại vị trí lắp đường ray trượt ván khuôn để lại và cấu tạo mối nối ở hai bên đường ray để tháo các mảnh còn lại của ván khuôn.

1

1

3

9

6

6b)

7

1

2

1

2 2

1

B−íc 1 B−íc 2 B−íc 3

3

4

65

2 71

8

a)

2

1

3

Hình 9. 29- Cấu tạo và biện pháp di chuyển của ván khuôn leo bằng cần cẩu kéo theo. a) Trường hợp cần cẩu chân cứng lắp trên giá trượt. b) Cần cẩu lắp bằng các thanh vạn năng.

1-ván khuôn đốt đúc. 2-thanh bu lông giằng. 3-đường ray trượt. 4- giá trượt. 5- dầm công xon. 6- cần cẩu chân cứng. 7- hàm kẹp cố định cần cẩu. 8- tời kéo. 9- sàn công tác.

Trường hợp sử dụng cần cẩu chân cứng chế tạo công nghiệp, cần cẩu được lắp trên giá trượt bằng thép chế tạo tại công trường sao cho trong quá trình kéo trượt lên trên cao, giá trượt vẫn giữ cho mặt bằng lắp cần cẩu luôn ở vị trí nằm ngang.

Cần cẩu chân cứng có thể lắp từ kết cấu vạn năng có chế sửa một số thanh cho phù hợp với yêu cầu cấu tạo của phần lắp bàn trượt.

Đường trượt là một dầm ray bằng thép chữ I trên mặt dầm có hàn ray để chạy bánh sắt của giá trượt. Dầm ray liên kết vào bê tông trụ tháp bằng các bulông neo chôn sẵn xuyên qua ván khuôn. Hệ thống bánh xe sắt của giá trượt có hàng bánh trên vừa tì lên mặt ray vừa cặp vào cánh dầm để chống kéo lật ra bên ngoài và hàng bánh xe phía dưới lúc nào cũng tì chặt lên mặt ray. Hệ thống hãm chống tụt xuống gồm hệ thống hàm kẹp vào cánh dầm I bố trí ở đầu dầm đỡ chính của giá trượt và các tấm guốc hãm hình nêm thường trực ở ngay phía dưới các hàng bánh xe.

Sàn công tác thường lắp sẵn vào với khung của cần cẩu, khi kéo cần cẩu lên đồng thời cả sàn công tác nâng theo để có mặt bằng thi công phục vụ lắp các tấm ván khuôn. c) Ván trượt theo thân tháp bằng kích:

4 3 2 1

5

108

6

9

7

Hình 9.30- Hệ thống trượt và hãm của giá trượt cần cẩu chân cứng. 1-bê tông cột tháp. 2- ván khuôn. 3-dầm I. 4- ray.5-bulong neo . 6-bánh xe trên. 7- bánh xe dưới. 8- bánh xe bên treo. 9-guốc hãm. 10- thanh ngang có hàm kẹp

343

Loại ván khuôn này di chuyển lên cao bằng hình thức trượt toàn bộ khuôn và hệ sàn công tác lên đốt trên nhờ hệ thống kích đội từ dưới lên hoặc bằng kích rút bám vào thân tháp rồi co rút lên kéo theo hệ đà giáo ván khuôn leo dần lên theo thân tháp.

Bộ ván khuôn gồm khung giàn giáo bằng thép lắp thành giàn không gian bao quanh thân tháp và vượt lên trên cao hơn khu vực đổ bê tông của đốt tháp, trên đó có lắp các mặt ghép của ván khuôn và hệ sàn công tác xung quanh.

Hệ thống kích đội bố trí ở tầng sàn công tác thấp nhất, trong ví dụ trên hình vẽ 9.31 thể hiện cấu tạo của loại kích răng chạy bằng động cơ điện. Phần thân kích gắn vào với mặt sàn công tác và đồng thời với hệ giàn giáo thép, đi kèm thân kích là một khung thép có đầu dầm chìa sát vào mặt bê tông, đầu kích có thanh ngang áp sát vào với mặt bê tông thân tháp, cả đầu dầm chìa và đầu kích có thể liên kết được vào với bề mặt bê tông bằng bulông giằng. Hành trình nâng trượt lên của ván khuôn bằng hệ thống kích đội như sau:

Bước 1 : dầm chìa cố định vào thân tháp, lõi kích đẩy đầu kích vươn lên hết tầm đến hàng bulông giằng phía trên và liên kết vào bê tông thân tháp.

Bước 2: tháo đầu dầm chìa ra khỏi bê tông thân tháp, vận hành động cơ cho thân kích leo theo lõi kích và kéo theo hệ thống ván khuôn lên cao đến vị trí bố trí lỗ để lắp bu lông liên kết thì dừng lại và lắp bu lông liên kết vào với thân tháp. Ván khuôn ở vị trí làm việc.

1

2

2

I I

I-I

a)

b)

I

II

III

1

2

3

4

5

6

9

11

7

12

138

10

14

14

Hình 9.31- Cấu tạo của ván khuôn leo , trượt lên bằng kích đội . a) Cấu tạo chung của bộ ván khuôn. b) Cấu tạo và hành trình của kích đội :I- trạng thái làm việc, II- vươn đầu kích lên vị trí mói . III- Cố định đầu kích, kéo ván khuôn leo lên. 1-giàn giáo thép. 2-ván khuôn. 3-thanh giằng. 4-cốt thép . 5- kích răng. 6- sàn công tác (

344

sàn nâng). 7-thanh đứng chịu lực chính của giàn giáo. 8-dầm chìa . 9-thân kích. 10- lõi kích có răng. 11- đầu kích . 12- động cơ điện. 13- hộp số truyền động. 14-bu lông neo.

Có thể thay thế kích đội bằng kích hai chiều thông tâm kéo rút thanh Maccaloy

treo sàn công tác. Ván khuôn trượt (Slipping form) là loại ván khuôn di chuyển lên cao liên tục trong

suốt quá trình đổ bê tông nhờ hệ thống kích nâng. Ván khuôn trượt sử dụng để đổ bê tông cột tháp cầu treo và cầu dây văng, trụ cầu cao. Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp ván khuôn trượt dùng để thi công lõi chịu lực nhà cao tầng, tháp nước và các xi lô trong nhà máy.

Khác với biện pháp sử dụng ván khuôn leo, khi sử dụng ván khuôn trượt bê tông được đổ liên tục cho đến cao độ dự kiến mới dừng. Trong quá trình đó ván khuôn từ từ trượt lên theo một tốc độ bình quân được tính toán trước sao cho khi phần bê tông ở phía dưới bắt đầu tách ra khỏi ván là đã có khả năng chống được lực nở hông và tiếp tục quá trình ninh kết, phía trên vữa bê tông vẫn tiếp tục rót vào khuôn. Cốt thép nối theo từng đốt, khi ván trượt gần đến nơi thì tiến hành nối khung cốt thép của đốt tiếp theo phối hợp với tóc độ đổ bê tông.

Cấu tạo của bộ ván khuôn trượt gồm bốn bộ phận chính : - Ván khuôn. - Đà giáo đỡ ván khuôn. - Các thanh trụ kích - Hệ thống kích trượt. Bộ phận quan trọng của ván khuôn trượt là hệ thống kích trượt, hệ thống này bám

vào các thanh thép chôn sẵn trong bê tông gọi là các thanh trụ kích. Kích trượt chia thành hai nhóm : kích trượt kiểu vít và kích thủy lực .

Kích trượt kiểu vít gồm ống vít tiện ren ngoài, phía trên có tay quay hoặc bộ phận truyền động để xoay ống vít, phía dưới lắp vào đầu cặp bằng liên kết khớp quay. Đầu cặp bám chắc vào thanh trụ kích không cho trượt xuống mà chỉ cho phép trượt lên nhờ cặp cá hãm có lò xo luôn ép vào hai phía của thanh này. Ống vít lắp vào vòng đai ốc, vòng đai liên kết với khung chữ Π treo đà giáo vào hệ thống kích trượt. Thanh trụ kích xuyên qua lòng kích .

345

Δ

I II Hình 9.32- Cấu tạo và vận hành của kích trượt kiểu vít.

1-ống vít.2-tay quay. 3-đầu cặp của kích. 4- cá hãm. 5- vòng đai ốc . 6- đầu cặp của đà giáo treo. 7- đà giáo treo. 8- thanh trụ kích.

Đà giáo treo đủ cứng để treo toàn bộ ván khuôn và sàn công tác phục vụ thi công đồng thời kéo theo toàn bộ kết cấu đà giáo và ván khuôn di chuyển lên cao. Thanh ngang chịu lực chính của đà giáo treo liên kết vào đầu cặp có cấu tạo giống như đầu cặp của kích dể cặp chặt vào thanh trụ kích giữ cho cả bộ ván khuôn không bị trượt xuống khi chỉ có ống kích di chuyển lên phía trên.

Hành trình của kích bao gồm hai bước : Bước I : xoay tay quay ngược chiều kim đồng hồ, ống kích theo đường ren tiến lên

phía trên , vòng ren và đà giáo đứng tại chỗ. Bước II : xoay tay quay theo chiều kim đồng hồ, do đầu cặp không cho ống kích

đi xuống phía dưới nên đai ốc phải tiến lên phía trên kéo theo đà giáo cùng với ván khuôn trượt lên phía trên.

Kích trượt thủy lực có cấu tạo là một kích hai chiều thông tâm, thanh trụ đi xuyên qua lòng kích. Các bộ phận của kích bao gồm xi lanh gắn với đà giáo treo có thể nâng đà giáo cùng với ván khuôn trượt lên theo, phía dưới xi lanh có kẹp hình nêm ôm lấy thanh trụ kích giữ cho xi lanh và đà giáo không bị trượt xuống. Pítông có ống trục rỗng lòng để thanh trụ kích xuyên qua và gồm ba phần, phía dưới trục píttông lồng khít vào đoạn thắt hẹp của xi lanh có nhiệm vụ giữ kín dầu trong xi lanh, đoạn giữa mở rộng là tiết diện chính của pít tông và phía trên có đầu kẹp để treo giữ ván khuôn khi xilanh trượt lên.

346

I II III IV Hình 9.33- Cấu tạo kích trượt thủy lực và hành trình của kích.

1- xilanh . 2- pítông. 3-bộ kẹp xilanh ( dưới) . 4- bộ kẹp pítông ( trên). 5-lò xo hồi chuyển. 6-đường dẫn dầu về máy bơm . 7- thanh trụ kích. 8- đà giáo . 9- ván khuôn.

Hành trình của kích trượt thủy lực gồm bốn giai đoạn : Bước I: trạng thái đứng im cả hai bộ kẹp đều kẹp chặt lấy thanh trụ kích, van bơm

dầu mở, van xả đóng. Bước II : bơm dầu vào xilanh , xi lanh bị đẩy lên trên kéo đà giáo và ván khuôn

trượt theo. Kẹp trên đóng chặt, kẹp dưới mở . Bước III: khi xilanh trượt lên hết hành trình, van xả mở trong buồng xilanh tụt áp

lực dầu, lò xo hồi chuyển tự động đẩy pít tông lên , kẹp trên tự động mở, kẹp dưới đóng.

Bước 4: Khi píttông đẩy lên đến hết hành trình, van xả bị đóng lại, áp lực dầu tăng đẩy xilanh lên, kẹp dưới tự động mở, kẹp trên tự động đóng treo giữ toàn bộ ván khuôn vào thanh trụ kích.

Các thanh trụ kích có vai trò làm chỗ tựa để các kích bám lên và treo toàn bộ hệ thống đà giáo,ván khuôn, đồng thời các thanh trụ kích truyền tải trọng của hệ ván khuôn trượt gồm trọng lượng và lực ma sát xuống phần bê tông đã đông cứng .

Các thanh trụ kích làm bằng cốt thép tròn trơn, ∅=25÷32mm, thanh chạy dài suốt theo chiều cao trượt lên của kích nhưng được nối dần từng đốt, mỗi đốt có chiều dài từ 2,5÷4m. Các đốt đầu tiên có chiều dài khác nhau để sao cho các mối nối so le nhau đảm bảo yêu cầu trên một mặt phẳng số mối nối khống được vượt quá 25% số thanh. Thép làm thanh trụ kích là thép cường độ cao có cường độ kéo đứt 350÷400 Mpa.

Liên kết giữa các đoạn thanh trụ kích bằng một trong các hình thức : hàn, chốt mộng hoặc vặn ren.

Khả năng chịu lực của một thanh trụ kích xác định theo vật liệu : ( )max 2 ms tc aP P F q l mP m ARϕ= + + ≤ = (9-2) Trong đó : P- trọng lượng của 1m đà giáo ván khuôn trượt

qtc- tải trọng thi công . Fms - lực ma sát giữa bê tông và mặt ván l- khoảng cách giữa các thanh trụ kích m- hệ số an toàn lấy bằng ( 0,5-0,75)

347

ϕ- hệ số uốn dọc của thanh trụ kích với sơ đồ tính là một đầu ngàm, vị trí ngàm là vùng bê tông ninh kết .

A- diện tích tiết diện thanh . R- cường độ tính toán của thép .

Cự ly giữa các thanh trụ kích lấy bằng 1- 2m . Ván khuôn trượt bằng thép hoặc bằng gỗ ép

công nghiệp quây kín xung quanh tháp cầu, nếu thân trụ là hộp rỗng thì có thêm lớp ván bên trong. Mặt ván khuôn chia thành hai phần, phần trên áp sát vào mặt bê tông, phần dưới mở ra hình côn và dần tách khỏi mặt bê tông, ở mép ván dưới cùng treo đoạn rèm bằng vải cao su để che ánh nắng trực tiếp chiếu lên bê tông đồng thời hạn chế bay hơi nước cho bê tông đang ninh kết.

Nếu tiết diện của cột tháp thay đổi , khi ván trượt lên kích thước của ván khuôn phải thay đổi phù hợp với kích thước của cột tháp. Ván khuôn được chia thành các mặt rời nhau gồm các tấm góc cố định và các tấm cạnh có thể trượt lên tấm góc để thu nhỏ kích thước lại. Các tấm này cố định vào các thanh nẹp ngang và trượt khép góc theo tấm dẫn hướng và con chạy lắp ở mỗi đầu thanh.

Tấm dẫn hướng có cạnh vát nghiêng một góc so với cạnh của thanh nẹp được xác định theo độ vát của mặt bê tông thành cột tháp :

ng

d

itg

iα = ( 9-3)

idoc - độ dốc của mặt trụ theo cạnh dọc . ing - độ dốc của mặt trụ theo cạnh ngang ( xem hình 9.34) Đà giáo là một khung thép chịu lực vừa liên kết với các kích trượt vừa tạo thành

khung cứng để tựa ván khuôn đồng thời là sàn công tác phục vụ thi công. Khung đà giáo truyền lực kích để cùng một lúc nâng các mặt ván khuôn trượt lên .

Đà giáo của ván khuôn trượt phải được chế tạo gọn , nhẹ nhưng cần tận dụng cao độ của đà giáo để cẩu lắp những kết cấu nhẹ phục vụ thi công một cách linh hoạt mà không phải sử dụng cần cẩu tháp. Trên khung kết cấu của đà giáo người ta lắp một cột tháp vượt cao lên khỏi mặt bằng đổ bê tông và lắp trên đó những cần cẩu chân cứng dạng đơn giản hoặc cần cẩu thiếu nhi quay về bốn hướng, những cần cẩu này có thể cẩu lắp các khung cốt thép, các thanh trụ kích và phục vụ đổ bê tông.

Trên đà giáo bố trí hệ thống sàn công tác gồm nhiều tầng bao quanh khu vực thi công, giữa các tầng có hệ thống cầu thang dể tiếp cận một cách dễ dàng các vị trí khi cần thiết .

α

Hình 9.34- Cấu tạo chi tiết ván

khuôn thân tháp có kích thước thay đổi. 1-mặt ván cố định vào thanh nẹp. 2- tấm ván góc . 3- thanh nẹp cạnh dọc. 4- thanh nẹp theo cạnh ngang 5- tấm thép dẫn hướng. 6- con chạy 7- tăng đơ

348

Hình 9.35- Cấu tạo ván khuôn trượt . a) Cấu tạo chung của bộ ván khuôn trượt. b) Bố trí đổ bê tông tháp bằng ván khuôn trượt .

1- ván khuôn . 2- đà giáo treo . 3- sàn công tác . 4- thanh trụ kích. 5- mối nối thanh trụ kích . 6- cốt thép . 7- kích trượt . 8- đường bơm dầu. 9- giá cẩu . 10- cần cẩu chân cứng. 11- phễu đổ bê tông .

Trong quá trình trượt ván khuôn lên sẽ xuất hiện lực ma sát , lực này phụ thuộc

vào cấu tạo của bề mặt của ván khuôn và lực dính bám giữa mặt ván với bê tông. Khi lực ma sát lớn hơn trọng lượng của khối bê tông thì có thể gây ra kéo nứt bê tông tại bất kỳ mặt cắt nào tính từ vị trí tiếp xúc mặt ván với mặt bê tông trở lên, do đó phải xác định chiều dày tối thiểu của kết cấu có thể áp dụng được ván khuôn trượt. Điều kiện để làm căn cứ xác định chiều dày này là trọng lượng của 1 mét dài khối vữa bê tông phải lớn hơn lực ma sát :

2

2

22

ms

btbt

G F

hbh f

b fh

γγ

≥

≥

≥

(9-4)

trong đó : γbt – trọng lượng thể tích của vữa bê tông . b- chiều dày của tường kết cấu. h- chiều cao của phần thẳng đứng của ván khuôn . f - hệ số ma sát cùng với lực dính bám giữa mặt ván và vữa bê tông. Hệ

số này lấy từ : 0,6-0,85 tùy theo chất lượng bề mặt ván và độ sụt của vữa.

Trong phạm vi chiều cao toàn bộ của ván khuôn, vữa bê tông chia thành bốn lớp ở bốn trạng thái khác nhau :

349

+ Lớp 1: Trên cùng là lớp vữa bê tông tươi mới đổ, dính bám chặt vào mặt ván. Khi ván trượt lên lớp vữa này có thể bị đẩy trượt lên theo. Chỗ tiếp giáp với mặt ván là màng vữa xi măng có lẫn bọt khí .

+ Lớp 2: Bê tông ở lớp này đã đổ được từ 2÷4 giờ , dính bám giữa bê tông với mặt ván bị phá vỡ do ván khuôn bị kéo lên và trượt qua, nhưng do bê tông còn đàn dẻo chịu trọng lượng của lớp vữa bên trên nên ép vào thành ván và gây nên ma sát trượt .

+ Lớp 3: Lớp này bê tông đã ninh kết và tách khỏi mặt ván do mặt ván có cấu tạo hình côn mở ra ở phía dưới. Ván khuôn có tác dụng che chắn cho mặt bê tông khỏi bị tác động cơ học và phơi trực tiếp ra ngoài trời.

+ Lớp 4: Lớp bê tông đã ra khỏi ván khuôn và cường độ đạt 4÷8 Mpa, có khả năng chịu được tải trọng phía trên và giữ được thanh trụ kích .

Lớp 1 và lớp 2 cần được giữ trong ván khuôn, chiều cao này chiếm (0,6-0,8) chiều cao toàn bộ của ván. Khi ra khỏi phạm vi này, bê tông phải có đủ cường độ để chịu được các tải trọng phía trên. Nếu trượt nhanh bê tông khó đạt đủ cường độ, nhưng ngược lại nếu trượt chậm bê tông tại vùng tiếp giáp với mặt ván sẽ không còn đàn dẻo và có ma sát lớn dễ gây nứt bê tông và các khuyết tật khác. Vì vậy tốc độ trượt của ván khuôn phải nằm trong phạm vi tối thiểu và tối đa cho phép :

Vmin ≤ V ≤ Vmax ( cm/h) (9-5) Tốc độ tối đa cho phép xác định theo công thức :

T

ahHV −−=max

( cm/h) (9-6) H- chiều cao của ván khuôn cm h- chiều dày của mỗi lớp đổ bê tông cm a- khoảng nhô lên của thành ván so với lớp

đổ trên cùng ( 5-10cm) T- thời gian cần thiết để bê tông có thể trượt

ra khỏi ván khuôn ( h) Ngoài việc khống chế cường độ của bê tông khi trượt ra khỏi ván khuôn còn phải

khống chế điều kiện ổn định của thanh trụ kích chịu nén. Tốc độ trượt tối đa theo điều kiện này xác định theo công thức kinh nghiệm :

max10,5 0,6 100V

TT kP⎛ ⎞

= +⎜ ⎟⎝ ⎠

(cm/h) (9-7)

trong đó : k- hệ số an toàn lấy bằng 2 T- thời gian cần thiết để bê tông đạt cường độ 7-10Mpa trong điều kiện

nhiệt độ bình thường 22-240C . P- Tải trọng tác dụng lên một thanh trụ kích ( kN) Chọn giá trị nhỏ nhất trong hai cách tính trên . Tốc độ trượt nhỏ nhất xét đến điều kiện nâng tách ván khuôn ra khỏi mặt ván được

dễ dàng ít bị dính bám . Với nhiệt độ ≥ 150C , tốc độ tối thiểu Vmin = 8cm/h. 9.5.2- Biện pháp thi công phần thân trụ.

Trụ tháp cầu treo và cầu dây văng gồm hai phần : phần thân trụ và phần tháp cầu, phần thân trụ bắt đầu từ bệ móng đến xà mũ của trụ tháp. Thi công trụ tháp vì vậy cũng chia làm hai giai đoạn : thi công phần thân trụ và thi công tháp cầu.

Theo cấu tạo, thân trụ có bốn dạng chính :

Xi măng PC40 Nhiệt độ

môi trường 0C

T ( h )

Vmax (cm/h)

15 20

7-8,5

5,7-7,0

13,3-10,1 16,6-12,1

350

- Trụ thân đặc thành vát . - Trụ thân đặc thành thẳng . - Trụ thân cột đứng dạng chữ H. - Trụ thân cột xiên dạng chữ H biến thể hoặc dạng viên kim cương.

a) b) c) d) e)

Hình 9.36- Những dạng thân trụ tháp bằng BTCT cầu treo và cầu dây văng.

Căn cứ vào dạng cấu tạo có thể nhận thấy biện pháp thi công phần thân và xà mũ trụ có hai nhóm chính : thi công trụ thân đặc và thi công trụ thân cột.

So với thi công trụ cầu dầm, thi công phần thân trụ cầu treo và cầu dây văng có những đặc điểm như sau :

1- Kích thước của thân trụ lớn hơn so với trụ cầu dầm . 2- Do có khả năng vượt nhịp lớn nên vị trí đặt trụ thường chọn được ở những địa

điểm mà trong thời điểm thi công trụ mặt bằng thi công nằm trong khu vực không bị ngập nước.

Dạng trụ thân đặc thường có chiều cao không lớn vì vậy biện pháp thi công không có gì khác so với thân trụ cầu dầm . Khi chiều cao thân trụ không vượt quá 12m , tổ chức đổ bê tông thân trụ trong đà giáo và ván khuôn ghép tại chỗ.

Đối với phần thân trụ thẳng đứng có kích thước không thay đổi có thể sử dụng các tấm ván tiêu chuẩn để ghép ván khuôn và dùng kết cấu vạn năng để lắp dựng đà giáo. Phần thân trụ vát phải sử dụng các tấm ván phi tiêu chuẩn cùng với kết cấu đà giáo chế tạo riêng đỡ mặt nghiêng của thân trụ.

Thân trụ chia ra làm nhiều đợt đổ bê tông, ván khuôn lắp luân chuyển tịnh tiến từ đốt dưới lên đốt trên, ở mỗi đốt kích thước ván khuôn được kéo dài thêm về hai phía đầu trụ do vậy các đốt chia có chiều dài bằng nhau để sử dụng lại được phần lớn các bộ phận của ván khuôn cho tất cả các đốt, trừ vị trí nào có cấu tạo thay đổi ví dụ như ở vị trí xà mũ thì tổ chức đổ bê tông theo một đợt riêng.

Đối với thân trụ đặc thành thẳng có kích thước không đổi nên sử dụng ván khuôn di chuyển luân lưu nếu chiều cao từ 12m trở xuống và ván khuôn di động nếu có chiều cao lớn hơn.

Hai nhánh rời của trụ thân cột dạng xiên khi chưa có xà mũ liên kết làm việc chịu nén uốn, lúc bê tông chưa đủ cường độ chịu lực thì chưa được bóc ván khuôn và vẫn phải tựa vào đà giáo, do vậy đối với thân trụ cột xiên dạng chữ H biến thể hoặc hình

351

viên kim cương có thể sử dụng một trong các dạng ván khuôn : lắp trên đà giáo cố định, ván khuôn di chuyển luân lưu và ván khuôn leo mà không thể sử dụng ván khuôn trượt. Ván khuôn leo chỉ nên áp dụng cho trường hợp thân trụ cao từ 15m trở lên. Dạng hợp lý hơn cả là ván khuôn di chuyển luân lưu, loại ván khuôn này sử dụng thiết bị cẩu nâng thông dụng để lắp dựng và di chuyển ván khuôn vì vậy cấu tạo đơn giản hơn ván khuôn leo, đồng thời khai thác khả năng chịu lực của mỗi nhánh cột để chịu trọng lượng của đốt đúc và tải trọng thi công, đà giáo chỉ có vai trò làm sàn công tác.

b) c)

1 1

2

3

4

5 678

9

a)

Hình 9.37- Biện pháp thi công thân trụ .

a) Trụ thân đặc .b) Thi công cột xiên. c) Thi công xà mũ . 1- Đà giáo lắp bằng các thanh vạn năng. 2- thanh giằng vào thân trụ. 3- ván khuôn

lắp cố định. 4- mạch thi công. 5- đà giáo ván khuôn leo. 6-thanh giằng tạm. 7-vai kê công xon. 8-đà giáo đổ bê tông xà mũ. 9- xà mũ .

Khi sử dụng ván khuôn leo hoặc ván khuôn di chuyển luân lưu phải kiểm tra điều kiện chịu lực của mỗi nhánh cột ở trạng thái bất lợi nhất, nếu không đảm bảo phải tăng cường bằng kết cấu thanh giằng tạm liên kết hai nhánh cột lại với nhau và tính lại theo sơ đồ làm việc có thanh tăng cường.

Đối với dạng thân trụ có hai cột đứng thì có thể sử dụng được ván khuôn trượt. Xà mũ được thi công đúc tại chỗ trên đà giáo cố định. Khi chiều cao thân trụ thấp

dưới 10m đà giáo dựng trên trụ tạm có móng chính là bệ móng của trụ cầu. Trường hợp thân trụ cao hơn 10m nên sử dụng hai nhánh cột làm trụ đỡ cho đà giáo. Đà giáo có kết cấu dạng giàn lắp ráp tại chỗ trên vai đỡ công xon hoặc lắp sẵn trên mặt bằng rồi dùng tời kéo lên trên đỉnh cột. 9.5.3- Biện pháp thi công tháp cầu.

Những đặc điểm cấu tạo của tháp cầu liên quan đến biện pháp thi công: - Kết cấu chiều cao lớn. - Cấu tạo dạng hộp, rỗng lòng. - Đỉnh tháp có cấu tạo phức tạp, yêu cầu phải bố trí các điểm neo cáp có độ chính

xác cao và có thể kéo dự ứng lực theo chu vi tháp. Tháp cầu treo và cầu dây văng hai mặt phẳng dây có hai nhánh cột tách riêng, đến

phạm vi cột đỉnh tháp hai nhánh cột được liên kết với nhau bằng xà ngang. Cột tháp của cầu treo thẳng đứng và bố trí nhiều xà ngang hoặc liên kết ngang.

352

Cột tháp của cầu dây văng có cấu tạo đa dạng, thân tháp gồm loại thẳng đứng và loại xiên. Loại có hai nhánh cột thẳng đứng thì cột đỉnh tháp cũng kéo thẳng theo thân tháp, còn loại có hai nhánh cột nghiêng vào nhau thì đỉnh tháp được thiết kế theo ba dạng cấu tạo: kéo dài theo hướng xiên của thân tháp, đổi hướng theo chiều thẳng đứng và chập vào làm một kiểu chữ Y ngược. Phân định giữa thân tháp và cột đỉnh tháp mang tính qui ước và dựa theo vị trí của xà ngang.

Tương tự như thi công thân trụ, thi công thân tháp có thể áp dụng một trong ba biện pháp thi công phổ biến sau:

- Đổ bê tông tại chỗ trên đà giáo cố định. - Đổ bê tông tại chỗ bằng ván khuôn leo. - Đổ bê tông tại chỗ bằng ván khuôn trượt.

Thân tháp được đúc theo từng đốt và thi công đồng thời cả hai nhánh cột. Chiều cao của đốt đúc căn cứ vào kích thước của bộ ván khuôn và khối lượng bê tông, thông thường chọn chiều cao mỗi đốt khoảng 3,0m.

Đà giáo cố định dựng theo từng tầng, mỗi tầng tựa trên một sàn đỡ chung và đúc từ 3÷4 đốt. Sàn đỡ chỉ gác trên các giá công xon lắp vào đầu nhánh cột đã đúc mà không tựa lên nhau để đảm bảo tầng đà giáo nào làm việc riêng theo tầng đó. Sàn đỡ lắp bằng hệ các thanh dầm, ngoài vai trò tạo mặt bằng để lắp dựng hệ đà giáo cho mỗi tầng thi công còn là thanh giằng liên kết tạm thời giữa hai nhánh cột tháp.

Đà giáo cố định lắp bằng các thanh vạn năng YốKM hoặc MốK vây quanh mỗi nhánh cột và liên kết lại với nhau thành kết cấu không gian. Đà giáo được lắp cao dần theo quá trình đổ bê tông, khi dỡ ván khuôn đốt dưới để lắp lên đúc đốt trên thì đà giáo được giằng vào bê tông để giữ ổn định trong mỗi tầng. Tầng đầu tiên sẽ dỡ đi để tạo không gian cho thi công kết cấu nhịp, những tầng trên để lại phục vụ thi công lắp dây văng và hoàn thiện trụ tháp.

Ván khuôn ghép từ các tấm ván ghép sẵn, thanh nẹp và bulông giằng. Đối với cột tháp thẳng đứng, áp lực vữa hoàn toàn do kết cấu ván khuôn tiếp nhận, kết cấu đà giáo chỉ có vai trò chống các lực xô ngang và làm sàn công tác, nhưng đối với cột tháp xiên, đà giáo có tác dụng chống đỡ lực đẩy ngang do góc nghiêng của cột tạo nên vì vậy đà giáo giữa hai nhánh cột phải giằng chống với nhau.

Công xon vai kê sàn đỡ liên kết vào cột bằng bu lông neo xuyên qua các lỗ để sẵn trên thân tháp.

Thanh xà ngang của cột đỉnh tháp được đúc trên sàn đỡ lắp gần với đáy của thanh

1

23

4

5

6

Hình 9.38-Thi công tháp cầu trên đà giáo

cố định. 1-thân trụ . 2-tầng đà giáo tựa trên xà mũ . 3- công xon vai kê . 4- sàn đỡ đà giáo . 5- đà giáo.6-đà giáo đổ bê tông thanh ngang .

353

ngang, ván khuôn đáy của thanh xà không đặt trực tiếp lên sàn đỡ mà phải kê trên các nêm để khi bê tông đạt cường độ thì dỡ ván đáy trọng lượng xà ngang không tác dụng lên sàn đỡ. Đà giáo của các cột đỉnh tháp lắp dựng tiếp lên trên sàn.

Ván khuôn leo sử dụng để thi công cột tháp có kích thước lớn, mỗi nhánh cột sử dụng một bộ ván khuôn và leo lên bằng cột tháp tạm dựng giữa hai nhánh cột nối cao dần theo quá trình đổ bê tông hoặc leo theo những hình thức di chuyển của ván khuôn leo đã nêu ở trên. Ở độ cao nhất định phải lắp thanh giằng tạm giữa hai nhánh cột để đảm bảo ổn định cho cột tháp trong khi chưa có thanh ngang. Thanh giằng liên kết vào nhánh cột bằng các chi tiết chôn sẵn.

a) b)

1

2

2

1

3

4

56

7

Hình 9.39- Thi công tháp cầu bằng ván khuôn leo. a)Thi công cột tháp . b) Thi công xà ngang và cột đỉnh tháp.

1- ván khuôn leo. 2- cột tháp tạm. 3- thanh giằng tạm . 4- công xon . 5- đà giáo đổ bê tông xà ngang. 6—cần cẩu tháp. 7- neo cần cẩu vào cột tháp.

Thanh ngang đúc tại chỗ trên đà giáo cố định, sau khi thi công thanh ngang dựng

cột tháp tạm trên thanh này và tiếp tục đổ bê tông cột đỉnh tháp bằng ván khuôn leo. Đối với tháp cầu có cột thẳng đứng có thể thi công bằng ván khuôn trượt. Mỗi

nhánh cột bố trí một bộ ván khuôn, từng bộ ván khuôn hoạt động riêng nhưng cả hai nhánh cùng tiến hành thi công song song với nhau.

Ván khuôn được nâng lên bằng các kích vít hoặc kích thủy lực. Mỗi kích bám vào một thanh trụ kích chôn trong bê tông dọc theo đường tim của thành hộp cột tháp. Khoảng cách giữa các thanh trụ kích là 1m. Nếu kích vít chạy bằng động cơ điện thì các kích đấu nối song song với nhau cùng chung một cầu dao đóng điện. Nếu sử dụng kích thủy lực các kích đều chung một hệ thống bơm dầu để đảm bảo hệ thống kích trượt hoạt động đồng thời.

Có thể sử dụng ván khuôn trượt từ giai đoạn đổ bê tông thân trụ và ván khuôn trượt liên tục cho hết chiều cao của tháp cầu. Xà mũ và thanh giằng ngang được đổ bê tông trên đà giáo cố định sau khi ván khuôn trượt đổ bê tông thân tháp đã đi qua. Khi đổ bê tông thân tháp cần lắp thanh giằng tạm liên kết giữa hai nhánh cột, thanh giằng lắp sẵn

354

trên mặt bằng và được kéo lên bằng tời kéo đặt trên đà giáo lắp trên ván khuôn trượt.

a) b)

1

2

4

3

5

6

1

Hình 9.40- Thi công tháp cầu bằng ván khuôn trượt. a) Thi công cột tháp. b) Thi công cột đỉnh tháp và giằng ngang.

1- ván khuôn trượt. 2-cần cẩu chân cứng. 3- thanh giằng tạm. 4- cáp nâng thanh giằng. 5-đà giáo thi công thanh giằng . 6- công xon đỡ đà giáo. 9.5.4- Tổ chức thi công trụ tháp. 9.5.4.1- Biện pháp tổ chức thi công trong điều kiện mặt bằng không bị ngập nước.

Mặt bằng thi công móng và trụ tháp được bố trí ngay trên phần bãi sông về mùa cạn hoàn toàn không bị ngập nước hoặc ở trên mặt đảo nhô đắp nối liền với bãi sông.

Sau khi thi công xong bệ móng tiến hành thu dọn mặt bằng xung quanh hố móng để tổ chức thi công trụ tháp.

Trường hợp cao độ bệ móng thấp hơn cao độ mặt bằng xung quanh thì giữ nguyên vòng vây xung quanh hố móng, cao độ đầu các cọc ván phải bằng nhau và chỉ nhô cao hơn mặt đất xung quanh không quá 50cm, dùng cát đắp hố móng lấp một phần bệ để giảm bớt chiều sâu của hố móng.

Trường hợp bệ móng nhô cao hơn mặt đất xung quanh có thể lấp hố móng, nhổ hết cọc ván, san và đầm tạo mặt bằng ổn định trong suốt thời gian thi công trụ tháp.

Giai đoạn thi công những đốt đầu tiên của thân trụ chỉ cần sử dụng các loại cần cẩu tay với thông dụng. Vữa bê tông vận chuyển ra bằng máy bơm vữa thông qua hệ thống đường ống bơm dẫn từ trạm bơm đặt tại trạm trộn ra đến chân công trình. Nếu trạm trộn nằm cách xa vượt quá tầm hoạt động của máy bơm vữa thì sử dụng xe Mix để vận chuyển vữa. Công suất của thiết bị vận chuyển vữa phải được tính toán sao cho đảm bảo đổ bê tông liên tục theo tốc độ đổ bê tông đã được tính toán.

Đổ bê tông bằng cần cẩu thùng chứa hoặc bằng xe bơm có cần bơm đưa lên cao. Ở giai đoạn thi công những đốt cao hơn của thân trụ và thi công tháp cầu phải sử

dụng cần cẩu tháp để phục vụ thi công. Trong thời gian thi công các đốt dưới thì đồng

355

thời tiến hành lắp dựng cần cẩu. Tầm với của xe bơm chỉ hạn chế trong phạm vi 20m, ở những vị trí cao hơn việc

đổ bê tông phải dùng cần cẩu tháp và thùng chứa vữa có lắp ống vòi voi mềm đưa vữa từ dưới mặt bằng lên .

Cần cẩu tháp có hai loại, loại có tay với ngang loại này tầm với rộng nhưng có mômen gây lật lớn và loại trên đỉnh cột tháp lắp cần cẩu chân cứng có tay với đủ bao quát phạm vi thi công của hai nhánh cột.

Cần cẩu tháp không những phục vụ thi công tháp cầu mà còn sử dụng trong giai đoạn thi công kết cấu nhịp vì vậy vị trí lắp cần cẩu phải lựa chọn sao cho không bị ảnh hưởng khi thi công dầm cứng.

Cần cẩu tháp dùng cho thi công trụ tháp không cần di chuyển mà chân đế được cố định vào bệ móng. Có thể sử dụng bệ móng của trụ tháp để đặt cột tháp của cần cẩu, nếu vị trí của chân đế không rơi vào trong bệ móng thì phải xây dựng móng riêng cho cần cẩu tháp dạng móng cọc và bệ BTCT.

Có bốn cách đặt cần cẩu tháp so với vị trí của tháp cầu: a) đặt cẩu tháp đứng ở giữa hai nhánh cột đúng với vị trí tim của dầm cứng, theo cách bố trí này chân đế dễ trùng với bệ móng của trụ tháp và cột cần cẩu được giằng đối xứng vào hai nhánh tháp nên ổn định tốt theo cả hai phương nhưng có nhược điểm là chui qua dầm cứng nên cách lắp này chỉ có thể phù hợp với dạng cầu có dầm cứng bằng thép , khi lắp ráp dầm cứng có thể để chừa lại vị trí của cột cần cẩu. Nếu dầm cứng bằng BTCT thì không nên áp dụng cách lắp này. Cách b) là đặt cần cẩu đứng bên cạnh trụ tháp và nằm cùng với mặt phẳng của trụ. Cách lắp này phù hợp với dạng trụ tháp dạng viên kim cương (Diamond Shape), cột cần cẩu có thể tiến gần sát với cột tháp nhưng chỉ giằng được vào với cột tháp theo một hướng nên chỉ giữ ổn định tốt trong mặt phẳng của trụ tháp mà kém ổn định khi cột bị uốn ra ngoài mặt phẳng này. Cách c) đặt cần cẩu bên cạnh trụ tháp nhưng lệch ra ngoài mặt phẳng của trụ. Cách lắp này chỉ áp dụng cho loại tháp cầu dạng chữ A hoặc chữ H biến thể ( Modifiel H) vừa tiến sát được vào thân tháp mà vẫn tránh được dầm cứng. Với cách c) phải dựng hai cần cẩu, cần cẩu thứ nhất thi công trụ tháp đến khi vượt qua thanh ngang đỉnh tháp, cần cẩu thứ hai lắp ngay trên thanh ngang giữa hai cột đỉnh tháp. Đến giai đoạn thi công dầm cứng thì tháo dỡ cần cẩu phía dưới, giữ lại cần cẩu bên trên để phục vụ thi công dây và dầm cứng.

a) b) c) d)

356

Hình 9.41- Những vị trí đặt cần cẩu tháp . Chân đế của cẩu tháp liên kết cứng vào với bệ móng thông qua các chi tiết chôn

sẵn vào bê tông. Cột tháp của cần cẩu ban đầu lắp ráp nhờ sự hỗ trợ của cần cẩu tay với sau đó cột tháp có thể tự nối cao dần lên bằng đoạn cột tháp phụ lồng bên ngoài cột tháp chính.

Cột tháp của cần cẩu được tăng cường bằng các thanh giằng có hai nhánh chéo liên kết tạm thời vào cột tháp . Để liên kết thanh giằng với nhánh tháp người ta sử dụng khung thép lắp ôm chặt lấy chu vi nhánh cột, trên khung thép có hai bản tiếp điểm lắp ở hai phía đối diện của tiết diện cột và mỗi bản tiếp điểm liên kết với một nhánh thanh giằng bằng chốt.

1

2

3

4

56

87

Hình 9.42- Liên kết cột cần cẩu với cột tháp. 1- cột tháp. 2- khung kẹp . 3- cột cần cẩu. 4- nhánh thanh giằng. 5- tháp trượt cho máy vận thăng . 6- giằng liên kết tháp trượt với cột cần cẩu. 7- thang máy của máy vận thăng8- cầu công tác nối máy vận thăng với mặt bằng thi công trên tháp.

Để vận chuyển thiết bị, vật liệu nhẹ và đưa người lên làm việc trên cao người ta sử

dụng máy vận thăng. Máy vận thăng là một dạng thang máy loại nhẹ dùng cho công trường lắp trong một khung lồng thép. Máy vận thăng có thể lắp riêng về một phía của cột tháp hoặc lắp song song bên cạnh cột cần cẩu. Thang máy của máy vận thăng lên xuống nhờ hệ thống tời điện kéo trượt theo cột tháp dạng giàn. Cột tháp trượt được lắp cao dần theo chiều cao thi công và giằng vào với cột tháp hoặc với cột cần cẩu để giữ ổn định. Ở vị trí máy vận thăng nối sang vị trí thi công có sàn công tác bắc ngang, thang máy dừng lại ở những vị trí này để người và thiết bị có thể di chuyển sang tầng làm việc.

Trên mỗi đốt thi công bằng ván khuôn leo hoặc ván khuôn trượt đều bố trí giàn giáo thi công nhiều tầng chạy vòng quanh ván khuôn để có thể tiếp cận được mọi vị trí trong khu vực thi công. Giữa các tầng giàn giáo nối thông với nhau bằng cầu thang. Phía ngoài giàn giáo được che lưới chắn gió và giữa các tầng thi công chăng lưới bảo hiểm đỡ vật rơi. 9.5.4.2-Biện pháp tổ chức thi công trong điều kiện mặt bằng bị ngập nước.

Mặt bằng thi công bố trí trên mặt đảo nhân tạo hoặc trên hệ nổi, vận chuyển từ bờ ra vị trí thi công bằng đường thủy còn liên lạc thường xuyên với bờ bằng sàn đạo. Trong

357

đó vữa bê tông vận chuyển theo đường ống bơm đặt trên sàn đạo, những vật tư khác vận chuyển bằng xà lan. Trường hợp vị trí thi công cách xa vượt quá khả năng của máy bơm vữa thi có thể thiết lập trạm trộn trên hệ nổi .

1

MNTC2

3

Hình 9.43- Tổ chức thi công trụ tháp trong khu vực ngập nước. 1- máy vận thăng. 2- xà lan . 3- đường công vụ trên sàn đạo.

Tổ chức vận chuyển lên cao bằng cẩu tháp và máy vận thăng tương tự như tổ chức

thi công ở mặt bằng trên cạn. 9.6- Thi công trụ tháp bằng thép.

Trong kết cấu trụ tháp bằng thép thân trụ được chia làm hai phần: phần ngập nước và phần nằm trên mặt nước. Nếu phần nằm trên MNCN không lớn thì toàn bộ thân trụ và xà mũ bằng BTCT còn khi phần nhô lên mặt nước có chiều cao đáng kể để đáp ứng tĩnh không thông thuyền và thường gặp ở những cầu có khẩu độ nhịp rất lớn thì chỉ có phần ngập trong nước là dạng thân đặc bằng BTCT, phía trên bắt đầu từ cao độ không bị ảnh hưởng của nước thân trụ bằng thép và nối liền với thân tháp . Khi trụ tháp bằng thép thì dầm cứng cũng được thiết kế bằng thép.

Đối với những cầu có khẩu độ nhỏ (dưới 200m) cột tháp có dạng hệ thanh còn khi tháp cầu có kích thước lớn, các nhánh tháp có cấu tạo dạng hộp, ghép từ các bản trực hướng.

Phần thân trụ bằng BTCT thi công đúc tại chỗ theo những biện pháp thông dụng như các trụ cầu dầm.

Phần trụ tháp bằng thép được thi công theo hai phương pháp khác nhau: kéo dựng và lắp ráp tại chỗ.

Phương pháp kéo dựng áp dụng cho tháp cầu loại thấp, toàn bộ thân trụ là bê tông chỉ có phần thân tháp từ xà mũ trở lên là bằng thép. Cột tháp được lắp ráp ở tư thế nằm ngang trên đà giáo dựng tạm ở vị trí nhịp biên của dầm cứng, hoặc có thể lao nhịp biên ra trước trên các trụ tạm để làm đà giáo. Sau đó dùng kích nâng kê cột tháp lên một số chồng nề để cột nằm ở tư thế nghiêng khoảng 150, phía chân tháp lắp chốt tạm và một đoạn cột phụ liên kết cứng vào chân cột tháp làm thành một góc 750 so với trục của cột tháp, đầu cột phụ nối với điểm buộc cáp trên thân tháp bằng cáp kéo.

358

1

23

4

566

8

9

107

11

12

13

B−íc 1

B−íc 2

B−íc 3

Hình 9.44- Biện pháp kéo dựng cột tháp bằng tời. 1- thân trụ.2-cột tháp. 3-cột phụ. 4-chốt tạm. 5-đà giáo. 6- trụ tạm. 7-chồng nề.8-dây

cáp. 9,10-tời và múp kéo. 11,12- tời và múp hãm. 13- gối kê tạm

Tời kéo đặt trên một đỉnh trụ tạm ở phía nhịp chính và lắp vào bộ múp kéo có ròng rọc cố định neo vào trụ tạm còn ròng rọc di động móc vào đầu cột phụ. Tiến hành kéo dựng cột tháp quay quanh điểm chốt tạm , lắp tời hãm về phía nhịp biên và dùng hai tời dựng thẳng cột tháp lên trên đỉnh trụ, kê chân đế cột tháp lên gối kê tạm bằng đệm thép để điều chỉnh vị trí thẳng đứng của tháp. Chân tháp liên kết với đỉnh trụ thông qua các tấm thép chôn sẵn sau đó đổ bê tông pôlyme nối liền với bê tông đỉnh trụ.

Những trụ tháp lớn có cấu tạo dạng hộp được thi công theo phương pháp lắp ráp tại chỗ từ các đốt chế tạo sẵn trong xưởng. Chiều dài mỗi đốt từ 6-15m và trọng lượng có thể nặng đến 400kN. Nối ghép giữa các đốt bằng bulông cường độ cao.

Thi công lắp ráp các đốt trụ được thực hiện bằng cần cẩu tháp hoặc bằng cần cẩu đặt trên đà giáo leo.

359

Hình 9.45a- Thi công lắp ráp cột tháp bằng cần cẩu tháp trong điều kiện ngập nước

( Hình vẽ theo tài liệu Bridge Engeneering Handbook )

1

122

34

55

6

Hình 9.45b- Thi công lắp ráp trụ tháp bằng cần cẩu tháp trong điều kiện trên cạn, trụ thấp.

1-đoạn dầm cứng trên đỉnh trụ. 2-trụ tạm đỡ đoạn dầm cứng. 3-cần cẩu tháp. 4-giàn giáo thi công. 5-cột tháp máy vận thăng. 6-đốt cấu kiện vận chuyển trên xe .

Trong điều kiện ngập nước có thể sử dụng bệ móng để làm mặt bằng thi công,

360

trên đó lắp dựng cần cẩu tháp để cẩu lắp từng đốt dầm. Các đốt dầm vận chuyển bằng phương tiện nổi ra tập kết lên mặt bằng bệ móng để cần cẩu tháp đưa lên lắp trên đỉnh cột ( hình 45a).

Trong điều kiện trên cạn và thân trụ không cao lắm người ta lắp trước một đoạn dầm cứng trên đỉnh trụ để tạo mặt bằng thi công và lắp dựng cần cẩu tháp, đối với cầu dây văng trong trường hợp này có thể kết hợp đồng thời lắp ráp trụ tháp và lắp dầm cứng theo phương pháp lắp hẫng cân bằng( hình 45b).

Đà giáo leo là một sàn công tác, ở bốn góc có bố trí hệ thống tời và múp để kéo nâng cả sàn lên cao trên đỉnh tháp. Mỗi điểm có hai bộ múp thay thế nhau để luân chuyển vị trí neo ròng rọc cố định. Điểm neo lắp vào một số lỗ bu lông của mối nối và có thể tháo bỏ sau khi không sử dụng đến nữa và lắp trả lại bu lông liên kết cho mối nối.

1 8

7

6

5

4

3

2

9

Hình 9.46- Biện pháp thi công lắp ráp trụ tháp bằng đà giáo leo. 1-sàn thao tác. 2-tời điện. 3-ròng rọc kéo. 4- ròng rọc thay thế. 5- cần cẩu chân

cứng. 6- giàn giáo thi công. 7- đường ray của thang máy. 8- thang máy phục vụ thi công.9- giằng tạm

Trên đà giáo lắp cần cẩu chân cứng làm nhiệm vụ cẩu lắp các khối của trụ tháp, cần cẩu chân cứng có ưu điểm là có thể neo chắc chắn vào sàn công tác, đưa cần cẩu lên mặt sàn dễ dàng vì vậy sử dụng để thi công trên cao là thích hợp.

Bộ giàn giáo gồm hai hoặc ba tầng sàn thao tác có hệ thống lan can và lưới chắn gió bao quanh di chuyển theo quá trình lắp ráp nhờ cần cẩu chân cứng cẩu nâng lên phía trên rồi liên kết vào thân tháp bằng hình thức xà kẹp và bu lông thi công. Để đưa công nhân lên làm việc sử dụng hệ thống thang máy trượt theo đường ray lắp vào phía lưng của thân tháp.

CÂU HỎI TỰ KIỂM TRA.

1- Nêu ý nghĩa và các hình thức phân chia khối đổ bê tông của mố nặng chữ U.

361

2- Biện pháp lắp dựng khung cốt thép của mố chữ U bê tông cốt thép. Qui cách cốt thép chờ và biện pháp lắp dựng.

3- Đặc điểm thi công các loại mố vùi thân đặc, mó vùi thân tường. 4- Cấu tạo và cách lắp dựng ván khuôn của mố chữ U bê tông cốt thép. 5- Biện pháp tổ chức đổ bê tông thân mố nặng chữ U. 6- Cấu tạo và các lắp dựng ván khuôn cố định trụ đặc thân hẹp . 7- Vai trò của đà giáo trong thi công trụ và cấu tạo của các dạng đà giáo. 8- Thế nào là ván khuôn di chuyển luân lưu, ván khuôn leo và ván khuôn trượt. Hoạt

động của mỗi loại ván khuôn trên. 9- Sử dụng ván khuôn di chuyển luân lưu, ván khuôn leo và ván khuôn trượt trong

thi công các trụ cầu có chiều cao lớn như thế nào? 10- Tổ chức đổ bê tông trụ cầu nằm trong khu vực ngập nước. 11- Biện pháp thi công lắp ghép các dạng trụ cầu thân đặc, thân cột. 12- Biện pháp thi công trụ tháp cầu treo và cầu dây văng đúc tại chỗ. 13- Biện pháp thi công trụ tháp cầu treo, cầu dây văng theo phương pháp lắp ghép. 14- Tính toán ván khuôn gỗ dùng cho đổ bê tông mố, trụ cầu. 15- Tính toán ván khuôn thép dùng cho đổ bê tông mố, trụ cầu.

M C L C

L i nói u…………………………………………….....

CH NG I - NH NG KHÁI NI M CHUNG 1.1- i t ng nghiên c u và n i dung c a môn h c……………………… 1 1.2 - Khái ni m v công tácxây d ng và công ngh thi công……………… 4 1.3 -Bi n pháp thi công và bi n pháp t ch c thi công. ………………........ 6 1.4 - c i m c a môn h c Thi công c u và ph ng pháp nghiên c u ..... 8 1.5 – Nh ng công ngh thi công c u hi n i trên th gi i ã c áp d ng

thành công Vi t nam ………………………………..................... 10 Câu h i t ki m tra Ch ng 1 ................................................................... 13

CH NG II - NH NG CÔNG TÁC XÂY D NG VÀ NH NG CÔNG NGH NG D NG TRONG THI CÔNG C U.

2.1 – Công tác làm t …………………………………......................... 14 2.1.1 - Xác nh kh i l ng thi công………………………....... 14 2.1.2 - Công vi c chu n b …………………………………… 16 2.1.3 - Bi n pháp ào t trong h móng…………….............. 18

2.2 – Công tác n mìn………………………….................................... 22 2.2.1 - Khái ni m v n mìn ....................................................... 22 2.2.2 - V t li u n ....................................................................... 23 2.2.3 – Bi n pháp n mìn ............................................................ 25 2.2.4 – Tính toán l ng n .......................................................... 26 2.2.5 - i u khi n n ................................................................... 28 2.2.6 – Bi n pháp n mìn có che ch n ......................................... 30 2.2.7- Thi t b khoan l mìn ........................................................ 30 2.2.8 – H chi u n mìn .............................................................. 31 2.2.9 – M t s nguyên t c c n thi t khi t ch c n mìn trên công

tr ng............................................................................ 31 2.3 – Công tác bê tông ........................................................................... 32

2.3.1- Công vi c chu n b v t li u.............................................. 32 2.3.2- Ch t o v a bê tông ......................................................... 34 2.3.3 – Xác nh n ng su t c a máy tr n và s l ng máy tr n ph i

h p ............................................................................... 37

2.3.4 – V n chuy n v a bê tông ................................................. 38 2.3.5 - và m bê tông .......................................................... 39 2.3.6 – Các bi n pháp bê tông d i n c ................................ 44 2.3.7 - n á h c trong bê tông .................................................. 47 2.3.8 – B o d ng bê tông ............................................................ 47 2.3.9 – Tháo d ván khuôn ............................................................ 47 2.3.10 – Hoàn thi n b m t bê tông sau khi bóc ván khuôn .......... 48

2.4 – Công tác c t thép …………………………………………….......... 48 2.4.1 – N n và o c t c t thép ...................................................... 48 2.4.2 – U n c t thép ...................................................................... 49 2.4.3 – L p d ng khung c t thép ................................................... 51

2.5 – Công tác ván khuôn .......................................................................... 53 2.5.1 – Vai trò và yêu c u i v i ván khuôn ................................ 53 2.5.2 – C u t o ván khuôn g ........................................................ 53 2.5.3 – C u t o ván khuôn thép ..................................................... 57 2.5.4 – Bi n pháp l p d ng ván khuôn ........................................... 59 2.5.5 – Tính toán thi t k ván khuôn .............................................. 61

2.6 – Công tác óng c c ............................................................................. 69 2.6.1- úc c c BTCT ti t di n vuông trên bãi úc công tr ng...... 70 2.6.2- Thi t b óng c c .................................................................. 72 2.6.3 - óng c c th ........................................................................ 75 2.6.4 – Bi n pháp n i c c ................................................................ 75 2.6.5 – Nh ng hi n t ng x y ra trong quá trình óng c c và bi n

pháp kh c ph c ................................................................... 76 2.6.6 – Th nghi m c c ................................................................... 77 2.6.7 – Ch t o c c ng b ng công ngh quay ly tâm...................... 79 2.6.8 – Thi t b h c c ng .............................................................. 80

2.7 – Công tác kích kéo ............................................................................... 82 2.7.1 – Nh ng thao tác th công ...................................................... 82 2.7.2 – Lao kéo ................................................................................ 82 2.7.3 – Nh ng trang thi t b ph c v công tác lao kéo .................... 85 2.7.4 – Bi n pháp kéo d ng k t c u b ng t i và múp

...................... 94 2.7.5 – Pal ng .................................................................................. 96 2.7.6 – Kích nâng ............................................................................ 97

2.7.7 – Ch ng n ............................................................................. 98 Câu hi t kim tra Ch ng 2

........................................................................ 99 CH NG III – CÁC CÔNG TRÌNH PH TR TRONG THI CÔNG C U.

3.1 – Vai trò c a các công trình ph tr trong thi công ............................. 101 3.2 – Phân lo i các công trình ph tr ............................................ 101 3.3 – Nguyên t c thi t k các công trình ph tr ............................ 102

3.3.1 – Nguyên t c c u t o .................................................. 102 3.3.2 – Nguyên t c chung v tính toán ............................... 103 3.3.3 – T i tr ng tác d ng ................................................... 103 3.3.4 – Nguyên t c xác nh n i l c .................................... 109 3.3.5 – Nguyên t c tính duy t ............................................. 109 3.3.6 – Xác nh m c n c thi công ................................... 110

3.4 – T ng ván ch ng vách h móng ............................................ 110 3.4.1 – T ng ván lát ngang ................................................ 111 3.4.2 – T ng ván lát ng .................................................. 112 3.4.3 - T ng ván ngang kích th c nh hình ................... 112 3.4.4 – T ng c c ván thép .................................................. 116

3.5 – Các lo i vòng vây ng n n c .................................................. 116 3.5.1 - ê, p ng n n c .................................................... 117 3.5.2 – Vòng vây t ............................................................ 117 3.5.3 – Vòng vây c c ván thép ............................................. 118 3.5.4 – Thùng ch p không áy ............................................. 127

3.5 - à giáo và tr t m .................................................................... 131 3.5.1 – Vai trò c a à giáo, tr t m trong thi công c u ......... 131 3.5.2 – Phân lo i à giáo ....................................................... 132 3.5.3 – C u t o tr t m .......................................................... 133 3.5.4 – C u t o à giáo c nh ............................................. 135

3.6 – M t s d ng k t c u v n n ng thông d ng ............................... 136 3.6.1- Nh ng d ng k t c u v n n ng và vai trò c a chúng .... 136 3.6.2 – K t c u Y ......................................................... 136 3.6.3 – K t c u tr t m ................................................ 138 3.6.4 – Giàn Bailey ................................................................. 139

3.7 – H n i ......................................................................................... 140 3.7.1 – Vai trò c a h n i trong thi công c u .......................... 140

3.7.2 – C u t o h n i .............................................................. 141 3.7.3 – Tính toán h n i ........................................................... 142

Câu h i t ki m tra Ch ng 3.............................................................. 150 CH NG IV - CÔNG TÁC O C TRONG THI CÔNG C U.

4.1 - nh v m , tr tr c khi thi công ............................................... 151 4.1.1 – Xây d ng h th ng c c m c xác nh v trí tim c u .... 151 4.1.2 - nh v tim m , tr c u ................................................ 152

4.2 - o c trong quá trình thi công .................................................... 159 4.2.1 - o c trong thi công móng kh i .................................. 159 4.2.2 - o c trong thi công móng c c .................................... 160 4.2.3 - o c trong thi công móng c c ng ng kính l n và

móng gi ng chìm ........................................................... 161 4.2.4 - o c kích th c k t c u ................................................ 162

4.3 - chính xác trong o c ............................................................... 163 4.3.1 - chính xác o dài ........................................................... 163 4.3.2 - chính xác o góc .......................................................... 164 4.3.3 - chính xác o cao ...................................................... 164

Câu h i t ki m tra Ch ng 4 .................................................................... 165 CH NG V - THI CÔNG MÓNG KH I TRÊN N N THIÊN NHIÊN.

5.1 – Bi n pháp thi công h móng ............................................................. 166 5.1.1 – Thi công h móng b ng bi n pháp ào tr n ....................... 166 5.1.2 – Thi công h móng có k t c u ch ng vách ........................... 170 5.1.3 – Thi công h móng trong i u ki n ng p n c ..................... 172

5.2 – X lý áy móng .................................................................................. 175 5.3 – B m n c trong h móng

................................................................... 176 5.4 - bê tông móng kh i ........................................................................ 177 5.5 - p t l p h móng ........................................................................... 181 5.6 – T ch c thi công móng khi

............................................................... 181 Câu h i t kim tra Ch ng 5

...................................................................... 182 CH NG VI – THI CÔNG MÓNG C C CH S N

6.1 - c i m c a móng c c ch s n ......................................................... 183 6.2 – Thi công móng b chìm trên c n ................................................... 185

6.2.1- Bi n pháp óng c c trên m t b ng ........................................ 185 6.2.2 – M t s tr ng h p c bi t c a bi n pháp óng c c trên m t b ng .................................................................................. 188

6.2.3 – Bi n pháp óng c c trong h móng ............................. 188 6.3 – Thi công móng b n i trên c n ............................................. 192 6.4 – Thi công móng c c trong i u ki n n c ng p nông ................... 193

6.4.1 – Bi n pháp óng c c trên o nhô .................................. 194 6.4.2 – Bi n pháp óng c c trên sàn o ................................... 195

6.5 – Thi công móng c c trong i u ki n n c ng p sâu ....................... 198 6.5.1 – Thi công móng b chìm ............................................ 198 6.5.2 – Thi công móng c c b cao trong vòng vây c c ván thép 201 6.5.3 – Thi công móng c c b cao trong thùng ch p ................. 203 6.5.4 – Thi công móng c c b cao trong thùng ch p có áy ..... 206

6.6 – Thi công móng c c ng ................................................................ 208 Câu h i t ki m tra Ch ng 6 ............................................................... 212

CH NG 7 – THI CÔNG MÓNG C C KHOAN NH I . 7.1 – Nh ng bi n pháp công ngh thi công c c khoan .......................... 236

7.1.1 – Ph ng pháp thi công khô .............................................. 236 7.1.2 – Các ph ng pháp thi công t ........................................ 237 7.1.2.1 – Bi n pháp khoan b ng máy khoan ng vách xoay....... 237 7.1.2.2 – Bi n pháp khoan g u xoay .......................................... 220 7.1.2.3 – Các bi n pháp khoan tu n hoàn ................................... 219 7.1.2.4 – Bi n pháp khoan p cáp ............................................. 221

7.2 – Công ngh thi công c c khoan nh i có s d ng v a sét ch ng vách 223 7.2.1 – ng ch ng vách trên mi ng l khoan .............................. 223 7.2.2 – H ng ch ng vách ........................................................... 225 7.2.3 – Dung d ch khoan ............................................................... 725 7.2.4 – Khoan t o l c c ................................................................ 227 7.2.5- M t s s c x y ra khi khoan t o l c c và cách x lý ...... 227 7.2.6 – X lý c n l ng – v sinh áy l khoan ............................... 229 7.2.7 – C t thép c c khoan nh i ..................................................... 231 7.2.8 - bê tông c c ..................................................................... 233

7.3 – Ki m tra ch t l ng c c khoan nh i ................................................. 235 7.4 – Bi n pháp x lý khuy t t t trong c c khoan nh i

.............................. 237

7.5 – Bi n pháp t ch c thi công móng c c khoan nh i ............................. 237

7.5.1 – Móng c c n m trên c n ....................................................... 237 7.5.2- Móng c c n m trong khu v c ng p n c

.............................. 238 Câu h i t kim tra Ch ng 7

...................................................................... 244 CH NG VIII – THI CÔNG MÓNG GI NG CHÌM VÀ MÓNG GI NG

CHÌM H I ÉP. 8.1 - c i m c u t o móng gi ng chìm ................................................... 273 8.2 – Bi n pháp thi công móng gi ng chìm úc t i ch .............................. 247

8.2.1- Chu n b m t b ng thi công gi ng trên c n ..................... 247 8.2.2 – Bi n pháp p o nhân t o ................................................ 247 8.2.3 - úc t gi ng u tiên ......................................................... 250 8.2.4 – H t gi ng u tiên ........................................................... 254 8.2.5 - úc n i các t gi ng ........................................................... 257 8.2.6 – X lý nh ng hi n t ng x y ra trong quá trình h gi ng

chìm ........................................................................................ 258 8.2.7 – Nh ng bi n pháp làm gi m s c c n ma sát trong quá trình

h gi ng ................................................................................... 259 8.2.8 – X lý áy và l p lòng gi ng chìm

........................................ 261 8.2.9 – Bi n pháp t ch c thi công móng gi ng chìm úc t i ch .. 262

8.3- Bi n pháp thi công móng gi ng chìm ch n i .................................. 263 8.3.1 – Nh ng bi n pháp c u t o t gi ng t n i ..................... 263 8.3.2 – Bi n pháp h thu t gi ng .............................................. 266 8.3.3 – Ch n i t gi ng n v trí móng .................................... 267 8.3.4 – H chìm gi ng ................................................................... 268

8.4 - Thi công móng gi ng chìm h i ép ..................................................... 269 8.4.1 - c i m c u t o móng gi ng chìm h i ép ........................ 269 8.4.2 – K thu t úc và h t gi ng u tiên .............................. 271 8.4.3 – Cung c p khí nén trong quá trình h gi ng ...................... 273 8.4.4 - ào t trong khoang và làm chìm gi ng ........................ 275 8.4.5 – X lý áy và l p lòng gi ng chìm h i ép ..................... 276 8.4.6 – T ch c thi công móng gi ng chìm h i ép ........................ 277

8.4.7 – Nh ng v n an toàn lao ng trong thi công móng gi ng chìm h i ép ............................................................................ 278

Câu h i t ki m tra Ch ng 8 .................................................................... 279 CH NG IX - THI CÔNG M , TR C U .

9.1 – Thi công m c u d m úc t i ch ..................................................... 312 9.1.1- Thi công m n ng ch U bê tông ........................................ 281 9.1.2 – Thi công m ch U bê tông c t thép .......................... 283 9.1.3 – Thi công m ch T ...................................................... 287 9.1.4 – Thi công các d ng m vùi ........................................... 289

9.2 – Thi công úc t i ch tr c u d m ............................................... 293 9.2.1 – L p d ng khung c t thép thân tr ................................ 293 9.2.2 – C u t o ván khuôn tr c u d m .................................... 294 9.2.3 - à giáo dùng cho thi công thân tr ............................... 295 9.2.4 - à giáo và ván khuôn xà m tr .................................... 297 9.2.5 – T ch c bê tông tr c u ............................................ 298

9.3 – Thi công m , tr l p ghép ............................................................ 299 9.3.1 –Phân chia k t c u m , tr thành nh ng c u ki n úc s n 300 9.3.2 – Bi n pháp gá l p các kh i m , tr ................................. 301

9.4 – Thi công á kê g i ........................................................................ 304 9.5 – Thi công tr tháp bê tông c t thép c u treo và c u dây v ng......... 304

9.5.1 – C u t o ván khuôn leo và ván khuôn tr t ..................... 304 9.5.2 – Bi n pháp thi công ph n thân tr .................................... 312 9.5.3 – Bi n pháp thi công tháp c u ............................................ 314 9.5.4 – T ch c thi công tr tháp ................................................. 317

9.6 – Thi công tr tháp b ng thép ............................................................ 319 Câu h i t ki m tra Ch ng 9 ................................................................... 321

PH L C ............................................................................................................ 359 TÀI LI U THAM KH O .................................................................................... 375

359

BẢNG PHÂN CẤP ĐẤT (Dùng cho công tác đào vận chuyển, đắp đất bằng thủ công) Phụ lục1

CÊp ®Êt

NhãM ®Êt Tªn ®Êt BiÖn ph¸p

x¸c ®Þnh

1

- Đất phù sa, cát bồi, đất mầu, đất mùn, đất đen, đất hoàng thổ.

- Đất đồi sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ (thuộc loại đất nhóm 4 trở xuống) chưa bị nén chặt.

Dùng xẻng

xúc dễ dàng

I 2

- Đất cát pha sét hoặc đất sét pha cát. - Đất mầu ẩm ướt nhưng chưa đến trạng thái dính

dẻo. - Đất nhóm 3, nhóm 4 sụt lở hoặc đất nơi khác đem

đến đổ đã bị nén chặt nhưng chưa đến trạng thái nguyên thổ.

- Đất phù sa, cát bồi , đất mầu, đất bùn, đất nguyên thổ tơi xốp có lẫn rễ cây, mùn rác , sỏi đá, gạch vụn, mảnh sành kiến trúc đến 10% thể tích hoặc 50kg đến 150 kg trong 1m3.

Dùng xẻng

cải tiến ấn nặng tay xúc được

3

- Đất sét pha cát. - Đất sét vàng hay trắng, đất chua, đất kiềm ở trạng

thái ẩm mềm. - Đất cát, đất đen, đất mùn có lẫn sỏi đá, mảnh vụn

kiến trúc, mùn rác, gốc dễ cây từ 10% đến 20% thể tích hoặc từ 150 đến 300 kg trong 1m3.

- Đất cát có lượng ngậm nước lớn, trọng lượng từ 1,7 tấn/1m3 trở lên.

Dùng xẻng

cải tiến đạp bình thường đã ngập xẻng

II 4

- Đất đen, đất mùn ngậm nước nát dính. - Đất sét, đất sét pha cát, ngậm nước nhưng chưa

thành bùn. - Đất do thân cây, lá cây mục tạo thành, dùng mai

cuốc

Dùng mai

xắn được

đào không thành tảng mà vỡ vụn ra rời rạc như xỉ. - Đất sét nặng kết cấu chặt. - Đất mặt sườn đồi có nhiều cỏ cây sim, mua, dành

dành. - Đất màu mềm.

360

CÊp ®Êt


x¸c ®Þnh

- Đất sét pha mầu xám (bao gồm mầu xanh lam, mầu xám của vôi).

5

- Đất mặt sườn đồi có ít sỏi. - Đất đỏ ở đồi núi. - Đất sét pha sỏi non. - Đất sét trắng kết cấu chặt lẫn mảnh vụn kiến trúc

hoặc rễ cây đến 10% thể tích hoặc 50kg đến 150kg trong 1m3.

- Đất cát, đất mùn, đất đen, đất hoàng thổ có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc từ 25% đến 35% thể tích hoặc từ > 300kg đến 500kg trong 1m3.

Dùng cuốc bàn cuốc được

III 6

- Đất sét, đất nâu rắn chắc cuốc ra chỉ được từng hòn nhỏ.

- Đất chua, đất kiềm thổ cứng. - Đất mặt đê, mặt đường cũ. - Đất mặt sườn đồi lẫn sỏi đá, có sim, mua, dành

dành mọc lên dầy. - Đất sét kết cấu chặt lẫn cuội, sỏi, mảnh vụn kiến

trúc, gốc rễ cây >10% đến 20% thể tích hoặc 150kg đến 300kg trong 1m3.

- Đá vôi phong hoá già nằm trong đất đào ra từng tảng được, khi còn trong đất thì tương đối mềm đào ra rắn dần lại, đập vỡ vụn ra như xỉ.

Dùng cuốc bàn cuốc chối tay, phải dùng cuốc chim to lưỡi để đào

7

- Đất đồi lẫn từng lớp sỏi, lượng sỏi từ 25% đến 35% lẫn đá tảng, đá trái đến 20% thể tích.

- Đất mặt đường đá dăm hoặc đường đất rải mảnh sành, gạch vỡ.

- Đất cao lanh, đất sét, đất sét kết cấu chặt lẫn mảnh vụn kiến trúc, gốc rễ cây từ 20% đến 30% thế tích hoặc >300kg đến 500kg trong 1m3.

Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi nặng đến 2,5kg

IV 8

- Đất lẫn đá tảng, đá trái > 20% đến 30% thể tích. - Đất mặt đường nhựa hỏng. - Đất lẫn vỏ loài trai, ốc (đất sò) kết dính chặt tạo

thành tảng được (vùng ven biển thường đào để xây tường).

Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi trên 2,5kg hoặc dùng xà beng đào được

361

CÊp ®Êt


x¸c ®Þnh

- Đất lẫn đá bọt.

9

Đất lẫn đỏ tảng, đỏ trỏi>30% thể tớch , cuội sỏi giao kết bởi đất sột.

- Đất cú lẫn từng vỉa đỏ, phiến đỏ ong xen kẽ (loại đỏ khi cũn trong lũng đất tương đối mềm).

- Đất sỏi đỏ rắn chắc.

Dựng xà beng choũng bỳa mới đào được

9

Đất lẫn đá tảng, đá trái>30% thể tích , cuội sỏi giao kết bởi đất sét.

- Đất có lẫn từng vỉa đá, phiến đá ong xen kẽ (loại đá khi còn trong lòng đất tương đối mềm).

- Đất sỏi đỏ rắn chắc.

Dùng xà beng choòng búa mới đào được

BẢNG PHÂN CẤP ĐẤT

(Dùng cho công tác đào, vận chuyển và đắp đất bằng máy) Phụ lục 2

CẤP ĐẤT TÊN CÁC LOẠI ĐẤT BIỆN PHÁP XÁC ĐỊNH

I

Đất cát, đất phù sa cát bồi, đất mầu, đất đen, đất mùn, đất cát, cát pha sét, đất sét, đất hoàng thổ, đất bùn. Các loại đất trên có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ, đá dăm , mảnh chai từ 20% trở lại, không có rễ cây to, có độ ẩm tự nhiên dạng nguyên thổ hoặc tơi xốp, hoặc từ nơi khác đem đến đổ đã bị nén chặt tự nhiên. Cát đen, cát vàng có độ ẩm tự nhiên, sỏi, đá dăm, đá vụn đổ thành đống.

II

Gồm các loại đất cấp I có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ, đá dăm, mảnh chai từ 20% trở lên. Không lẫn rễ cây to, có độ ẩm tự nhiên hay khô. Đất á sét, cao lanh, đất sét trắng, sét vàng, có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, mảnh chai, gạch vỡ không quá 20% ở dạng nguyên thổ hoặc nơi khác đổ đến đã bị nén tự nhiên có độ ẩm tự nhiên hoặc khô rắn.

Dùng xẻng, mai hoặc cuốc bàn xắn được miếng mỏng

III

Đất á sét, cao lanh, sét trắng, sét vàng, sét đỏ, đất đồi núi lẫn sỏi sạn, mảnh sành, mảnh chai, gạch vỡ từ 20% trở lên có lẫn rễ cây. Các loại đất trên có trạng thái nguyên thổ có độ ẩm tự nhiên hoặc khô cứng hoặc đem đổ ở nơi khác đến có đầm nén.

Dùng cuốc chim mới cuốc được

362

IV

Các loại đất trong đất cấp III có lẫn đá hòn, đá tảng. Đá ong, đá phong hoá, đá vôi phong hoá có cuội sỏi dính kết bởi đá vôi, xít non, đá quặng các loại đã nổ mìn vỡ nhỏ, sét kết khô rắn chắc thành vỉa

PHƯƠNG PHÁP CHỌN BÚA ĐÓNG CỌC ( IMPACT HAMMERS ) CỦA CÔNG BINH HOA KỲ ( U.S. ARMY CORPS OF ENGINER ).

Phụ lục 3 1- Xác định tải trọng thiết kế tác dụng lên đầu cọc Rd (kN). 2- Xác định sức kháng giới hạn của cọc Ru = N.Rd ( kN)

N- hệ số dự trữ : Nếu sức kháng xác định bằng thực nghiệm N=2,0. Sức kháng xác định bằng thực nghiệm kết hợp với công thức

kinh nghiệm N=2,5 . Theo công thức kinh nghiệm N=3,0

3- Xác định cường độ sức kháng

uu

s

RSA

= (kPa)

As – Diện tích tiết diện cọc (m2) 4- Tính năng lượng xung kích của búa để đóng 4 nhát búa tạo nên độ lún 1cm (

tương đương 10 nhát đóng lún 1inch ).

a) Đối với cọc BTCT : 102544970,05

u

s ur BPi S

A SEe

⎛ ⎞−⎜ ⎟⎝ ⎠

= (kJ)

b) Đối với cọc thép : 1,82

10 5850s u

r BPiA SE = (kJ)

( 10 Blows por inch ) 5- Tính lại cường độ sức kháng :

3 du

s

RSA

′ =

6- Tính năng lượng xung kích lần 2 , để đóng 8 nhát tạo nên độ lún 1cm ( tương đương 20 nhát lún 1 inch ) .

a) Đối với cọc BTCT : 2022989100,78

u

u sr Bpi S

S AEe

⎛ ⎞−⎜ ⎟⎝ ⎠

′= (kJ)

b) Đối với cọc thép : 1,68

20 165486s u

r BpiA SE

′= (kJ)

363

7- Xác định năng lượng xung kích tối thiểu của búa : Er = Min ( Er 10 , Er 20 ) . Căn cứ vào Er , theo bảng danh mục các loại búa đóng cọc để chọn mã hiệu búa phù hợp . 8- Xác định chiều cao rơi của quả búa :

102 req

s

ESm

= (m)

ms –trọng lượng của quả búa ( kg) .

CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MỘT SỐ THIẾT BỊ THI CÔNG

Phô lôc 4 i- CỌC VÁN THÉP LARSEN ii-

ma hiÖu b (mm) B (mm) H (mm) F (cm 2) g (kg/m) j (cm4) w (cm3)

LS-IV 292 400 180 94,3/236 74/185 4660/39600 405/2200 LS-V 332 420 172 127,6/303 100/238 6243/50943 461/2962

Giá trị trên tử số là cho 1 cọc đơn, giá trị dưới mẫu số là tính cho 1m vòng vây cọc ván. Mômen quán tính và mômen kháng uốn tính đối với trục ngang x-x.

KẾT CẤU VẠN NĂNG

Lo¹i thanh M· hiÖu MÆt c¾t ChiÒu dµi

(m)

Khèi l−-îng (kg)

Lùc nÐn cho phÐp

(kN)

Lùc kÐo cho phÐp

(kN)

Thanh 201 L125x125x10 4 76.4 69 ®øng vµ 202* L120x120x10 2 36.5 64,6 69 thanh m¹ 2L120x120x10 2 73 632 632 341 2L125x125x10 2 76.4 632 632 342 2L125x125x10 4 541 632 343 4L120x120x10 4 1178 1264

Thanh xiªn 5H L75x75x8 2.83 48,6 346 2L75x75x8 2.83 94,3 117 3H L100x75x10 2.83 41,3 2L100x75x10 2.83 298,5 350

364

Lo¹i thanh M· hiÖu MÆt c¾t ChiÒu dµi

(m)

Khèi l−-îng (kg)

Lùc nÐn cho phÐp

(kN)

Lùc kÐo cho phÐp

(kN)

4L100x75x8 2.83 672 742 203 L90x90x9 2.83 34,5 42,5 344 2L90x90x9 2.83 376 444 ( ghÐp cïng 1 phÝa) 227 227 345 4L90x90x9 2.83 764 890

Thanh 4H L75x75x8 2 25,9 32 gi»ng 2L75x75x8 2 282 292 2L75x75x8 4 128 292 16H 4L75x75x8 2 584 584 4L75x75x8 4 336 584 Iii – KẾT CẤU VẠN NĂNG ��

Néi lùc cho phÐp kN

Tªn thanh KÝ hiÖu TiÕt diÖn F (cm2)

B¸n kÝnh qu¸n tÝnh r (cm)

§é m¶nh

λ NÐn KÐo

Khèi l−îng (kg)

Cét C1 ∅203 ×9 54.97 6.8 29.4 10 3 251 C2 ∅203 ×10 54.87 6.8 29.4 10 3 139

C3 ∅159 ×5 24.2 5.46 36.6 4.4 2 165

C4 ∅159 ×6 24.2 5.46 36.6 4.4 2 97

ChÐo X5 ∅95 ×5 18.8 2.76 83 1.2 1.2 30

X7 ∅159 ×5 24.2 5.46 103.6 1.2 1.2 103

Gi»ng G6 ∅95 ×5 18.8 2.76 58.7 1.2 1.2 22

G8 ∅159 ×5 24.2 5.46 73.2 1.2 1.2 103 IV- GIÁ BÚA ĐÓNG CỌC .

ChiÒu cao (m)

Gãc nghiªng Ma

hiÖu Toµn bé Cã hiÖu Søc n©ng

(kN) Xiªn d−¬ng Xiªn ©m Khæ ®−êng

(m) Khèi

luîng (T)

C-532 23.4 17.5 95 3:1 8:1 5.5 11 КП-20 28.1 20 210 - - 4 32.5 C-955 18.3 12 100 3:1 8:1 4 20.8 C-908 24 16 140 3:1 8:1 4 24.3

365

СП-55 - 25 300 3:1 8:1 6 45 CCCM-680 30 23 208 3:1 10:1 4.88 72.2 BÚA DIEZEL

Khèi l−îng bóa (kg) ma hiÖu bóa

PhÇn r¬i Toµn bé ChiÒu cao

r¬i (m)

N¨ng l−îng

®Ëp (kN.m) Sè lÇn ®Ëp

1 phót

A- Bóa kiÓu cét dÉn (®¬n ®éng)

C-254 600 1400 1.77 5 55-60 C-222A 1200 2200 1.79 10 C-268 1800 3100 2.1 14 C-330 2500 4200 2.3 20

B - Bóa kiÓu èng trô (®¬n ®éng): C-859 1800 3500 2.8 48 43-55 C-949 2500 5800 2.8 67 C-954 3500 7300 2.8 94

§«ng phong T135 1500 8000 2.5 87,5 40-60

Misubishi MH22 2130 4800 2.5 53,25 42-60 MH40 4200 9600 2.5 116

Delmag D22 2200 5060 2.8 55 42-60 Delmag D30 3000 5530 2.8 75 Delmag D44 4300 10100 2.8 120 DE30 (Mü) 1270 3690 2.8 41,7 48-52 DA35 (Mü) 1270 4540 2.8 49,6 DE40 (Mü) 1815 4450 2.8 59,6

C- Bóa song ®éng : C-32 655 4095 0.52 159 125

C-231 1130 4450 0.58 182 105 BP-28 1450 6550 0.5 250 120

VII- BÚA THUỶ LỰC

Khèi l−îng bóa (kg)

ma hiÖu bóa PhÇn r¬i Toµn bé

ChiÒu cao r¬i (m)

N¨ng l−îng

®Ëp (kN.m) Sè lÇn ®Ëp

1 phót

V20A3 4770 8200 1.2 36 44

V100D5 8400 14080 1.2 60 42 V200A24 35000 63700 1.2 245 24

366

viii- BÚA RUNG TẦN SỐ THẤP HẠ CỌC ỐNG .

Th«ng sè kü thuËt bp-3m bp-30 bp-80 bp-160 ВУ-1,6 ВУ-3

Lùc xung kÝch Pa( kN) 442 390-570 510-910 1000-1600 960 2800-3400 TÇn sè ϕ ( vßng /phót) 408 414-505 408-545 404-505 458 475-550

M«men lÖch t©m (kN.m) 2,36 2,02 2,75 3,25 3,46 9,94

C«ng suÊt ®éng c¬ (kW) 100 75 100 160 2x75 2x200

Khèi l−îng bóa (tÊn) 7,5 6,1 9,2 11,2 11,9 27,6

Ix – BÚA CHẤN ĐỘNG .

Th«ng sè kü thuËt c-834 c-836 ��-7� bm-9 �-2 M�-2

Lùc xung kÝch Pa( kN) 50 145 70 140 255 94,5 TÇn sè ϕ ( vßng /phót) 960 960 1450 1440 970 970

M«men tÜnh Mc (kN.m) 0,05 0,144 0,32 - 0,25 -

C«ng suÊt ®éng c¬ (kW) 5.5 13 7 14 22 22

Khèi l−îng bóa (tÊn) 1.9 4.6 1.4 1.68 3.3 4.2

Hai lo¹i bóa Ш-2 vµ MШ-2 chuyªn dïng ®Ó nhæ cäc v¸n thÐp Xi- MÁY BƠM NƯỚC

M· hiÖu C«ng suÊt m3/h

ChiÒu cao ¸p lùc b¬m

(m)

C«ng suÊt ®éng c¬

kW

HÖ sè hiÖu dông

Khèi l−îng kg

2k-6 10,0-30,0 34-24 4 0.51-0.64 78

4k-6 90 87 55 0.65 496

3k-9 30,0-54 35-27 7.5 0.68 129

6k-8 162 32 30 0.78 437

8k-12 288 29 40 0.82 545 xii- NEO HỆ NỔI.

Lùc neo trong nÒn Lo¹i neo

Khèi l−îng (TÊn) D¹ng neo

C¸t h¹t mÞn C¸t h¹t trung

H¶i qu©n Q1

(12-15)Q1 6Q1

Träng lùc Q2 4Q2 2Q2

xiii- PHAO ĐƠN KC . T¶i träng cho phÐp (kN)

Lo¹i phao Khèi l−îng

phao (tÊn)

§é ch×m do träng lîng b¶n th©n

Träng t¶i khi chiÒu cao kh« 0.5m ( TÊn)

ChiÒu cao kh« m¹n cho phÐp P1 P2 P3 P4

367

(m)

KC 7 0.3 0.35 (*) 460 310 260 25 KC-3 6.26 0.26 0.6(**) 460 310 260 25

KC-63 5.96 0.25

26

0.2(***) 470 320 240 40

Chó thÝch : (*) - phao ®Æt n»m ; (**) phao ®Æt nghiªng ; (***) - khi chë næi kÕt cÊu nhÞp

P1- t¶i träng ®Æt t¹i gãc çc s−ên t¨ng c−êng

P2- t¶i trong ®Æt trªn bê däc mÆt boong P3 - t¶i träng ®Æt t¹i çc gãc vµ bê ngang mÆt boong P4 - t¶i träng ®Æt t¹i ®iÓm bÊt kú däc theo s−ên t¨ng c−êng.

xiv- MÁY TRỘN BÊ TÔNG.

Lo¹i di ®éng Tr¹m cè ®Þnh Çc chØ tiªu kü thuËt §¬n vÞ

C-675 C-399 C-371 C-3-55 C-302

Dung tÝchthïng trén LÝt 100 250 250 500 1200 N¨ng suÊt m¸y m3/h 2.4 5.4 3.8 15 20 Tèc ®é quay trén vßng/phót 24 17.4 7.6 6.73 17 Thêi gian quay lËt thïng s 3 3 3.5 3.5 3.5 Tèc ®é n©ng gÇu m/s 0.27 0.3 0.3 0.3 0.3 C«ng suÊt ®éng c¬ Kw 1 4.5 2.8 10 14 xv- m¸y b¬m bª t«ng.

ChØ tiªu kü thuËt §¬n vÞ C-296 C-252 C-284A

N¨ng suÊt b¬m m3/h 10 20 40 B¬m ®i xa m 250 250 220 B¬m lªn cao m 40 40 15 KÝch th−íc cèt liÖu mm 40 80 100 Dung tÝch v÷a mét lÇn ®Èy lÝt 4.4 9.7 24.6 §−êng kÝnh èng mm 150 219 283 C«ng suÊt ®éng c¬ Kw 14 28 40 xvi- d©y çp dïng cho kÝch kÐo.

8x0.9=7.2m

4x0.

9=3.

6

P3

P1

P4

P2

P3

Lùc t¸c dông lªn mÆt

CÊu t¹o mèi nèi

180 3x90 180

12

P3

boong

1.8

368

Lo¹i 6x19+1 lâi h÷u c¬ Lo¹i 6x36+1 lâi h÷u c¬

Lùc kÐo ®øt (kN) Lùc kÐo ®øt (kN) §−êng kÝnh c¸p (mm) Khèi l−îng

kg/1000m Lo¹i thÐp 160Mpa

Lo¹i thÐp 170Mpa

§−êng kÝnh c¸p (mm) Khèi l−îng

kg/1000m Lo¹i thÐp 160Mpa

Lo¹i thÐp 170Mpa

12 527 73 77 13.5 697 92 98 13 597 83 88 15 865 114 120 14 728 100 107 16.5 1040 138 146 15 844 117 124 18 1245 165 175 16 1025 142 150 20 1520 200 214 18 1220 169 180 22 1830 240 258 19 1405 195 207 23.5 2120 280 299 21 1635 227 240 25.5 2495 330 350 22 1850 256 272 27 2800 370 395 24 2110 293 310 29 3215 425 453 25 2390 331 352 31 3655 485 515 28 2911 404 430 33 4145 550 585 30 3490 485 515 36.5 4965 660 700 32 3845 534 565 39.5 6080 808 858

NGUYÊN TẮC CHUNG VỀ TÍNH TOÁN CÁC KẾT CẤU VÀ CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 18-1979.

Các công trình phụ trợ phải được tính toán chi tiết, kiểm soát được sự làm việc của từng bộ phận chịu lực mới được đưa vào áp dụng. Các bộ phận chịu lực của công trình phụ trợ được tính toán theo trạng thái giới hạn, phải đảm bảo các điều kiện :

- Trạng thái giới hạn thứ nhất : + Đảm bảo điều kiện về cường độ. + Đảm bảo điều kiện ổn định về hình dạng và ổn định vị trí.

- Trạng thái giới hạn thứ hai : Công trình phụ trợ và từng bộ phận của nó không được biến dạng quá trị số cho phép để đảm bảo yêu cầu sử dụng. 1- TẢI TRỌNG TÁC DỤNG.

Tác dụng lên các công trình phụ trợ trong quá trình thi công bao gồm hai nhóm : tải trọng thường xuyên và không thường xuyên

Bảng 1.

TT

Lo¹i t¶i träng

HÖ sè t¶i träng khi xÐt tæ hîp

chÝnh

HÖ sè t¶i träng khi xÐt tæ hîp

phô

1

Tải trọng thường xuyên + Trọng lượng bản thân : - Kết cấu vạn năng - Kết cấu chế tạo đơn chiếc

1,2 vµ 0,9 1,1 vµ 0,9

1,2 vµ 0,9 1,1 vµ 0,9

369

Khi chất tải lên công trình phụ trợ để tính toán, các tải trọng trên ghép lại thành những tổ hợp chính và tổ hợp phụ. Tổ hợp chính gồm : một hoặc hai ba tải trọng trong nhóm thường xuyên cùng đồng thời tác dụng với một vài tải trọng trong số thứ tự từ 6 đến 12 theo những khả năng mà trong quá trình thi công có thể xảy ra ghi trong bảng 3-1.

Tổ hợp phụ là các nhóm trong tổ hợp chính cộng tác dụng thêm với tải trọng gió hoặc với một trong các tải trọng có số thứ tự từ 13 đến 15. Riêng tổ hợp có lực căng cốt thép thì không xét trong tổ hợp phụ.

Khi xác định nội lực trong kết cấu, các tải trọng xét ở các tổ hợp phải nhân với hệ số tải trọng tương ứng ghi trong bảng.

Tải trọng do xe máy tác động lên công trình phụ trợ được nhân với hệ số xung kích (1+μ )=1,2. Do lực quán tính khi cẩu vật nặng (1+μ)=1,1.

1- Giá trị tiêu chuẩn của trọng lượng bản thân kết cấu và vật liệu được tính bằng thể tích thiết kế nhân với trọng lượng thể tích γ của từng loại theo bảng 3-2

B¶ng 2

γ (kN/m3)

2 3 4

+ áp lực đất ngang + áp lực thủy tĩnh + áp lực thủy động

1,2 vµ 0,9 1,0

1,2 vµ 0,75

- - -

5

6 7 8 9

10 11 12

13 14 15

Tải trọng không thường xuyên +Trọng lượng công trình chính: - Kết cấu thép và bê tông, BTCT lắp ghép

- Kết cấu bê tông và BTCT đúc tại chỗ + Trọng lượng vật liệu xây dựng, cấu kiện chưa lắp ráp. + Trọng lượng thiết bị, xe máy. + Tải trọng thi công( người và dụng cụ ) + Lực kéo,sàng : - Trên bàn máp - Trên đường trượt con lăn - Trên xe lao - Trên tấm trượt + Lực quán tính khi cẩu vật nặng + Lực căng cốt thép ƯST. + Lực kích điều chỉnh trong thi công - Kích răng, kích vít -Kích thủy lực + Lực ngang do lệch đường trượt + Tác dụng do chênh lệch nhiệt độ + Tải trọng gió : - Xét riêng tác dụng của gió - Xét với tổ hợp tải trọng khác

1,1 1,15

1,3 1,1 1,3

1,1 1,1 1,2 1,1 1,1 1,05

- - -

1,0 -

1,0 vµ 0,9 1,0 vµ 0,9

1,0

1,1 vµ 0,9 0,7

1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 -

1,2 1,3 1,0 1,0

0,7

370

Lo¹i vËt liÖu γ (kN/m3) Lo¹i vËt liÖu Kh« Èm

Thép Gang Đá hộc Vữa bê tông Đá xây bằng sa thạch Xi măng rời Vữa Xi măng cát Xi măng bao BTCT mới đổ

78,5 72,5 15,0 24,0 22,0 14,0 18,0 18,0 26,0

Cát Đất đổ đống Sỏi, đá dăm Kết cấu bê tông Kết cấu BTCT Đá ba lát đường sắt Gỗ hồng sắc Gỗ ván nhóm 6

15,0 17,0 16,0 24,0 25,0 20,0 7,00 5,50

20,0

20,0

8,50 7,00

Những kết cấu đã có trọng lượng thiết kế thì lấy theo bản vẽ. Khi tính áp lực đất trọng lượng thể tích lấy theo kết quả khảo sát địa chất. Trọng lượng thiết bị xe máy lấy theo mã hiệu ghi trong bản vẽ công nghệ. Tải trọng thi công lấy như sau :

- bằng 25 daN/m2 đối với cầu công tác. - bằng 20 daN/m2 đối với đà giáo khẩu độ < 60m - bằng 10 daN/m2 đối với đà giáo khẩu độ ≥ 60m.

2- Khi tính một tấm ván đơn lực tập trung lấy bằng 13kN và nếu dùng ván làm cầu để đẩy xe ba gác thì lấy lực tập trung là 25kN.

3-Lực tác dụng lên kết cấu phụ trợ khi kéo, sàng là do nguyên nhân ma sát và phụ thuộc vào dạng của đường trượt, trị số các lực này xác định theo các công thức trong mục 2.7.2 chương 2.

4-Lực quán tính khi cẩu vật nặng được tính như sau : - Khi cần cẩu cùng với vật nặng di chuyển rồi dừng hãm, lực đặt tại trọng tâm của

cần cẩu.

( )10 1,65 2c k haI G Gg

= + (kN) ( 1)

- Khi xe cẩu của dạng cẩu cổng cùng với vật nặng di chuyển rồi dừng hãm :

( )10 2x x haI G Gg

= + (kN) (2)

- Khi cần cẩu đứng tại chỗ quay cần cùng với vật nặng rồi dừng quay, lực đặt tại đỉnh cần.

( )2 260qc c hnLI G G

g tπ

= + (kN) (3)

trong đó : Gk – trọng lượng của cần cẩu hoặc của một bộ phận bất kỳ nào của cần cẩu kN

Gx- trọng lượng của xe cẩu cẩu kN Gc- trọng lượng của cần kN ( lấy theo lý lịch máy) Gh - trọng lượng vật nặng ( bao gồm quang treo, đòn gánh) và dây cáp

nâng kN η - tốc độ quay của cần cẩu vòng/phút g- gia tốc trọng trường m/s2 L- tầm với của cần cẩu m

371

t- thời gian dừng hẳn của cần cẩu sau khi cắt truyền động được tính bằng giây lấy theo bảng 3-3

Bảng 3

Tầm với của cần cẩu L (m) 5 7,5 10 15 20 25 30 Thời gian dừng hẳn t ( s) 1 1,5 2,5 4 5 8 10

gia tốc của chuyển động tịnh tiến (m/s2) phụ thuộc vào cơ cấu truyền động và hình thức phanh hãm lấy theo bảng 3-4

Gia tèc cña chuyÓn ®éng khi dõng xe cÈu B¶ng 4

Cơ cấu truyền động của xe cẩu Tỉ số giữa bánh xe hãm trên tổng số

các bánh xe

a ( m/s2)

Bằng tời và cáp kéo 0,3 1: 2 0,3 1: 3 0,24

Tự hành bằng động cơ riêng

1: 4 0,18

Lực quán tính khi di chuyển vật nâng bằng palăng lấy bằng 5% của tổng trọng lượng của vật nâng, đòn gánh, quang treo, dây cáp và palăng.

5-Lực lắc ngang do chênh lệch đường trượt ray lấy theo tỉ lệ phần trăm đối với trọng lượng G của vật kéo. Khi lao kéo trên đường trượt con lăn lấy bằng 0,03G; khi kéo trên xe lao lực này lấy bằng 0,015G.

6-Lực kích điều chỉnh khi tạo độ vồng cho đà giáo, kích nâng để kê chỉnh lại gối kê cho kết cấu phụ trợ, tác dụng lên trụ tạm lúc điều chỉnh nội lực trong dầm thép liên hợp, kích nâng đầu mũi dẫn khi lao dọc v.v.. Xác định bằng giá trị phản lực gối do trọng lượng kết cấu tác dụng lên vị trí kích cộng với lực tạo nên độ vồng cho đà giáo.

7-Tải trọng gió ngang tác dụng lên kết cấu và thiết bị đứng trên kết cấu xác định theo các công thức sau ( Điều 3.8.1 22TCN272-05)

20,0006 1,8D t d tP v A C A= ≥ (kN) (4) trong đó :At-diện tích chắn gió xác định theo đường bao của kết cấu và theo

phương vuông góc với hướng gió m2. ν – tốc độ thiết kế của gió m/s. 0,85 Bv v S= (m/s) (5) νB – tốc độ gió giật cơ bản lấy theo vùng gió qui định.

Bảng 5 Vùng gió tính theo TCVN2737-1995 νB (m/s)

I 38 II 45 III 53 IV 59

S- hệ số điều chỉnh đối với địa hình, lấy theo bảng 3-6.

Bảng 6

372

Độ cao của mặt cầu trên mặt đất khu vực xung

quanh hay trên mặt nước (m)

Khu vực lộ thiên hay mặt nước thoáng

Khu vực có rừng hay có nhà cửa với cây cối, nhà cao tối đa khoảng 10m

Khu vực có nhà cửa với đa số nhà cao trên 10m

10 1,09 1,00 0,81 20 1,14 1,06 0,89 30 1,17 1,10 0,94 40 1,20 1,13 0,98 50 1,21 1,16 1,01

Cd – hệ số cản gió phụ thuộc vào hình dạng, kích thuớc, cấu tạo và

hình thức bề mặt của kết cấu, xác định theo Tiêu chuẩn TCVN 2737-1995, Bảng 6. ( hoặc xem phần Phụ lục).

Trường hợp thi công trong điều kiện hạn chế tốc độ gió ( lao kéo dọc, chở nổi kết cấu nhịp, lắp ráp giàn chủ, lắp đặt thiết bị...), lúc đó ta phải tính lực gió tác dụng trong tổ hợp với các tải trọng thi công khác và tải trọng gió xác định như:

Cường độ tính toán của áp lực gió thổi lên bề mặt chắn gió : ttw wkC= (kN/m2) (6) trong đó : w- cường độ áp lực gió được tính theo tốc độ gió thổi

22

2

2sin1 sin 16

cpvw α

α= ×

+ (kN/m2) (7)

νcp - tốc độ gió cho phép thi công m/s Có thể xác định tốc độ theo cấp gió X : ( )3 1v X= − (m/s)

α - góc giữa mặt phẳng chắn gió so với phương nằm ngang k- hệ số điều chỉnh theo độ cao tính từ trọng tâm kết cấu đến mặt đất

hoặc MNTC.

Bảng 7 Độ cao h (m) 5 6 8 10 15 20 30 40 50 Hệ số k 0,62 0,66 0,74 0,80 0,91 1,00 1,11 1,19 1,26

C – hệ số khí động học

xác định theo bảng 3-8

Bảng 8

Bộ phận công trình phụ trợ hứng gió

C

Ván khuôn và những bộ phận tương tự ván khuôn

0,8

Cấu kiện đặc có tiết diện chữ nhật

1,4

Kết cấu có tiết diện tròn 1,2 Hệ dây treo, dây chằng 1,1

Bảng 9 Dạng kết cấu Hệ số ϕ

Tiết diện đặc - kết cấu phía sau tiết diện đặc

1,0 0

Kết cấu nhịp giàn, mặt phẳng thứ nhất - các mặt phẳng đứng sau

0,2

0,15 Kết cấu vạn năng UYKM có 2-3 mặt phẳng - có từ 4 mặt phẳng trở lên

0,6 1,0

Cột giàn, tay với cần cẩu dạng giàn, cột giá búa dạng giàn

0,8

373

Tầu kéo, xà lan, tầu thủy - theo phương ngang - theo phương dọc

1,4 0,8

Hệ phao 1,4 Bảng 8

Bộ phận công trình phụ trợ hứng gió

C

Ván khuôn và những bộ phận tương tự ván khuôn

0,8

Cấu kiện đặc có tiết diện chữ nhật

1,4

Kết cấu có tiết diện tròn 1,2 Hệ dây treo, dây chằng 1,1 Tầu kéo, xà lan, tầu thủy

- theo phương ngang - theo phương dọc

1,4 0,8

Hệ phao 1,4 Lực gió tác dụng lên bề mặt chắn gió với cường độ áp lực gió tính toán : 0,01D tt tP w Aϕ= (kN) (8)

trong đó : At – diện tích chắn gió m2 ϕ - hệ số đặc

8- Lực va xô của tầu thuyền, xà lan, hệ nổi tác dụng lên trụ tạm, sàn đạo hoặc vòng vây, mố nhô theo phương từ phía mạn tầu :

1, 4xQkH v

gε

= (kN) (9)

trong đó : Q- trọng lượng tầu hoặc của hệ nổi k- hệ số độ cứng của công trình lấy bằng 2000kN/m ε - hệ số hấp thụ động năng, đối với công trình trên móng cọc đóng lấy

bằng 0,45. v- tốc độ áp mạn của tầu lấy bằng 0,2m/s. g- gia tốc trọng trường 9,81m/s2.

Điểm đặt các lực này tại điểm giữa của kết cấu hoặc tại các điểm treo lốp chống va trên mép bến.

Lực va thẳng từ mạn tầu gây nên lực xô dọc theo hướng chuyển động về phía mũi tầu, xác định theo công thức :

.y xH f H= (kN) (10) trong đó : f- hệ số ma sát giữa mạn tầu với mép bến, nếu mép bến là bê tông hoặc

lót cao su f = 0,5; nếu bằng gỗ f = 0,4. 9- Lực đẩy của nước chảy xác định theo công thức (3.60) 10- Lực va của cây trôi : H= 15v2 (kN) (11)

v- lưu tốc nước m/s.

374

11- Lực va xô của ôtô chạy với tốc độ 25km/h lấy bằng 200kN, tại điểm đặt cách cao độ mặt đường 1,0m. 2 - NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH NỘI LỰC.

Thiết lập sơ đồ tính toán : Theo sự làm việc thực tế của kết cấu, và tùy thuộc vào phương tiện và công cụ tính mà có thể tính theo phương pháp chính xác hoặc phương pháp gần đúng. Những công trình phụ trợ lớn như đà giáo dùng cho công nghệ đúc hẫng, đúc đẩy hoặc có giá trị lớn cần phải tính chính xác. Những công trình giá trị không lớn có thể tính gần đúng, thiên về an toàn. Sơ đồ tính toán có thể đơn giản hóa để áp dụng những cách tính nhanh, dễ kiểm soát như : đưa về các dạng bài toán phẳng, biến đổi các sơ đồ liên tục thành giản đơn, hạ bậc siêu tĩnh để đưa kết cấu từ dạng phức tạp về dạng có bậc siêu tĩnh thấp hơn sử dụng được bài toán giải sẵn. Trường hợp kết cấu hoặc công trình phụ trợ có quy mô tương đối lớn hoặc sử dụng luân chuyển nhiều lần cần được tính toán bằng phương pháp phân tích kết cấu chính xác.

Khi đổi từ sơ đồ không gian thành bài toán phẳng cần xét hệ số phân bố ngang theo các phương pháp đã dùng trong phân tích nội lực kết cấu nhịp .

Khi xác định nội lực trong dầm giản đơn nên sử dụng phương pháp chất tải lên đường ảnh hưởng để tính với các tổ hợp tải trọng.

Khi xét tổ hợp tải trọng tác dụng theo những mặt phẳng khác nhau có thể áp dụng nguyên lý độc lập tác dụng. 3- NGUYÊN TẮC TÍNH DUYỆT .

Tính duyệt theo điều kiện ổn định chống lật :

mMM

giu

Lat ≤ (12)

MLat – mô men gây lật Mgiu – mô men giữ m- hệ số điều kiện làm việc lấy bằng 0,8÷0,95 tùy thuộc vào dạng kết cấu.

Tính duyệt điều kiện ổn định chống trượt :

8,0≤∑ i

Tr

PfT

(13)

TTr – hợp lực của các lực ngang gây trượt Pi- phản lực pháp tuyến.

Tính duyệt điều kiện về cường độ :

RFN

≤ (14,a)

maxM y RJ

≤ (14,b)

Tính duyệt điều kiện ổn định hình dạng kết cấu :

mRFN

ng

≤ϕ

(15)

N- lực dọc tính toán trong thanh chịu kéo, nén. M- mômen uốn tính toán lớn nhất tại mặt cắt cần tính duyệt. J – mômen quán tính tiết diện thực tại mặt cắt cần tính duyệt. ymax – khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt đến thớ xa nhất.

375

R- cường độ tính toán của vật liệu. m- hệ số điều kiện làm việc lấy bằng 0,9.

Tính duyệt điều kiện độ cứng của kết cấu phụ trợ : ƒ ≤ [ ƒ ] (16)

Độ võng cho phép [ƒ] của từng loại kết cấu lấy như sau : Dầm chủ cầu tạm dùng cho thi công kết cấu nhịp L/400 Dầm chủ cầu tạm dùng cho đường đi chuyển cần cẩu L/600 Cầu công tác L/150 Ván khuôn L/250 L- khẩu độ tính toán của kết cấu

375

TÀI LI U THAM KH O

1- Nguy n V n Nh m và các tác gi

Xây d ng c u NXB Giao thông v n t i – Hà N i 1998 . 2- GS.TS. Nguy n Vi t Trung – KS. Ph m Huy Chính

Tính toán các công trình ph t m thi công c u – NXB Giao thông v n t i – Hà n i 2004.

3- PGS.TS. Ngô Bá K . Thi công c c khoan nh i – NXB Giao thông v n t i – Hà N i 2000.

4- PGS.TS. Ngô V n Qu Các ph ng pháp thi công xây d ng – NXB Giao thông v n t i – Hà N i 2003

5- B Giao thông v n t i - K thu t l p ráp c u –NXB i h c và THCN – Hà N i 1987

6- B Giao thông v n t i – Quy trình Thi côg và nghi m thu c u c ng 266/Q -2000 7- B Giao thông v n t i – Quy trình thi công c c khoan nh i 8- B Giao thông v n t i - Tiêu chu n thi t k c u 22TCN 272-05. 9- B Giao thông v n t i – Tiêu chu n thi t k c u ,c ng theo tr ng thái gi i h n

22TCN 18-1979. 10- B Giao thông v n t i – V Khoa h c công ngh – Báo cáo t ng k t thi công c u

M Thu n – Ch ng 3. Thi công – Hà N i 2001. 11- Ministry of Transport – The Bai Chay Bridge construction project – Construction

method for the Bai Chay single plane prestressed concrete cable stayed bridge- Volume IV method statement of substructure pneumatic caisson.

12- Giang Chính Vinh – S tay công trình s thi công – NXB Xây d ng- Hà N i 2004 13- 14- 15-

16- . . . . . .

17- H.M ( )

thi cong cau

Documents