Bài giảng Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu - Buổi 9 - Nguyễn Ngọc Tuyến

Nội dung text: Bài giảng Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu - Buổi 9 - Nguyễn Ngọc Tuyến

1. 9/25/2013 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) 361 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) 5.2.4.2. Vòng vây đáhộc – Ở những nơisẵncóđáhộccóthể áp dụng vòng vây đáhộc. – Khi dùng vòng vây đáhộcphải đắpthêmmộtlớpchắnnước bằng đấtsétở mặtngoàivòngvâyhoặc dùng lõi sét ở trong. 362 11
2. 9/25/2013 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) – Mộtsố vòng vây đáhộc quan trọng còn dùng lõi bê tông hoặc lõi cọc ván thép: 363 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) 5.2.4.3. Vòng vây cọcvángỗ – Khi mựcnước khá sâu, vòng vây đấthoặc đácónhược điểmlà khốilượng lớnlàmthuhẹpdòngchảydẫn đếnxóilởđáy sông và bảnthânvòngvây => có thể áp dụng vòn vây đấtkếthợpcọcvángỗ (gọitắtlà vòng vây cọcvángỗ): 364 12
3. 9/25/2013 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) – Khi mựcnước sâu không quá 3m và lưutốcdòngchảy không quá 0.5m/s có thể sử dùng vòng vây cọcvángỗđơn: • Đất đắpmặtngoài có tác dụng chắn nước • Độ dốc đất đắptùy thuộctừng loại đất • Bề rộng đỉnh vòng vây tốithiểu0.5m 365 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) – Để giảmkíchthướcvòngvây, có thể sử dụng vòng vây cọcván kép (thêm lớpcọcvángỗở mặtngoàiđể thay thế cho mái dốc tự nhiên): • Khoảng cách cọcván b > 1.5m, • Thông thường nên chọnb = 0.5‐1.0 hn nhưng không được nhỏ quá 0.4‐0.6 lần chiềudàicọcgỗ. 366 13
4. 9/25/2013 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) 5.2.4.3. Vòng vây cọcvánthép – Khi MNTC thấpcóthể dùng vòng vây cọc ván thép không có văng chống 367 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) – Tăng cường các văng chống ngang khi chiềucaocộtnướclớn: 368 14
5. 9/25/2013 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) – Khi hố móng quá rộng, việcsử dụng các văng chống ngang không hiệuquả thì có thể dùng vòng vây cọcvánthépkép: 369 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) 5.2.4.4. Vòng vây thùng chụp – Trong trường hợpbệ móng cao, cách mặt đấttự nhiên lớn, cầnphảiso sánh giữatrường hợplàmvòngvâycọcvánvới thùng chụp. 370 15
6. 9/25/2013 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) – Thùng chụp đượcchế tạosẵnbằng gỗ, thép hoặcBTCT – Cao độ đỉnh thùng chụpphảilớnhơnMNTC ít nhất0.7m (trong trường hợpcósónglớn thì phảicấutạocaođộ này cao hơnnữa) – Thùng chụp đượcsử dụng chủ yếu ở những nơimàcọcván thép sử dụng không hiệuquả (ví dụ tạinơicónền đácứng không đóng đượccọcvánhoặccósónglớn, nước sâu ) – Nếukhoảng cách từđáy sông tớibệ móng không lớnthìcóthể sử dụng thùng chụp không đáy. Ngượclại, nếukhoảng cách này lớn thì nên sử dụng thùng chụpcóđáy. 371 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) áy đ p không ụ u thùng ch ấ tc ế K 372 16
7. 9/25/2013 Thi công áy đ pcó ụ u thùng ch ấ tc ế K 373 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) • Tính toán thùng chụpcầnlưuý các yếutố: – Độ bềndướiáplựcthủytĩnh, áp lựccủabêtôngdướinước lúc đổ và trọng lượng bảnthâncủakếtcấucầnkiểmtoán. – Độ ổn định và sứcnổikhichở nổitớivị trí hạ và độ ổn định chống lậtsaukhiđã đặt thùng (khung vây) xuống đến đáy – Độ bền khi dùng cẩu đặt thùng chụp (khung vây) – Công suấttàukéo, tờivàneo khi chuyên chở và hạ thùng (khung vây) xuống đáy. 374 17
8. 9/25/2013 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) 5.2.4.5. Đảo nhân tạo – Là mộtgiải pháp tạomặtbằng thi công ở nơicónướcmặt – Dùng để hạ giếng chìm và thùng chìm hơiép, để bố trí các thiếtbị khoan, thi công cọc thông thường, ở nơinướcsâutừ 4‐6m trở xuống; – Cao độ mặt đảolớnhơnMNTC tốithiểu0.5m – Kích thướccủa đảophải đảmbảobố trí thuậnlợi các thiếtbị thi công • a). Đảo nhân tạo không cấutạovòngvây – Áp dụng khi chiềusâunước ≤ 3‐4m; vậntốc bình quân của dòng chảy không lớn: 375 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) • V ≤ 0.03 m/sec với đảobằng cát nhỏ; • V ≤ 0.8 m/sec với đảobằng cát thô; • V ≤ 1.2 m/sec với đảo đắpbằng sỏi trung; • V ≤ 1.5 m/sec với đảo đắpbằng sỏito. 376 18
9. 9/25/2013 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) – Không được phép đắp đảo nhân tạobằng đất bùn, đấtthan bùn và loại đấthoàngthổ; – Mái taluy có độ dốctừ 2:1 đốivới đấtsỏi đến5:1 đốivới đất cát nhỏ; – Bề rộng củabờ bảohộ phải không nhỏ hơn2m. – Nên phủ phầntrêncủa đảovàbờ bảohộ bằng các bao tảinhồi đấthoặc đá. 377 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) • b). Đảocóvòngvâybảohộđểngănngừaxóimòntaluy – Vòng vây này không chịuáplựccủa đất đắp(đượcápdụng khi chiềusâunước không lớnhơn3m; 378 19
10. 9/25/2013 Thi công ở nơicónướcmặt (t.theo) • c). Đảocóvòngvâybảohộ chịuáplựccủa đất đắp – Áp dụng khi chiềusâunước không lớnhơn8m; vậntốcdòng chảy> 1.5m/sec và ở vị trí không thể thu hẹpdòngchảy. – Khoảng cách b nên lấy: o  bH tan 45 2 bm 1.5 vớiH là chiềucaocủa đảovà φ là góc nộima sát của đất đảo ở trạng thái bão hòa nước. – Nếutuânthủ các điềukiện trên thì vòng vây đượckiểmtoán chỉ chịutrọng lượng bảnthâncủa đất. 379 5.2.5. Đào đấttronghố móng • Lý do phải đào đất: – Tạomặtbằng thi công; – Đổ bê tông các cấukiệnnằmdướimặt đất • Các biện pháp thi công đào đất: – Đào thủ công; – Đào cơ giới. • Mộtsố lưuý trong công tác đất: – Dựavàođiềukiện địa hình, địachất, biện pháp làm vách chống và khốilượng đào đấtmàchọnbiện pháp thi công cho phù hợp; – Lưuý tránh phá hoạicấutrúcđất; – Đào đấtxongphảivận chuyểnraxahố móng, tránh đổ sát hố móng vì có thể gây sạtvách. 380 20
11. 9/25/2013 Đào đấttronghố móng (t.theo) • Mộtsố loạimáysử dụng cho đào đất: – Máy ủi; – Máy xúc gầuthuận; – Máy xúc gầunghịch; – Máy xúc gầuquăng; – Máy xúc gầungoạm; – Máy hút thủylực; – Máy hút dùng khí ép. 381 Đào đấttronghố móng (t.theo) • Máy ủi – Sử dụng khi hố móng có mái dốc; – Phù hợpvới đất chặtvừa, khô hoặc có độ ẩmbình thường – Di chuyển đấtbằng máy ủihoặcmáy cạp đất 382 21
12. 9/25/2013 Đào đấttronghố móng (t.theo) • Máy xúc lật – Xúc đất ở cùng cao độ (hoặc ở phía trên máy) 383 Đào đấttronghố móng (t.theo) • Máy xúc gầuthuận – Hoạt động ở đáy móng – Hố móng có mái dốc – Phù hợpvới đấtsétchặtvàđấtcuộisỏicóđộ ẩmbìnhthường – Xúc đất ở phía trên máy 384 22
13. 9/25/2013 Đào đấttronghố móng (t.theo) • Máy xúc gầunghịch – Xúc đất ở phía dưới máy – Phù hợpvới đấtchặt và chặtvừa, khô hoặc ẩm, rất ẩm. – Chuyển đấtbằng ô tô tựđổ, máy ủidi chuyển trên mép hố móng 385 Đào đấttronghố móng (t.theo) • Máy xúc gầuquăng – Phù hợpvớihố móng có mái dốc – Phù hợpvới đấtchặt vừa, khô hoặc ướt, trừ bùn và sét nhão. – Chuyển đấtbằng ô tô, tựđổ, máy ủidi chuyển trên mép hố móng. 386 23
14. 9/25/2013 Đào đấttronghố móng (t.theo) • Máy xúc gầungoạm – Hoạt động ở trong vòng vây cọcván – Phù hợpvới đấtchặtvừa, dính kếtyếu – Máy đặttrênhệ nổikhihố móng ngập nước – Chuyển đấtbằng các phương tiệnnổi 387 Đào đấttronghố móng (t.theo) • Máy hút bùn không khí hay máy hút bùn thủylực, kết hợpvớibơm hút nước. – Hút bùn ở trong vòng vây cọcván – Phù hợpvới đấtdính kếtyếu, bị xói – Chuyển bùn đấtbằng cách đổ trựctiếprasônghoặc do các phương tiệnnổi di chuyển đi 388 24
15. 9/25/2013 5.3. Thi công móng cọcchế tạosẵn • Móng sử dụng cọcchế tạosẵn: – Cọc đượcchế tạosẵntại nhà máy đượcvận chuyểntớicông trường và đượchạ xuống cao độ thiếtkế bằng các thiếtbị chuyên dụng. – Trong xây dựng cầusử dụng phổ biếnhailoạicọcchế tạosẵn như sau: • Cọcthép – Cọcthépống – Cọcthéphìnhhộp – Cọcthéphìnhchữ H • CọcBTCT đúc sẵn – CọcBTCT thường – CọcBTCT DƯL 389 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) 5.3.1. Thi công cọcthép • Mộtsốưu điểmcủacọcthép – Cọcthépcóthể dễ dàng đóng qua các lớp đấtrắnchắc, các chướng ngạivậtnhư gỗ, vỉa đámỏng , • Do cọcthépcódiệntíchnhỏ nhưng cường độ củavậtliệu lạicaodẫn đếnkhả năng chịulựcdộicủa búa cao. – Không có hiệntượng vỡđầucọc, nứt thân, gãy mũicọckhigặp chướng ngạivậthay khi búa bị chối. – Nếu đầucọcbị biếnhình(như cong, oằn, tòe đầu) có thể dễ dàng cắtbỏ và khôi phụclại để tiếptục đóng – Khi đãhạ cọctới độ sâu thiếtkế, phần đầucọcthừacóthể dễ dàng cắtbỏ và tậndụng 390 25
16. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • Cọc ống thép – Cọc ống có thể vừalàmvòngvâycọcvánvừalàmcọcchịulực 391 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Vòng vây cọc ống thép (cầuNhậtTân) 392 26
17. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • Cọcthéptiếtdiệnchữ H – Có ưu điểmlàchế tạo đơngiản và thi công nhanh 393 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) 5.3.2. Thi công cọcBTCT đúc sẵn • Đặc điểmvàcấutạocọcBTCT đúc sẵn – CọcBTCT đúc sẵnlàloạicọc đượcsử dụng nhiềunhấttrong xây dựng móng sâu do khả năng chịulựcnganglớn; – Về hình thứccấutạo, cọcBTCT đúc sẵnthường có 2 loại: cọc đặcvàcọc ống. – Cọc đặcthường có tiếtdiện vuông. Tuy nhiên, khi cọcdàitiết diệntrònvàđagiáccũng có thểđượcsử dụng – Cọc ống có tiếtdiệnhìnhvànhkhănvàcóthể sử dụng thép ƯST; đường kính cọccótừ 300‐700mm. 394 27
18. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – CọcBTCT đúc sẵn. 395 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • Ưu điểmcủacọcBTCT đúc sẵnso vớicọcnhồi – Công việcchế tạovàhạ cọc không ở cùng một địa điểm=> có khả năng đẩy nhanh tiến độ thi công – Có thể kiểmtratrựctiếp, đánh giá, nghiệmthuchấtlượng vật liệulàmcọc, các khuyếttậtcũng như dung sai củacọctrước khi hạ – Về nguyên tắc, cọccóthểđóng rất sâu trong các loại đấtkhác nhau trừđá; 396 28
19. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Có thể thi công trong mọi điềukiệnthủyvăn, địa hình, địa mạo. – Nền đất hoàn toàn không gây ảnh hưởng xấu đếnnềncọckhi thi công (đấtbị sụtlở hoặcnénchặt bên hông cọc không chèn hỏng những cọc đã đóng trước). – Đoạncọctự do trên mặt đấtvẫncóthể chịulựctốt(kể cả lực ngang) => cọcBTCT đúc sẵncókhả năng dùng vớibệ cao trong phạmvi mặtnướcnênrấtthuậnlợi cho thi công nhấtlàkhi mựcnướcrấtsâu. 397 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • Nhược điểmcủacọcBTCT đúc sẵn – Các thiếtbị hạ cọcthường gây chấn động mạnh và tiếng ồn lớn, ảnh hưởng nhiềutớimôitrường xung quanh – Cọccóthể bị nứt, gãy, mất ổn định khi vận chuyểnvàtrong quá trình hạ do búa đặtlệch tâm hoặcdo mũicọcgặpchướng ngạivật Đặcbiệt, các nứtgãynàynằmdưới đấtnênkhó phát hiệnvị trí chính xác và xử lý gặp nhiềukhókhăn. – Để dễ thi công, mũicọc nói chung thường vát nhọnvàthân cọcthường nhẵndẫn đếnkhả năng chịutảicủacọcgiảm. Ngượclại, nếumở rộng chân và tạo nhám thân cọc để tăng khả năng chịulựccủacọcthìlạikhóthicông. 398 29
20. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Do chiềusâuđóng cọc nhiềukhikhôngđúng thiếtkế, đầucọc khi đóng xong sẽ không cùng trên mộtcaođộ (do địachất ở mỗivị trí cọc khác nhau), nên phảicưa phá đầucọcgâyphức tạp và lãng phí vậtliệu. – CọcBTCT đúc sẵnthường lãng phí vậtliệu vì các khâu vận chuyển, cẩulắp, treo trụcvàhạ cọcsẽ quyết định hàm lượng cốt thép trong tiếtdiện(nhấtlàđốivớicọcdài) chứ không phảido tảitrọng khai thác khống chế. 399 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • Chế tạocọcBTCT đúc sẵn – Chiềudàiđoạncọc đúc sẵnphụ thuộcchủ yếuvào: • Điềukiện thi công (thiếtbị chế tạo, vận chuyển, cẩulắp, hạ cọc) • Kích thướctiếtdiệnchịulực – Ví dụđốivớicọctiếtdiện đặcthường đượchạnchế chiềudàinhư trong bảng sau: Chiềudàitối đacủacọc đặctheokíchthướctiếtdiện Kích thướctiếtdiện(cm)202530354045 Chiềudàitối đa(m) 5 1215182125 400 30
21. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Khi thiếtkế cốtthépcọccầntínhđếncáctrạng thái chịulực khi cẩulắpcọc • Khi cẩucọc: A = 0.2 L • Khi dựng cọc: C = 0.3 L • Lưuý: Khi cẩulắpcọcphải đúng kỹ thuật, tránh gẫycọc 401 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Bãi đúc cọcphảithậtbằng phẳng và không đượcbiếndạng (lún) trong khi đúc cọcnhấtlàkhiđúc theo kiểuxenkẽ, chồng nhiềutầng. – Khi sảnxuất nhiềuthường phảisan lấpmộtlớp đá đủ dày và được đầmchặttrướckhirảibêtôngvàđặtmộtlớpgỗ kê (tà vẹtmỏng) đỡ ván khuôn – Khi đổ bê tông phải liên tụctừ mũilênđỉnh cọc. Đầmbêtông bằng đầm dùi cỡ nhỏ, thao tác nhanh vớicự ly dày đặc. – Đầucọcphải đúc phẳng mặtvàthẳng góc vớitimcọc. 402 31
22. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Chế tạocọcBTCT 403 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Chế tạocọcBTCT Lướithépđầucọc 404 32
23. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Chế tạocọcBTCT Móc cẩu 405 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Chế tạocọcBTCT Bãi đúc cọc 406 33
24. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Đóng hạ cọcBTCT 407 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Thi công mốinốicọcBTCT 408 34
25. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Thi công mốinốicọcBTCT 409 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Máy đóng cọc: 410 35
26. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Ép cọc: 411 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Thí nghiệmnéntĩnh cọc: 412 36
27. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Thí nghiệmbiếndạng lớnPDA: 413 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Thí nghiệmbiếndạng lớnPDA: 414 37
28. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Thí nghiệmbiếndạng lớnPDA: Xử lý sè liÖu b»ng phÇn mÒm CAPWAP Tham khảo thí nghiệmbiếndạng lớnPDA: 415 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • CọcBTCT ứng suấttrước – CọcBTCT ƯST thường đượcsảnxuấttheocôngnghệ căng trước. • Thông thường tiếtdiệncọccódạng vuông: – cạnh 30cm x 30cm, – cạnh 35cm x 35cm, và – cạnh 40cm x 40cm. • Chiềudàiphổ biếntừ 8 đến 24m. 416 38
29. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Công nghệ căng sau cũng có thểđược dùng để chế tạocọc nhưng chỉ áp dụng cho cọccókíchcỡ lớnhơn. Các bướcchế tạocọccăng sau như sau: • Đúc các đoạncọc ống có lỗ rỗng; • Sau khi các đoạncọc ống đủ cường độ sẽđượcrápnốivà tiếnhànhluồncápDƯL; • Tiếnhànhcăng cốtthépDƯL bằng kích và phun vữaxi măng lấplỗ rỗng tạo thành cọc ống BTCT DƯL căng sau có chiềudàikhálớn. Cọcloạinàyđã đượcchế tạovới đường kính tiêu chuẩn 914 mm và 1372mm và chiềudàyvỏ từ 102mm đến 152mm. 417 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • Cọc ống BTCT – Đượcchế tạotheophương pháp ly tâm, vớichiềudàitừ 8m đến 22m; đường kính ngoài từ 30cm đến 80cm; thành dày từ 6‐12cm. – Cọc ống BTCT có thể nốighéptoànbộ chiềudàitrướckhi khoan hạ cọchoặcnốidần trong quá trình thi công để có chiều dài tới 50m hoặchơn. – Mốinốicọc ống đượccấutạodạng mặtbích, dùng liên kếtbu lông hoặc liên kếthàn. 418 39
30. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Cọc ống BTCT 419 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • Thiếtbị hạ cọc – Thiếtbị hạ cọc đượclựachọndựavàocácyếutố sau: • Điềukiện địachất; • Điềukiện địa hình; • Thi công trên cạnhay dướinước; • Vị trí xây dựng ở xa hay gần khu dân cư. 420 40
31. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Các thiếtbị hạ cọc: • Máy ép cọc • Búa đóng cọc – Búa trọng lựchay búa rơitự do – Búa hơi: đơn động hoặcsong động – Búa điezen • Búa chấn động (rung) • Kếthợpxóiđất để hạ cọc 421 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • Nguyên tắc đóng cọc – Đóng đúng vị trí, đúng chiều cao thiếtkế – Đóng cọccótrìnhtự hợplý, cọc đóng trước không ảnh hưởng đếncọc đóng sau: • Đóng lùi • Đóng từ trong ra ngoài • Đóng cọc đứng trước, đóng cọcxiênsau 422 41
32. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • Hạ cọc ở nơi không có nướcmặt – Đóng ngay trên mặt đất: • Ưu điểm: – Di chuyển giá búa dễ dàng – Không phải hút nướctrong quá trình đóng => dễđịnh vị • Nhược điểm: – Dùng cọcdẫn – Hao tổncọcdẫn. 423 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Đào hố móng trước, sau đó đóng cọc: • Sử dụng khi đỉnh cọc ở sâu so vớimặt đất. • Phù hợpvớinơicó mựcnướcngầmthấp. • Ưu điểm: – Đào hố móng dễ dàng hơndo chưa có cọc. – Không tốncọcdẫn. 424 42
33. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) – Hố móng hẹp=> đào hố móng trước, sau đó đóng cọc: • Búa có thểđứng trên giàn giáo, trên sàn di động, hoặc • Có thể dùng cẩu. 425 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • Hạ cọc ở nơicónướcmặt – Dùng đảo nhân tạo: • Áp dụng khi mựcnước không sâu lắmvàtốc độ dòng chảy không lớn. – Dùng sàn tạm xung quanh hố móng: • Áp dụng khi mựcnước 2‐3m có thểđặt búa đóng cọctrênhệ nổinhư phao, sà lan 426 43
34. 9/25/2013 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • Búa đóng cọc đặt trên phao, sà lan: 427 Thi công móng cọcchế tạosẵn (t.theo) • Búa đóng cọc đặt trên phao, sà lan: 428 44