Chương 1: Xây dựng mố trụ cầu XDC-T.M.Phung,MEng- III -1 Chương 1 Xây Dựng Móng Mố Trụ Cầu 1.1. XÂY DỰNG MÓNG KHỐI TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN 1.2. THI CÔNG MÓNG CỌC ĐÓNG 1.3. XÂY DỰNG MÓNG CỌC ỐNG 1.4. XÂY DỰNG MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 1.5. XÂY DỰNG MÓNG GIẾNG CHÌM Mố trụ cầu bằng đá xây, bê tông hay bê tông cốt thép đƣợc xây dựng bằng nhiều phƣơng pháp khác nhau, phụ thuộc vào điều kiện thực tế và các đặc điểm cấu tạo của kết cấu. Trừ mố, trụ cấu bằng đá xây đƣợc xây dựng tại chỗ, mố trụ bằng bê tông và bê tông cốt thép đƣợc xây dựng theo một trong các phƣơng pháp: Đổ bê tông toàn khối tại chỗ, lắp ghép từ các cấu kiện đúc sẵn hoặc kết hợp vừa lắp ghép vừa đổ bê tông tại chỗ hay còn gọi là bán lắp ghép hoặc bê tông lắp ghép toàn khối. Xây dựng mố, trụ cầu thƣờng phải tiến hành trong điều kiện sông nƣớc. Kết cấu mố trụ cầu phần lớn có chiều cao khá lớn, một phần ngập trong nƣớc còn một phần lại ở cao trên mực nƣớc từ vài m đến vài chục m. Phần thân trụ ngập trong nƣớc phải thi công trong các vòng vây ngăn nƣớc bằng đất đắp hoặc bằng cọc ván thép. Phần thân trụ ở cao trên mặt nƣớc, khi xây dựng phải dùng đến hệ đà giáo thi công và các thiết bị nâng hạ cần cẩu Những trụ ở ngoài sông còn gặp khó khăn trong các công tác định vị, vận chuyển vật liệu, di chuyển máy móc, thiết bị thi công. Đối với các sông thông thuyền, dòng chảy nhỏ hoặc thuỷ văn phức tạp, việc tập trung máy móc thiết bị thi công trụ sẽ gây cản trở cho giao thông đƣờng thuỷ và dòng chảy của sông. Một khó khăn nữa trong công tác xây dựng mố, trụ cầu là sự thay đổi của mức nƣớc sông theo điều kiện mƣa lũ. Đối với các công trình có khối lƣợng xây lắp lớn, thời gian thi công kéo dài thì phải dừng công việc ở ngoài sông vào mùa mƣa lũ, làm ảnh hƣởng chung đến tiến độ công trình. Mặc dù điều kiện xây dựng có nhiều khó khăn, song mố, trụ cầu là bộ phận rất quan trọng của cầu. Các sai sót hoặc tính chất thi công mố trụ cầu không đảm bảo có thể dẫn đến những thay đổi lớn về ứng biến cuả bản thân mố trụ cầu và kết cấu nhịp, có thể làm giảm đáng kể tuổi thọ của công trình. Do vậy, để đảm bảo cho mố trụ cầu khi xây xong đúng vị trí, kích thƣớc, đáp ứng đƣợc yêu cầu về chất lƣợng, độ bền, tuổi thọ cần phải đáp ứng các yêu cầu sau đây:  Có hệ thống mố trắc đạc tin cậy, để xác định đúng vị trí của mố trụ trƣớc khi tiến hành xây dựng và dễ dàng kiểm tra trong suốt quá trình thi công.  Kiểm tra, lựa chọn vật liệu trƣớc khi thi công xây dựng đồng thời phải tuân thủ đúng các yêu cầu kỹ thuật.  Nghiên cứu kỹ điều kiện thực tế lựa chọn phƣơng pháp thi công, các công trình phụ trợ, máy móc thiết bị hợp lý, để đảm bảo thi công chất lƣợng, thời gian ngắn và an toàn. (Khi Chương 1: Xây dựng mố trụ cầu XDC-T.M.Phung,MEng- III -2 lựa chọn phƣơng pháp, thiết bị, máy móc cần xem xét khả năng sử dụng các thiết bị máy móc đo để thi công các hạng mục khác nhƣ móng, kết cấu nhịp ).  Vạch ra tiến độ thi công hợp lý và thƣờng xuyên theo dõi chặt chẽ để tránh các thiệt hại do mƣa lũ gây ra. Nếu chuẩn bị tốt điều kiện thi công, lựa chọn đƣợc giải pháp thi công hợp lý, tuân thủ các quy trình, quy phạm thì sẽ đáp ứng đƣợc yêu cầu về chất lƣợng và tiến độ xây dựng công trình đồng thời tiết kiệm đƣợc chi phí sản xuất và hạn chế đƣợc các thiệt hại do thiên tai gây ra. 1.1. XÂY DỰNG MÓNG KHỐI TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN Móng của mố trụ cầu trên điều kiện địa chất tốt có thể đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên. Khi thi công có thể gặp hố móng trên cạn hoặc trong điều kiện ngập nƣớc, tuỳ theo điều kiện địa chất thuỷ văn nơi xây dựng mà chọn biện pháp thi công thích hợp. 1.1.1. THI CÔNG HỐ MÓNG a. Thi công hố móng trong điều kiện không ngập nước Móng của mố trụ cầu nằm trên bãi sông, bãi bồi khi lớp địa chất tốt nằm nông  thi công hố móng theo phƣơng pháp đào trần nghĩa là không dùng các công trình phụ tạm. Dùng trong trƣờng hợp chiều sâu của đáy hố móng so với mặt đất thiên nhiên là h  5m. Trong quá trình thi công các hố móng theo phƣơng pháp đào trần thì tuỳ theo điều kiện nơi thi công và tuỳ theo chiều cao của hố móng mà chúng ta phải có biện pháp chống hở thành vách của hố móng:  bạt taluy thành hố móng theo độ dốc (1: m)  đào hố móng có thành dạng bậc thang Hình III -1.1 Chương 1: Xây dựng mố trụ cầu XDC-T.M.Phung,MEng- III -3 Hình III- 1.2: Hình III- 1.3: Hình III- 1.4: Chương 1: Xây dựng mố trụ cầu XDC-T.M.Phung,MEng- III -4 Bảng III-1.1. Độ dốc cho phép lớn nhất của vách hố móng đào trần không chống vách Tên loại đất Tỷ lệ chiều cao so với chiều nằm ngang của vách hố móng Hố móng H = 1.5 - 3m Hố móng H = 3 - 6m - Đất đắp, đất cát, đất sỏi 1 : 2.5 1 : 1.5 - Đất pha cát 1 : 0.67 1 : 1.0 - Đất pha sét 1 : 0.67 1 : 0.75 - Đất sét 1 : 0.50 1 : 0.67 - Đất hoàng thổ (khô) 1 : 0.50 1 : 0.75 - Đá rời 1 : 0.10 1 : 0.25 - Đá chặt 1 : 0 1 : 0.10 Trong quá trình thi công các hố móng đào trần nếu nền móng đặt trên nền đá thì yêu cầu trƣớc khi đổ bêtông đáy bệ phải đục sâu vào đá từ 0.25 – 0.5m rồi mới thiến hành đổ bệ. Trong một số trƣờng hợp nếu ta đào hố móng theo phƣơng pháp trên thì khối lƣợng đáo quá lớn mà mặt bằng thi công cần rất chặt hẹp do đó ngƣời ta có thể chống vách hố móng bằng hàng rào cọc ván gỗ, cọc ván tre. Những hàng rào đó cho phép không phải đào hố móng theo độ dốc ở bảng trên. Hình III- 1.5: Chương 1: Xây dựng mố trụ cầu XDC-T.M.Phung,MEng- III -5 b. Thi công hố móng trong điều kiện ngập nước Hình III-1.7 : Thùng chụp làm bằng phao KC Khi thi công móng mố trụ cầu thì phải thi công trong điều kiện ngập nƣớc. Khi đó việc thi công các hố móng sẽ phức tạp hơn nhiều so với việc thi công trên cạn. Để thi công đƣợc phải có các biện pháp sau:  Ngăn nƣớc  Chống vách hố móng  Đƣa đất, nƣớc ra khỏi hố móng Hình III- 1.6: Chương 1: Xây dựng mố trụ cầu XDC-T.M.Phung,MEng- III -6 Trong quá trình thi công cần tuỳ theo điều kiện địa chất thuỷ văn, địa hình địa vật nơi thi công mà có các biện pháp ngăn nƣớc, chống vách khác nhau.(xem phân kêt cấu phụ trợ- vòng vây ngăn nƣớc) Với các móng mố trụ gần bờ chiều sâu nƣớc không lớn lắm, vận tốc nƣớc nhỏ thì có thể dùng máy ủi, nhân lực để đắp đảo đất hoặc vòng vây đất ngăn nƣớc để thi công hố móng. Khi kích thƣớc hố móng lớn, chiều sâu nƣớc lớn  khối lƣợng đất lớn; vòng vây đất choán lòng sông nhiều  gây xói lở cục bộ và xói chung lòng sông khi thi công. Trong trƣờng hợp này ngƣời ta dùng vòng vây đất kết hợp với tre gỗ và phên nứa. Trên công trƣờng xây dựng cầu lớn khi h > 5m, các vòng vây đất ở trên không đáp ứng đƣợc yêu cầu thi công các hố móng ở dƣới nƣớc. Trong trƣờng hợp đó dùng vòng vây cọc ván thép, thùng chụp, vòng vây bằng các phao (KC…). Dùng phao KC và vòng vây cọc ván thép khi h  10 – 12m, v nƣớc = 0.8 – 1.2m/s. 1.1.2. CÔNG TÁC ĐƢA ĐẤT VÀ NƢỚC RA KHỔI HỐ MÓNG Tuỳ theo cấu tạo, kích thƣớc hố móng và tuỳ theo dạng của hàng rào cọc ván mà ta chọn phƣơng pháp lấy đất ra khỏi hố móng:  Phƣơng pháp 1: + Trên cạn: máy xúc (máy làm đất…) + Dƣới nƣớc: gầu ngạm trên đảo nổi, phao. Trong trƣờng hợp này đất thƣờng là đất yếu á sét, á cát.  Phƣơng pháp 2: Cơ thuỷ lực. Dùng máy bơm có áp lực lớn bơm nƣớc vào hố móng làm cho đất đá lẫn vào nƣớc rồi hút nƣớc ra khỏi hố móng. 1. Đào đất khỏi hố móng Đất lấy từ hố móng lên phải vận chuyển đi đổ ở nơi đủ xa sao cho không làm sụp lở thành hố móng, và không cản trở các hạng mục thi công tiếp theo. Nếu đổ đất đào ra sông cần tránh hậu quả xấu làm thu hẹp dòng chảy quá mức, tăng lƣu tốc, gây xói mòn đáy sông và khu vực vòng vây đang thi công. Mặt khác, nơi đổ đất phải không làm cản trở thông thuyền. Việc đào lấy đất bằng các máy ủi và các mắy đào đất chỉ nên thực hiện đến cao độ cách đáy hố móng dự kiến khoảng 1030. Phần đất còn lại đƣợc đào bằng phƣơng pháp thủ công trƣớc khi thi công móng. Đối với trƣờng hợp đáy hố móng là nền đá, cần đục bỏ lớp đá phong hoá hay đã bị phá hoại khi thi công đào hố móng, sau đó phun nƣớc rửa sạch bột đá vụn. Khi đã xây dựng móng xong, trong quá trình đắp đất lấp hố móng, cần đắp từng lớp dày không qua 20 cm, và đầm chặt từng lớp đó. Hố móng của trụ cầu giữa sông đƣợc lấp bằng đất trộn cát - đá dăm không cần đầm nén . Không dùng đất bột để lấp bất kỳ hố móng nào. Trong suốt qua trình lấy đào đất, cần tổ chức theo dõi tình trạng an toàn mọi mặt và độ vững chắc ổn định của thành hố móng, vòng vây, trạng thái của đất nền, tình hình thấm nƣớc. Chương 1: Xây dựng mố trụ cầu XDC-T.M.Phung,MEng- III -7 Hình III- 1.8: Hình III- 1.9: Chương 1: Xây dựng mố trụ cầu XDC-T.M.Phung,MEng- III -8 Bảng III-1.2. Phạm vi áp dụng hợp lý các phƣơng pháp đắp đảo Kiểu hố móng Đặc trƣng đất nền Phƣơng pháp đào đất Phƣơng pháp vận chuyển Sơ đồ đào đất hố móng Có mái dốc Đất có độ chặt trung bình, khô hoặc có độ ẩm bình thƣờng Máy ủi hay cạp đất Máy ủi hay máy cạp đất có lƣỡi gạt Có mái dốc Đất sét chặt và đất sỏi có độ ẩm bình thƣờng Máy xúc gầu thuận hoạt động dƣói đáy hố móng có tạo vách dốc nghiêng Ô tô có thùng xe tự lật chở đất từ đáy hố móng đi Có mái dốc Đất có độ chặt trung bình, khô hoặc ƣớt trừ loại đất bùn và đất sét nhão Máy xúc gầu quăng Ô tô có thùng xe tự lật hay máy ủi di chuyển trên mép hố móng có lắp lƣỡi gạt Có mái dốc Đất chặt và đất có độ chặt trung bình, khô hoặc ẩm Máy xúc gầu ngƣợc kết hợp với các biện pháp thoát nƣớc hố móng Ô tô có thùng xe tự lật hay máy ủi di chuyển trên mép hố móng có lắp lƣỡi gạt Trong vòng vây cọc ván Đất có độ chặt trung bình, dính kết kém Máy có gầu ngoạm thả dây, đặt trên phao nổi khi hố móng và xung quanh, nó đầy nƣớc ngập Trên các phƣơng tiện nổi hoặc đổ đất ngay ra sông (bên ngoài vòng vây) Trong vòng vây cọc ván Trong vòng vây cọc ván Đất dính kết yếu bị xói Máy hút bùn không khí hay máy hút bùn thuỷ lực kết hợp với thoát nƣớc Đổ ngay ra sông Trong vòng vây cọc ván Đất không dính kết Máy bơm dâng trong khi nƣớc đầy vòng vây và hố móng Đổ ra sông Trong vòng vây cọc ván Đất rất chặt và đá Máy khoan cầm tay hay chạy bằng hơi ép kết hợp với biện pháp thoát nƣớc Cần cẩu có nóc thùng đựng đất và đổ ra sông 2. Đào đất bằng phương pháp thuỷ lực. Phƣơng pháp này chỉ sử dụng hợp lý khi nƣớc đầy hố móng, với chiều sâu ít nhất 3m. Trong suốt qua trình xói và hút bùn ra khỏi hố móng phải luôn giữ cho mức nƣớc hố móng đủ ngập đầu ống hút, khi cần thiết phải bơm thêm nƣớc vào trong hố móng. Chỉ nên dùng phƣơng pháp xói hút để đào đất đến cách cao độ thiết kế 0.30.5 m. Đất sỏi chặt và đất sét pha cát đƣợc đào bằng ống hút thuỷ lực và máy hút bùn. Khi xói nƣớc làm tơi đất ra để hút, chiều cao áp lực của vòi phụt nƣớc phải đạt đến 90m, lƣu lƣợng nƣớc phải đạt đến 90m 3 /giờ. Năng suất của ống hút thuỷ lực là khoảng 612m 3 đất/giờ, của thiết bị bơm dâng bằng khí nén là khoảng 24m 3 đất/giờ. Tuỳ theo chiếu sâu ngập trong nƣớc của bộ phận trộn của máy. Chiều sâu nhỏ nhất (H) đặt buồng trộn của máy bơm dâng bằng khí nén ứng với chiều dâng (h) của bùn và lƣợng khí để dâng 1m 3 bùn lên chiều cao h có thể xác định theo sơ đồ. Chương 1: Xây dựng mố trụ cầu XDC-T.M.Phung,MEng- III -9 Hình III- 1.10: Hình III- 1.11: Chương 1: Xây dựng mố trụ cầu XDC-T.M.Phung,MEng- III -10 c. Hút nước khỏi hố móng Khi thi công các hố móng ở nơi có tụ nƣớc, nếu việc bơm hút nƣớc trong đó không làm ảnh hƣởng đến tính chất của nền đất và khu vực lân cận, thì quá trình đào đất và xây móng thực hiện trong điều kiện bơm hút cạn hết nƣớc hố móng . Nƣớc đƣợc dẫn đến tập trung trong các hố tụ có dung tích đảm bảo cho máy bơm hoạt động liên tục ít nhất 10 phút. Trong những trƣờng hợp ngƣợc lại, nên dùng các biện pháp làm hạ mức nƣớc ngầm, sấy khô nền trƣớc khi đào, hoặc biện pháp đào trong điều kiện ngập nƣớc. Hình III- 1.12. Hút nƣớc hố móng Khối lƣợng nƣớc có thể có trong hố móng gồm nƣớc do mƣa và nƣớc do thấm. Công thức gần đúng để xác định lƣợng nƣớc cần thiết phải bơm ra khỏi hố móng trong 1giờ là: Q = 1.6q nước  F hố móng Trong đó: + F hố móng – Diện tích đáy hố móng mà có vòng vây + q nƣớc – Lƣợng nƣớc ngấm qua 1m 2 đáy hố móng trong 1 giờ. Để tăng hệ số hiệu dụng của máy bơm, nên dùng nhiều máy bơm năng suất nhỏ, hơn là dùng ít máy bơm năng suất cao. Nếu lƣợng nƣớc hố móng ít ( dƣới 50m 3 /giờ) có thể dùng máy bơm di động kiểu màng, kiểu tự hút với chiều cao hút nƣớc đến 6m và đặt trên bờ hố móng. Nếu lƣợng nƣớc cần bơm quá nhiều, nên đặt nhiều tầng máy bơm ly tâm. Các đặc trƣng của một số máy bơm ly tâm ghi ở bảng 3.3. Khi điều kiện địa chất không cho phép áp dụng biện pháp hút cạn nƣớc hố móng, thì phải dùng các biện pháp khác để hạ mức nƣớc trong hố móng. Bảng III-1.3. Đặc điểm máy bơm ly tâm di động Các tham số Tên máy bơm C - 203 C-204 C-247 C-240 Năng suất, m 3 /h 24 120 34 120 Chiều cao hút nƣớc, m 6 6 6 6 [...]... H cc cú 2 phng phỏp: Dựng bỳa rung, bỳa úng Dựng phng phỏp xúi hỳt h cc XDC-T.M.Phung,MEng- III -25 Chng 1: Xõy dng m tr cu 1.2.3 XY DNG MểNG CC TI NI KHễNG Cể NC V NI NC CN ni t cn, khụng cú nc ngp, thỡ v trớ cc trờn mt bng xỏc nh bng cỏch dựng thc thộp v mỏy kinh v Trong quỏ trỡnh úng cc, dựng dõy ri v thc tam giỏc kim tra thng ng hoc nghiờng ca cc, iu chnh kp thi tim mố m0 Hỡnh III- 1.33:... XDC-T.M.Phung,MEng- III -24 Chng 1: Xõy dng m tr cu Hỡnh III- 1.31: Giỏ bỳa dựng treo qu bỳa, treo cc cm cc, treo v cm ng xúi nc, v dn hng cc trong quỏ trỡnh úng cc Cỏc bỳa trng cú phn va chm 1250kG cú th dựng giỏ bỳa loi nh v loi va Cỏc giỏ bỳa hng nng dựng cho bỳa cú trng lng phn va p dn 6000 kG Ngoi cỏc loi giỏ bỳa chuyờn dng, cũn dựng loi giỏ bỳa ghộp t cỏc thanh dn hng vi mt trong cỏc phng tin: cn... Khi ch to cc ng bờ tụng ct thộp thng dựng ct thộp mỏc CT5 hoc mỏc 35 c ; cũn trong cc ng bờ tụng ct thộp d ng lc thng dựng ct thộp cng cao mỏc30 X2C Hai u ca mi t cc ng cú cỏc cu to ni vi cỏc t cc ng khỏc hoc vi bỳa rung Cỏc dng cu to mi ni ú gm cú: Liờn kt mt bớch bng u cú ren rng ca cỏc ct thộp dc dựng cc ng bờ tụng ct thộp d ng lc Liờn kt mt bớch bng bu lụng dựng ph bin d thi cụng trong quỏ trỡnh... xung kớch 30cm v cỏc vt ngp sõu trong t 2 Chn thit b h cc h cc ng ng kớnh = 0.4 0.6 m cú mi cc kớn,vo nn t dớnh cht v cht va nờn dựng cỏc loi bỳa hi n ng,nu dựng nn t l cỏt thỡ cú th dựng c bỳa rung Cỏc cc ng ũng kớnh > 0.6 m cú mi cc h h vo cỏc loi nn a cht bt k u phi dựng bỳa rung Cụng sut cn thit ca bỳa rung thng c chn theo ng kớnh v trng lng cc ng, sõu h cc vo trong t, tớnh cht c lý ca t Bng III-1.14... trong GT Nn v múng) XDC-T.M.Phung,MEng- III -17 Chng 1: Xõy dng m tr cu Hỡnh III-1.22: Hỡnh III-1.21: Hỡnh III-1.23: Cỏc loi cc thộp dựng trong xõy dng cu gm: cc ng thộp, cc ray, cc ghộp bng cỏc dng thộp ch I, U Núi chung ch dựng cc thộp trong trng hp hón hu Mi ni cc dựng liờn kt bu lụng hay liờn kt hn XDC-T.M.Phung,MEng- III -18 Chng 1: Xõy dng m tr cu 1.2.2 CC PHNG PHP H CC 1 La chn thit b h cc... cụng mỏc khụng nh hn 400 Cỏc t cc ng c ỳc trong khuụn thộp, hay g trờn b quay ly tõm v dm rung Vỏn khuụn g ch dựng khi ch to n l khi dựng mt s ớt cc Mt trong vỏn khuụn g c lút tụn mng hoc lm cu to mng ghộp gia cỏc tm vỏn dy 4 - 5cm, rng 10 12cm trỏnh rũ chy va xi mng Phng phỏp ỳc quay li tõm thng dựng ỳc cỏc t cc ng kớnh < 2m vi chiu di t 6 n 12m Hình III -1.40 Bãi cọc ống Hình III-1.41 Cấu tạo mặt... ghi trong bng sau: Bng III-1.13 Cỏc phng phỏp h cc ng t trng ca nn sõu h cc, Phng phỏp h cc m t dớnh do mm, do chy < 5 - Dựng tỏc dng ca trng lc t ti xp m bóo ho nc 5 - 10 - Nh trờn kt hp vi ly t v cht trung bỡnh trong lũng cc ng >5 - Dựng bỳa rung t ri, cht v cht trung bỡnh 5 Dựng tỏc dng ca trng lc, t dớnh na rn v do quỏnh kt hp ly t trc trong lũng cc ng Tt c cỏc loi t cú ln cỏc Khụng ph H trong... cn tng sc chu ti ca cc ngi ta s dng múng cc ng 1.3.1 CC LOI CC NG Múng cc ng c dựng hp lớ i vi cỏc trng hp nn t, sột cht c bit khi ỏy nn l tng ỏ Khi nc sõu, mt tng ỏ khụng phng hoc tng ph bờn trờn mng quỏ (khụng th xõy dng cỏc loi múng khỏc c), thỡ dựng cc ng l hp lý Do u im v mt cụng ngh ch to, thi cụng nờn cc ng ngy cng c dựng rng rói trong xõy dng m tr cu, c bit l khi chn loi kt cu m tr khụng cú b... dn hng dựng h cc ng thng ng,cn dn hng dựng h cc ng dn hng nghiờng Khung dn hng (khung nh v) cú th dng khung phng nm ngang hoc dng khung khụng gian ghộp t vi khung phng nm ngang Trờn mt bng chung cú cha cỏc ụ lun cc ng qua loi khung dn hng phng thng nh v cc ng th thng ng, khi lu tc dũng sụng nh hn 1m/giõy v nc sõu khong quỏ 15m ni nc chy mnh hn (v.1 m/giõy) v khi cn h cc ng nghiờng phi dựng khung... ng cht, ụng c v lin khi Hỡnh III -1.14 Cụng tỏc vn chuyn bờtụng 80-100cm 35cm Lá thép góp phần giảm chiều cao rơi tự do của BT 30cm Hỡnh III -1.15 Cu to ng vũi voi Trong qua trỡnh bờtụng bờtụng khụng b phõn c cn phi chiu cao bờtụng khụng c > 1.5m Nhng trong thc t quỏ trỡnh bờtụng múng m tr thng ln nờn phi dựng mỏng hoc ng vũi vi bờtụng Khi múng m tr cú khi lng ln, tit kim va bờtụng, trong quỏ