Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU THIếT Kế MÔ N HọC: Thi công cầu Nguyễn Văn Hải Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU A- Giới thiệu chung công trình I, Quy mô cầu Cầu đợc thiết kế vĩnh cửu BTCTDƯL, thi công với công nghệ cầu đúc hẫng cân - Chiều dài toàn cầu L = 294,40 m - Khỉ cÇu + 2x1.5 m - Sơ đồ cầu: 70 + 110 + 70 + 33 m - Chiều dài mố trái: 5,6m, mố phải: 5,4 m - Nhịp chính: Mặt cắt ngang dạng hình hộp vách nghiêng có chiều cao thay đổi Tại vị trí đỉnh trụ h = 6m, Tại vị trí mố trái h = 2,7m - Nhịp biên phải: Dạng cầu dầm giản đơn, mặt cắt ngang chữ T - Độ dốc dọc cầu 2% , Độ dốc ngang cầu 2% II, Đặc điểm địa chất Địa chất nơi thiết kế cầu có đặc điểm nh sau Lớp : Líp sÐt pha c¸t Líp : Líp sét dẻo mềm Lớp : Lớp sét Lớp : Lớp Cát chặt hạt thô III, Đặc điểm thuỷ văn - Mực nớc cao có cao ®é : 1,59 m - Mùc níc thÊp nhÊt cã cao độ : -2,00m - Mực nớc thông thuyền có cao độ: -1,00m Nguyễn Văn Hải Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU B- đề xuất phơng án thi công I, Phơng án thi công mố cầu 1.1, Các thông số kỹ thuật - Toàn cầu có hai mố chữ U đặt móng cọc đờng kính nhỏ (24 cọc) kích thớc 450x450mm Chân cọc đặt tầng cát chặt hạt thô 1.2, Đề xuất phơng án thi công Móng mố đợc xây dựng điều kiện không ngập nớc Do ta tiến hành thi công móng mố nh sau : - San ủi mặt bằng, đầm chặt đất - Đặt tà vẹt gỗ, đặt ray làm đờng di chun gi¸ bóa - TËp kÕt cäc BTCT, cäc dẫn, đệm đầu cọc thiết bị liên quan khác - Lắp dựng giá búa - Xác định tim móng, tim cọc mặt xây dựng móng - Đóng cọc theo trình tự thiết kế - Dùng máy xúc để đào đất hố móng đến cao độ thấp cao độ đáy hố móng 10 cm phơng pháp đào trần để đảm bảo chống lở thành hố móng ta bạt ta luy thành hố với độ nghiêng 1:1 - Tiến hành đập đầu cọc, đổ lớp bê tông lót đáy M200 dày 10 cm - Dựng ván khuôn, bố trí cốt thép đổ bê tông bệ móng 1.3, Thi công chi tiết a) Định vị hố móng: Căn vào đờng tim dọc cầu cọc mốc xác định trục dọc ngang móng Các trục cần phải đánh dấu cọc cố định chắn nằm tơng đối xa nơi thi công để tránh va chạm làm sai lệch vị trí Sau trình thi công móng nh xây dựng kết cấu bên phải vào cọc để kiểm tra theo dõi thờng xuyên sai lệch vị trí móng biến dạng thời gian thi công nh khai thác công trình Hố móng có dạng hình chữ nhật, kích thớc hố móng làm rộng kích thớc bệ móng thực tế cạnh 1m để làm hành lang phục vụ thi công Nguyễn Văn Hải Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU b) Lắp đặt đờng ray di chuyển giá búa: Do thời gian quay chuyển giá búa, lắp cọc vào giá búa chiếm 60-70% thời gian đóng cọc, phải bố trí ray bình đồ cho cự ly di chuyển giá búa ngắn thời gian chi phí cho công tác nhỏ Từ sơ đồ bố trÝ cäc mãng ta sÏ tiÕn hµnh bè trÝ đờng ray với tim cầu Yêu cầu kỹ thuật đờng ray phải đảm bảo giá búa luôn t xác vững đóng cọc, đồng thời không cho phép lún dù lún Để thoả mÃn đợc yêu cầu đó, trớc đặt tà vẹt phải tiến hành san phẳng đầm chặt đất vị trí đặt ray Sau tà vẹt gỗ với khoảng cách mép tà vẹt 0,3m Tiếp theo đặt ray lên tà vẹt cố định chắn c) Công tác hạ cọc: Công tác chuẩn bị : Cọc đợc vận chuyển cần cẩu, tập kết bên cạnh giá búa Trớc dựng cọc vào giá buá, cọc cần đợc kiểm tra khuyết tật có khả xảy lúc bốc xếp vËn chun §Ĩ tiƯn cho viƯc theo dâi cäc trình hạ cần vạch dấu sơn lên thân cọc mũi cọc, cách khoảng m, gần đỉnh cọc khoảng cách vạch sơn gần (50, 20, 10, cm) Ngoài căng dây bật mực từ mũi cọc đến đỉnh cọc làm đờng tim Cọc đợc tời giá búa trực tiếp kéo phía cần thông qua ròng rọc Chuyển hớng cố định chân giá búa Sau cho tời búa xách cọc nằm ngang sang t thẳng đứng dựng cọc áp sát vào giá búa Lúc phải đặt cọc xác vào vị trí, trục cọc phải làm theo hớng thiết kế trùng với tim búa Cần búa phải ôm sát liên kết chặt với cọc đảm bảo tim cọc hớng quy định - Đóng cọc: Sau đa cọc vào vị trí, bố trí đệm đầu cọc, nhẹ nhàng đặt búa vào đầu cọc Dới tác dụng tải trọng búa cọc lún xuống đoạn định Chỉnh hớng tim cọc theo đờng bật mực máy trắc địa theo hai hớng Sau cho búa đóng nhẹ vài nhát để cắm cọc vào đất Kiểm tra cọc, búa, hệ thống dây ổn định giá búa Cuối cho búa hoạt động bình thờng Chú ý đóng cọc ta đóng trình tự theo hàng tiến hành đóng hai hàng cọc xiên trớc sau đóng hai hàng cọc thẳng lại Nguyễn Văn Hải Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU Trong trình đóng phải theo dõi thờng xuyên vị trí cọc, phát sai lệch cần chỉnh lại Phải theo dõi tốc độ lún cọc : Độ lún cọc phải phù hợp với địa chất, phát bất bình thờng độ lún cọc cần suy xét tình hình có biện pháp xử lý Khi đóng cọc đến sát mặt đất cần lắp tiếp cọc dẫn đóng tiếp cho đỉnh cọc đến cao độ thiết kế d) Công tác đào đất hố móng : Sau đóng xong toàn cọc móng, tiến hành đào đất hố móng Để đảm bảo tiến độ thi công nhanh, giảm sức lao động, đồng thời không ¶nh hëng ®Õn cäc ®· ®ãng hè mãng ta tiến hành cho xúc đào đất phần đỉnh cọc tới độ sâu 2m so với mặt đất thiên nhiên Phần lại tiến hành đào thủ công Đất đào từ hố móng đợc đổ cách xa hố móng để tránh gây áp lực làm sạt lở hố móng đồng thời không gây cản trờ mặt công trờng xây dựng mố e) Đổ bê tông bệ cọc : - Sau đào đất đến cao độ thiết kế tiến hành đập đầu cọc uốn mở rộng cốt thép cọc Bố trí cốt đúc xoắn quanh cèt thÐp däc cđa cäc - VƯ sinh hè mãng, đổ lớp bê tông lót mác 100 dày 10cm - Lắp dựng ván khuôn bệ cọc, bề mặt ván khuôn qt mét líp nhùa ®êng ®Ĩ chèng dÝnh - Bè trí cốt thép mặt trên, mặt dới mặt xung quanh bệ cọc - Để giữ kích thớc bệ cọc, việc bố trí thành giăng, chống phía ván khuôn, phía ván khuôn phải bố trí chống ngang gỗ Các chống đợc dỡ bỏ dần trình đổ bê tông bệ cọc - Bê tông đợc vận chuyển từ trạm trộn tới máy bơm bê tông đổ vào bệ cọc qua đờng dẫn ống vòi voi - Công tác đầm bê tông đợc thực dầm dùi f) Thi công thân mố: Sau bê tông bệ mố đạt cờng độ khoảng 70-80%, ta tiến hành tháo dỡ ván khuôn bệ chống, khung chống Đồng thời lắp đặt ván Nguyễn Văn Hải Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU khuôn, bố trí cốt thép để đổ bê tông thân mố Để đảm bảo chất lợng bê tông phải dùng ống vòi voi đầm dùi - Ván khuôn thân mố dùng loại ván khuôn thép định hình Việc giữ hình dạng ván khuôn đợc thực nẹp đứng, nẹp ngang, bu lông xuyên chống Các chống đợc tháo dỡ dần trình đổ bê tông Quá trình đổ bê tông thân mố đợc tiến hành theo trình tự nh sau: - Đổ bê tông tờng thân - Đổ bê tông tờng cánh - Đổ bê tông tờng đỉnh Khi BT thân mố đà đạt cờng độ, tiến hành tháo dỡ ván khuôn , văng chống đà giáo g) Hoàn thiện mố: Công việc hoàn thiện mố đợc tiến hành sau bê tông thân mố đà đông cứng, bao gồm: - Đổ bê tông đá kê gối - Đắp đất lòng mố thi công độ - Đắp đất nón mố lát mái ta luy II, Phơng án thi công trụ cầu 2.1 Các thông số kĩ thuật móng trụ cầu - Toàn cầu có trụ: trụ đặc bê tông toàn khối đặt móng cọc đờng kính nhỏ (24 cọc 450x450mm) trụ đặc bê tông toàn khối đợc đặt móng cọc khoan nhồi, gồm cọc đờng kính 1,5m, chiều dài cọc 26 m (kể từ đáy bƯ) - KÝch thíc bƯ mãng: + Theo ph¬ng däc cầu : 5,8m + Theo phơng ngang cầu : 12m + Chiều dày : 3,0m - Cao độ mực nớc cao nhÊt : 1,59m - Cao ®é mùc níc thÊp : -2,00m - Địa chất vị trí xây dựng trụ cầu gồm nhiều lớp đất: Nguyễn Văn Hải Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU Lớp : Sét pha cát Lớp : Sét dẻo mềm Lớp : sét Lớp : Cát chặt hạt thô 2.2 Đề xuất phơng án thi công móng trụ cầu Móng trụ phải xây dựng điều kiện ngập nớc Trình tự thi công nh sau: + Xác định tim trụ + Thi công vòng vây cọc ván thép + Thi công đảo đất + Tiến hành thi công cọc khoan nhồi đảo + Đào đất hố móng thi công bệ 2.3 Thi công chi tiết móng trụ cầu a, Công tác định vị hố móng Móng trụ cầu nằm vị trí có nớc mặt với chiều sâu lớn nên công tác định vị phải làm gián tiếp Tim trụ đợc xác định phơng pháp trắc đạc, dựa vào đờng tuyến nằm hai bên bờ sông góc , tính theo vị trí cđa trơ KÝch thíc vµ chu vi cđa mãng sau đợc xác định dựa vào kích thớc vòng vây b, Đắp đảo để thi công móng trụ cầu Dùng hệ chở đất từ xe chuyên dụng, san, đầm chặt tạo thành đảo đất, chiều cao đất đắp lớn MNTC 0.5m c, Thi công vòng vây cọc ván thép Để tạo hành lang phục vụ cho thi công móng sau này, ta làm vòng vây cọc ván cã kÝch thíc lín h¬n kÝch thíc cđa bƯ trơ cạnh 1m Chu vi vòng vây đợc xác định công tác đo đạc Công tác đóng cọc ván thép đợc thực đảo đất đà đắp - Dùng búa để đóng cọc định vị - Lắp đặt khung định hớng, liên kết cọc định vị nhằm làm cho cọc ván xuống vị trí trình đóng Nguyễn Văn Hải Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU - Dùng búa đóng để hạ cọc ván thép : Tất cọc đợc đóng tạm thời trớc sau khép vòng vây cọc ván thép xong ta tiến hành đóng lại toàn đến cao độ thiết kế - Trong trình đóng cọc cần phải theo dõi, kiểm tra xem cọc ván có xuống thẳng không nhằm tránh tợng nghiêng cọc làm hở chỗ khép vòng vây Sau thi công xong, ta bố trí văng chống phía nhằm đảm bảo vòng vây ổn định chịu tải trọng thi công d, Thi công cọc khoan nhồi Trớc đặt máy khoan thiết bị phục vụ thi công cọc khoan nhồi, ta phải đặt lên bề mặt bê tông cốt thép (vệt bánh xe) nhằm phân bố tải trọng thi công xuống * Công đoạn khoan tạo lỗ : - Xác định vị trí tim cọc máy kinh vỹ - Dung hạ ống chống vách Cao độ đáy ống chống đợc hạ sâu qua lớp sét dẻo 1m (tức đợc đa vào tầng đất không thấm nớc) Cao độ đỉnh ống chống vách cao mực nớc thi công 2m (cao ống máy khoan 1m) - Dùng loại máy khoan BAUER để khoan tạo lỗ Phơng pháp khoan theo kiểu gầu xoay, giữ thành hố khoan dung dịch bentonite (vữa sét) Đất khoan cánh xén cắt đợc đặt vào gầu Khi đầy đất cánh xén khép lại đầu khoan đợc kéo lên, đổ đất Trong trình khoan phải luôn cung cấp vữa sét Nếu thiếu vữa sét phải ngừng khoan - Thổi rửa lỗ khoan : Việc làm vệ sinh đáy thành lỗ khoan trớc đúc cọc công việc quan trọng Nếu không vét bỏ lớp mạt khoan, đất đá dung dịch vữa sét lắng đọng tạo lớp đệm yếu dới chân cọc, chịu lực cọc bị lún Mặt khác bê tông đổ không đùn hết đợc cặt lắng tạo ổ mùn đất làm giảm sức chịu tải cuả cọc Vì khoan xong nh trớc đổ bê tông phải thổi rửa lỗ khoan Công việc thổi rửa lỗ khoan đợc tiến hành theo giai đoạn : Nguyễn Văn Hải Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU + Giai đoạn : Ngay sau kết thúc khoan tạo lỗ phải đa hết mạt khoan dạng thô cách dùng lới xén gạt vào thùng lấy + Giai đoạn : Trớc đổ bê tông cần phải đẩy tất hạt mịn lại trạng thái lơ lửng ống hút dùng khí nén Miệng ống phun khí nén đặt sâu dới mặt đất 10 m cách miệng ống hút bùn 2m phía Miệng ống hút bùn đợc di chuyển liên tục dới đáy lỗ để làm vệ sinh - Kiểm tra hiệu xử lý cặn lắng : + Sau kết thúc việc làm lỗ cọc tiến hành đo ngang độ sâu lỗ cọc Sau thổi rửa lỗ khoan xong lại đo độ sâu lỗ cọc từ so sánh xác nhận hiệu việc xử lý cặn lắng + Có thể dùng máy đo cặn lắng chênh lệch điện trở * Gia công lắp hạ lồng thÐp : - Lång thÐp bao gåm : + Cèt chủ có gờ, đờng kính 2,5mm đặt cách 10cm + Cốt đai dùng thép tròn trơn đờng kính 12mm uốn thành vòng tròn đặt cách 12cm + Thép ®Þnh vÞ ®êng kÝnh 25mm thay thÕ cèt ®ai ë số vị trí, đặt cánh 3m, hàn chắn vuông góc với cốt chủ + Tại định vị thép tròn đơng kính 25mm đợc hàn đính hai đầu với cốt chủ đợc bố trí bốn phía vị trí có thép định vị + Móc treo - Lồng thép đợc chế tạo thành đoạn dài 8m giá đỡ nằm ngang theo trình tự sau : + Lắp thép định vị vào vòng rÃnh cữ + Lắp cốt chủ vào khấc đỡ cữ + Choàng buộc cốt đai + Hàn thép định vị vào cốt chủ + Hàn định vị móc treo Việc lắp hạ lồng cốt thép vào hố khoan đợc thực cần cẩu theo trình tự sau : Nguyễn Văn Hải Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU + Lắp hạ đoạn lồng thép vào lỗ khoan treo vào miệng ống chống nhờ ngáng đặt dới vòng thép định vị kề miệng ống vách Tim lồng thép phải trùng với tim cọc + Cẩu lắp đoạn lồng khác, tiến hành nối đoạn lồng cốt thép với mối nối hàn đối đầu + Cẩu hai đoạn lồng đà nối, tháo tạm ngáng, hạ lồng thép nhẹ nhàng tim cọc + Tiếp tục lắp đoạn lồng thép với trình tự nh + Kiểm tra lồng thép sau hạ tới vị trí * Đổ BT cọc khoan nhồi : - Thời gian gián đoạn từ thổi rửa lỗ khoan xong đến đổ BT không 2h - BT cọc khoan nhồi phải đảm bảo tiêu kỹ thuật theo thiết kế - Phơng pháp đổ BT cọc khoan nhồi ®ỉ BT níc èng dÉn dïng ®Ĩ ®ỉ BT ống thép đờng kính 200mm đợc ghép nối từ đoạn ống dài 3m - Trong trình đổ BT, đáy ống đổ BT phải đảm bảo cắm sâu BT không nhỏ 2m không lớn 5m - Tốc độ cung cấp BT phễu phải giữ điều độ phù hợp với vận tốc di chuyển ống e, Đào đất hố móng thi công lớp bê tông bịt đáy - Sau đào đất hố móng đến cao độ cách đáy hố móng chiều sâu t (t chiều dày lớp bê tông bịt đáy), cách dùng máy gầu ngoạm đặt hệ để đào đất khỏi hố móng - Tiến hành đổ lớp bê tông bịt đáy với chiều dày t theo phơng pháp dịch chuyển ống thắng ®øng Do hè mãng réng nªn ta bè trÝ ống đổ, ống có đờng kính 200 mm Các ống đợc bố trí cho đáy chúng cách đáy hố móng khoảng 20cm trình đổ phải đảm bảo ống dẫn ngập sâu vữa bê tông không đợc bé 2m f, Hút nớc hố móng Nguyễn Văn Hải 10 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU - Điều kiện tính toán: áp lực đẩy nớc phải nhỏ lực ma sát bê tông bịt đáy với thành cọc, trọng lợng cuả lớp bê tông bịt đáy lực ma sát bê tông bịt đáy vòng vây cọc ván thép - Từ điều kiện ta có công thøc kiĨm tra: m xhb x ( n×γbt×Ω + k×τ1+Exτ2) (H+hb) ì Trong đó: hb - Chiều dày lớp bê tông bịt đáy H - Chiều cao tính từ MNTC đến đáy hố móng; H = 5m - Diện tích đáy hố móng; = 6.8x13 =88,4 m2 (Dự kiến vòng vây cọc ván rộng diện tích bệ móng cạnh 1m chia cho bên) k - Số lợng cọc hố móng; k = cäc u - Chu vi cña cäc; u =ì = 3,14.1,5 = 4,71 m 1- Lực dính bám bê tông bịt đáy với thành cọc; = 3T/m2 n - Hệ số vợt tải; n =1,1 m - Hệ số điều kiện làm việc; m = 0,9 E - Chu vi vòng vây cọc ván = 2x (6,8+13) = 39,6m - Lực dính bám bê tông bịt đáy với vòng vây cọc ván = T/m2 Ta cã: mxhb x ( n×γbt×Ω + k×u×τ1+Exτ2) ≥ (H+hb) × Ω 0,9× hb×(1,1x2,5x88,4 + 8x4,71x3 + 39,6x2) ≥ 88,4x(5+hb) Suy hb ≥ 1,37m Mµ theo quy định hb 1m Vậy lớp bê tông bịt đáy lÊy b»ng hb = 2m 1.2, TÝnh to¸n thiÕt kÕ vòng vây cọc ván thép Vòng vây cọc ván thép sử dụng phục vụ thi công trụ Cọc ván thép sử dụng loại LASSEN IV có đặc trng h×nh häc cđa tiÕt diƯn ngang nh sau M· hiƯu bmin Bmin Hmin F g J W (cm) (cm) (cm) (cm2) (kg/m) (cm4) ( cm3) 400 180 94.3/236 74/185 4660/39600 405/2200 LS IV 292 (Ghi chú: Giá trị tử số tính cho cọc đơn, giá trị mẫu số tính cho m vòng vây) Nguyễn Văn Hải 16 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU Ngoài sử dụng văng chống bar cờng độ cao 38 Dự kiến mực nớc thi công -1,00, thi công có đắp đảo để khoan cọc Thiết kế vòng vây có số liệu sau Vòng vây có tầng văng chống cách mặt đất tự nhiên m Đỉnh cọc ván thép cao mặt nớc thi công 1.0 m Trong giai đoạn thi công lần lợt đắp đảo để khoan cọc sau đào đất vòng vây đổ bê tông bịt đáy, hút nớc thi công trụ Tơng ứng với giai đoạn làm việc ta có hai sơ đồ tính vòng vây cọc nh sau: Sơ đồ 1: Trong vòng vây có đất đắp đảo, đảo có máy khoan bê tông dày 0.3 m Sơ đồ 2: Hút cạn nớc hố móng sau đà đổ bê tông bịt đáy Ta lần lợt tính cho sơ đồ Khi tính toán lấy 1m dài tờng để xét 1.2.1 Tính toán vòng vây đắp đảo (sơ đồ 1) a - Các số liệu tính toán b Sơ đồ tính toán Hd Hn t Z P Hv Sơ đồ tính toán vòng vây L q q c Tải trọng tác dụng lên tờng cọc - áp lực bánh xích tác dụng lên mặt đảo: q Hệ sè ¸p lùc ngang: λa1 = tg2(450 - ϕ/2) λa2 = tg2(450 - /2) Nguyễn Văn Hải 17 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU - áp lực tải trọng thi công: P1 = T/m - áp lực ngang thiết bị khoan: Pq = qxa1 - áp lực ngang cđa ®Êt : Pa1 = γ®n1xHdxλa1 Pa2 = γ®n1xHdxλa2 Pa3 = đn2xHdxa2 - Chiều sâu tác dụng áp lực Pq : hq Hệ số áp lực ngang bị động: b2 = tg2(450 + ) áp lực ngang bị động cđa ®Êt nỊn: Pb = γ®n2xtxλb2 d- TÝnh dut ®iỊu kiện ổn định tờng cọc Tờng cọc ván ổn định tổng mômen lật M l lực so với điểm (điểm neo bar) nhỏ tổng mômen giữ Mg lực so với điểm Phơng trình thể hiện: m xMl - Mg = (m – hƯ sè an toµn lÊy b»ng 1.3) ∑Ml = Pq+ 0.5Pa1H®( Hv - )+ Pa2t(Hv + t 2*t )+0.5Pa3t( Hv + ) ∑Mg = 0.5Pbt( Hv + ) + 0,5Pq0,25 Thay giá trị vào phơng trình biến đổi ta đến phơng trình bậc theo t Giải phơng trình ta cã t1 e – TÝnh dut cäc v¸n theo ®iỊu kiƯn cêng ®é - Néi lùc kÕt cÊu Sơ đồ tính toán tờng cọc nh hình vẽ, dầm tựa hai gối Vị trí chốt quay giả định nằm cách mặt Z = 0,25Hđ Ta cã: RA= 0,5.Pa1 H a1 + Pq H a + Pa Z a3 + 0,5.( Pb − Pa ).Z b H +Z = 3.2(T ) M« men măt cắt cách gối A đoạn x là: M = R A x − γ dn1.x.3 λa1 − 0,5.Pq x Chän cäc cã W=2200 cm3 - TÝnh dut cäc §iỊu kiƯn tÝnh dut σ = ≤ R = 1900 kG/cm2 Nguyễn Văn Hải 18 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU 1.2.2 Tính toán vòng vây (sơ đồ 2) a - C¸c sè liƯu tÝnh to¸n trvỊ ttù b đồ Các đặc ng đất ơng sơ đồ Sơ tính toán Sơ đồ tính toán sơ đồ cọc có văng chống nh hình vẽ Nhng tính toán ổn định bất lợi không xét tầng văng chống c Tải trọng tác dụng lên tờng cọc Xác định chiều dày lớp bê tông bịt đáy,theo tính toán ta có hbt = m Tải trọng tác dụng lên tờng cọc ván gồm: - áp lùc thủ tÜnh: Pt = γn(Hn + hbt) - ¸p lùc ngang chđ ®éng cđa ®Êt nỊn: Pa = λaxhbtxγ®n - áp lực ngang bị động đất nền: Pb = λbxtxγ®n - Lùc dÝnh cđa ®Êt: Pc = 2xC - áp lực trọng lợng lớp bê tông bịt ®¸y: Pq = qxλa d- TÝnh dut ®iỊu kiƯn ỉn định tờng cọc ván Lập phơng trình cân mômen theo điều kiện ổn định chống lật cọc ván so với tâm (tâm quay cách đáy móng 0.5 m phía dới): 19 Nguyễn Văn Hải Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU Mg - mMl = (m = – hƯ sè an toµn) ∑Ml = Pt+ Pa + Pq ∑Mg = Pa+ Pt+ Pb+ Pc1+ Pc Thay Ml Mg phơng trình biến đổi ta có phơng trình bậc theo t Giải phơng trình ta có t2 So sánh với giá trị max sơ đồ ta chọn : t = Max(t1,t2) e- Néi lùc kÕt cÊu - Néi lùc kết cấu Sơ đồ tính cọc ván dầm giản đơn đầu gối văng chống đầu gối độ sâu 0.5 m so với bề mặtcủa lớp bt bịt đáy: Trên sơ đồ tải trọng nh ta tính đợc mômen lớn cọc ván: MMax Phản lực tác dụng lên m vành đai khung chèng RA - TÝnh dut cäc theo ®iỊu kiƯn cờng độ Điều kiện cờng độ cọc nh sau σ = ≤ R = 1900 kG/cm2 II, ThiÕt kÕ đà giáo ván khuôn thi công thân mố (thân trụ) 2.1, Tính toán ván khuôn thép Ván khuôn dùng để đổ bê tông bệ thân mố trụ cầu ta sử dụng ván khuôn thép định hình, cấu tạo ván khuôn tách rời nên có khả tháo dỡ đơn giản luân chuyển nhiều lần Kích thớc hình thức đợc tiêu chuẩn hoá để dễ bố trí sử dụng với hiệu suất cao Tấm ván khuôn đợc gia cố hệ khung thép hình thép góc nhánh liên kết hàn với chi tiết lại ván khuôn Phần mặt tiếp xúc ván khuôn bê tông tôn dày mm Mối nối ván khuôn đợc sử dụng gioăng cao su, có tác dụng đảm bảo ván khuôn đợc kín lắp ghép không bị nớc xi măng đổ bê tông mố trụ cầu Nguyễn Văn Hải 20 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU Liên kết khung ván khuôn với bu lông với khoảng cách định hình đợc tính toán bố trí theo cấu tạo cho lắp ghép ván khuôn cách tiện lợi, dễ dàng theo phơng Do ta sử dụng ván khuôn định hình đợc chế tạo sẵn nên trờng hợp ta tiến hành kiểm toán khả chịu lực ván khuôn định hình khả chịu lực nh tính hợp lý phận trình tính toán thi công hạng mục công trình mố trụ q R = 0.7m H = 2m 200 250 x =1725 13.75 4x50 13.75 2x50 Pv Các tổ hợp tải trọng tính ván khuôn : - Tĩnh tải: Tải trọng bê tông cốt thép mố trụ, trọng lợng thân ván khuôn, trọng lợng thân đà giáo - Tải trọng động: Lực thi công, lực xung kích trình đầm bê tông Vật liệu làm ván khuôn: - Khung ván khuôn làm thép định hình nhóm AIII - Thanh nẹp làm thép nhóm AIII - Bản tôn làm thép mỏng - Bu lông liên kết bu lông cờng ®é cao Φ20 Néi dung tÝnh to¸n c¸c bé phËn ván khuôn : - Tính ván khuôn thành - Tính nẹp đứng - Tính bu lông liên kết 2.1.1 Tải trọng tác dụng lên ván khuôn a) Tải trọng thẳng đứng: - Trọng lợng vữa bê tông - Tĩnh tải ván khuôn - Trọng lợng khung cốt thép Nguyễn Văn Hải : 2500 (kG/m3 ) : 700 (kG/m3 ) : 100 (kG/m3 ) BT 21 Líp CÇu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU - Trọng lợng ngời thiết bị cầm tay : 250 (kG/m2 ) - Tải trọng đầm vữa : 200 (kG/m2) - Tải trọng xung động vữa rơi: Ta dùng thùng chứa V< 0,8 (m3 ) Pxk = 400 kG/m2 b) T¶i träng ngang : - áp lực vữa tác dụng lên 1m ván thành Chiều cao tác dụng vữa: H = 4.h0 h0 : chiều cao bê tông phụ thuộc vào tốc độ đổ bê tông thùng trộn vào khuôn 1h Công thức xác định áp lực vữa lên ván trờng hợp đổ bê tông cho cấu kiện lớn tờng mỏng có dùng đầm là: p max = (q+.R).n Trong đó: R : Bán kính tác động đầm, dùng đầm dùi nên : R = 0,7 (m) n : Hệ số vợt tải ; n = 1,3 q : Lực xung động dổ bê tông gây gồm tải trọng mặt bê tông gồm lực ngời thiết bị vữa rơi.q = 400 (kG/m2 ) γ : Träng lỵng thĨ tÝch cđa vữa bê tông ; = 2500 (kg/m3 ); p max =1,3.(400 + 2500.0,7) =2795 (kg/m ) BiĨu ®å áp lực vữa quy đổi từ hình thang sang hình chữ nhật với P = P tđ Xác định trị số áp lực tính đổi: Ptđ = H : Diện tích biểu đồ hình thang = 0,5.(2.H - R).(Pmax - q) + H.q 2.1.2 TÝnh v¸n khuôn a, Tính duyệt ván khuôn theo độ võng Tấm đợc tính với sơ đồ có cạnh ngàm cứng Độ võng nhịp ván thép áp lực vữa không kể đến hệ số xung kích tính theo công thức: Nguyễn Văn Hải 22 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU f= p qd b E. Trong ®ã: 0.5 m α, β : HƯ sè phơ thuộc vào tỉ lệ hai cạnh a = b = 0,5 m cạnh ván khuôn thép đợc giới hạn sờn tăng cờng đứng sờn tăng cờng ngang có: = 0,0513, = 0,0138 E Mô đun đàn hồi thép làm ván khuôn E = 2,1.106 (kG/cm2) 0.5 m Chiều dày thép làm ván khuôn Chiều dày thép ván khuôn đợc tính gần theo c«ng thøc : δ = 375 P.C R Trong đó: + P :Tải trọng tính toán (kG/cm2) + R :Cờng độ tính toán thép (kG/m2) + C :Khoảng cách từ đờng chéo đến đỉnh ván b, Tính duyệt ván khuôn theo cờng độ Công thức tÝnh duyÖt: M ≤ R = 1900 (kG/cm2) W - Mômen uốn lớn nhịp ván thép ¸p lùc v÷a cã xÐt tíi hƯ sè σ= xung kích tính theo công thức: tt qđ M = .p b tt pqđ : áp lực vữa có xét tới tác động xung kích hệ số vợt tải - Mômen kháng uốn m ván khuôn c, Kiểm toán nẹp đứng Nguyễn Văn Hải 23 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU Coi nẹp đứng dầm giản đơn chiều dài nhịp l1 = 0,5m có gối tựa lên nẹp ngang xét đến tính liên tục Tải trọng phân bố tác dụng ván khuôn q = Ptđ l1 Mô men uốn lớn nhÊt cđa v¸n : M max qtt l12 qtt l12 992.0,5 = 0,8 = = = 24,8( kG.m ) 10 10 Dùng nẹp đứng thép làm hệ khung chống kích thớc 187x6x0,8 cm có thông số kỹ thuật sau: Cờng độ chịu uốn : Ru = 2000 (kG/cm2) Cờng độ chịu nén dọc trục : Ro = 1900 (kG/cm2) F = 6.0,6 = 3,6 (cm2) W = 2.0,8.32/6 = 2,4 (cm3) ; Jx = 3,6 (cm4) §iỊu kiƯn kiĨm tra: Mmax ≤ Ru W d, Kiểm toán nẹp ngang: Do nẹp đứng nẹp ngang có kích thớc chiều dài quy đổi nẹp ngang thành dầm giản đơn có độ nh nĐp ®øng (ln = 50cm) Do ®ã ®iỊu kiƯn kiểm toán giá trị tính toán giống nh trờng hợp e, Tính toán giằng Các giằng chịu lực kéo áp lực bê tông Lực giằng xác định gần lấy tỷ lệ thuận với diện tích ván khuôn giới hạn đờng chia đôi khoảng gi»ng Thanh gi»ng Fal Néi lùc gi»ng áp lực bê tông tơi tính theo công thức: Nguyễn Văn Hải 24 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU al T = F P q® Trong ®ã: Fal : DiƯn truyền tải ván khuôn lên giằng ; Chọn giằng có đờng kính thép gờ 10 mm §iỊu kiƯn kiĨm tra øng st gi»ng: σ= T < R =1900(kG/cm2 f III, TÝnh to¸n chän thiết bị thi công móng mố trụ 3.1) Chọn búa ®ãng cäc */ Chän gi¸ bóa : Mãng cã cäc dài 20m, đoạn cọc dài 10m có trọng lợng q = 0,4 x 0,4 x 10 x 2,5 = 4T => chän gi¸ bóa 4.5T */ Chọn búa : Để đóng đợc cọc vào đất phải chọn búa phù hợp, búa phải thắng đợc sức cản ma sát đất với thành cọc Công thøc chän bóa ®ãng cäc : W ≥ 2,5 Pgh Trong đó: W : Năng lợng xung kích búa Pgh = P0/K.m2 Víi - K : HƯ sè kh«ng ®ång nhÊt cđa nỊn, K = 0,7 - m2 : Hệ số điều kiện làm việc, lấy m2 = - P0 : Khả chịu lực cọc theo đất, Tra bảng P0 = 1,87T => Pgh = 2,67T => W ≥ 2,5.2,67 = 6,68T - Chọn búa diesel D-22 dạng cần Đức có tính sau: + Trọng lợng búa : Qb = 4,43T + Chiều cao đập : 244mm, Số lần đập : 60/phút + Lực ép đầu cọc : W = 7,2 T §iỊu kiƯn thø hai : n = (Qc + Qb)/W [ n] n : Khả thích dụng búa [ n] : Khả thích dụng cho phép búa [ n] = Nguyễn Văn Hải 25 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU Qc = qc + qcdÉn = 0,4x0,4x20x2,5 + 0,4x0,4x3x0,9 = 8.43T => n = (8,43 + 4,43) /7.2 = 1.79 < [ n] = => búa đợc chọn đạt yêu cầu 3.2) Chọn búa rung đóng cọc ván thép Chọn búa rung tần số cao LX cũ chế tạo, loại búa VPP- 4A có tính kỹ thuật sau: - Mômen lệch tâm : 0,55Kg/cm; - Tần sè dao ®éng :1500 - Lùc rung lớn : 14T - Khối lợng gây rung : 0,4T - Biểu đồ dao động không cọc : 13,8mm - KÝch thíc : dµi 1000mm, réng 960mm, cao 1500mm - Khối lợng : 1,2 T - Công suất động điện : 55 KW 3.3) Chọn máy bơm - Chọn máy bơm phụ thuộc vào thể tích nớc cần bơm hố móng V = F H Trong ®ã: F : diƯn tÝch hè mãng H: chiỊu cao cét níc - Thêi gian hót níc sÏ thùc hiƯn h chọn máy bơm có công suất từ 90 100 m3/h sử dụng máy để bơm nớc - Máy bơm phải có áp lực lớn để xói đất, hút sỏi sạn lấy đất công tác thi công BT bịt đáy chọn máy KTZ-611 hÃng TSURUMI (Nhậtbản) có thông số kỹ thuật sau : + Bơm nớc thải công trình lẫn cát, bơm bùn + Công suất : 102 m3/h ; + Công suất ĐC điện : 11 KW + Độ đẩy cao : 20m + Độ hút sâu : 8m + Trọng lợng : 130 Kg Nguyễn Văn Hải 26 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM + Đờng kính ống xả TKMH THI CÔNG CầU : 150mm 3.4) Chọn máy khoan cọc nhồi Dựa yêu cầu kỹ thuật công trình ta chọn loại máy khoan cọc nhồi BT có ký hiệu MODEL D110 có tính kỹ thuật sau: - Lực xoắn tối đa : 11000 KGM - Lỗ khoan sâu tối đa : 80 m - Đờng kính lỗ khoan tối đa : 2000 mm - Tốc độ chạy hết tải : 2200 RPM - Hệ truyền động : tốc độ - Trọng lợng máy lúc không chạy : 4700 Kg - Trọng lợng cần khoan : đoạn + Loại 12 m : 3453 Kg + Lo¹i 15 m : 4060 Kg + Lo¹i 17 m : 4603 Kg - Khoảng xê dịch dọc, động tác n©ng trơc khoan : 500 mm IV, ThiÕt kÕ thi công KCN 4.1, Tính toán đà giáo mở rộng trụ Kết cấu mở rộng trụ phục vụ thi công đốt dầm đúc đỉnh trụ Kết cấu đòi hỏi phải đủ độ bền, độ ổn định trình thi công đốt dầm Cấu tạo sơ kết cấu nh hình vẽ, chịu lực đợc thiết kế thép tổ hợp hàn, giằng giữ ổn định sử dụng thép góc L Nguyễn Văn Hải 27 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU mặt cắt i-i I Ko I 4.1.1, Tải trọng tác dụng - Trọng lợng rải thân khối K0 đà đúc: DC - Trọng lợng ván khuôn thiết bị thi công: CLL - Trọng lợng dầm chữ I 360 + Số dầm I 360 cần dùng : dầm + Trọng lợng rải dầm : 0.365 KN/m + Chiều dài dầm chữ I 360 : 13.7 m - Tải trọng thi công tính toán Ptc - Trọng lợng rải tác dụng lên hệ mở rộng trụ g Mô hình tính toán đà giáo mở réng trơ 4.1.2 Chän tiÕt diƯn c¸c cđa kÕt cấu đà giáo mở rộng trụ Nguyễn Văn Hải 28 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU Chọn tiết diện sau ta tiến hành tính duyệt Các 2, 3, thiết kế tiết diện hình chữ H tiết diện hộp nh hình vẽ 30.0 1.2 30.0 1.2 30.0 1.2 1.2 30.0 1.2 27.6 1.2 27.6 1.2 CÊu t¹o 2, 3, CÊu t¹o C¸c gi»ng chän thÐp gãc L200 x 125 x 12 4.1.3 TÝnh dut Víi tiÕt diƯn đà chọn ta có đặc trng hình học nh sau: Thanh A (cm2) Ix (cm4) Wx (cm3) rx (cm) 138.24 19561.1 1304 11.89 2, 3, 105.12 5403.9 1136.1 7.16 4.1.3.1 Kiểm toán chịu nén a) Kiểm tra độ mảnh giới hạn Điều kiện: b E ≤k t Fy Trong ®ã: - E = 200 000 Mpa - Fy = 345 000 MPa - k : HƯ sè o»n cđa b¶n (B¶ng 6.9.4.2.1) - b : Bề rộng quy định bảng (6.9.2.1) - t: Chiều dày b) Xác định sức kháng nén Sức kháng nén danh định Nếu 2,25 th× Pn = 0,66 Fy A g NÕu λ > 2,25 Pn = Nguyễn Văn Hải 0,88Fy A g 29 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU Trong :  Kl  Fy λ=    rπ  E K: Lµ hƯ sè chiỊu dµi hiƯu dơng (4.6.2.5) liên kết bulông K = 0,75 c) Kiểm tra sức kháng nén Điều kiện: Pc Pr = ϕcPn Trong ®ã: - Pc lùc nÐn lín nhÊt - c hệ số sức kháng nén dọc trục (6.5.4.2) 4.1.3.2 Kiểm toán chịu kéo a) Xác định sức kháng kéo Sức kháng kéo Pr phải lấy giá trị nhỏ hai giá trÞ sau: Pr = ϕyPny = ϕyFyAg Pr = ϕuPnu = uFuAnU Trong đó: - Py: Sức kháng kéo danh định chảy mặt cắt nguyên - Fy: Cờng độ chảy, Fy = 345 Mpa - Ag : Diện tích mặt cắt nguyên - Fu : Cờng ®é chÞu kÐo, Fu = 450 MPa - An : Diện tích mặt cắt thực - U: Hệ số triết giảm, có lực truyền tới tất c¸c bé phËn U= 0.85 - ϕy, ϕn: HƯ sè sức kháng Đối với kéo đứt mặt cắt thực n = 0,80 Đối với chảy dẻo mặt cắt nguyên y = 0,95 b) Kiểm toán chịu kéo Pmax < Pr 4.1.3.3 TÝnh duyÖt kÐo uèn kÕt hợp (thanh 1) Điều kiện Nếu M M Pu P < 0.2 th× u +  ux + uy  ≤ 1.0 (1) Pr Pr  M rx M ry Nguyễn Văn Hải 30 Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 ... MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU A- Giới thi? ??u chung công trình I, Quy mô cầu Cầu đợc thi? ??t kế vĩnh cửu BTCTDƯL, thi công với công nghệ cầu đúc hẫng cân - Chiều dài toàn cầu L = 294,40 m - Khổ cầu. .. II, Phơng án thi công trụ cầu 2.1 Các thông số kĩ thuật móng trụ cầu 2.2 Đề xuất phơng án thi công móng trụ cầu 2.3 Thi công chi tiết móng trụ cầu 2.4 Thi công thân trụ 11 III, Thi công kết cấu... Lớp Cầu Đờng Pháp A - K45 Bộ MÔN CầU HầM TKMH THI CÔNG CầU 1.2.2 Tính toán vòng vây (sơ đồ 2) a - Các số liệu tính toán trvề ttự b đồ Các đặc ng đất ơng sơ đồ Sơ tính toán Sơ đồ tính toán sơ đồ