Your SlideShare is downloading. ×

Thi cong cau

87,699

Published on

Giao trinh thi cong cau

Giao trinh thi cong cau

5 Comments
13 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total Views
87,699
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
634
Comments
5
Likes
13
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. L B ình Thi công c ày thay th trình Thi công và s ãc òn phù h trình gi B ình g ình Thi công c và 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 ùh à c ùh ào t ình do các tác gi ên so n Nh àn b T ình àn ch ài gi ã cung c ã c ch ch òn thi ót r sau s ã nh ên này. M Chuvietbinhch@Yahoo.com , xin CÁC TÁC GI
  • 2. CHƯƠNG I NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG1.1- 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 rấtnhiều lĩnh vực, trong đó thi công cầu là một bộ phận của ngành cầu chịu ảnh hưởngnhiều nhất của cuộc cách mạng khoa học công nghệ hiện nay. Cùng với sự phát triểnchung của khoa học kỹ thuật, công nghệ thi công cầu không ngừng đổi mới và luôn cầnđuợc nghiên cứu ứng dụng những tiến bộ của khoa kỹ thuật để ngày càng hoàn thiệnhơn. Thi công là giai đoạn quan trọng nhất của một dự án xây dựng, thông qua các hoạtđộng sản xuất của con người làm cho công trình kiến trúc từ ý tưởng sáng tạo thể hiệntrong 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 đôngđúc, làm thay đổi diện mạo của cả một vùng trong bức tranh phát triển kinh tế, xã hội vàvăn hóa. Ngay sau khi cắt băng khánh thành, trở thành tài sản chung của xã hội, chiếccầu như một cuốn sách mở chứa đựng các kiến thức, kinh nghiệm và những sự kiện, hòavào với đời sống xã hội. Với tuổi thọ hàng trăm năm của mình chiếc cầu là chứng nhâncủa biết bao biến cố lịch sử. Bản thân công trình nói lên rất nhiều điều trong đó thể hiệntrình độ khoa học công nghệ không những của đội ngũ những người làm cầu mà của cảmột nền khoa học kỹ thuật tại thời điểm đó. Cầu là một công trình kiến trúc có tầm vóclớn, có đầu tư ban đầu cao, chiếm một tỉ trọng đáng kể trong nguồn lực của một ngànhhay của một địa phương. Công việc thi công xây lắp khó khăn và phức tạp cần tập trungtrí tuệ và công sức của nhiều người trong một thời gian dài có khi cả xương máu và sinhmạng của những người tham gia xây dựng. Các hoạt động thi công tác động không ítđến môi trường và sinh hoạt của nhân dân. Quá trình thi công một công trình cầu thu hútsự qua tâm của rất nhiều người, thậm chí của cả toàn xã hội. Có thể nhận định rằng, thicông cầu không chỉ là một hoạt động sản xuất hay công nghệ thuần túy mà nó còn mangnhiều 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 lĩnhvực trong ngành cầu bao gồm : thiết kế, thi công và khai thác sửa chữa. Ba lĩnh vực nàynhư ba điểm tựa ổn định tạo nên nền tảng kiến thức vững chắc cho hoạt động nghềnghiệp của một chuyên gia xây dựng cầu tương lai. Việc phân chia ra các môn học trongngành cầu chỉ có ý nghĩa giúp cho việc truyền đạt và tiếp thu kiến thức được thuận lợido đó môn học Thi công cầu không phải là một môn khoa học độc lập mà chỉ là mộtlĩnh vực trong chuyên ngành Khoa học xây dựng cầu. Đối tượng nghiên cứu của mônhọc là : những biện pháp công nghệ áp dụng để thi công cho từng bộ phận của các loạicầu 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. 1
  • 3. Nghiên cứu trình tự công nghệ bao gồm : nội dung của các bước thi công, điềukiện tiến hành và thứ tự thực hiện. Trình tự công nghệ rất ít thay đổi theo thời gian vàtheo trình độ công nghệ của mỗi quốc gia, mỗi công ty. Sau này khi đi vào nội dungchính của chương trình, người học dễ hiểu lầm trình tự công nghệ là biện pháp côngnghệ thi công. Trình tự công nghệ chỉ đề ra giải pháp và mang tính khái quát, địnhhướng thực hiện, chỉ trả lời được câu hỏi : Làm gì? mà chưa trả lời được câu hỏi : Làmnhư thế nào? Trình tự công nghệ của nhiều biện pháp gần như một điều tất yếu, hiểnnhiên ví dụ chúng ta muốn tát cạn một khu vực để thi công, giải pháp là be bờ vây kínxung quanh sau đó bơm nước nhưng làm như thế nào thì công việc này lại chiếm cả mộtchương sách . Kỹ thuật thi công là nội dung quan trọng và phong phú. Kỹ thuật thi công baogồm cách thức, kinh nghiệm, thiết bị, vật liệu, tiêu chuẩn và tính toán. Kỹ thuật làm đổimới 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 gianmột 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 Chínhphủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình thì các dự án xây dựng giao thôngtrong đó có công trình cầu ngoài dự án quan trọng mang tính quốc gia do Quốc hộithông qua chủ trương đầu tư, các dự án còn lại phân thành ba nhóm A,B và C theo giátrị 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 kếvà thi công, trong đó giai đoạn thiết kế chỉ có một bước gọi là Báo cáo Kinh tế – Kỹthuật ( BCKT-KT). Những công trình thuộc nhóm A và B phải qua ba giai đoạn thực hiện gồm : giaiđoạn 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 tưXDCB, 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 thicông (BVTC). Thiết kế hai bước bao gồm : thiết kế cơ sở (TKCS) mà chúng ta thườnggọi 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 trìnhnhóm nào thi công cũng là một giai đoạn và là giai đoạn quan trọng quyết định cuốicùng 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 côngtrình cầu bắt đầu từ giai đoạn tiếp nhận mặt bằng cho đến khi hoàn thành xây lắp đưacông trình vào khai thác. Trong giai đoạn thi công bất luận quy mô công trình như thếnào cũng trải qua ba bước cơ bản sau :2
  • 4. 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 babước , 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 gồmcác nội dung : thi công các công trình phục vụ khai thác trên mặt cầu, xây phần tư nónvà các công trình chỉnh trị dòng chảy, thử tải cầu, lập hồ sơ hoàn công, bồi hoàn lại mặtbằng và thanh thải dòng chảy cũng như không gian dưới cầu, nghiệm thu bàn giao côngtrình 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 đườngnhững kiến thức cơ bản trong lĩnh vực thi công cầu. Nội dung được hệ thống theo banhóm kiến thức: cơ sở, chuyên môn và tổ chức quản lý. Chương trình nghiên cứu vàgiảng dạy được chia thành hai học phần : học phần một bao gồm những kiến thức cơ sởvà thi công kết cấu phần dưới , học phần hai gồm thi công các dạng kết cấu nhịp và tổchức thi công cầu. Để nghiên cứu những biện pháp công nghệ thi công cầu cần phải nắm được nhữngkiến thức cơ sở áp dụng chung trong xây dựng và những vấn đề chung đặc trưng chomôn thi công cầu đó là : - Các công tác xây dựng và công nghệ thi công nghiên cứu những công tác xâydựng phổ biến như công tác bê tông, công tác cốt thép, công tác đóng cọc ... cũng nhưnhững kỹ thuật rất cần thiết trong ngành cầu là các công việc liên quan đến công táckích kéo. - Thiết kế và thi công các công trình phụ trợ để phục vụ thi công các bộ phậntrong công trình cầu. Các công trình phụ trợ có vai trò quan trọng và mang tính quyếtđịnh trong thi công cầu, được sử dụng trong tất cả các giai đoạn thi công. Kỹ sư cầukhông những phải thiết kế thành thạo các công trình chính mà còn phải biết thiết kế cáccông trình phụ trợ. Những nội dung thuộc về kiến thức chuyên môn hệ thống theo trình tự công việcliên 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 khinhà thầu nhận bàn giao toàn bộ diện tích khu vực xây dựng đã được giải phóng và tiếnhành tạo lập mặt bằng công trường bao gồm : xây dựng hệ thống đường công vụ, cáccông trình phụ tạm , kho bãi, xưởng sản xuất, trạm cấp năng lượng và mặt bằng côngnghệ thi công kết cấu nhịp. Những hạng mục này được bố trí và xây dựng theo một thiếtkế 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 phậnở trên thực địa, định dạng và định kích thước cho mỗi bộ phận của công trình cầu mộtcách 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 điềukiện công xưởng và ở trên công trường. Đây là một mảng công việc của ngành xây 3
  • 5. dựng cầu nhằm cung cấp những sản phẩm chế sẵn cho thi công theo phương pháp lắpghép. Đối với cầu bê tông cốt thép, các cấu kiện đúc sẵn có thể được chế tạo trongxưởng 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 tạixưởng sau đó mới lắp ráp tại công trường bằng các hình thức liên kết như hàn, bulôngcường độ cao v.v.. - Thi công mố trụ bao gồm các công đoạn thi công móng , thi công thân mố, trụvới các biện pháp công nghệ áp dụng thích hợp cho từng loại móng và các dạng trụ, mốthi công trong những điều kiện tự nhiên phong phú ,đa dạng và ở những trình độ kỹthuật khác nhau. Đây là công đoạn khó khăn và phức tạp nhất trong thi công cầu, chiếmmột 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 cầuBTCT, thi công kết cấu nhịp cầu thép ,và thi công cầu treo, cầu dây văng . Đối với mỗiloại cầu nghiên cứu những biện pháp công nghệ thi công phù hợp, những công nghệ nàyđã 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 kếtcấu 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 mộthạng mục công trình. Trong mỗi hạng mục công trình có những bộ phận thành phần nhỏ hơn có kết cấuđộc 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 năngchịu lực . Ví dụ móng trụ Pi là một hạng mục công trình, hạng mục này bao gồm các cọcBTCT và bệ móng đúc tại chỗ, thì các cọc BTCT là một hạng mục kết cấu và bệ mónglà một hạng mục kết cấu. Kết cấu nhịp cầu dầm thép là một hạng mục công trình, trongđó 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 bướcthực hiện, mỗi bước gọi là một công đoạn, trong mỗi công đoạn thực hiện một loạt cáccông việc xây dựng, các công việc này được tiến hành liên tục theo một trình tự nhấtđịnh. Công việc là bộ phận chia nhỏ nhất của cả quá trình thi công công trình. Công việcđòi hỏi một số thao tác cơ bản và sử dụng cùng một loại công cụ lao động. Công việcđược thực hiện giống nhau đối với tất cả các hạng mục kết cấu có sử dụng cùng một loạivật liệu và cho một sản phẩm xây dựng tương tự. Để có một sản phẩm xây dựng ở dạnghoàn 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 tiếnhành các công việc : nắn thẳng các thanh cốt thép ; đo ,cắt và uốn từng thanh cốt théptheo hình dạng và kích thước ghi trong bản vẽ ; bó từng loại thanh đã uốn vào theo từngnhóm và ghi tên đánh dấu sau đó cất vào kho hoặc đưa ra lắp dựng và buộc thành4
  • 6. khung cốt thép của dầm. Để chế tạo khung cốt thép của một đoạn cọc BTCT đúc sắncũng yêu cầu những công việc hoàn toàn như trên , chúng ta có thể liên hệ tới các ví dụkhác 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 côngnhân chuyên nghiệp là thợ cốt thép, khi thực hiện mỗi công việc, người công nhân nàyphải thực hiện một kỹ thuật thao tác và sử dụng một loại công cụ như : để nắn thẳng cốtthép cần tay vam hoặc máy nắn, khi uốn cần bàn vam hoặc máy uốn cốt thép và khi lắpdựng khung cốt thép cần kìm buộc thép hoặc máy hàn. Để thi công một khung cốt thépta 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 sảnphẩm 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 hiệnvà sử dụng cùng một nhóm thiết bị . Kết quả hoàn thành của công tác xây dựng cho mộtkhối lượng có thể đo đếm được, sản phẩm của công tác xây dựng không phải là một sảnphẩm xây dựng hoàn chỉnh mà dưới dạng bán thành phẩm, được tiếp nhận để thi côngcác công đoạn tiếp theo. Trong một hạng mục kết cấu chúng ta phải tiến hành nhiều công tác xây dựngnhưng trong đó có một công tác chính, công tác này cần có một loại thiết bị chủ đạo vàphải áp dụng một kỹ thuật đặc trưng. Một công tác xây dựng được nghiên cứu và đúcrút kinh nghiệm từ thực tế sản xuất trong nhiều năm và xây dựng thành một phươngpháp xây dựng để phổ biến rộng rãi. Công tác xây dựng là một khái niệm chung, mỗi công tác bao gồm nhiều côngviệc, mỗi loại công việc có thể được thực hiện theo nhiều cách thức và công cụ khácnhau, tổ hợp các cách thức tiến hành các công việc trong một công tác chúng ta có mộtphương pháp, phương pháp được đặc trưng bởi biện pháp thực hiện và công cụ áp dụngcủa công việc chính . Những công việc thể hiện trong hình 1.1 là một phương pháptrong công tác bê tông thân trụ cầu. Phương pháp này tóm tắt như sau: vữa bê tông đượcsản xuất tại trạm trộn của công trường, vận chuyển ra chân công trình bằng xe chở bêtông chuyên dụng và đổ rót vào khuôn bằng xe bơm , dùng đầm dùi để đầm, bê tôngthân trụ được bảo dưỡng bằng biện pháp tưới nước với chế độ tưới theo qui định của quiphạm . 1 2 3 4 5 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. 5
  • 7. Một phương pháp xây dựng được hoàn thiện nhờ nghiên cứu và áp dụng nhữngtiến bộ của kỹ thuật mới, tiến hành theo một qui trình chặt chẽ và đồng bộ có thể kiểmsoát được chất lượng của sản phẩm , định trước được thời gian hoàn thành, phươngpháp 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, ápdụng nhiều phương pháp và công nghệ thi công. Có những phương pháp và công nghệmang tính phổ biến áp dụng chung và giống nhau trong ngành xây dựng, nhưng cónhững phương pháp và công nghệ mang tính chất đặc thù mà chỉ riêng ngành cầu mớicó. Ví dụ công tác đóng cọc BTCT đúc sẵn là phổ biến trong ngành xây dựng nói chungnhư xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp, xây dựng thủy lợi và xây dựng cầunhưng phương pháp đóng cọc trong mỗi ngành có những đặc điểm khác nhau và cónhững công nghệ đóng cọc khác nhau. Công tác kích kéo nói chung thì các ngành xâydựng đều phải áp dụng, nhưng công tác lao dọc kết cấu nhịp cầu trên đường trượt conlăn thì lại là một công tác đặc thù, hay công tác hạ giếng chìm chở nổi thì chỉ trongngành 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, nhữngcông nghệ thích hợp, sử dụng hợp lý các công trình phụ trợ để thi công một hạng mụccông 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 sángtạo. Đứng trước bài toán thi công bao gồm : đối tượng, điều kiện và tiến độ yêu cầungười 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 côngcủa các bộ phận trong công trình cầu áp dụng cho các dạng kết cấu và trong những điềukiện thi công điển hình. Chẳng hạn nghiên cứu biện pháp thi công móng cọc bệ caotrong điều kiện nước ngập nông và biện pháp thi công móng cọc bệ cao trong điều kiệnnước 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 cầnthiết nhưng không thể áp dụng ngay được trong thực tế, bởi vì cũng giống như toánhọc, các bài toán thi công không có lời giải sẵn mà chỉ có phương pháp giải và nhữnglời giải mẫu. Đứng trước một công trình cụ thể với các điều kiện thực tế người kỹ sưphải xây dựng được biện pháp thi công cụ thể phù hợp với yêu cầu của nhiệm vụ dựatrên cơ sở những kiến thức đã học, những kinh nghiệm đã tích luỹ được và cả sựu sángtạo của bản thân. Để phân biệt biện pháp thi công mang tính sách vở có ý nghĩa như một lời giảimẫu với biện pháp thi công được thiết kế cho một công trình cụ thể, trong thực tế ngườita 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 làphù hợp với điều kiện thực tế, được cơ quan có thẩm quyền duyệt chấp thuận và buộcnhà thầu thi công phải thực hiện theo. Biện pháp thi công chỉ đạo mang tính địnhhướng, trong hồ sơ thiết kế nó được thể hiện một cách khái quát bằng lời thuyết minhvắn tắt và một bản vẽ mô tả trình tự các bước công nghệ. Trong trao đổi hàng ngàyngười ta có thể nói tắt là biện pháp thi công nhưng cần phải hiểu đó là biện pháp thicông chỉ đạo.6
  • 8. Biện pháp thi công chỉ đạo được lập cùng với TKCS và TKKT do tư vấn thiết kếthực hiện . Biện pháp công nghệ thi công là biện pháp thi công mà trong các phương phápcó áp dụng và/hoặc gắn liền với một công nghệ thi công nào đó. Ví dụ biện pháp côngnghệ thi công cọc khoan nhồi, khi thi công cọc áp dụng hàng loạt những công nghệ nhưcông nghệ khoan tuần hoàn nghịch và công nghệ đổ bê tông dưới nước theo phươngpháp rút ống thẳng đứng. Trong thi công cầu có nhiều biện pháp thi công được gọi làbiện 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 ( côngtrình hoặc kết cấu) tương tự nhau như cùng một dạng móng và thân trụ, cùng một dạngnhịp 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 thicông của mỗi hạng mục như thế nào cho gọn , phối hợp các công đoạn thi công vớinhau để có thể điều hành được công việc, kiểm soát được chất lượng và tiết kiệm đượcchi phí, đẩy nhanh tiến độ thi công. Một cách thức xắp xếp, bố trí thi công các hạngmục của một công trình theo một trình tự thời gian và không gian thích hợp để thực hiệncác 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 lậpcho toàn công trình. Tổ chức thi công được hiểu nôm na là cách bày binh, bố trận đểthực hiện công việc xây dựng theo biện pháp thi công chỉ đạo. Thời gian là trình tựcông nghệ, không gian là mặt bằng. Để thực hiện theo biện pháp thi công chỉ đạo sẽ cónhiều biện pháp tổ chức thi công bởi cách sử dụng thiết bị khác nhau, con người khácnhau, 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 hoàntoàn đối xứng theo cùng một biện pháp thi công chỉ đạo nhưng theo những biện pháp tổchức thi công khác nhau và tất nhiên hiệu quả xây dựng của mỗi bên là không giốngnhau. Loại trừ trình độ tổ chức quản lý, việc lựa chọn biện pháp tổ chức thi công thích 7
  • 9. hợp có vai trò quan trọng trong thành công của nhà thầu. Như vậy có biện pháp tổ chứcthi công của từng hạng mục công trình và biện pháp tổ chức thi công của toàn bộ côngtrình. Khi lập biện pháp tổ chức thi công của toàn công trình phải phù hợp với biện pháptổ chức thi công của mỗi hạng mục. Biện pháp tổ chức thi công do nhà thầu lập khi tiếnhành 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 kếhoạch để triển khai thi công. Hồ sơ thiết kế tổ chức thi công bao gồm các bản vẽ và cácbảng biểu, biểu đồ thể hiện biện pháp tổ chức thi công, quy hoạch mặt bằng côngtrường, kế hoạch cung cấp vật tư, thiết bị máy móc, kế hoạch thực hiện khối lượng vàcác biểu đồ tiến độ thi công. Thiết kế tổ chức thi công và thiết kế thi công là hai khái niệm khác nhau vì, thiếtkế 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 gồmtính thực tế, tính hiện đại và tính khả thi. Mỗi bộ phận của công trình cầu lại có nhiềudạng thức kết cấu khác nhau, vật liệu khác nhau đòi hỏi phải áp dụng những biện phápthi công khác nhau. Công nghệ thi công phải xem xét cả mới và cũ, thiết bị cần đề cậpđến cả thô sơ và hiện đại để phù hợp với những điều kiện thi công và trình độ thi công ởnhững địa phương khác nhau. 2- Môn thi công cầu có liên quan đến nhiều kiến thức cơ bản và cơ sở và nhữnglĩnh vực khác. Ngoài kiến thức của các môn học thiết kế cầu đương nhiên phải nắmvững vì nằm trong hệ thống kiến thức chuyên ngành, ngoài ra để tiếp thu và đi sâunghiên cứu môn học cần phải được trang bị nền kiến thức cơ bản tốt đặc biệt là về Vậtlý. Cần phải vận dụng các qui luật, nguyên lý của vật lý trong tính toán và giải quyết cácbài toán thi công. Hầu hết các kiến thức cơ sở của ngành Công trình đều được sử dụngmột cách thành thạo trong thi công cầu. Chúng tôi muốn nhấn mạnh yêu cầu sử dụngthành thạo có nghĩa là làm chủ được kiến thức đó để áp dụng đúng và linh hoạt, ví dụđối với kết cấu thép trong thi công cầu chúng ta sẽ gặp những trường hợp như phải chếsửa, vá đắp kết cấu cũ để sử dụng lại, chế tạo những kết cấu phi tiêu chuẩn phù hợp vớiyêu cầu sử dụng, và thiết kế sao cho tận dụng những loại vật tư sẵn có... Những bài toáncơ học trong thi công ngoài yêu cầu những tính toán chi tiết và chính xác còn cần cả kỹnăng tính nhanh và ước lượng gần đúng để trong thức tế thi công có thể có được nhữngquyết định kịp thời. Những lĩnh vực khác như máy móc cơ khí, điện kỹ thuật, vật tưtổng hợp là những kiến thức cũng đã được trang bị trong trường, còn những lĩnh vựckhác như pháp lý, xã hội cũng cần được tự hoàn thiện bởi như phần đầu đã nêu thi côngcầu còn chứa đựng những yếu tố xã hội và nhân văn trong quá trình triển khai trên thựcđịa. 3- Kiến thức của môn thi công về cơ bản được hình thành và xây dựng trên cơ sởlý luận, nhưng gắn liền với thực tiễn sản xuất, những vấn đề nảy sinh trong thực tế đượcnghiên cứu hoàn thiện, những kinh nghiệm được chắt lọc và kiểm chứng bằng cơ sởkhoa học mới được đưa thành lý thuyết. Vì vậy có những nội dung, những thiết bị và8
  • 10. phương tiện thi công đối với nhiều người chưa được tiếp xúc với thực tế rất khó hìnhdung. Ngoài ra kiến thức thi công thường xuyên được cập nhật do sự phát triển của khoahọc và công nghệ, cần phải theo dõi và tìm hiểu ở thực tế sản xuất, phải hiểu và nắm bắtngay khi được tiếp xúc với thực tế. Yêu cầu khi nghiên cứu môn học này trước hết là phải nhận thức đầy đủ banguyên 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 kiểmchứng qua thực tiễn sản xuất. Những kinh nghiệm thực tế, những hiện tượng hiệntrường được tập hợp và phân tích qua đó có thể bổ sung cho biện pháp và công nghệ đểhoàn 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 trongtrường Đại học giao thông không thể như cách dạy và cách học ở trong các trường Caođẳng hoặc dạy nghề. Sự khác biệt là ở tính chất nghiên cứu, người dạy và người học đềulà những người đang nghiên cứu không phải là ở các đề tài được đăng ký mà ở ngaytrong quá trình dạy và học. Nghiên cứu không phải là chỉ để tìm ra cái mới, bản thânviệc học tập của sinh viên đại học là nghiên cứu khoa học, trong đó người thày hướngdẫn 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 nàothì phải được thiết kế để có cấu tạo và năng lực chịu tải phù hợp theo điều kiện thi côngcủa công nghệ đó và ngược lại, khi kết cấu đã được thiết kế để thi công theo một côngnghệ ấn định thì khi triển khai thi công phải thực hiện theo công nghệ mà người thiết kếđã đề ra. Như vậy khi thiết kế phải dự kiến trước biện pháp thi công và hiểu rõ công nghệcủa biện pháp đó để lựa chọn hình thức cấu tạo và phân tích nội lực đúng đắn. Ví dụ nộilực phát sinh và tồn tại trong kết cấu nhịp dầm BTCT thi công theo công nghệ đúc hẫngcân bằng khác kết cấu nhịp dầm BTCT thi công theo công nghệ đúc trên đà giáo diđộng. Mặc dù cũng là dạng cầu dầm liên tục, số bậc siêu tĩnh có thể như nhau, cùng thicông đúc tại chỗ nhưng cấu tạo khác nhau, phân tích nội lực khác nhau và bố trí cốt thépDƯL trong dầm chủ khác nhau. Đương nhiên là không có bản vẽ kết cấu thì không thể thi công được, nhưng đọcvà hiểu bản vẽ chưa đủ mà phải phân tích được bản vẽ như chính tác giả của bản thiếtkế 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 đắnnhững kiến thức đã học được vào trong thực tế. Trong khi nghiên cứu môn học luônphải đặt ra các tình huống liên hệ với thực tế để tìm cách giải quyết. 9
  • 11. 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 khôngtrực tiếp thao tác nhưng phải có những khái niệm về các công việc của người thợ . Việctham gia vào các nội dung chương trình thực tập, tham quan dã ngoại một cách chủđộng tích cực là một hình thức giáo dục nghề nghiệp tốt và cần thiết đối với sinh viênngành cầu. Sinh viên thường hỏi những câu hỏi như : kiến thức thi công học nhiều như thếsau này đi làm thực tế có sử dụng hết không? Tại sao thấy ở công trình A, công trình Bcông việc này người ta lại không tiến hành giống như những điều đã học, có phải kiếnthức chỉ là để học còn thực tế là kinh nghiệm không? Sau này ra trường sẽ có ngườichuyên làm công việc tư vấn thiết kế, có người làm công tác nghiên cứu, có người làmtư vấn giám sát, có người sẽ đi chỉ đạo thi công, vậy có nên ưu tiên cho lĩnh vực nàotheo 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 thểvận dụng vào các hoạt động nghề nghiệp sau này của mình bất kể ở cương vị công tácnào 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, thicông kết cấu nhịp cầu thép và kết cấu nhịp cầu BTCT khẩu độ lớn được áp dụng trênthế giới và khu vực trong những năm gần đây, đặc biệt là vào thời kỳ đổi mới, mở cửađã theo các dự án xây dựng lớn đưa vào nước ta. Những công nghệ này một phần đượcchuyển giao, một phần chúng ta đã tìm hiểu nghiên cứu và cải tiến vận dụng cho phùhợp với điều kiện thực tế của Việt nam , có công nghệ trở thành thế mạnh riêng của mộtvài công ty xây dựng cầu. + Công nghệ thi công bulông cường độ cao áp dụng phổ biến ở nước ta bắt đầu từcông trình cầu Thăng long do Liên xô(cũ) giúp ta xây dựng. Đến nay một số nhà máycủa ta có thể chế tạo được bulông CĐC và trong một số công trình đã sử dụng loạibulông CĐC xiết đứt đầu, bulông có mũ tròn. + Công nghệ thi công lắp hẫng cầu giàn thép, được áp dụng cũng bắt đầu từ côngtrình cầu Thăng long để lắp tại chỗ các nhịp giàn thép liên tục ba nhịp khẩu độ L=112mnằm 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 từsản phẩm thép tấm và bằng công nghệ hàn tự động tiên tiến, các xưởng dầm của TổngCông thi XD cầu Thăng long và nhiều đơn vị khác đã có thể chế tạo các nhịp giàn thépkhẩu 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 căngsau, 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 thicông cầu Phú lương( Hải Dương) vào năm 1993, cầu Sông Gianh ( Quảng Bình). Banđầu chúng ta phải nhập xe đúc của nước ngoài và thuê chuyên gia căng kéo cốt thépDƯL, hiện nay các công ty có thể thiết kế và tự chế tạo các bộ xe đúc cải tiến gọn nhẹ10
  • 12. hơn và tự tính toán công nghệ căng kéo cốt thép. Đúc hẫng hiện là biện pháp phổ biếnđược 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 côngtrình cầu mà đầu tiên là cầu Mẹt ( Bắc Giang). Công nghệ đúc đẩy có phạm vi áp dụnghạn 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 nhịpdẫn cầu Thanh trì, khẩu độ nhịp là 50m. + Công nghệ thi công cầu dây văng theo phương pháp lắp hẫng, dây cáp căng kéotừng 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 tiênáp dụng trong thi công cầu Mỹ thuận (Tiền Giang) sau đó là cầu Bãi Cháy( QuảngNinh) 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 quyếtnhiều vấn đề kỹ thuật phức tạp khác. Mặc dù công trình do nhà thầu Nhật Bản thi côngnhưng hầu hết các công đoạn là do kỹ sư và công nhân Việt Nam thực hiện , qua cáccông trình này chúng ta dần nắm bắt được các kỹ thuật và công nghệ thi công cầu dâyvăng nhịp lớn. + Công nghệ thi công cầu vòm ống thép nhồi bê tông tuy đã được áp dụng từnhững năm 60 của thế kỷ trước đặc biệt là ở Liên xô (cũ), song gần đây kết cấu nàyđược áp dụng trở lại với những thay đổi về kết cấu và công nghệ. Dạng cầu này đượcxây dựng nhiều ở Trung Quốc, gần đây bắt đầu được ứng dụng ở nước ta đầu tiên là ởcác cầu nằm trong khu đô thị mới Phú Mỹ Hưng( T.P. Hồ Chí Minh) do nhà thầu TrungQuốc thi công, hiện nay đã có một số dự án khác được triển khai do chúng ta thiết kế vàthi công. + Các công nghệ thi công cọc khoan nhồi, đầu tiên được nhập thiết bị và áp dụngđể thi công móng trụ chính cầu Việt trì( Phú Thọ) là cầu giàn thép có đường sắt vàđường bộ chạy chung vào năm 1990. Hiện nay công nghệ thi công cọc khoan đã trởthành phổ biến với những công nghệ khoan tạo lỗ khác nhau và chúng ta có thể thi côngnhững 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 thốngnhưng hiện nay với các thiết bị tiên tiến, các công nghệ này có nhiều thay đổi. Trongbiện pháp thi công giếng chìm, chúng ta đã áp dụng biện pháp giếng chìm chở nổi trongthi công móng các trụ chính cầu Thăng long với đường kính trụ tròn 18m và xuống độsâu 30m. Công nghệ thi công giếng chìm hơi ép với những kỹ thuật tiên tiến đã đượcchuyển 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 biểucho 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. 11
  • 13. Hình 1.3- Cầu Hàm Rồng hiện nay được xây dựng lại sau chiến tranh phá hoại miềnBắc Trước năm 1975, ở miền Bắc chịu sự đánh phá ác liệt do chiến tranh phá hoại củaMỹ không một cây cầu nào được nguyên vẹn, nhiều cầu bị phá hủy. Có một chiếc cầuđược xây dựng xong ngay trước khi chiến tranh nổ ra và bị đánh phá dữ dội nhất nhưngđã đứng vững cho đến ngày chiến thắng là biểu tượng anh hùng của ngành GTVT vàcủa 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 laokéo dọc trên đường trượt con lăn. Sau khi chấm dứt chiến tranh phá hoại cầu Hàm Rồngđược làm mới gồm 2 nhịp giàn thép giản đơn khẩu độ 2×80m cầu đường sắt chạychung với Quốc lộ 1A trong nhiều năm , hiện nay đoạn Quốc lộ 1A tách riêng chạy trêncầu 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 gònvà cầu Đồng Nai lớn. Các cầu này đều là cầu dầm thép đặc khẩu độ lớn chiều cao thayđổi. 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 dầmđeo 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 vàonhững năm khó khăn trong thời kỳ đất nước bị thiếu thốn về mọi mặt chúng ta đã xâydựng một chiếc cầu thép hiện đại có phần cầu chính gồm 15 nhịp thép chia làm 5 liênmỗi liên 3 nhịp giàn thép khẩu độ 112m, tổng cộng 1680m liên kết bulông CĐC theophương pháp lắp hẫng cân bằng. Cầu có hai tầng, tầng một dành cho hai chiều đườngsắt với tổng chiều dài cả cầu chính và cầu dẫn là 5500m, hai bên có hai làn dành cho xethô sơ với chiều dài 2700m, tầng trên có 4 làn đường ôtô phần cầu chính có kết cấu bảntrực hướngđặt trên các thanh mạ thượng của các nhịp thép chiều dài cầu ôtô là 3200m.12
  • 14. 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 làcầu Phú Lương hoàn thành vào năm 1996, mở đầu cho hàng loạt các cầu được xâydựng trong khoảng thời gian 10 năm theo công nghệ này do chúng ta tự thiết kế và thicông như cầu Hoàng Long (Thanh Hóa) với khẩu độ nhịp 120m, cầu Tân Đệ (TháiBình) 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 13
  • 15. mét được áp dụng rộng rãi trong các cầu ở nông thôn miền núi, cầu treo nhịp lớn lầnđầu 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 sôngTiền nối liền hai tỉnh Tiền Giang và Vĩnh Long có khẩu độ nhịp chính là 350m, thiết kếvà thi công chính do các nhà thầu của Ốtxrâylia thực hiện. Chiếc cầu dây văng lớn thứhai có kết cấu một mặt phẳng dây là cầu Bãi Cháy vượt qua Cửa Lục của thành phố HạLong( Quảng Ninh) được khánh thành 11-2006 có khẩu độ nhịp chính 435m , chiều caotĩnh 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
  • 16. CHƯƠNG 2 NHỮNG CÔNG TÁC XÂY DỰNG2.1- CÔNG TÁC LÀM ĐẤT : Công tác làm đất là những công việc đào, đắp đất, đá trong xây dựng. Trong thicông cầu công tác làm đất bao gồm : san ủi tạo mặt bằng thi công, đào đất trong hốmóng, 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 thiếtkế, mái đất ổn định, nền đắp đảm bảo độ chặt, không bị lún, nền đào giữ được trạngthái đất nguyên thổ. Công tác làm đất được tiến hành bằng máy hoặc máy kết hợp với thủ công, khikhối lượng đào đắp nhỏ có thể làm hoàn toàn bằng thủ công. Đối với mỗi loại đất việcđào, vận chuyển và đắp nền có những mức độ khó khăn khác nhau. Để đánh giá mức độkhó khăn trong thi công người ta phân loại đất theo cấp (Xem phụ lục ) và căn cứ vàobảng phân cấp đó ta có thể chọn loại máy thi công cho phù hợp đồng thời tính toán chiphí 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 vàcần 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 địahình của mặt đất thiên nhiên là rất phức tạp. Trong phạm vi sai số có thể chấp nhậnđược 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 : ⎛ F + F2 ⎞L V =⎜ 1 + 2F ⎟ (m3) (2-1) ⎝ 2 ⎠ 3 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 Hình 2. 1- Sơ đồ xác định thể tích nền đắp chiều sâu H thì thể tích được tính theo công thức : H V = [ab + cd + (a + c )(b + d )] ( m3 ) (2-2) 6 Thông thường hố móng được đào sau khi đã san ủi tạo mặt bằng, nếu trong nhữngtrường hợp không thể tạo được mặt bằng thì chiều sâu H lấy theo giá trị thấp nhất vàtính thể tích hố móng theo công thức (2-2) sau đó cộng thêm một lượng hiệu chỉnh dođộ dốc của mặt đất tự nhiên :14
  • 17. 1 ΔV = c × m s (c + m s c × m ) d (m3) (2-3) 2 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, khiđào lên trạng thái này bị phá vỡ và tăng thể tích, cần phải xác định thể tích đất sau khiđào lên để bố trí phương tiện vận chuyển đất thải cho phù hợp. Lượng đất thải tínhbằng 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 khốilượng 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 tamgiác và phương pháp lưới ô vuông. Trong tài liệu này giới thiệu phương pháp lưới tamgiác. 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, đểtăng độ chính xác địa hình càng phức tạp chia càng nhỏ. Sau đó mỗi ô vuông lại kẻ mộtđường chéo. Tại mỗi đỉnh của tam giác xác định cao độ tự nhiên và cao độ thiết kế củamặt 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 tựhàng ngang, j- là số thứ tự các đỉnh trong một hàng. Mỗi tam giác cũng được đánh sốthứ tự 1,2,3,4.. . Thể tích của mỗi lăng trụ tam giác có cao độ cùng dấu được tính bằng công thức : 15
  • 18. a 2 (H 1 + H 2 + H 3 ) VLangtru = . (2-4) 2 3 Tính thể tích của những khối lăng trụ trong những ô tam giác mà đỉnh của chúng cócao độ khác dấu ta phải tính theo ba bước. Bước 1 : tính theo công thức (2- 4) ta đượckhối 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 chóptam giác có chiều cao là H3, thể tích này mang dấu (+) nếu nó nằm trong vùng đào vàmang dấu (-) nếu nằm trong vùng phải đắp. a2H3 3 VΔ = ± (2- 5) 6(H 1 + H 3 )(H 2 + H 3 ) 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 hình2.2. Ví dụ : Xác định khối lượng đào đắp khi phải san tạo mặt bằng trong phạm vi bốnô 13,13’,14 và 14’ trên hình vẽ. Chiều dài cạnh lưới a=10m, cao độ tương đối của mặttự 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 trongphần đào đi : a 2 (H 13 + H 23 + H 14 ) 100(1,8 + 0,55 + 1,1) V13 = = = 57,5m 3 6 6 Thể tích khối 13’ gồm hai phần, phần đào và phần đắp, khối lượng dư ra sau điềuphối là : a 2 (H 23 + H 14 + H 24 ) 100(+ 0,55 + 1,1 − 0,7 ) V13 = = = +15,8m 3 6 6 giá trị (+) nghĩa là phần đào nhiều hơn phần đắp. Thể tích phần hình chóp, khối này nằm trong phần đắp nên mang dấu (-) 100 × 0,7 3 3 a 2 H 24 VΔ13 = − =− = −2,5m 3 6(H 24 + H 23 )(H 24 + H 14 ) 6(0,7 + 0,55)(0,7 + 1,1) 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 N0 tam Cao độ tương đối của các đỉnh Khối lượng (m3) lượng giác tam giác Đào (+) Đắp (-) đất dư (m3) 13 +1,8 +1,1 +0,55 57,5 - 13’ +1,1 +0,55 -0,7 18,3 2,5 14 +1,1 -0,7 -0,6 7,2 10,5 14’ -0,7 -0,6 -1,3 - 43,316
  • 19. Cộng 83,0 56,3 +26,72.1. 2 - Các công việc chuẩn bị : Trong công tác làm đất, những công việc chuẩn bị bao gồm : san dọn mặt bằng vàlên khuôn công trình trên thực địa. Công việc san dọn mặt bằng rất đa dạng, phụ thuộc vào đặc điểm địa hình và qui môcủa công trình đào đắp. Với điều kiện công trình nằm trong khu vực đô thị công tác chuẩn bị còn phải tổchức đường tránh đảm bảo giao thông, rào ngăn khu vực thi công và di dời những côngtrình 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 thicông 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 hếtcác gốc cây và tạo một địa hình tương đối bằng phẳng để tiện cho việc đo đạc lên khuôncông 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 : n ⎛b ⎞ d1 = ⎜ + mH ⎟ (2- 6) n−m⎝ 2 ⎠ + Về phía trên sườn dốc : n ⎛b ⎞ d2 = ⎜ + mH ⎟ (2-7) n+m⎝ 2 ⎠ Vị trí mép nền đào hoặc hố đào tính từ tim cốt xác định theo các công thức : + Về phía dưới sườn dốc : n ⎛b ⎞ d1 = ⎜ + k + mH ⎟ (2- 8) n+m⎝ 2 ⎠ + Về phía trên sườn dốc : n ⎛b ⎞ d2 = ⎜ + k + mH ⎟ (2- 9) n−m⎝ 2 ⎠ 17
  • 20. Những giá trị trên là hình chiếu của khoảng cách từ tim cốt đến chân ta luy còn khiđo khoảng cách trực tiếp trên mặt đất phải nhân thêm với một hệ số hiệu chỉnh độ dốcsườn ks : ks = n2 +1 (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 móngHỡnh 2. 5- Biện phỏp dúng kớch thước xuống dưới dùng dây thép nhỏ căng qua những đỏy hố múng. điểm đã lấy dấu trên giá đo và dùng rọi dóng từ điểm giao cắt giữa haidây 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 bánhlốp hoặc cạnh dải xích cách mép hố móng 1,0m và di chuyển dọc theo chiều dài cạnhhố để đào lấy đất lần lượt từng lớp. Đất đổ lên ôtô tự đổ và chuyển ra ngoài bãi thải củacông trường. Kết hợp nhân lực sửa sang ta luy hố móng. Khi đào đến vị trí cách cao độthiết kế của đáy móng 0,5m thì phải đào hoàn toàn bằng thủ công. Dùng nhân lực đàolấy đi từng lớp đất mỏng, vừa đào vừa kiểm tra mặt bằng đáy hố móng. Nền đất dướiđáy hố móng chỉ được đào đi mà không được đắp đất bù vào. Đất thải được vận chuyểnlên miệng hố móng bằng thủ công, đi theo bậc lên xuống tạo trên ta luy hố móng hoặcxúc đổ vào thùng chứa rồi dùng cần cẩu đưa lên khỏi hố móng và đổ lên ôtô. Trong hình2. 6 các con số chỉ tầm với của máy đào. Tùy theo kích thước hố móng và tầm với làmviệc của cần mà bố trí ôtô đứng trước hoặc đứng sau. Vị trí đứng của ôtô thay đổi theohành trình di chuyển của máy đào.18
  • 21. 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 dễsập 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 vánchống vách. Giữa hai mặt tường ván đối diện nhau có hệ thống văng chống ngang tạo thànhcác ô hoặc các khe ngang gây khó khăn cho việc lựa gầu của máy đào lấy đất trong hốmóng. Tùy thuộc vào dạng của kết cấu văng chống mà sử dụng máy đào gầu nghịch haymáy 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 khengang, 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 vàthanh 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. Đấtđưa lên có thể đổ lên ôtô hoặc đưa ra cách xa mép hố móng và đổ đống, sau đó dùngmáy ủi san phẳng. Cấu tạo của tường ván sẽ nghiên cứu trong chương 3. + Xác định năng suất của máy đào : P = 60vnk1k 2 k3 (m3/h) (2-11) trong đó : ν - dung tích của gầu, tra theo lý lịch máy m 3 n- số chu kỳ hành trình đào và đổ một gầu của máy trong 1 phút. 60 tính theo công thức n = . t 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. 19
  • 22. + Xác định số lượng xe ô tô phối hợp với máy xúc : G Xe có trọng tải là G, lượng đất mỗi lần xe chở được là Vxe = (m3), trong γđó γ là khối lượng riêng của đất, với đất đổ đống lấy bằng 1,7 Tấn/m . Thời gian của 3một chuyến xe gồm thời gian đi về, thời gian lùi vào vị trí đổ và trút đổ một ben đấthết khoảng 5 phút. Với tốc độ chạy xe trên công trường là 5km/h, khoảng cách vậnchuyển là L ( km), thì thời gian vận chuyển của một chuyến xe tính bằng : L T = 2 + 0,12 (h) (2-12) 5 Số xe ôtô phối hợp là : T .P N= +1 (2- 13) 0,9Vxe 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 tiếnhành đóng vòng vây cọc ván xung quanh phạm vi móng và đào đất trong vòng vây đểtạo hố thi công bệ móng. Sau khi đào lấy đất đến cao độ thiết kế đáy móng được đổmột lớp bê tông và bơm cạn nước. Đào đất hố móng trong điều kiện ngập nước bằng một trong hai biện pháp: dùngmáy 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 đấtthải phải đứng và di chuyển trên đường công vụ hoặc trên sàn đạo. Với chiều sâu ngậpnước Hn ≥ 2m , sử dụng các phương tiện nổi là sà lan hoặc hệ phao làm mặt bằng thicông trên mặt nước. Với nền sét, sét pha hoặc cát thô, cát lẫn sỏi sạn, trong hố móng không bị vướngcác 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 móng20
  • 23. và đất thải được đổ sang bên cạnh. Khi Hn ≥ 2m đặt xe cẩu đứng cố định trên phao thảgầu 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 đàođất 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 đấtnền thành bùn với các hạt rời và dùng đầu hút để hút hỗn hợp bùn thải ra ngoài. Máyhút bùn có hai loại : máy hút khí động thổi bằng hơi ép và máy hút thủy lực dùng bơmép nước. Cấu tạo máy hút khí động bao gồm ống hút có đường kính 100÷250mm, đi kèmsong song với ống hút là đường ống dẫn hơi ép xuống buồng hút bó trí gần sát cửa hút ởphía dưới. Tại đây đường ống hơi ép đổi chiều và thổi vào trong buồng hút một gócchéo 20÷250 so với phương thẳng đứng rồi theo đường ống đi ngược lên tạo nên mộtbuồng chân không tại khu vực cửa hút, do đó nước và bùn bị cuốn vào rồi theo luồngkhí ép chảy dọc theo ống hút để xả ra ngoài. Máy có thể cuốn theo lên cả những viên đákích cỡ lớn lớn có thể làm tắc đường ống, do đó ở miệng ống người ta hàn lưới để chặnlại chỉ cho những viên đá có kích thước nhỏ hơn 1/4 đường kính ống lọt qua. Biện phápxói hút không áp dụng được đối với nền sét dẻo bởi dễ bị làm tắc đường ống trong quátrình bơm hút. a) c) Nót A H¬i Ðp b) A BïnHình 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 suấtcủa máy hút từ 2÷4m3/h. Chỉ tiêu hơi ép cho 1m3 bùn hút lên phụ thuộc vào độ sâu đàovà xác định theo đồ thị trong hình vẽ dưới đây, trong đó h là độ cao đưa bùn lên khỏimặt nước còn H tính từ cao độ đặt máy đến cao độ đầu hút. 21
  • 24. 3 V( m ) B¶ng 2-1- C«ng suÊt mét sè lo¹i m¸y hót khÝ ®éng 4ChØ tiªu h¬i Ðp cho 1m3 bïn h=3 m C«ng suÊt ¸ p lùc C«ng suÊt Träng 3 m· hiÖu ®éng c¬ l−îng (m3/h) ( m) (kW) h=2m (daN) 2 hpg-2 28. 8 20 7 300 h=1m 3gp- 8 50 15 10 355 1 5gp- 8 100-250 34-38 40 950 0 (m) 6pc -9 250 43 75 1500 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8gpu -12 380 19. 5 55 2000 §é s©u h¹ ®Çu hót H 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 dựngtrên mặt vòng vây của hố móng. Cấu tạo của máy hút thủy lực tương tự như máy hút khí động nhưng dùng dòngnước 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 trựctiếp hút đất cát lên. Trước tiên tạo lỗ lòng chảo sâu hơn mặt nền xung quanh 20÷30cmvà thả đầu hút xuống sát mặt nền , khi hút nước bị cuốn vào rồi tạo thành dòng chảy tốcđộ lớn làm xói đất nền và cuốn theo. Dùng cần cẩu hoặc giá chữ A di chuyển dần đầuhút 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 lạiở dưới đáy hố móng với khối lượng lớn người ta dùng một loại thiết bị gọi là lồng hútđá hoạt động theo nguyên lý của máy hút thủy lực nhưng chỉ hút những viên đá kíchthước 10÷25cm. Các viên đá này hút vào lồng chứa bằng thép, khi đầy cả đầu hút đượclấy lên để xả đá ra. 2 a) b) 5 nuíc cao ¸p Bïn 1 75 4 6 2000 (2-3)d d 20 (1,5-2)d 300 3 1250 Hình 2. 11 – Cấu tạo máy hút thủy lực (a) và lồng hút đá (b).22
  • 25. 1- lồng chứa. 2-ống bơm nước. 3- buồng hút. 4- ống hút. 5- lưới chắn. 6- đá cuội đượchút 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 đátrong các mỏ vật liệu, phá dỡ công trình cũ, tạo mặt bằng.. . Trong thi công cầu một sốtrường hợp sau đây cũng cần phải áp dụng biện pháp nổ mìn để phối hợp với nhữngcông 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 Hỡnh 2. 12- Các vùng tác dụng : của nổ. 1-Vùng nén (nát vun). - Vùng nén, môi trường bị nén chặt đột 2- Vùng phá rời. 3- Vùng chấn ngột và bị nát vụn. động - 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 chấnđộng 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 23
  • 26. Một lượng thuốc nổ tập trung được chuẩn bị để nổ gọi là một phát mìn. Phát mìnđặt nằm áp sát vào đối tượng cần phá gọi là mìn đắp hay mìn ốp, phát mìn nằm sâu ởtrong đối tượng nổ phá gọi là mìn nạp. Loại mìn phổ biến được sử dụng là mìn nạp. Vớimìn nạp, khối thuốc được đặt vào trong môi trường cần phá và nén chặt lại, khi nổ nănglượng được giải phóng và sẽ phá nhiều về phía nào có lớp bảo vệ mỏng hơn. Một môitrường nổ phá có thể có một hoặc nhiều mặt thoáng. Khoảng cách ngắn nhất từ tâm nổđến mặt thoáng gọi là đường kháng và kí hiệu là w, còn bán kính đường tròn vĩ tuyếngiao cắt giữa vùng phá hoại với mặt thoáng gọi là bán kính phễu nổ r. Nếu cùng mộtlượng thuốc nổ, đối với những đường kháng khác nhau thì hình dạng và kích thướcphễu nổ sẽ khác nhau. Căn cứ vào hình dạng của phễu nổ người ta chia ra làm ba hìnhthức nổ mìn nạp : nổ hạn chế, nổ tung và nổ văng xa ( bắn mìn). Giữa giá trị đườngkháng và kích thước phễu nổ có mối quan hệ với nhau, đồng thời liên quan đến ba hìnhthức nổ trên. Để tạo ra các vụ nổ theo hình thức đã định người ta sử dụng một đại lượngphản ánh mối quan hệ này gọi là chỉ số tác dụng của phát mìn, tính bằng tỉ số giữa bánkính phễu nổ và đường kháng. r n= (2- 14) W 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 nằmgần phát mìn. (mm) + Tốc độ kích nổ m/s + Độ chuyền nổ : khả năng kích nổ khi khởi nổ một thỏi thuốc trong một phátthuốc nổ có nhiều thỏi. Thử độ nhạy bằng cách cho rơi một quả nặng 8daN xuống 0,05g thuốc và xác địnhhai thông số : chiều cao rơi tối thiểu để quả nặng rơi xuống thuốc nổ gây ra nổ (cm) vàtính % 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, dài125mm trong khối chì hình trụ ∅200mm, cao 200mm và kích nổ bằng kíp. Sau khi nổlỗ trong khối chì bị biến dạng thành hình quả lê. Đo thể tích dãn ra trừ đi thể tích lỗtrước 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 dày10mm, miếng thép này đặt trên thỏi chì nguyên chất ∅40mm,cao 60mm. Đáy thỏi chìđặt trên đế thép dày 20mm. Sau khi kích gói thuốc nổ bằng kíp,thỏi chì bị ép xuống, độchênh lệch chiều cao cho biết sức công phá của thuốc nổ.24
  • 27. 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 lượngnhất định gọi là xung lượng kích nổ. Chất kích nổ là một lượng thuốc nổ nhỏ nhưngmạnh và nhạy, được chế tạo sẵn dưới dạng kíp nổ hoặc dây nổ. Đối với phát mìn lớn thìchất kích nổ chia làm 2 tầng: kích nổ - mồi nổ - khối thuốc nổ. Mồi nổ là lượng thuốcnổ gắn sau kíp có sức công phá mạnh. Hình 2. 14- Cấu tạo kíp đốt và kíp điện1-vỏ nhôm hoặc đồng. 2-thuốc kích nổ lần 2. 3-vỏ dựng thuốc kích nổ lần 1.4-thuốckích nổ lần 1. 5-điểm hoả ( mắt ngỗng). 6-chất cháy chậm.7-dây tóc bốc cháy. 8-dâyđiện; 9-chất cách ly. Kíp nổ có hai loại : kíp nổ đốt và kíp điện. 25
  • 28. Kíp đốt được gắn vào dây cháy chậm, khi đốt một đầu dây thuốc cháy dần đến kípvà 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 vàđốt 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 chiềudài 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 tạothành 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 nóngdây 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 cháygồm thuốc nổ đen+bột than+diêm tiêu bọc bằng 3 lớp sợi bông phía ngoài phủ hắc ínđể chống ẩm. Dây chấy chậm được sản xuất thành cuộn dài, khi sử dụng phải cắt ratừng 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 làthuốc nổ mạnh ( Hexoghen,Têtrin) nhưng với lượng nhỏ bên ngoài có vỏ bọc bằng nhựabảo 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 cóthể cắt đứt hoặc phá vỡ vật đó. Như vậy dây dẫn nổ là một loại mìn sợi dài. Để làm chodây dẫn phát nổ phải dùng kíp buộc ốp vào đầu dây và điểm hỏa, kíp nổ làm cho lõithuốc 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 côngcầu 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 thànhquả bộc phá và buộc vào khối đá hoặc gài xuống phía dưới khối đá, trong gói thuốc nổđã gài kíp nổ. Lượng thuốc tính tóan đủ để làm vỡ khối đá thành những hòn nhỏ để cóthể vận chuyển đi được.26
  • 29. 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 tổhợp tiết diện bố trí một lượng nổ riêng. Các lượng nổ đặt dối diện nhau để tăng hiệu ứngcắt.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 cóđường kính ∅42÷60mm. Chiều dài lỗ khoan căn cứ vào chiều dày lớp đá cần đào hoặccủa 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 dâyđiện. Phần lỗ mìn còn lại phải được lèn chặt bằng mùn khoan của lỗ mìn, bằng đất sétdẻo. Phần chèn lấp này gọi là bua mìn, bua càng chặt, hiệu quả nổ phá càng cao. Chiềudài 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 27
  • 30. Nạp thuốc nổ : Thuốc nổ gói thành gói nhỏ, buộc chặt, có đường kính nhỏ hơnđường kính lỗ và thả nhẹ từng thỏi xuống lỗ khoan. Hoặc nếu là thuốc bột thì dùng phễubằng bìa cứng rót ít một thuốc vào lỗ khoan, sau một lượt rót thuốc dùng gậy gỗ nénchặt rồi rót tiếp. Thỏi thuốc sau cùng gắn kíp. Nếu là kíp đốt, đầu dây cháy chậm giữ cốđịnh trên miệng lỗ khoan bằng một khúc gỗ nhẹ. Nếu là kíp điện, hai đầu dây dẫn mảnhdễ bị đứt nên dùng hai mảnh nứa buộc ốp để bảo vệ , đầu dây kéo chờ trên miệng lỗkhoan. Mìn nạp dùng để đào hố móng trong nền đá, các lỗ khoan được bố trí theo hìnhmắt sàng trên diện tích đáy hố móng. Cự ly giữa các lỗ khoan xác định theo chỉ số tácdụng nổ n thông qua các công thức kinh nghiệm sau : a = 0,5w(n + 1) (2- 15). b = 0,435w(n + 1) Chiều dài đường kháng w lấy bằng chiều sâu cần đào. Chiều sâu lỗ khoan Lkbằng 1,1w. Tại giữa hố móng khoan 4 lỗ xiên chéo vào nhau tạo thành hình phễu gọi là các lỗmìn 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 dùngnút đóng kín. Dưới đáy hố móng thường có nước ngầm nên cần lưu ý sử dụng loại thuốcnổ không bị tan có khả năng nổ được trong nước và sử dụng kíp điện. Các mối nối dâydẫn phải đảm bảo không bị thấm nước, chống chập hay dò điện. Kíp dùng cho các quảmìn nổ phá là kíp vi sai hẹn chậm giờ so với các kíp của lỗ mìn moi khoảng 100 μs. Vậtliệu 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 thểtích là V(m3), tạo thành những viên có kích cỡ đã định. Vụ nổ theo một hình thức đãchọn trước. Ngoài ra phải đảm bảo những yêu cầu về điều kiện an toàn của chấn độngdo vụ nổ gây ra đối với các công trình bên cạnh và khống chế tuyệt đối các tai nạn do đábay. Để đạt được những mục tiêu trên, trước mỗi vụ nổ cần phải lập hồ sơ kỹ thuậtthiết kế vụ nổ gọi là hộ chiếu nổ mìn ( Document of Blasting Operation) trong đó nộidung 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 địnhtheo công thức : C = qW 3 ( 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. C = αqw 3 (kg) (2- 17) Hệ số α lấy theo từng loại thuốc nổ trong bảng 2.2 Bảng 2-2Loại thuốc nổ Hệ số α Loại thuốc nổ Hệ số α28
  • 31. Amônít No 6 0,85 Đinamit 62% 0,75Amônít No7 0,9 NitơratAmôn 1,45TNT 0,85 Khi nổ theo hình thức nổ tung hoặc văng xa, lượng nổ được tính theo công thứccủa Bôrexcốp : ( ) C = qw 3 0,4 + 0,6n 3 (kg) (2- 18) Khối lượng thuốc sử dụng trong một vụ nổ bằng lượng nổ nhân với số lượng Nquả mìn. Q = C.N kg Lượng nổ để phá vỡ tảng đá có thể tích V≤ 15m3 bằng chỉ tiêu nổ ốp nhân với thểtích của tảng đá : C = q1V ( 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 kínhcủa cây gỗ : C = kd 2 (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 : C = qah 2 (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 - Cát - 1,8-2,0 - Cát chắc,ẩm - 1,4-1,5 III Sét, sét pha cát nặng 0,4-0,45 1,2-1,35 IV Đất sét chắc 0,4-0,5 1,2-1,5 IV÷V Hoàng thổ 0,35-0,45 1,1-1,5 V Đá phấn 0,3-0,35 0,9-1,1 V-VI Thạch cao, đá vôi sét 0,4-0,5 1,2-1,5 VI-VII Đá vôi,đá vôi vỏ sò san hô 0,6-0,7 1,8-2,1 VI Đá phún xuất nứt nẻ 0,5-0,6 1,5-1,8 VI-VII Đá cuội kết, dăm kết 0,45-0. 55 1,35-1,65 VI-VIII Sa thạch sét kết,diệp thạch sét,đá vôi sét. 0,45-0,55 1,35-1,65 VIII-IX Dôlômit,đá vôi,sa thạch 0,5-0,65 1,5-1,95 IX-XV Granit 0,6-0,85 1,8-2,55 XII-XVI Bazan, anđêzit 0,7-0,9 2,1-2,7 XIV Quăc zit 0,6-0,7 1,8-2,1 XIV-XV Pooc fe rit 0,8-0,85 2,1-2,55 29
  • 32. Khối lượng thuốc phát nổ đồng thời trong một vụ nổ không được vượt quá lượngkhống chế để chấn động của nó không ảnh hưởng đến công trình nằm cách tâm nổ mộtkhoảng cách Dva và sức ép của sóng nổ không nguy hiểm đối với người ở khoảng cáchDep xác định theo những công thức dưới đây. Khoảng cách an toàn đối với công trình: DVa = k cα 3 Q (m) (2- 22) Khoảng cách an toàn đối với sức ép: Dep = 153 Q (m) (2-23) Loại nền Hệ số kc Hệ số αĐá 5 1Đất 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 khoảngcách 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 dùngđiện. 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 toànđể chờ các quả mìn phát nổ. Chiều dài đoạn dây cháy chậm của quả mìn châm đầu tiênđược xác định theo công thức : L= [(n − 1)t1 + t 2 + 50] (m) (2- 24) v 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 dầnmỗi 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 nhiềulần sẽ làm rơi mất thuốc cháy ở trong lõi hoặc làm cho nhựa đường ở vỏ miết vào chekín làm lõi thuốc không bắt cháy được. Một đầu dây cắt thẳng, một đầu cắt vát. Luồnđầu 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 tuộtkhỏi kíp. Chç dïng k×m bãp chÆt vá kÝp D©y ch¸y chËm vµo d©y ch¸y chËm kÝp Dïng dao s¾c c¾t v¸t ®Ó lµm chç ch©m löa30
  • 33. 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 đườngbị 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 xamột khoảng cách an toàn. Dùng dây dẫn nổ để nối nhiều quả mìn lại với nhau thành mộtmạng cùng chung một lần điểm hỏa. Các quả mìn được nối với nhau bằng dây dẫn nổ sẽphát nổ đồng thời và gần như ngay lập tức sau khi điểm hỏa. Dây dẫn nổ có thể buộcnối với nhau để kéo dài thêm hoặc chia thành nhánh từ đường truyền nổ chính đến cácphát mìn riêng rẽ theo sơ đồ nối tiếp hoặc song song. Khi buộc thành nhánh phải nốidây nhánh xuôi theo hướng truyền nổ, nếu buộc ngược lại, dây dẫn sẽ không truyềnnổ. Hình 2. 20- Đấu các quả mìn vào mạng bằng dây dẫn nổc) Điều khiển nổ bằng điện : Điều khiển nổ dùng điện là tiện nhất, dùng nguồn điện để làm cho kíp điện phátnổ và xung lượng của kíp sẽ kích nổ khối thuốc trong mỗi quả mìn. Để làm cho một kípđiện phát nổ cần nguồn điện một chiều có điện áp U=1V và cường độ dòng I = 1A. Vớinguồn yếu hơn kíp vẫn có thể nổ nhưng không chắc chắn vì vậy để đảm bảo an toàn, khiđấu các quả mìn với nhau không được để cho bất kì nguồn điện ngẫu nhiên nào tiếp xúcvới mạch. Mỗi quả mìn có hai đầu dây dẫn của đuôi kíp chờ sẵn. Các quả mìn được nốilại 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 nấpvà đấu vào nguồn điện của máy điểm hỏa. Từ dây trục chính có dây nối dẫn đến vị trítừng 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. Điệntrở của mạng xác định theo công thức : R = Rc + Rn + Rd + n(Re + Rk ) (Ω) (2- 25) Dòng điện qua mạng ( cũng là dòng qua mỗi kíp điện) yêu cầu : U Ik = ≥1 (A) ( 2- 26) R + rmay Điện áp nguồn điện : U ≥ (Rc + Rn + Rd ) + n(Re + 1) (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 dònglớn. Điện trở của mạnh xác định theo công thức : R + Re R = Rc + R n + k (Ω ) (2- 28) n Trị số dòng điện yêu cầu : 31
  • 34. U Ik = ≥1 (A ) (2- 29) nRk 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 phápquay tay và điện được tích bằng tụ cho đến khi đủ trị số điện áp thiết kế. Mỗi loại máycó trị số điện áp và khả năng cung cấp dòng cho một mạng có điện trở cho phép nhấtđịnh, 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 củamạng 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 nổphá trong điều kiện ở xung quanh có những công trình không thể di dời được, để bảovệ những công trình này tránh khỏi chấn động do sóng xung kích ta phải tính toán lượngnổ trong một lần phát nổ không được vượt quá khối lượng Q để khoảng cách Dva ở trênnhỏ hơn khoảng cách từ điểm phát nổ đến công trình cần bảo vệ. Ngoài ảnh hưởng củasóng chấn động, công trình ở xung quanh còn chịu va đập của các mảnh vỡ của đá haycủa vật liệu bị phá văng ra, khoảng cách bay xa của những mảnh này lớn, trong điềukiện công trường rất khó kiểm soát hiện tượng này. Để khắc phục người ta áp dụng biệnpháp nổ mìn có che chắn. Vật liệu che chắn phải là những vật liệu mềm , đàn hồi và rẻtiền như rơm rạ, cây cỏ. Hiệu quả nhất là nùn rơm bện thành tấm chắn quây kín xungquanh những quả mìn hoặc đậy hẳn lên vùng nổ. Nếu không có sẵn nùn rơm có thểdùng nhiều tấm lưới B40 căng trên khung thép làm thành tấm chắn đặt che về phíachống 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 khoanđập-xoay chạy bằng hơi ép. Tác dụng phá đá chủ yếu là do va đập của búa lên mũikhoan, 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 dài2,5÷5,5m làm bằng thép các bon cứng, dọc theo thân cần khoan có lỗ ∅6 để thổi mùnkhỏi lỗ khoan. Đầu choòng tạo giác lục lăng để lắp vào bộ ly hợp của búa và có đai gờđể mắc vào khoá giữ. Mũi khoan để rời, lắp vào cần khoan theo nguyên lý làm việc của nêm, sau mộtthời gian khoan mũi bị mòn có thể tháo ra và thay thế mũi mới. Mũi khoan có nhiềuloại,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.32
  • 35. 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 nhỏđể thay đổi vị trí mũi khoan sau mỗi lần đập. H−íng truyÒn næ H−íng truyÒn næ 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 đườngbị 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 xamột khoảng cách an toàn. Dùng dây dẫn nổ để nối nhiều quả mìn lại với nhau thành mộtmạng cùng chung một lần điểm hỏa. Các quả mìn được nối với nhau bằng dây dẫn nổ sẽphát nổ đồng thời và gần như ngay lập tức sau khi điểm hỏa. Dây dẫn nổ có thể buộcnối với nhau để kéo dài thêm hoặc chia thành nhánh từ đường truyền nổ chính đến cácphát mìn riêng rẽ theo sơ đồ nối tiếp hoặc song song. Khi buộc thành nhánh phải nốidây nhánh xuôi theo hướng truyền nổ, nếu buộc ngược lại, dây dẫn sẽ không truyềnnổ. Hình 2. 20- Đấu các quả mìn vào mạng bằng dây dẫn nổc) Điều khiển nổ bằng điện : Điều khiển nổ dùng điện là tiện nhất, dùng nguồn điện để làm cho kíp điện phátnổ và xung lượng của kíp sẽ kích nổ khối thuốc trong mỗi quả mìn. Để làm cho một kípđiện phát nổ cần nguồn điện một chiều có điện áp U=1V và cường độ dòng I = 1A. Vớinguồn yếu hơn kíp vẫn có thể nổ nhưng không chắc chắn vì vậy để đảm bảo an toàn, khiđấu các quả mìn với nhau không được để cho bất kì nguồn điện ngẫu nhiên nào tiếp xúcvới mạch. Mỗi quả mìn có hai đầu dây dẫn của đuôi kíp chờ sẵn. Các quả mìn được nốilại 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 nấpvà đấu vào nguồn điện của máy điểm hỏa. Từ dây trục chính có dây nối dẫn đến vị trítừng 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. Điệntrở của mạng xác định theo công thức : 33
  • 36. R = Rc + Rn + Rd + n(Re + Rk ) (Ω) (2- 25) Dòng điện qua mạng ( cũng là dòng qua mỗi kíp điện) yêu cầu : U Ik = ≥1 (A) ( 2- 26) R + rmay Điện áp nguồn điện : U ≥ (Rc + Rn + Rd ) + n(Re + 1) (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 dònglớn. Điện trở của mạnh xác định theo công thức : R + Re R = Rc + R n + k (Ω ) (2- 28) n Trị số dòng điện yêu cầu : U Ik = ≥1 (A ) (2- 29) nRk 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 phápquay tay và điện được tích bằng tụ cho đến khi đủ trị số điện áp thiết kế. Mỗi loại máycó trị số điện áp và khả năng cung cấp dòng cho một mạng có điện trở cho phép nhấtđịnh, 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 củamạng 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 nổphá trong điều kiện ở xung quanh có những công trình không thể di dời được, để bảovệ những công trình này tránh khỏi chấn động do sóng xung kích ta phải tính toán lượngnổ trong một lần phát nổ không được vượt quá khối lượng Q để khoảng cách Dva ở trênnhỏ hơn khoảng cách từ điểm phát nổ đến công trình cần bảo vệ. Ngoài ảnh hưởng củasóng chấn động, công trình ở xung quanh còn chịu va đập của các mảnh vỡ của đá haycủa vật liệu bị phá văng ra, khoảng cách bay xa của những mảnh này lớn, trong điềukiện công trường rất khó kiểm soát hiện tượng này. Để khắc phục người ta áp dụng biệnpháp nổ mìn có che chắn. Vật liệu che chắn phải là những vật liệu mềm , đàn hồi và rẻtiền như rơm rạ, cây cỏ. Hiệu quả nhất là nùn rơm bện thành tấm chắn quây kín xungquanh những quả mìn hoặc đậy hẳn lên vùng nổ. Nếu không có sẵn nùn rơm có thểdùng nhiều tấm lưới B40 căng trên khung thép làm thành tấm chắn đặt che về phíachống 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 :34
  • 37. Loại máy dùng thông dụng để nổ phá trong xây dựng giao thông là máy khoanđập-xoay chạy bằng hơi ép. Tác dụng phá đá chủ yếu là do va đập của búa lên mũikhoan, 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 dài2,5÷5,5m làm bằng thép các bon cứng, dọc theo thân cần khoan có lỗ ∅6 để thổi mùnkhỏi lỗ khoan. Đầu choòng tạo giác lục lăng để lắp vào bộ ly hợp của búa và có đai gờđể mắc vào khoá giữ. Mũi khoan để rời, lắp vào cần khoan theo nguyên lý làm việc của nêm, sau mộtthời gian khoan mũi bị mòn có thể tháo ra và thay thế mũi mới. Mũi khoan có nhiềuloại,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. 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 nhỏđể thay đổi vị trí mũi khoan sau mỗi lần đập. 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 đườngbị 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 xamột khoảng cách an toàn. Dùng dây dẫn nổ để nối nhiều quả mìn lại với nhau thành mộtmạng cùng chung một lần điểm hỏa. Các quả mìn được nối với nhau bằng dây dẫn nổ sẽphát nổ đồng thời và gần như ngay lập tức sau khi điểm hỏa. Dây dẫn nổ có thể buộcnối với nhau để kéo dài thêm hoặc chia thành nhánh từ đường truyền nổ chính đến cácphát mìn riêng rẽ theo sơ đồ nối tiếp hoặc song song. Khi buộc thành nhánh phải nối 35
  • 38. dây nhánh xuôi theo hướng truyền nổ, nếu buộc ngược lại, dây dẫn sẽ không truyềnnổ. Hình 2. 20- Đấu các quả mìn vào mạng bằng dây dẫn nổc) Điều khiển nổ bằng điện : Điều khiển nổ dùng điện là tiện nhất, dùng nguồn điện để làm cho kíp điện phátnổ và xung lượng của kíp sẽ kích nổ khối thuốc trong mỗi quả mìn. Để làm cho một kípđiện phát nổ cần nguồn điện một chiều có điện áp U=1V và cường độ dòng I = 1A. Vớinguồn yếu hơn kíp vẫn có thể nổ nhưng không chắc chắn vì vậy để đảm bảo an toàn, khiđấu các quả mìn với nhau không được để cho bất kì nguồn điện ngẫu nhiên nào tiếp xúcvới mạch. Mỗi quả mìn có hai đầu dây dẫn của đuôi kíp chờ sẵn. Các quả mìn được nốilại 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 nấpvà đấu vào nguồn điện của máy điểm hỏa. Từ dây trục chính có dây nối dẫn đến vị trítừng 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. Điệntrở của mạng xác định theo công thức : R = Rc + Rn + Rd + n(Re + Rk ) (Ω) (2- 25) Dòng điện qua mạng ( cũng là dòng qua mỗi kíp điện) yêu cầu : U Ik = ≥1 (A) ( 2- 26) R + rmay Điện áp nguồn điện : U ≥ (Rc + Rn + Rd ) + n(Re + 1) (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 dònglớn. Điện trở của mạnh xác định theo công thức : R + Re R = Rc + R n + k (Ω ) (2- 28) n Trị số dòng điện yêu cầu : U Ik = ≥1 (A ) (2- 29) nRk 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 phápquay tay và điện được tích bằng tụ cho đến khi đủ trị số điện áp thiết kế. Mỗi loại máy36
  • 39. có trị số điện áp và khả năng cung cấp dòng cho một mạng có điện trở cho phép nhấtđịnh, 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 củamạng 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 nổphá trong điều kiện ở xung quanh có những công trình không thể di dời được, để bảovệ những công trình này tránh khỏi chấn động do sóng xung kích ta phải tính toán lượngnổ trong một lần phát nổ không được vượt quá khối lượng Q để khoảng cách Dva ở trênnhỏ hơn khoảng cách từ điểm phát nổ đến công trình cần bảo vệ. Ngoài ảnh hưởng củasóng chấn động, công trình ở xung quanh còn chịu va đập của các mảnh vỡ của đá haycủa vật liệu bị phá văng ra, khoảng cách bay xa của những mảnh này lớn, trong điềukiện công trường rất khó kiểm soát hiện tượng này. Để khắc phục người ta áp dụng biệnpháp nổ mìn có che chắn. Vật liệu che chắn phải là những vật liệu mềm , đàn hồi và rẻtiền như rơm rạ, cây cỏ. Hiệu quả nhất là nùn rơm bện thành tấm chắn quây kín xungquanh những quả mìn hoặc đậy hẳn lên vùng nổ. Nếu không có sẵn nùn rơm có thểdùng nhiều tấm lưới B40 căng trên khung thép làm thành tấm chắn đặt che về phíachống 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 khoanđập-xoay chạy bằng hơi ép. Tác dụng phá đá chủ yếu là do va đập của búa lên mũikhoan, 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 dài2,5÷5,5m làm bằng thép các bon cứng, dọc theo thân cần khoan có lỗ ∅6 để thổi mùnkhỏi lỗ khoan. Đầu choòng tạo giác lục lăng để lắp vào bộ ly hợp của búa và có đai gờđể mắc vào khoá giữ. Mũi khoan để rời, lắp vào cần khoan theo nguyên lý làm việc của nêm, sau mộtthời gian khoan mũi bị mòn có thể tháo ra và thay thế mũi mới. Mũi khoan có nhiềuloại,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. 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 nhỏđể thay đổi vị trí mũi khoan sau mỗi lần đập. 37
  • 40. 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 dưới50cm có thể dùng loại khoan cầm tay xoay đập chạy điện, đường kính lỗ khoan tối đa32mm.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. Nộidung của tài liệu này là thiết kế bãi mìn cho mỗi đợt nổ phá bao gồm bình đồ bố trí cáclỗ mìn, cấu tạo lỗ mìn, lượng nổ trong từng quả mìn, biện pháp điều khiển nổ. Tronghộ chiếu thể hiện biện pháp tổ chức mỗi đợt nổ gồm thời gian, hiệu lệnh và phân côngcanh gác, cảnh giới, phân công trách nhiệm của mỗi thanh viên tham gia công tác nổphá. Hộ chiếu phải được duyệt, trong đó có sự tham gia của cơ quan phòng cháy chữacháy 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.38
  • 41. 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 mìn2.3 - CÔNG TÁC BÊ TÔNG . Công tác bê tông bao gồm các nội dung công việc : chuẩn bị vật liệu, chế tạo hỗnhợp 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 thựchiện 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 côngcầu 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 sảnxuất 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 đãđược thỏa thuận giữa nhà thầu và chủ đầu tư. Vật liệu trừ nước được tập kết đến côngtrường với số lượng dự trữ đảm bảo thi công liên tục và được chứa ở trong kho và bãichứa 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 , phảiđáp 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. B¶ng 2-4TØ lÖ % sãt tÝch lòy trªn sµng Cì sµng (mm) TØ lÖ % theo träng l−îng tÝch tô trªn sµng 4,75 0 2,63 0-5 2,36 0-20 1,18 15-50 0,6 40-75 0,3 70-90 Cì sµng (mm) 0,15 80-98 Cốt liệu thô dùng cho bê tông là đá dăm xay từ đá vôi hoặc đá nguyênkhai có cường độ ≥ 1,5 lần cường độ của số hiệu bê tông và ít nhất bằng 40Mpa. Đádăm qui định kích cỡ hạt 1-2, 2-4 và 4-6 dùng cho bê tông các kết cấu của cầu. Đá phảiđảm bảo những yêu cầu : - Sạch: số lượng các tạp chất không được vượt quá tỉ lệ % theo trọng lượng có thểtham khảo bảng 2-6. 39
  • 42. Bảng 2-5 MỨC ĐỘ LẪN TẠP CHẤT CHO PHÉP THEO MÁC BÊ TÊN CÁC CHỈ TIÊU TÔNG Nhỏ hơn 100 150-200 Lớn hơn 2001. Sét, á sét, các tạp chất khác không không Không ở dạng cục 2. lượng hạt trên 5mm, tính bằng % khối klượng cát, 10 10 10 không lớn hơn 3. hàm lượng muối gốcsunfat, sunfit tính ra SO3 tính 1 1 1 bằng % khối lượng, không lớn hơn4. Hàm lượng mica, tính bằng % khối lượng cát, không lớn 1,5 1 1 hơn 5. Hàm lượng bùn, bụi sét, tính bằng % khối lượng cát 5 3 3 không lớn hơn6. Hàm lượng tạp chất hữu cơ thử theo phương pháp so Mẫu số hai Mẫu số hai Mẫu chuẩn mầu, mầu của dung dịch trên cát không sẫm hơn - Đều hạt : Tỉ lệ các hạt dài, hạt dẹt là những hạt có chiều dài ≥3 lần chiều rộng vàchiều 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 ). Bảng 2-6 Tỉ lệ % tính theo trọng Loại tạp chất lượng - Các cục đất sét. 0,25 - Các hạt mềm. 5,0 - Vật liệu có tỉ trọng nhỏ 1,0 hơn 1,95 kN /m3 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 măngvới nhau. Xi măng dùng trong một đợt đổ bê tông phải cùng một loạt sản xuất của nhàmáy.40
  • 43. Bảng 2-7 Kích Tỉ lệ % theo trọng lượng các hạt lọt qua mắt sàng tiêu chuẩn (mm)thước hạt (mm) 80 60 50 40 25 20 15 10 5 2,5 5-20 100 90-100 - 20-55 0-10 0-5 20-40 100 90-100 20-55 0-15 - 0-5 - - 40-60 100 90-100 35-70 0-15 - 0-5 - - - - 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 41
  • 44. đường công vụ cho xe đến tận chân từng hạng mục và chiều cao tối thiểu của miệngphễu rót vữa so với cao độ đứng của xe là 1,95m. Nếu vận chuyển bằng máy bơm vữathì khoảng cách từ vị trí đặt máy bơm đến điểm thi công xa nhất không vượt quá khảnăng đẩy xa của máy bơm. Chiều cao tối đa của miệng phễu rót so với thùng chứa củaphương 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 bêtông 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 đựngnước. 5- Máy trộn 800 lít. 6- Phễu xả vữa. 7- Thiết bị cân tự động xi măng. 8- Thiếtbị tự động đong nước. 9- Thiết bị cân tự động cốt liệu. 10- Gầu nạp cốt liệu. 11- Xi lôchứa xi măng rời. 12- Thiết bị hút xi măng. 13- Xe chở vữa bê tông.42
  • 45. 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 tríđổ khó khăn phải tập kết vật liệu ra tận chân công trình và tổ chức trộn vữa tại chỗ thìphải dùng các máy trộn di động. Máy trộn đặt trên sàn công tác kê cao để có thể trút vữa vào được thùng chứa củathiết bị vận chuyển vữa đặt ở phía dưới Mặt sàn có diện tích đủ rộng để bố trí cốt liệuđã đong sẵn cho một mẻ trộn, 1÷2 bao xi măng và thùng phuy đựng nước, chỗ đứng làmviệc cho 4 công nhân phục vụ máy trộn. Chiều cao của sàn công tác so với mặt đất là70cm. 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 đượcnăng 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 vàđược láng vữa. Chuẩn bị đầy đủ những dụng cụ phục vụ công tác trộn bê tông nhưxẻng, cào sắt, xô múc nước, thúng hoặc rổ sắt đựng cốt liệu. Có bảng ghi rõ thành phầnhỗn hợp trong mỗi mẻ trộn và thời gian trộn một mẻ. 43
  • 46. Hình 2.24- Hộc dùng đong cốt liệu 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- Tủvận 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 vảnhất cần bố trí nhân công hợp lý. Người đứng máy có trình độ tay nghề cao và có kinhnghiệm. Những người tham gia khác phải được huấn luyện làm việc theo dây chuyềnvà đã tập dượt thử trên dây chuyền đó. Lượng vữa của một mẻ trộn thường theo khối lượng xi măng trong một bao, mỗimẻ trộn 1 bao hoặc 1/2 bao. Khối lượng xi măng trong bao phải được cân thử để xácđịnh xem có đúng như trọng lượng ghi trên vỏ bao hay không. Thành phần hỗn hợptrong một mẻ trộn tính theo tỉ lệ lượng xi măng trong một mẻ trộn so với lượng xi măngthiết 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 : x - Đá dăm : D = DTK X TK x - Cát : C = CTK X TK x - Nước : N = N TK ( lít) X TK x - Phụ gia : P = PTK (lít) X TK 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 Dvà C phải đổi sang thể tích bằng cách chia các giá trị này cho trọng lượng thể tích của44
  • 47. một m3 cốt liệu đã được thí nghiệm γ. Sau đó căn cứ vào thể tích của cát và đá ta đónghai loại hộc một để đong cát và một để đong đá. Hộc đong là một khối hộp chỉ có bốnmặt xung quanh bằng tôn dày 2mm , có thể tích bằng ước số của thể tích cát và đátrong một mẻ trộn. Hai bên thành hộc đóng hai đòn khiêng bằng gỗ để nhấc lên sau mỗilần đong. Khi đong xúc cốt liệu đổ tự nhiên vào trong hộc cho đầy có ngọn sau đó dùngmột thước gỗ gạt bằng rồi khiêng nhấc hộc lên cao đặt sang chỗ khác. Cốt liệu đã đongcho xúc vào thúng đựng và đặt lên sàn công tác chờ Bảng 2.8sử dụng. Trình tự nạp cốt liệu vào thùng trộn như sau : Dung Độ sụt của vữađổ 1/2 lượng nước và chất phụ gia, đổ hết lượng đá , tíchV(lít) (cm)đổ hết lượng cát , đổ xi măng và cuối cùng cho hết 6 >6lượng nước còn lại. Trong khi nạp vật liệu thùng <450 60 45vẫn quay đều. Sau khi cho hết các thành phần mới <1000 120 90bắt 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 2.82.3.3 - 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 giờhoạt động liên tục để từ đó tổ chức công tác trộn vữa nhằm đáp ứng yêu cầu đổ bê tôngliên tục theo một tốc độ cần thiết. Lượng vữa một máy trộn cung cấp trong một giờ hoạt động liên tục gọi là năngsuất của máy , được xác định theo công thức : V P = 3,6 × k ( m3/h) ( 2-30) t1 + t 2 + t3 + t 4 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 vịBảng 2-9 thời gian trút một mẻ vữa ( giây) Bảng 2-10– Chiều sâu tác dụng của đầm (m). Độ sụt Dung tích tùng (lít) Bán (cm) 250 450 1200 kính Loại đầm Ghi chú 6 30 30 40 tác dụng R >6 15 25 30 Đầm bàn 0,4 tính từ mặt bê tông Tốc độ đổ bê tông : là chiều cao Đầm dùi 0,7 tính từ mặt bê tôngcủa lớp bê tông đổ trong một đơn vị thời Đầm gắn tính từ vị trí gắngian và cũng có thể hiểu là khối lượng 1,0 cạnh đầmbê tông đổ trong một đơn vị thời giantrên một đơn vị diện tích. Đơn vị thường là m/h hoặc m3/m2.h. Diện tích đổ bê tông làhình 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 kếtcấu cần đổ bê tông có thể tích là V và diện tích đổ bê tông là F cần phải đổ bê tông liên 45
  • 48. tục cho đến khi xong nếu thi công 3 ca ( 24 giờ) liên tục , tốc độ đổ bê tông là V V h1 = . Nếu tổ chức đổ trong 12 giờ khi đó tốc độ sẽ là : h2 = , tức là tăng gấp 24 F 12 Fđôi. Tốc độ đổ bê tông không được nhỏ hơn giá trị tối thiểu để đảm bảo chiều dày lớpvữa bê tông chưa ninh kết thường xuyên ở bên trên mặt kết cấu lớn hơn chiều sâu tácdụng của đầm , như vậy khi đầm bê tông lực xung kích do đầm không ảnh hưởng đếnlớp bê tông bắt đầu ninh kết ở phía dưới. 1,25 R hmin = (m/h ) (2-31) t − t vc 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 Q = h.F (m3) và khi đó số lượng máytrộn phối hợp sẽ là kết quả của phép chia của khối lượng bê tông Q cho năng suất củamột máy P (2-30) và làm tròn lên số nguyên , đồng thời cộng thêm một máy dự phòngsự 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 vậnchuyển 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 bịchìm 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 tôngphải 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 xechuyên dụng và dùng máy bơm vữa bê tông. Xe chuyên dụng chở vữa bê tông có thùng chứa vữa quay trộn liên tục trong suốtthời gian vận chuyển. Trong thùng có gắn rãnh xoắn ruột gà , khi quay thùng theo chiềungược lại vữa được đưa ra miệng thùng và xả ra ngoài theo máng dẫn.46
  • 49. 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 bằngáp suất khí nén và bơm đẩy bằng pít tông. Loại thứ hai sử dụng tiện lợi hơn và là loạimáy 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 tôngkéo về, van cổ phễu mở còn van đầu ống đóng vữa bê tông được hút vào xilanh. Khi píttông đẩy ra van cổ phễu đóng và van đầu ống mở, lượng vữa nằm trong xilanh bị đẩyvào ống dẫn. Với hai xi lanh hoạt động lệch pha nhau, vữa được hút và đẩy một cáchliên tục vào ống dẫn ( hình 2.26 b,c ). Ống dẫn làm bằng thép gồm hai lớp cho nên mặcdù thành mỏng nhưng có độ cứng lớn. Đường kính ống ∅150÷280mm chia thành cácđoạn 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 đá4-6 và độ sụt của vữa từ 5÷24cm. Để dẫn đường ống đến vị trí đổ bê tông phải có đàgiáo để đặt ống , đặc biệt là những đoạn ống vượt qua khu vực ngập nước và đoạn đithẳng đứng dẫn vữa lên tầng cao. 47
  • 50. 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 tadùng quả bóng lọt vừa đường kính ống bịt phía trước cho nước đẩy theo phía sau mộtđoạn và cũng chặn lại bằng quả bóng thứ hai , phía sau là vữa bê tông. Lượng vữa đầutiên chảy ra khỏi đầu ống thường lẫn nhiều nước nên phải xả bỏ đi cho đến khi xuấthiện dòng vữa dẻo mới sử dụng. Khi bơm phải cho máy hoạt động liên tục, không được ngừng lâu giữa chừng rất48
  • 51. dễ bị tắc ống. Ở đợt bơm cuối cùng trước khi ngừng bơm cũng đặt quả bóng và bơmnước đẩy theo một cách liên tục để vệ sinh đường ống. Đường ống có giá thành cao nênphải lưu ý rửa sạch không để bê tông làm tắc ống đồng thời bảo quản tránh làm conghoặc 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 trạngthái đồng đều và đồng nhất như vừa trộn. Vữa bê tông bị coi là phân tầng khi mất tínhđồng đều, không liên tục có sự phân lớp và tách lớp. Nguyên nhân chính là khi rót bêtông từ trên cao cốt liệu thô và vữa xi măng tách rời nhau trong quá trình rơi , khi xuốngđến mặt vữa do ban đầu vữa chưa kịp san phẳng nên dồn đống tạo thành hình chóp , cáchạt thô khi rớt xuống sẽ lăn theo mặt nón và xếp xung quanh còn lại bột vữa tập trung ởgiữa. Cường độ bê tông phụ thuộc vào độ chặt của nó , muốn đạt được độ chặt khi đổ bêtông phải tiến hành đầm. Đầm có tác dụng làm cho bột vữa bị chảy loãng như một thứdung dịch , các hạt cốt liệu thô xếp xít lại với nhau còn khe rỗng giữa chúng sẽ lấp đầydung dịch vữa. Dưới tác dụng của đầm , các bọt khí còn lại trong bột vữa bị ép đẩy nổilên và thoát ra ngoài. Tất cả những tác dụng trên làm cho bê tông chặt, đều lấp đầykhuôn 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 bằngnhững biện pháp vận chuyển đã nêu ở trên hoặc trộn ngay tại chỗ. Việc rót vữa vàokhuôn 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 tríthấp hơn nằm sâu dưới đáy hố móng. Máng nghiêng đóng bằng gỗ hoặc gò bằng tôn 49
  • 52. mỏng có các nẹp tăng cứng. Trên một số công trường người ta còn sử dụng cọc ván thépLaxen có tiết diện hình lòng máng để làm máng nghiêng. Phía trên có gắn phễu để hứngvữa trút xuống từ máy trộn hoặc xe chở vữa. Đường máng có độ dốc từ 45÷600 có cáckhung 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 vàthường là 0,3; 0,6 và 0,8 m3. Gầu chứa có cấu tạo thành thấp để phù hợp với cácphương tiện dễ dàng trút vữa vào thùng và đáy nghiêng dốc có cửa đóng mở được đểtrút vữa ra nhanh chóng. Đặt gầu chứa chắc chắn trên mặt bằng , đóng kín cửa xả rồitrút vữa vào sau đó dùng cần cẩu đưa gầu đến sát vị trí trút vữa ra và mở cửa xả , rótvữa vào khuôn. Sử dụng gầu chứa để đổ bê tông trong những điều kiện phải chuyểnvữa từ trên cao xuống hố móng hoặc từ dưới mặt đất lên trên tầng cao hơn. Trong giáotrình này giới thiệu hai loại gầu chứa thường được dùng trên các công trường thi côngcầu. Loại thứ nhất có cấu tạo như chiếc thuyền được treo lên bằng bốn sợi xích ở bốngóc và phía trên móc cẩu có một palăng xích để kéo nâng dốc một đầu khi trút vữa rakhỏi 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 phễucó cửa xả mở ra bằng bản lề và đóng lại bằng chốt móc. Mở chốt theo nguyên lý đònbẩy (hình 2.28a). Hình 2.28- Rót vữa bằng gầu chứa vữa.50
  • 53. 3- Rót vữa trực tiếp vào khuôn từ ống bơm của máy bơm vữa, ống bơm được dẫnđến tận khuôn và kê đầu ống lên giá sao cho có thể di chuyển miệng ống đến các vị tríkhác nhau trên mặt ván khuôn để san vữa cho đều. Khi chiều cao từ miệng ống đến mặtbê tông lớn hơn 1,5m phải hạ thấp miệng xả vữa xuống. Vì ống bằng thép cứng khó dichuyển nên đoạn ống xả thẳng xuống được thay bằng ống cao su có tăng cứng bằng cốtthép 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 đượctrang bị ống bơm có dạng cánh tay thủy lực có thể vươn với tới mọi vị trí nằm trong tầmhoạt động của xe, cuối tay với có một đoạn ống mềm để di chuyển ống đến những vị tríbị vướng nhiều cốt thép. Xe bơm có thể vươn cao đến 20m. Khi xe bơm hoạt động cócác 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 khôngthể hạ thấp được miệng gầu người ta phải làm chậm tốc độ rơi của các thành phần tronghỗn hợp của vữa tránh hiện tượng phân tầng. Thiết bị để làm chậm tốc độ rơi của vữabê tông gọi là ống vòi voi. Có hai loại ống vòi voi : ống thép và ống cao su. Ống vòi voi bằng cao su, đườngkính 350mm có miệng phễu lắp vào miệng thùng chứa vữa bê tông bên dưới cửa xả. 51
  • 54. Trước khi đổ vữa bê tông chứa đầy trong thùng, khi xả vữa tạo thành dòng chảy liên tụctrút xuống. Mỗi lần đổi thùng chuyển vữa phải tháo miệng phễu ra khỏi đáy thùng chứanhư vậy sẽ bất tiện cho thi công. Khi đổ khối lượng lớn nên chế tạo một loại phễu chứacố định có cửa xả gắn với ống vòi voi, vữa bê tông chuyển bằng các thùng chứa và trútvào 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 bằngtôn mỏng lồng vào nhau. Đốt ống dưới treo vào đốt trên nhờ hai quai xách hình vòngkhuyên và móc treo gắn ở hai bên hông của từng đoạn ống. Trong lòng mỗi ống có lắpmột lưỡi gà nhỏ chìa ngang ra để hạn chế tốc độ rơi xuống của vưã. Vì từng đốt treomóc với nhau nên ống vòi voi làm việc như một ống mềm có thể kéo di chuyển ốngđến những vị trí trút vữa khác nhau trong phạm vi diện tích đổ bê tông. Khi vữa dângđến đâu có thể tháo ngắn bớt ống đi đến đấy. Phía trên cùng đặt phễu có khung kê lêndầm 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 nhâncó thể làm việc ở trong khuôn để di chuyển ống và tháo dần các đốt.52
  • 55. 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 kính250÷300mm , chỉ khác là các ống không nối vớinhau bằng khớp nối khóa mà nối bằng ren trái chiềuhoặc khớp treo. Dưới đáy ống có cửa van đóng mởnhờ vô lăng xoay bố trí ngay cạnh cửa van. Trênmiệng có phễu đựng vữa và có gắn đầm loại nhỏ đểphòng tắc ống trong quá trình đổ bê tông , dung tíchcủa phễu bằng 1,5 dung tích của cả chiều dài ống. Đổđầy vữa trong ống rồi mới mở cửa van trong khi phíatrên liên tục cấp vữa vào phễu. Vữa dâng đến đâu thìdùng cần cẩu kéo nâng phễu và ống lên đến đấy đồngthời kê cao thêm lên cho đến khi hết một tầm chiềudài đốt thì đóng của van, dùng thanh cặp giữ chặt lấyđầu ống và tháo bỏ bớt đoạn trên rồi nối vào cổ phễuvà tiếp tục đổ bê tông. Dùng ống vòi voi kín trongtrường hợp diện tích đổ bê tông chật chội, công nhânkhông thể vào được trong lòng khuôn. Dùng ốngcứng bất tiện ở công đoạn tháo bỏ dần các đốt và khódi chuyển ống theo diện tích đổ bê tông, vữa trút Hình 2.31 – Ống vũi voi loạixuống không đều có lúc rơi tự do. cứng. 1- Phễu.2-khung đỡ Đầm bê tông có bốn loại : đầm bàn dùng để là ở phễu.3-Đốt ống.4-khớp treo.5-trên mặt vữa, đầm chùy ( còn gọi là đầm dùi ) đầm vụ lăng mở van. 6- cửa van. 7-sâu bên trong khối vữa, đầm gắn cạnh đầm phía bên múc kộo van.8-đầm rungngoài ván khuôn và đầm rung gắn vào bệ đúc. Máyđầm là loại máy tạo ra dao động có tần số 400 ÷ 3000 Hz. Các máy đầm hiện nay đềuchạy 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 máyhạ thế xuống 36V, các loại máy đầm của Trung quốc của các nước Châu Âu và một sốcơ 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 bêtông khối lớn dùng máy đầm dùi có đường kính và công suất lớn. Đối với kết cấu dạngtường phải dùng đầm dùi đường kính nhỏ kết hợp với đầm gắn cạnh. Đầm rung chỉdùng 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 bềmặt của bê tông nhẵn, mịn. Nếu đầm nhiều,bê tông sẽ bị phân tầng, giảm chất lượng,vìvậy dừng đầm khi thấy bê tông không còn lún xuống và trên mặt vữa xuất hiện lớp nướchồ xi măng. Khoảng cách các điểm cắm đầu đầm không lớn hơn 1,5 lần bán kính tácdụng. Không được dùng đầm để san vữa bê tông, không được tì lên khung cốt thép đểđầm. Xử lý bề mặt bê tông ngay sau khi ngừng hẳn việc rót vữa vào khuôn. Xử lý bềmặt nhằm hoàn thiện và tạo ra bề mặt kết cấu bê tông có chất lượng tốt nếu dừng hẳnviệc đổ bê tông hoặc tạo ra bề mặt mối nối liền khối với bê tông đổ sau nếu đổ bê tôngphân đoạn. Xử lý bề mặt tiến hành theo kỹ thuật sau : đầm kỹ cho đến khi nổi vữa ximăng , dùng đầm bàn là một lượt để tạo phẳng , dùng bàn xoa và thước dài láng phẳng 53
  • 56. và tạo dốc mui luyện chảy ra ngoài mép ván khuôn để không bị đọng váng xi măng trênbề mặt. Xử lý bề mặt mối nối tiến hành theo kỹ thuật sau : đầm kỹ , gạt phẳng tạo muiluyện dốc chảy ra ngoài mép ván khuôn , dùng các viên đá sạch và đều cấy lên bề mặtvữa để tạo nhám. Việc đổ bê tông phải tiến hành liên tục , nếu do sự cố không thể khắc phục phảidừng mà thời gian dừng lại không quá 30 phút thì có thể đổ bê tông tiếp , nếu thời giandừng quá 30 phút phải hoàn thiện tạo nhám bề mặt , không để nước đọng và dừng hẳnchờ 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 sauphân làm hai trường hợp : đối với bê tông mới đổ cường độ còn thấp chỉ cần dùng vòinước có áp xối rửa kỹ sau đó đổ bê tông, đối với bê tông cũ đã rắn chắc dùng bàn chảisắt hoặc máy chà cọ sạch và tạo nhám bề mặt sau đó dùng vòi nước xối rửa , ngay trướckhi đổ bê tông miết đều một lớp vữa 1,5÷2cm có thành phần như hỗn hợp của vữa bêtông 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 bềmặt bê tông của khối đổ trước dung dịch phụ gia này sẽ làm cho cường độ của lớp bêtông trên bề mặt thấp hơn so với bê tông phía bên trong, chỉ cần dùng vòi nước xói rửalà 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 ngậpchìm sâu dưới nước để thi công các hạng mục kết cấu khi không có điều kiện bơm tátcạn. 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 cóchất lượng đáp ứng yêu cầu sử dụng. Các giải pháp kỹ thuật này đã được nghiên cứuứng dụng và xây dựng thành các biện pháp công nghệ. Trong thi công cầu hai biệnpháp công nghệ được áp dụng phổ biến là công nghệ vữa dâng và công nghệ rút ốngthẳng đứng. Công nghệ vữa dâng là đổ cốt liệu thô vào trong khuôn trước sau đó bơm vữa ximăng đã trộn vào trong khối đá ép từ dưới đáy ép dần lên , áp suất bơm làm cho dòngvữa chảy lấp các khe rỗng và đẩy nước ra ngoài. Vữa từ mỗi ống bơm lan tỏa ra mộtvùng có bán kính nhất định , các vùng kề nhau đan nhập vào nhau tạo thành một khốilỏng dâng lên lấp dần các khe rỗng của khối cốt liệu. Sau khi đông kết ta có được khốibê tông nằm trong nước. Do vữa bê tông không được nhào trộn, khối bê tông do cácviên đá xếp ngẫu nhiên được gắn kết lại bằng khối vữa lỏng mà thành nên số hiệukhông thể xác định. Mặt khác khi đổ đá trong nước không thể san tạo phẳng nên bề mặtbê tông rất kém. Vì những lý do trên bê tông đổ theo công nghệ vữa dâng chỉ dùng chocác công trình phụ tạm không dùng cho những kết cấu chính. Công nghệ vữa dâng chủyếu 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 cáccạnh biên cách các cạnh của vòng vây hố móng 1,3÷2m. Dùng cây luồng hoặc thanhcốt 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 ∅10và cốt đai tròn làm bằng ∅6 , đường kính lồng bằng 2 lần đường kính ống bơm vữa54
  • 57. đồng thời phải ≥ 200mm. Cự ly giữa các thanh cốt thép 5cm , cự ly giữa các cốt đaitròn nằm trong phần đổ đá phải nhỏ hơn kích thước viên đá còn ở phần trên bố trí cách100cm một đai. Các lồng chống bẹp phải nhô cao hơn mặt nước để khi đổ, đá không bịrơi vào trong lồng. Cắm các lồng chống bẹp vào những đỉnh lưới ô vuông và buộc cốđịnh vào dàn định vị. 3- Đổ đá vào khuôn, đổ đều theo từng lưới ô vuông đã chia , lượng đá đổ vào mỗiô lưới bằng diện tích của ô nhân với chiều dày bê tông. Đá dùng cho đổ bê tông theocông 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 thảxuống sát đáy. Ống bơm vữa có đường kính ∅50÷100mm nối chung với đường trụcvà nối vào máy bơm vữa. X 1 5- Vữa xi măng cát được trộn trong máy trộn theo tỉ lệ = và tỉ C 2 Nlệ = 0,65 ÷ 0,85 . Dùng máy bơm vữa khí nén với áp suất 0,5Mpa hoặc có thể dùng Xmáy bơm đẩy pít tông để bơm vữa. Tốc độ vữa dâng 0,2÷2m/h đầu ống bơm phải giữluôn ngập trong vữa 0,65m. 6- Lượng vữa dâng lên được kiểm tra thông qua lượng vữa đã bơm vào bằng thểtích khối đá nhân với tỉ lệ lỗ rỗng là 40 ÷45%, hoặc bằng cách đo chiều dày của vữatrong các lồng thép. 7- Sau khi kết thúc việc bơm vữa , thu các ống bơm và thu hồi các lồng thép bằngcách dùng cần cẩu kéo nhổ chúng lên ngay khi vữa chưa ninh kết. Sơ đồ công nghệ xem trong hình 3.34. 1,3-2m 2,5-4m 2 1,3-2m 8 6 4 1 2 2,5-4m 1 7 5 3 5 4 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 củavữa.Công nghệ rút ống thẳng đứng dùng vữa bê tông đã trộn sẵn rót vào trong khuôn bằng 55
  • 58. ống kín cắm ngập trong khối vữa. Áp suất tạo ra do chiều cao cột vữa thắng áp lực củanước làm cho vữa chảy lan tỏa ra xung quanh và để cho áp suất vữa luôn lớn hơn áp lựcnước ống đổ phải được kéo rút từ từ lên cao. Các vùng vữa của mỗi ống đổ giao cắtnhau và trộn thành một khối. Do bê tông được đùn từ trong lòng khối vữa nên chỉ cómặt 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 , vữacó độ sụt lớn nên đảm bảo độ chặt cần thiết của bê tông. Vì những lý do trên chất lượngbê tông đổ dưới nước theo công nghệ rút ống thẳng đứng được đảm bảo và có thể ápdụng công nghệ này để đổ bê tông cho những kết cấu nằm chìm trong nước. Kỹ thuậtđổ 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 mỗiđốt ống 2,5m nối với nhau bằng khớp nối kín. Ống nối với phễu đổ có dung tích bằng1,5 lần dung tích của toàn bộ ống Các ống được thả xuống sát đáy, cự ly giữa các ống là1,25R và cách thành khuôn 0,65R. Trong đó R là bán kính lan tỏa của vữa trong mỗiống được tính theo công thức : R = 6 KI < 6m (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 miệngphễu 5cm ) cách mực nước thi công (MNTC) một khoảng là h thỏa mãn điều kiện : h ≥ R − 0,6 H ( 2-33) trong đó H – khoảng cách từ MNTC đến miệng ống hoặc đến cao độ mặt vữa ở trong khuôn . a) b) c) d) h h H H t L=1,25RHình 3.33- Sơ đồ các bước đổ bê tông dưới nước theo công nghệ rút ống thẳng đứnga) 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 liêntục, thắng sức cản của áp lực nước và ma sát thành ống. Nếu tính ra h< 0 thì có thể bốtrí 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 vừa56
  • 59. lọt trong ống và có khả năng nổi trên mặt nước. Quả thông này có các tác dụng : giữcho vữa không rơi tự do vào trong ống, ngăn không cho vữa tiếp xúc với nước, dồn đẩynước và không khí ra khỏi ống khi bắt đầu trút vữa. Nút thông treo vào móc có hai sợidây, một sợi là dây treo có khả năng kéo đứt lớn và một sợi dây điều khiển làm quaymóc để thả nút rơi xuống. Các ống đổ cùng với phễu được đặt trên hệ thống nâng đểkéo rút lên với cùng một tốc độ. 2- Vữa bê tông có kích thước cốt liệu ≤ 1/4 đường kính trong của ống, độ sụt16÷24cm và lượng xi măng tăng 20% so với chỉ tiêu xi măng cùng mác vữa nếu đổtrên cạn. Đổ vữa vào trong các phễu. Thả các nút thông tụt xuống sát đáy đồng thờicác 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 xungquanh , rút ống lên với tốc độ 0,12m/phút và tiếp tục cấp vữa vào các phễu. Trong quátrình rút ống phải đảm bảo điều kiện chiều sâu t của đầu ống ngập trong vữa nằm trongkhoảng : 0,5 ≤ t ≤ 2 KI . Điều kiện này đảm bảo nước không thâm nhập vào trong khốivữa 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 ápdụng khi bê tông có yêu cầu chất lượng cao. Bảng 2-11 Cự ly ống L Diện tích lan Tốc độ cấp vữa cho1 ống q(m3/h) (m) toả F(m2) K=3 giờ K=4 giờ 3,0 10 4 3 3,5 15 8 6 4,0 20 12 92.3.7 - 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 lớnđể giảm lượng xi măng. Lượng đá độn vào không được vượt quá 20% thể tích khối bêtông. 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 đákhông được nhỏ hơn 10cm, cách ván khuôn ít nhất 25cm, cách cốt thép cấu tạo 3 lầnđường kính. Đầm kỹ bê tông xung quanh viên đá rồi tiếp tục đổ lớp vữa bên trên chìmlấp 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 hoàntất. Nếu sử dụng phụ gia tạo lớp phủ bề mặt giữ nước trong khối bê tông thì không cầntưới nước bảo dưỡng, tuy nhiên phụ gia này còn chưa được dùng phổ biến cho nên việcbảo dưỡng bê tông bằng tưới nước thường xuyên vẫn là biện pháp hữu hiệu. Trong mùakhô tưới nước được duy trì trong 7 ngày đêm, trong 3 ngày đầu ban ngày cách 3 tiếngtưới nước 1 lần ,ban đêm ít nhất tưới 1 lần. Các ngày sau tưới ít nhất 3 lần trong 1 ngàyđêm. Nếu dùng các vật liệu che phủ giữ ẩm thì số lần tưới nước giảm ít đi và chất lượngbê tông tốt hơn. Đối với những cấu kiện BTCT đúc sẵn chế tạo trong xưởng hoặc trên bãi đúc cóthể áp dụng biện pháp bảo dưỡng bằng hấp trong môi trường hơi nước gọi là bảo dưỡnggia nhiệt để đẩy nhanh thời hạn ninh kết của bê tông. Kỹ thuật này sẽ trình bày trongphần chế tạo cọc ống trong khuôn đúc ly tâm và trong chương chế tạo dầm bê tông 57
  • 60. ƯST ( Tập2). Đối với mối nối ướt giữa các kết cấu BTCT lắp ghép cũng có thể làm cho bêtông sớm đạt được cường độ bằng cách tưới thường xuyên nước nóng và ủ kín giữnhiệt.2.3.9-Tháo dỡ ván khuôn: Ván khuôn thành được dỡ khi cường độ bê tông đạt 2,5Mpa. Ván khuôn được tháolần lượt từ kết cấu chống đỡ bên ngoài, các thanh nẹp của khuôn, bu lông liên kết giữacác tấm ván đơn với nhau, sau đó mới tiến hành bóc ván ra khỏi mặt bê tông. Bóc từtấm của hàng ván phía trên trước Sử dụng loại dụng cụ gọi là xà cày để bóc ván. Dụngcụ này làm bằng thép ∅20, dài khoảng 80cm một đầu rèn thành bàn nhổ đinh giống nhưđầu 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 tônglàm xuất hiện khe hở nhỏ, cẩn thận lách lưỡi xà cày vào khe hở và bẩy nhẹ cho mặt vántách dần ra khỏi mặt bê tông cho đến khi dỡ ra được hoàn toàn. Ván khuôn đáy đỡ trọnglượng bản thân của kết cấu bê tông, khi dỡ ván là truyền tải trọng này cho kết cấu chịuvì vậy ván đáy chỉ được dỡ khi kết cấu có đủ khả năng chịu lực. Thông thường khicường độ bê tông đạt ≥ 75% cường độ thiết kế thì có thể dỡ ván đáy. Trước tiên phảitháo hẫng đà giáo ra khỏi ván đáy theo độ hẫng có tính toán, trình tự tháo hẫng cũngphải được thiết kế để phù hợp với đường biến dạng đàn hồi của kết cấu bê tông phíatrên, 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 thựchiện khi chất lượng bề mặt của bê tông sau khi bóc dỡ ván khuôn không đựoc nhẵnphẳng như yêu cầu. Những trường hợp phải hoàn thiện bề mặt bao gồm : bề mặt thônhám 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 khảnăng bảo vệ của bê tông và dẫn đến ảnh hưởng tuổi thọ của công trình do vậy đượcphép 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 chủđầu tư chấp thuận. Đối với những chỗ bê tông bị thô nhám có thể dùng máy mài, mài nhẹ và đều trênbề mặt, sau đó dùng vữa Sikadur là loại keo gốc Epoxi biến tính không kị nước quét lênbề 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 Polymecải tiến ví dụ Sika Refit 2000 của hãng Sika là chất chuyên chữa và làm đẹp bề mặt bêtông trát phủ lấp các lỗ hổng cho bằng với bề mặt bê tông, khi nào lớp vữa trám nàyđông 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 nghiêncứu phần cốt thép DƯL sẽ trình bày trong chương chế tạo dầm BTCT ƯST còn phầnnày 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 cốtthép của kết cấu BTCT.58
  • 61. Gia công cốt thép là chỉ chung các công việc : nắn thép , đo cắt , uốn các thanh cốtthép.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 dướidạng cuộn tròn khoảng 230÷250kg/cuộn , những loại đường kính khác đều sản xuấtdưới 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 lenhau 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 thủcông, 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 liênhoàn có bố trí bộ phận đo cắt tự động, người ta có điểm cữ để xác định chiều dài thanhthép và đặt ở đây một rơle đóng điện, điểm này cách vị trí lưỡi cắt một khoảng cáchbằng chiều dài thanh thép cần chặt, khi đầu thanh thép chạy tới điểm này lập tức lưỡicắt dập xuống và cắt đứt thanh cốt thép. Chặt cốt thép bằng một trong ba phương pháplà cưa, chặt và sấn. Phương pháp sấn là sử dụng lực cắt có xung kích để chặt đứt thanhthép, 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 cốtthép trơn, uốn móc vuông những thanh cốt thép có gờ , uốn cốt thép đai và uốn xiên cốtthép chịu lực. Kích thước móc tròn ở hai đầu thanh cốt thép phải được tính toán để thỏamãn 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. 59
  • 62. Δ Hình 2.35- Kích thước móc uốn thanh cốt thép Để uốn thanh thép tròn đường kính là d(mm) , Bảng 2-12chiều dài thiết kế thanh cốt thép là L (mm) thì Đường kính Góc uốn của mócđường kính móc uốn phải là 2,5d , chiều dài mỏ thanh thép o o omóc là 3d như vậy để tạo được hai móc chiều dài d(mm) 180 90 45của thanh thép duỗi thẳng là L+12,5d. Khi uốn , 6 10 5 -đoạn cong sẽ bị kéo chảy và dãn dài thêm một đoạn 8 10 10 - 10 15 10 -và làm cho thanh thép sau khi uốn bị dài thêm lớn 12 15 10 5hơn chiều dài thiết kế, nếu đặt vào ván khuôn sẽ bị 14 20 15 5chạm vào hai đầu ván. Như vậy khi đo và cắt thép 16 20 15 5phải giảm bớt đi khoảng dãn dài này. Chiều dài 20 25 15 10dãn chảy Δmm (bảng 2-12) của thanh thép khi bị 22 40 20 10 25 45 25 15uốn phụ thuộc vào đường kính và có thể tham khảo 27 50 30 20bảng tính sẵn dưới đây , khi đó chiều dài thanh thép 32 60 35 25cần đo cắt sẽ là : LThep = L + 12,5d − Δ (mm) (2-34) Có các loại máy chuyên dùng để uốn cốtthép , nguyên lý hoạt động của máy mô tả tronghình 2.38, máy chạy bằng động cơ điện thông quahệ thống truyền động và cá hãm làm quay mâmđi một góc đúng bằng với góc uốn ( 450,900 và1800). Trục uốn 4 có thể thay thế với nhữngđường kính khác nhau bằng 2,5 lần đường kínhthanh cốt thép cần uốn. Hệ thống vít điều chỉnhsao cho chốt tựa 1 và mấu giữ 3 thẳng hàng nhau Hình 2.36- Nguyên lý hoạt động củatạo khoảng cách thông thủy giữa chúng với trục máy uốn cốt thép. 1- Chốt tựa 2- Mâmuốn 4 bằng đúng đường kính của thanh cốt thép. quay. 3- mấu giữ . 4- trục uốn. 5-Khi uốn cốt thép đường kính nhỏ và số lượng lớn thanh cốt thép.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.60
  • 63. ∅ B¶ng 2-13 §−êng kÝnh KÝch th−íc vam theo h×nh 2.37a (mm) cèt thÐp (mm) ∅ a b c d e h L 10-14 16 32 16 20 15 55 20 750 13-18 20 40 20 20 19 58 25 1058 17-24 25 50 25 25 25 75 30 1075 23-28 30 60 30 30 29 89 40 1089 27-40 40 80 40 40 41 120 50 1120 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 cètthÐp ®−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 phápthủ công. Dụng cụ để uốn cốt thép gọi là vam được chế tạo ở xưởng rèn của côngtrường. Kích thước của vam phải chế tạo theo đường kính của thanh cốt thép uốn nhưtrong bảng 2-13. Vam làm bằng thép công cụ CT5, chiều dài tối thiểu của vam có thểkhông cần chế tạo dài bằng L mà nối thêm bằng một đoạn ống thép gọi là tay công đểnhiều người tham gia uốn đối với cốt thép có đường kính lớn hơn 30mm. Để uốn cốtthép phải dựng một bệ kê cố định chắc chắn trên mặt đất gọi là bàn vam ( hình2.37,b), trên mặt phẳng của bàn vam có chôn các chốt tròn trong đó có hai chốt tựa 2 vàmột chốt 3 để thanh thép uốn quanh nó. Thanh cốt thép đặt nằm dọc mặt bệ và luồn khítvào giữa hàng chốt tựa và chốt uốn. Cho hàm của vam cặp vào thanh thép và vặn mộtgóc 1800 quanh chốt uốn. Các thanh cốt thép cùng số hiệu sau khi uốn được bó lại với nhau thành từng bócó trọng lượng 25÷30kg, trên mỗi bó có kẹp phiếu ghi số hiệu và số lượng trước khinhập vào kho. Khi sử dụng sẽ căn cứ vào phiếu này để tìm kiếm.2.4.3 – Lắp dựng khung cốt thép : 61
  • 64. Cốt thép của kết cấu BTCT được lắp dựng thành khung có thể tự đứng vững nhưmột kết cấu, chịu được tải trọng thi công trên nó và các lực xung kích khi đổ bê tông màkhông 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 chiềurộng dưới 10m thì buộc lưới tại chỗ còn những lưới lớn hơn kích thước trên phải chiathành 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 mộtsố thanh ngang định vị sau đó kê tất các các thanh lên cao hơn mặt bằng 25÷30cm rồitiến hành rải nốt các thanh ngang còn lại và buộc thành lưới. Để bố trí các thanh theođúng cự ly thiết kế có thể dùng hai thanh gỗ đặt ở hai đầu, trên đó chia khoảng cáchbước lưới và dùng đinh đóng để định vị. Các thanh cốt thép được đính với nhau bằngcách 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 theohai đường chéo của tấm lưới và buộc vào ở một số điểm để tăng cứng cho tấm lưới rồidùng 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 khoannhồi... thì khung cốt thép được chia thành nhiều phân đoạn, các phân đoạn này đượcdựng 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 vánkhuôn, đảm bảo chiều dày bảo vệ của cốt thép dưới tác động của tải trọng thi công củavữa 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 chịulực 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 làmchỗ gá cho các thanh cốt thép chính hoặc tăng cứng cho khung cốt thép , các thanh nàycó thể tháo bỏ nếu sau khi dựng xong đã thực hiện đủ các mối buộc hoặc mối hàn vàkhung cốt thép tự đứng vững.62
  • 65. Đối với kết cấu có cấu tạo phức tạp , các đốt của khung cốt thép cần chế tạo sẵntrong xưởng với độ chính xác cao , khi dựng trong xưởng người ta sử dụng các bộdưỡng để định dạng cho khung cốt thép. Từng đoạn của khung cốt thép được dựng trêndưỡng sau khi dựng xong dùng cần cẩu nhấc ra và lắp lên kết cấu, tiếp tục dựng đoạnkhác trên dưỡng. Để giữ khoảng cách cố định giữa cốt thép và ván khuôn khi lắp dựng khung cốtthép người ta dùng những con kê để đệm vào giữa khoảng cách này. Con kê được đúcsẵn bằng vữa xi măng mác cao, có kích thước 3,5×3,5cm và chiều dày bằng chiều dàybảo vệ của bê tông. Đối với ván khuôn đáy, các con kê được kê vào dưới thanh cốt thépdưới cùng, bố trí theo hình mắt sàng cự ly 50cm một điểm kê, còn đối với ván khuônthành các con kê phải buộc chặt vào thanh cốt thép ngoài cùng bằng sợi dây thép chônsẵn 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 ngaymột lần mà phải chia thành đốt, thành từng tấm lưới chế tạo sẵn rồi sau đó nối lại vớinhau bằng các mối nối cốt thép. Các tấm lưới hoặc các phân đoạn cốt thép được nối lại với nhau bằng mối hàn đốiđầu có cốt thép đệm và hàn gối đầu. Chiềudài đường hàn phải đảm bảo ít nhất là 10d, các kiểu mối hàn thể hiện trong hình vẽ2.39. Khung cốt thép có thể được nối trướckhi đổ bê tông hoặc đổ bê tông từng đợtrồi để cốt thép chờ, sau khi đổ bê tông mớinối với phân đoạn cốt thép tiếp theo. Khiđể 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. Hình 2.38- Sử dụng con kê bê tông trong - Vị trí mối nối của các thanh thép lắp dựng khung cốt 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 cóđường 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 đểnguyên cả thanh để dựng vào khung cốt thép của kết cấu. Phải cố định những thanh cókích thước lớn bằng hai điểm liên kết với khung cốt thép ở bên dưới bằng mối hàn hoặcbuộc. Khi đó thanh cốt thép phải kéo dài đến mặt phẳng cốt thép gần nhất hoặc bổsung thêm các thanh cốt thép định vị. Đầu dưới của thanh chôn vào bê tông bệ hoặc bêtông đốt dưới phải uốn ngang vuông góc với trục thanh. 63
  • 66. Hiện nay trong cọc khoan nhồi, để nốicác đoạn lồng thép người ta còn sử dụngbiện pháp nối bằng cóc bản ép, đặt chồnghai đầu thanh cốt thép vào nhau và dùng 6hàng cóc ép chặt lại, cách nối này đảm bảothao tác nhanh chóng phù hợp với điều kiệnthi công ở tư thế bị treo ( xem chi tiết trongchương 7). Cốt thép nhập về công trường trướckhi sử dụng phải tiến hành thí nghiệm. Mẫuthí nghiệm được chọn theo từng lô hàng Hình 2.39- Các kiểu mối hàn nối cốt cácnhập về, mỗi lô hàng có trọng lượng dưới thanh cốt thép. d- đường kính cốt thép.20 tấn. Trong mỗi lô hàng phải tiến hành Kích thước tính bằng mm.thí nghiệm 9 mẫu , trong đó : 3 mẫu thínghiệm uốn nguội , 3 mẫu thí nghiệm kéođứt 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 nhưvậy, do đó ván khuôn có vai trò quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của côngtác bê tông : 1- Ván khuôn có vai trò định dạng cho kết cấu bê tông và BTCT , đảm bảo cho kếtcấu 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 yêucầu 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 thiếtkế. + 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 đượcnhiều lần. Ván khuôn được chế tạo từ ba loại vật liệu : bằng gỗ, bằng thép và bằng nhựa tổnghợp. 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 địaphương.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 kếtcấu nhịp hình dạng của chúng nằm trong mấy loại sau : 1- Hình khối chữ nhật. 2- Hình khối lăng trụ.64
  • 67. 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 khuônphải ghép từ các mảnh ván ghép sẵn. Các ván ghép sẵn gọi là các tấm ván đơn. Vánđơn 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 cũngkhông quá nhỏ bởi khi đó sẽ tốn nhiều công lắp dựng và chi phí nhiều cho các thanhnẹp. Chiều cao của tấm ván không quá 1,5m và diện tích bề mặt mỗi tấm không nênquá 4m2. Gỗ là vật liệu tuy không bền nhưng dễ khai thác tại chỗ. Do đặc điểm của côngtrình ít có khả năng luân chuyển sử dụng lại thì nên xem xét đến việc sử dụng vánkhuôn gỗ mộc. Các bộ phận của ván đều dùng gỗ ván và gỗ xẻ thanh nhóm 5 và nhóm6. Loại ván khuôn gỗ công nghiệp hiện nay ở nước ta còn ít dùng vì giá thành đắt chỉsử dụng ở một số công trình dự án của nước ngoài và do công ty nước ngoài trúng thầuxây dựng.Hình 2.40- Cấu tạo tấm ván đơn bằng gỗ và các chi tiết của tấm ván : 1- ván lát. 2- khung bemép 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 ghéplại với nhau thành một mặt phẳng, xung quanh có các thanh gỗ xẻ đóng thành khungvuông bao lấy các mép ván. Ở bốn góc có bốn tấm tôn 2mm làm thành bốn tấm ke, giữcho bốn góc luôn vuông. Theo cạnh dài của tấm ván cứ cách 70 ÷80cm đặt một thanhnẹp đứng bằng gỗ xẻ kích thước 6÷8cm, dùng đinh 5÷6cm đóng ván lát vào các nẹpđứng. Để tấm ván không bị biến hình cần đóng hai thanh nẹp chéo theo hai hướng khácnhau nằm lọt giữa hai nẹp đứng. Trên mặt ván dùng tôn mỏng hoặc gỗ dán bọc bênngoài để tạo nhẵn và che kín các khe hở giữa các mảnh ván. Nếu không bọc, các mảnhván 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 váncong. Thực chất mặt ván không cong tròn mà là gẫy khúc nhiều cạnh. Trước hết người 65
  • 68. ta chọn những tấm ván khổ rộng có chiều dày 5÷8cm dài từ 80÷100cm xếp cạnh nhautrên mặt bằng rồi vẽ nửa vòng tròn bán kính bằng bán kính đường cong của đầu trụ saocho cung tròn chỉ cắt vào một phần các mép ván. Theo các đường vẽ này người tadùng cưa cắt lấy phần lõm trên các mảnh ván. Dùng các mảnh ván này chế tạo thànhcác đai ngang của tấm ván cong. Nếu các mảnh ván không đủ dài thì nối hai mảnh lạisát vào nhau và đặt chồng một mảnh thứ ba lên phủ qua mối ghép rồi đóng đinh chập cảba mảnh ván lại. Mỗi tấm ván có ba đai ngang , mỗi đai đặt cách nhau 80cm. Nhữngthanh ván dùng để ghép mặt ván phải xẻ hẹp , bề rộng đều nhau và bằng 8÷10cm chiềudài 160cm. Theo đường cong đã xẻ trên các đai lần lượt đóng các thanh ván ghép songsong với nhau tạo thành mặt cong cần thiết. Để tạo nhẵn và bịt kín khe hở trên mặt vánbọc một lớp tôn mỏng hoặc nhựa Foocmica. Phía lưng của tấm ván dùng hai thanh gỗxẻ làm nẹp đứng đóng chéo chữ V vào những rãnh khấc trên ba thanh ván đai. Chiềusâu rãnh khấc bằng 1/2 chiều dày thanh nẹp đứng. Ở hai đầu tấm ván có hai thanh nẹpngoài kích thước 8×10 cm có khấc hai rãnh vừa lọt thanh nẹp đứng và sâu bằng 1/2chiều dày thanh nẹp , hai đầu vạt chéo song song với tiếp tuyến của vòng tròn tại vị trínối các tấm ván để trên đó lắp các mấu thép góc. Hai thanh nẹp ngang này đóng chặnlên các đầu thanh nẹp đứng , có tác dụng tăng cứng cho tấm ván đồng thời làm thànhcác đai ngoài ghép những tấm ván cong lại với nhau thành vòng tròn hoặc nửa vòngtròn 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 cóđặc điểm chung là có dạng kết cấu hình hộp, cấu tạo từ các mặt phẳng ghép lại do vậythể dùng chung cùng một hay hai loại tấm ván đơn để lắp dựng thành. Nguyên tắcchung 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 mặtphẳng , trong mỗi mặt phẳng những tấm ván đơn phải bố trí sao cho chúng được sửdụng tối đa, những chỗ có kích thước hoặc hình dạng không ghép vừa một tấm ván đơnđịnh 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 của66
  • 69. khuôn bao gồm nẹp ngang và nẹp đứng bằng gỗ xẻ. Các thanh nẹp đặt cắt chéo vuônggóc với nhau. Nếu các tấm ván đơn ghép lại với nhau thành từng tầng theo mặt phẳngtrước 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 cáchàng nẹp ngang và liên kết các tầng lại với nhau thành mặt phẳng. Hoặc đặt chồng cáctấm ván đơn lên nhau thành một hàng và dùng các nẹp đứng đỡ bên ngoài ván tạo thànhmặt phẳng, xếp các hàng thẳng nhau và bên ngoài cùng dùng các thanh nẹp ngang củakhuôn đỡ các thanh nẹp đứng. - Hai mặt phẳng ván đối diện nhau được giằng lại với nhau bằng các thanh bulôngbằng 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 trongvà 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-nẹpngang trong của khuôn. 8- nẹp ngang giữ chân ván. 9-đà giáo. 10- thanh chống xiên.11- sàn công tác. 67
  • 70. Đầu các thanh giằng nhô ra ngoài mặt bê tông một khoảng bằng 50cm để xiết đaiốc ép các thanh nẹp vào tấm ván, sau khi dỡ ván khuôn phải đục bỏ phần bê tông xungquanh thanh giằng sâu vào trong và cắt bỏ đoạn đầu thừa này sau đó trám lại bằng vữaxi măng mác cao lấp kín đầu thanh. Để tránh không phải đục bê tông người ta có haicách giải quyết : một là bọc đoạn thanh chỗ tiếp giáp với mặt ván bằng một nút gỗ hoặcnút nhựa hình chóp cụt ; cách thứ hai là dùng đầu chụp bu lông tháo rời lắp vào đầuthanh giằng đặt sâu vào trong bê tông, đầu chụp này có dạng hình côn nên khi dỡ vánkhuôn 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 gióvà tải trọng va xô của thiết bị thi công có thể bị xô nghiêng hoặc lật đổ vì vậy ở cả bốnmặt phải có hệ thống đà giáo chống đỡ để giữ ổn định cho ván khuôn. Kết cấu đà giáochống ngoài có thể là các thanh chống xiên xuống mặt đất hoặc được lắp từ các thanhYốờM. 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 kêngang. 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 haitầng nẹp ngoài của khuôn. Phải đặt sao cho vị trí thanh giằng không trùng vào nẹp của68
  • 71. ván để chỉ phải khoan xuyên qua ván mà không qua nẹp giữ cho tiết diện làm việc củanẹp được nguyên vẹn. Đối với các thanh nẹp ngoài của khuôn cũng không được khoanxuyên qua chúng để luồn thanh giằng qua mà dùng một đoạn gỗ có chiều cao bằng vớichiều cao của thanh nẹp kê song song bên cạnh và luồn thanh giằng qua khe hở giữachúng. Để truyền đều lực từ thanh giằng lên nẹp và thanh kê dùng một đoạn gỗ ngắn cókhoan lỗ và lắp vào phía dưới bản đệm của đai ốc thanh giằng như thể hiện trong hìnhvẽ 2.43a. Trước khi lắp thanh giằng và xiết đai ốc các thanh nẹp và thanh kê được gátạm vào khuôn bằng các đinh đỉa. Đinh đỉa sử dụng phổ biến trên công trường dùng để liên kết tạm các chi tiết củađà giáo ván khuôn bằng gỗ với nhau. Đinh có hình chữ [ hai móc vuông nhọn đầuđược 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, mặtkhác vật liệu gỗ đối với nước ta ngày càng hiếm cho nên hiện nay trên các công trườngxây 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 vậtliệu. Tấm ván đơn được thiết kế theo một số chủng loại.Loại tấm lớn có kích thước1250×2500 mm, loại và loại nhỏ thu hẹp theo chiều cao và theo chiều dài để có thể kếthợp với nhau ghép thành các khuôn có kích thước thay đổi. Cấu tạo của mỗi tấm vánbao gồm một tấm tôn lát có chiều dày δ= 2,5÷3mm , xung quanh dùng thép gócL75×75×8 , L80×80×8 để đóng khung viền bao kín các mép ván , trên cánh đứng củathép góc khoan sẵn các lỗ khoan đường kính ∅20 có khoảng cách thống nhất để liên kếtcác tấm ván lại với nhau bằng bulông. Do tôn lát mỏng nên phải tăng cường ở phía sautấm ván các sườn tăng cường đứng và ngang. Trong đó sườn đứng bố trí theo cạnhngắn và liền suốt theo cạnh này còn sườn ngang chia ra thành từng đoạn lọt giữa khoảngcách của hai sườn đứng và hàn vào sườn đứng. 69
  • 72. 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 cườngngang. Các bộ phận của tấm ván đều liên kết với nhau bằng hàn. Trên tấm ván khoan sẵnhai 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 dùngtấm 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 liênkết giữa các tấm ván với nhau. Các tấm ván liên kết với nhau bằng cách bắt bulông theo cạnh của thép góc viềnmép, có gioăng cao su đệm ở giữa để giữ kín nước. Ngoài ra có thể liên kết bằng thenvà chốt hình nêm, cách liên kết này có ưu điểm lắp ráp nhanh chóng và vẫn đảm bảochắc chắn. Cấu tạo của ván khuôn mố và ván khuôn trụ ghép từ các tấm ván thép khác vớiván khuôn ghép từ các tấm ván gỗ. Trong ván khuôn gỗ, các tấm ván đơn ghép lại vớinhau thành mặt phẳng nhờ các nẹp bên ngoài của khuôn còn trong ván khuôn thép , cáctấm 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. Cácthanh nẹp ngoài đều làm bằng thép hình gồm hai thanh thép chữ [ loại cao 120mm ghépđôi 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 cótạo vát chém cạnh chống sứt cho bê tông , thanh này có chiều dài bằng kích thước mộtcạnh 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 cạnh70
  • 73. và có gân tăng cứng. Phải tổ hợp các loại ván có kích thước khác nhau sao cho vừa đủchiều dài của kết cấu bê tông , nếu không đủ thì chế tạo riêng một tấm ván theo kíchthước 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 hainhánh của thanh nẹp mà không phải khoan lỗ trên thanh nẹp. Các thanh nẹp ngang vànẹp đứng giao nhau tại vị trí thanh giằng. Bên trong ván khuôn tại vị trí các thanh giằngdùng gỗ chống giữa hai mặt ván khuôn. Để lắp gá các thanh nẹp đứng vào mặt phẳng ván khuôn trước khi có các thanhgiằng người ta dùng các móc càng cua móc vào hai lỗ khoan sắn trên sườn ngang hoặccắm vào thành của tấm ván ôm lấy thanh nẹp đứng rồi dùng nêm nêm chặt vào giữacàng 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 kíchthước không tiêu chuẩn. 3- nẹp đứng của khuôn. 4- nẹp ngang của khuôn. 5- bu lônggiằng. 6- thanh nối góc tạo vát chống sứt.7- văng chống bên trong. 8- đà giáo bằngYốờM2.5.4 – Biện pháp lắp dựng ván khuôn : Các loại ván khuôn khi lắp dựng đều phải quan tâm đến yêu cầu bóc dỡ sau nàysao 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 phảiquét một lớp chống dính. Chất chống dính cho ván khuôn là dầu máy hoặc nước xàphòng pha bột tan, sao cho khi quét lên mặt ván dựng đứng không bị chảy mất vàkhông dây bẩn sang cốt thép, bề mặt bê tông bóng sáng. Nếu bề mặt kết cấu có yêu cầu 71
  • 74. về mỹ quan thì chất chống dính phải được xem xét sao cho mầu sắc của chất này để lạitrên 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 cốtthép mới tiến hành lắp các mặt ván khuôn thành. Nếu ở một phía nào mà không gianthi công chật hẹp thì phải đặt ván vào phía đó trước , sau khi dựng xong khung cốt thépthì 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 khuôntrước 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 gâyra. Để chịu được tải trọng này, ván đáy phải dựa trên hệ dầm đỡ của kết cấu đà giáo vàkhi đã có vữa bê tông , ván đáy luôn đè lên dầm đỡ. Để tháo dỡ ván đáy ra khỏi bê tôngcần phải bố trí thiết bị hạ đà giáo kê giữa ván đáy và dầm đỡ nhằm điều chỉnh cao độđiểm kê sao cho mọi điểm kê đều đỡ vào ván đáy đồng thời tháo hẫng đà giáo ra khỏiván đáy một cách êm thuận sau đó bóc ván khuôn ra khỏi bê tông được dễ dàng. Thiếtbị dỡ đà giáo với độ tháo hẫng nhỏ thì dùng nêm gỗ hai mảnh , còn khi độ cao phải điềuchỉnh 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 bêtông và các tải trọng ở trên bề mặt khối vữa. Áp lực này đẩy ra hai bên thành, vì vậy đểchống áp lực này, hai bên mặt ván được giằng với nhau bằng các bu lông bố trí tại cácgiao điểm của hệ thanh nẹp ngang và nẹp đứng đỡ phía ngoài ván khuôn. Để giữ ổnđịnh cho cả hệ thống ván khuôn chống các lực xô ngang do gió hoặc lực va quệt của cácthiết bị thi công thì dùng các thanh chống xiên xuống đất ở về hai phía hoặc nếu kết cấucao quá có thể dùng đà giáo dựng vây xung quanh. Các tấm ván liên kết với nhau thànhmặt 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 ( Hình2.47).72
  • 75. 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 đàgiáo. 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 cao4÷5m thì việc liên lạc giữa bên trong và bên ngoài khuôn sẽ gặp khó khăn ,vì vậy ngườita sẽ để trống một phía ván khuôn và ghép dần từng đợt theo quá trình đổ bê tông hoặctrên 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 trườnghợp 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 thanhgỗ làm văng chống giữa hai mặt ván đối diện sẽ không thể lấy ra được trong quá trìnhđổ bê tông. Các thanh văng chống phải để lại nhưng không làm ảnh hưởng đến chấtlượng bê tông của tường. Các thanh này được làm bằng bê tông đúc sẵn có chiều dàibằng chiều dày của kết cấu và tạo lỗ dọc theo thanh để luồn bulông giằng qua, hoặc làmbằng ống nhựa cứng ở hai đầu loe rộng để tựa vào hai bên mặt ván. Hai bên mặt ván 73
  • 76. được chống bằng các thanh chống xiên hoặc dùng thanh chống xiên có tăng - đơ đểđiều 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 phùhợp 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 khuônthành. Tác dụng lên ván đáy bao gồm : trọng lượng vữa bê tông , trọng lượng khung cốtthép , trọng lượng bản thân của các bộ phận ván khuôn bao gồm cả các ván khuônthành, lực xung kích do vữa rơi , lực xung kích do đầm và tải trọng thi công ngoài lựcxung kích do đầm có chiều sâu tác dụng nhất định , những tải trọng khác còn lại đồngthời 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 quamôi trường vữa chưa ninh kết chuyển thành áp lực ngang. Cường độ áp lực ngang củavữa phụ thuộc vào độ sệt , trọng lượng cốt liệu và phương pháp đầm. Áp lực vữa sẽgiảm 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 dỡra khỏi kết cấu, tuy nhiên áp lực đó có thay đổi chút ít do co ngót của bê tông. a) b) q c) q R H P(t) P(t) Pmax 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 dụnglên ván thành giống như áp lực ngang của loại nền này tác dụng lên tường ván. Khivữa bê tông được đầm, trong phạm vi tác dụng của đầm liên kết giữa các thành phầnhạt của vữa bê tông bị phá vỡ, vữa chảy lỏng và áp lực của nó giống như áp lực của chấtlỏng lên thành bình, phân bố theo qui luật thủy tĩnh. Ở sâu hơn phạm vi tác dụng củađầm các liên kết trong vữa bê tông được phục hồi, vữa bê tông dần đặc lại, áp lực vữa74
  • 77. phụ thuộc vào độ sệt càng xuống sâu độ sệt càng tăng áp lực ngang càng giảm và mấthẳn khi vữa bê tông đã đóng cứng. Để đơn giản cho tính toán, trong khu vực vữa bêtông 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 tácdụng. Chiều sâu H được xác định bằng chiều dày lớp bê tông đổ trong thời gian 4 giờlà thời hạn vữa bê tông ninh kết không có phụ gia. H = 4h h- tốc độ đổ bê tông (m/h).Áp lực ngang của vữa xác định theo công thức : Pmax = n(q + γ bt R ) 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 : p = γ bt (0,27v + 0,78)k1k 2 (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=0,852.5.5.2- 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 chomột miếng ván nào mà tính cho 1m chiều rộng coi như một tiết diện, không phân biệtmộng ghép giữa các miếng ván. Khi đó áp lực vữa được nhân với 1m chiều rộng và tảitrọng tác dụng lên ván là tải trọng phân bố có đơn vị tính là kN/m . a a a Pmax a a a Pmax a 75
  • 78. 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 dầmliên tục tựa trên các gối là các thanh nẹp , khẩu độ tính của ván là khoảng cách a giữacác nẹp . Mômen uốn tại mặt cắt giữa nhịp tính toán của ván được tính theo giá trị mômengiữa nhịp của dầm giản đơn nhân với hệ số xét đến tính ngàm của dầm liên tục α=0,8. P tt max a 2 M tt = 0,8 kNm (2-37) 8 pttmax - áp lực tính toán kN/m. a- khoảng cách nẹp m. Độ võng lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp ván : P tc a 4 f = max (2-38) 127 EJtrong 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 : 6 M tt δ = 10 (2-39) R 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 cóthể được chấp nhận là phẳng : 1 f ≤ a (2-40) 250 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 thanhnẹp ngang, vì vậy thanh nẹp đứng làm việc theo sơ đồ dầm mút thừa với khẩu độ tính làkhoảng cách giữa hai thanh nẹp ngang (b). Tải trọng tác dụng lên nẹp đứng là phản lựcgối của ván ngang truyền lên dưới dạng lực phân bố có giá trị bằng biểu đồ áp lựcngang pmax nhân với diện tích đường ảnh hưởng của phản lực gối ΩR của ván lát nganglên thanh nẹp đứng.76
  • 79. 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 : 2a ×1 r = p max = p max a (kN/m ) ( 2-41) 2 Sơ đồ tính của nẹp phân biệt hai trường hợp :- Khi H ≥ b : M tt = ( nr b 2 − t 2 ) 2 = ( npmax a b 2 − t 2 ) 2 (kNm ) (2-42) 8b 2 8b 2 B −b với t = H –b và lớn nhất là bằng c= 2 Độ võng có thể xác định theo công thức gần đúng sau : ap b 4 f = max (2-43) 85 EJ n 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 dướibê tông đã ninh kết chắc không cho ván khuôn chuyển dịch vào phía trong. Tuy nhiênđể tiện cho tính toán và thiên về an toàn có thể sử dụng các công thức gần đúng sau : np a(2b − H )H Mômen tính toán : M tt = td ( 2-44) 10trong 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. ⎛ H2 H3 ⎞ aptd Hb 3 ⎜1 − 2 + 3 ⎟ ⎜ 2b ⎝ 8b ⎟⎠ Độ võng của nẹp : f = (2-45) 60 EJ n Vì ván đơn tiêu chuẩn được thiết kế để sử dụng được nhiều lần nên chỉ xét trườnghợp bất lợi nhất và lấy giá trị mô men lớn nhất trong hai trường hợp trên. Nếu vánkhuôn chỉ sử dụng có một lần thì mới tính cụ thể cho một trong hai trường hợp để tiếtkiệm 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 bằngcác nẹp đứng ngoài của khuôn và giữ bởi các thanh giằng. Khoảng cách giữa các nẹpđứng ngoài là d. Trong khi thiết kế cấu tạo của hệ nẹp chống giữ bên ngoài ván khuônkhông nên khoan xuyên qua thân các thanh nẹp làm giảm yếu tiết diện của chúng mànên dùng các đoạn gỗ ngắn khác kê đệm sao cho truyền được lực lên các điểm kê mongmuốn. 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, phảnlực này là lực tập trung , số lượng và điểm đặt phụ thuộc vào cấu tạo cụ thể. Để có thể 77
  • 80. áp dụng được công thức tính tổng quát ta có thể đổi lực tập trung thành tải trọng phânbố 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: N v = max ( ) p a b2 + t 2 + pmax at (kN ) ( 2-46) 2b Tải trọng tác dụng lên nẹp ngang khuôn : N ⎛ b2 + t 2 ⎞ v = v = pmax ⎜ ⎜ 2b + t ⎟ (kN/m) ⎟ (2-47). a ⎝ ⎠ Sơ đồ tính toán của nẹp ngang khuôn là dầm liên tục nhiều nhịp tựa trên các gối lànẹp đứng ngoài và khẩu độ tính toán là d.Mômen uốn giữa nhịp của nẹp ngang: nvd 2 M tt = (kNm) (2-48) 10 Độ võng lớn nhất của nẹp ngang : vd 4 f = . (2-49) 127 EJ nk Nếu xoay các tấm ván đơn tiêu chuẩn một góc 900, khi đó ván lát trở thành vánđứng và nẹp ván trở thành nẹp ngang , nẹp ngang khuôn trở thành nẹp đứng. Sơ đồ tínhtoán thay đổi lại. Bài toán tính ván lát đứng áp dụng cho ván khuôn của đầu trụ , ở vịtrí 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 độtính 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 chữnhật. 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 :78
  • 81. nptd a 2 M tt = (2-50) 10 Độ võng xác định theo công thức : p a4 f = td (2-51) 127 EJ 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) vàcác 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 tảitrọng phân bố, xác định phản lực này bằng cách nhân áp lực tính đổi ptd của vữa vớidiện 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 : ⎛ H⎞ r = ptd ⎜1 − ⎟H (kN/m) (2-52). ⎝ 4a ⎠- Khi H≥ 2a : r = pmax a (kN/m ) ( 2-53). Sơ đồ tính là dầm giản đơn hai đầu hẫng, khẩu độ tính toán là b, chiều dài hai đầuhẫng là c. Mômen lớn nhất tại giữa nhịp của nẹp ngang ván là : ⎛ b2 c2 ⎞ M tt = nr ⎜ − ⎟ (kNm) ⎜ 8 2⎟ ( 2-54) ⎝ ⎠ Độ võng của nẹp xác định theo công thức gần đúng: rb 4 f = ( 2-55) 85 EJ n f) Tính nẹp đứng của khuôn : 79
  • 82. Trước tiên xác định phản lực gối của nẹp ngang ván tác dụng lên nẹp đứng khuôndưới dạng tải trọng phân bố : ⎛b ⎞ v = r ⎜ + c ⎟ (kN/m ) (2-56) ⎝2 ⎠ Nẹp đứng làm việc theo sơ đồ dầm liên tục với khẩu độ tính toán là khoảng cách giữacác thanh nẹp ngang ngoài của khuôn là d. Mômen uốn tại mặt cắt giữa nhịp nẹp đứng của khuôn :- Trường hợp H < d nv(2d − H )H M tt = ( kNm ) (2-57) 10- Trường hợp H ≥ d : nvd 2 M tt = (kNm ) (2-58) 10 Độ võng nẹp đứng của khuôn : vd 4 f = (2-59). 127 EJ nv Tính duyệt các loại nẹp theo cường độ : M tt σ= ≤ Ru W Ru – cường độ chịu uốn của gỗ nẹp lấy bằng 9Mpa. Tính duyệt điều kiện độ cứng 1 f ≤ l 250 l- khẩu độ tính toán của nẹp. Đặc trưng hình học của nẹp tính theo hình 2.53 a,b. eh 2 W= 6h) Tính nội lực trong thanh giằng : N = nptd 2(b × d ) ( kN) (2-60) Tính duyệt cường độ thanh giằng : 4N σ = 2 ≤ mR0 Mpa (2-61) πφ ∅ - 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 : nrD S= (kN) (2-62) 2 r- xác định theo (2.51) hoặc (2.52). n- hệ số tải trọng 1,3. D- đường kính của đầu trụ.80
  • 83. Tính duyệt điều kiện kéo đứt của thanh đai : S σ = ≤R (2-63) F 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 : S Nd = k (đinh) ( 2-64) Rc 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 theocạnh 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 81
  • 84. a) Tính tôn lát : Mômen uốn tại trung tâm của ô sườn cạnh a × b, tính theo bản kê trên bốn cạnh. 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 M tt = αnptd a 2 (2-65) Độ võng tại trung tâm của ô a ×b : p a4 f = β td 3 ( 2-66) Eδ 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 : 6 M tt δ≥ ( 2-67) bRub) Tính nội lực trong sườn ngang Sườn ngang làm việc theo sơ đồ dầm giản đơn. Tải trọng là áp lực vữa do 1/4khoang sườn ở hai phía tiếp nhận và truyền lên: q1 = p max b ( 2-68) Mômen uốn giữa nhịp: ⎛ a2 − b2 ⎞ b2 ⎛ 3a 2 − b 2 ⎞ M tt = nq1 ⎜ ⎜ 8 ⎟ ⎟ + nq1 = npmax b⎜ ⎜ 24 ⎟ ⎟ (2-69) ⎝ ⎠ 12 ⎝ ⎠ Không cần tính độ võng của sườn ngang ngắn vì độ võng của cả tấm phụ thuộcvào 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 : R = q1 (2a − b ) = pmax b(2a − b ) ( 2-70) Lực phân bố có dạng hình răng cưa gồm các biểu đồ tam giác cân chiều rộng đáylà b và chiều cao là ptdb. Để đơn giản cho tính toán ta đổi biểu đồ hình răng cưa thànhbiểu đồ hình chữ nhật quy đổi có tung độ : bp q 2 = td (2-71) 2 Khi đó mô men uốn tại giữa nhịp sườn đứng xác định theo công thức : ⎡ B(i − 1) ⎛ i 2 i + 3 ⎞⎤ nq2 B 2 M tt = nR ⎢ − b⎜ − ⎜4 ⎟⎥ + (2-72) ⎣ 4 ⎝ 8 ⎟⎦ ⎠ 8trong đó R,q2 – xác định theo (2.78) và (2.79). i- số khoang sườn tính theo chiều B.82
  • 85. 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 Q= ∑R 3 B t= 4Độ võng xác định theo công thức : QB 3 QB 3 ⎛ t t 3 ⎞ 5 q2 B 4 f = + ⎜3 − 4 3 ⎟ + 48 EJ S 24 EJ S ⎜ B ⎝ B ⎟ 384 EJ S ⎠ B 3 ⎛ 19 5 ⎞ f = ⎜ Q + q2 B ⎟ 24 EJ S ⎝ 16 16 ⎠ (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 giátrị bằng : ⎛ R b 2 ptd ⎞ F = i⎜ + ⎟ (2-74) ⎝2 4 ⎠ 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 A− dđầu hẫng là: c= 2 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 cắtgiữa nhịp. 83
  • 86. 2.6- CÔNG TÁC ĐÓNG CỌC. Đóng cọc là hạng mục trong trường hợp dùng móng cọc đóng chiếm một tỉ trọnglớn trong các công việc trên một công trường thi công cầu. Các cọc đóng là những cọccó 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 đặcBTCT hoặc cọc thép. Cọc ống có đường kính lớn hơn được thi công bằng biện phápriêng 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 trườngnhưng đối với nhiều đơn vị thi công thì việc tiến hành đúc trên bãi đúc tại công trườnglà phổ biến vì nó tiết kiệm được kinh phí vận chuyển, tận dụng được năng lực thiết bị vàlực lượng nhân công Bãi đúc cọc được chọn khi qui hoạch mặt bằng công trường, nó nằm trong khu vựcđúc 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 củaphương 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 cọcđã đúc bên cạnh làm ván khuôn thành cho cọc đúc sau. Đúc xong một lượt ,cẩu nhấccọc 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 dàiLCOC đến 30m; 40×40 cm với chiều dài LCOC đến 36m và tiết diện 45×45 cm chiềudài LCOC đến 40m. Khi phải dùng những cọc đóng có kích thước lớn hơn người ta thaythế 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 mỗiđốt cọc không vượt quá 12m do khống chế bởi chiều dài vận chuyển và khẩu độ tínhtoán khi cẩu cọc. Mỗi cọc gồm một đốt mũi và một số đốt nối. Các đốt này được nốidần lại với nhau trong quá trình đóng cọc bằng mối nối thi công. Để mối nối của tất cảcác cọc trong một bệ móng không cùng nằm trên một mặt phẳng, người ta chia làm hailoại 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 phíacách mỗi đầu cọc một khoảng bằng 0,207L đốt cọc dùng để cẩu nâng và xếp cọc. Khitreo cọc ở hai vị trí này, thân cọc làm việc theo sơ đồ dầm mút thừa , chịu trọng lượngbản thân và có mômen uốn tại mặt cắt giữa cọc và tại hai điểm treo cọc có giá trị tuyệtđối bằng nhau, phù hợp với việc bố trí cốt thép chủ chịu lực của cọc giống nhau theosuốt chiều dài và ở cả bốn mặt cọc. Một móc bố trí cách mũi cọc 0,315L đốt cọc đểcẩu 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 bảnthân, mômen dương tại mặt dưới cọc bằng giá trị tuyệt đối mô men âm tại vị trí treocọc. Khi vận chuyển cọc trên xe ô tô hoặc xếp cọc thành đống phải đặt lên hai thanh gỗkê vào đúng vị trí hai móc cẩu. Có thể chồng ba tầng cọc lên nhau, giữa các tầng đềuphải kê gỗ thẳng với điểm kê ở hàng dưới. Cốt thép chủ của cọc được bố trí 8 thanhchạy dọc theo suốt chiều dài đốt cọc, đường kính cốt thép ∅18÷∅25. Các thanh cốtthép chủ tập trung lại ở đầu cọc tạo thành mũi nhọn để có tác dụng ép rẽ đất dẫn hướngcho cọc đi thẳng và đào phá nếu gặp phải đất đá cứng. Cấu tạo của mũi cọc gồm một84
  • 87. thanh cốt thép tròn trơn có đường kính lớn, các cốt thép chủ hàn xung quanh đảm bảochiều dài đường hàn hai mặt 10 cm , bên ngoài dùng tôn dày 8mm bao quanh và hànkín. Đường kính lõi thép tính như sau : ⎛ 8Φ ⎞ d =⎜ − Φ ⎟1.1 mm (2-75) ⎝ π ⎠ ∅- 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 chịunén 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 cọcđồng thời có hai tác dụng quan trọng khác là chống hiện tượng nở hông khi cọc chịunén trong quá trình đóng cũng như khi chịu tải và chống cắt lúc cẩu nâng cọc. Bước cốtđai ở hai đầu bố trí dày hơn ở vị trí giữa đốt cọc. Cốt thép đai dùng thép ∅6 uốn thànhkhung vuông riêng rẽ gọi là đai vuông hoặc uốn liên tục thành hình lò xo gọi là cốt đaixoắn. Đai vuông có tác dụng định hình kết cấu và chống nở hông tốt hơn nhưng giacông lắp đặt lâu hơn, phải dùng hai khung lồng vào nhau, khung trong đai các cốt thép ởbốn mặt cọc, khung ngoài đai các thanh ở các góc. Cốt đai lò xo chịu cắt tốt hơn, giacông và lắp đặt nhanh và quấn quanh cả 8 thanh cốt chủ, để định hình các cốt thép ởbốn mặt cọc phải bổ sung thêm các cốt thép chữ S ( hình 2.58) 85
  • 88. 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 lưới5×5cm 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 chấtchống dính. Ván khuôn cọc làm bằng thép gồm 2 tấm cạnh có chiều cao bằng chiềurộng của kích thước cọc, phần mũi cọc ván khuôn chế tạo thành hai nửa khi ghép vàonhau tạo thành hình chóp của đầu cọc. Tiến hành đúc từng nhóm 3 ÷ 5 cọc một đợt, cọcnọ cách cọc kia bằng một thân cọc để sử dụng ngay mặt các cọc này làm ván khuôn chocác cọc sau. Cốt thép cọc được buộc ở trên giá, dùng cần cẩu và thông qua đòn gánh cẩu đặtlên 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 vánbôi dầu thải để chống dính và đặt theo đường mực vạch sẵn trên mặt nền, sau đó dùng 4đoạn thép góc đều cạnh L75×75 chặn ngang qua tất cả các hàng ván khuôn, hàn chấmcác cạnh ván khuôn vào với các thanh chặn này để ổn định vị trí , ở đầu các thanh chặndùng vật nặng hoặc cọc ghim neo vào nền để chống hiện tượng đẩy trồi các ván khuônkhi đổ và đầm bê tông. Dùng xô rót vữa vào từng khuôn cọc và san cho đầy khuôn , đổ đầy đến đâu dùngđầm 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 bảodưỡng bê tông. Sau 3 ngày có thể bóc dỡ ván khuôn cọc và sau 5 ngày có thể dùng cáccọc đã đúc làm ván khuôn cho các cọc khác. Trước khi đặt lồng cốt thép vào giữa haimặt cọc dùng nước vôi đặc quét lên hai bên bề mặt để chống dính, không được chốngdính bằng dầu như đối với ván khuôn. Sau một lượt đúc, khi cường độ của lớp cọc đợt 2 đạt cường độ bằng 75% cườngđộ thiết kế,dùng cần cẩu cẩu từng cọc lần lượt từ cọc ngoài vào đưa lên phương tiện vậnchuyển 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 khungdẫn hướng.a- Giá búa đóng cọc : Là kết cấu thép bao gồm khung sàn giữ ổn định và một cột cao dựng trên sàn. Giábúa 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.86
  • 89. 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 đượcđộ nghiêng của cột muốn đóng cọc xiên dương phải kê nghiêng sàn giá búa một góctheo độ xiên của cọc cần đóng. Giá búa dạng cột có thể điều khiển được cả độ nghiêng của cột giá búa và tự xoayquanh vị trí đứng. Cột được giữ ổn định và điều chỉnh độ nghiêng bằng hai kích thuỷlực 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 nổivà di chuyển cùng với hệ nổi. Hình 2.60- Biện pháp di chuyển giá búa đóng cọc. a) Tự hành. b) Lắp trên hệ nổib- Khung dẫn hướng: Để định hướng cho các cọc người ta dựng một khung thép hoặc bằng gỗ và thépcố định chắc chắn vào vị trí móng cọc. Vị trí của mỗi cọc được xác định sẵn trên mặtbằng khung và khống chế bởi các xà kẹp ở cả bốn phía thành cọc. Hướng đi của cọccũng được khống chế bằng hai tầng xà kẹp trên và dưới. Khi đóng, dùng cần cẩu cẩucọc theo phương thẳng đứng và luồn cọcvào lỗ định vị trên khung dẫn hướng, thả cho 87
  • 90. cọc cắm xuống nền sau đó dùng cần cẩu cẩu quả búa chụp lên đầu cọc phía trên quả búavẫn được treo giữ bằng cần cẩu. Khi búa đóng cọc lún xuống, người điều khiển thả dầnmóc 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 thuỷlực. 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 songđộng. Búa đơn động là loại búa mà động cơ chỉ hoạt động theo chiều nâng quả búa lênvà 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 chokết 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 : W ≥ 25Pgh (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 : Qbua + Qcoc ≤k (2-77) W k- hệ số lấy theo bảng 2-15.88
  • 91. 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 6,0d- Độ chối khi đóng cọc : Là độ sụt xuống của cọc sau một nhát búa đóng ở tại thờiđiểm cọc đạt đến khả năng chịu tải giới hạn theo đất nền. Công thức độ chối tính theo Qui phạm 266/QĐ mnFQH Q + k 2 ( q + q1 ) ett = × (cm) (2-78) ⎛ Pgh ⎞ Q + q + q1 Pgh ⎜ + nF ⎟ ⎝ m ⎠ 2 n- hệ số phụ thuộc vào vật liệu cọc và phương pháp đóng (Bảng 2-16) kN/cm 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 - 0,3 chụp đầu cọc Có chụp đầu cọc, không - 0,5 F- diện tích có cọc dẫn tiết diện cọccm2 Q- trọng lượng phần rơi của quả búa kN H- chiều cao rơi của quả búa m + Khi đóng cọc thẳng 0,1W H= (2-78a) Q + Khi đóng cọc xiên 0,8W H= (2-78b) Q m- hệ số phụ thuộc vào loại móng và số lượng cọc trong móng ( bảng 2-17). 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 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 kNe- Chụp đầu cọc : 89
  • 92. Để tránh va đập trực tiếp của quả búa lên đầu cọc, bảo vệ cho đầu cọc nguyên vẹntrong suốt quá trình đóng cọc người ta sử dụng một kết cấu có thể chế tạo ngay trêncông 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 gỗchèn chặt đầu khúc gỗ nổi cao hơn miệng vành thép và được đai bằng thép. Ngăn dướiloe 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 dọctheo cột nhưng không thể thả xuống trượt ra khỏi rãnh trượt. Vì vậy khi đóng ngập đầucọc vào trong nền hoặc chìm sâu vào trong nước phải dùng một đoạn cọc bằng thép thaythế độn vào khoảng cách giữa đầu cọc và đầu quả búa , truyền năng lượng đóng từ búalên 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 làmbằng bốn thép góc loại lớn hoặc hai thép chữ [. Tiết diện cọc dẫn phải tương đương vớikhả năng chịu lực của cọc bê tông khi đóng. Đầu chụp lên đầu cọc có cấu tạo như chụpđầu 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 địachất có thể sai khác nên chiều dài cọc thiết kế chưa chính xác, vì vậy trước khi triểnkhai đúc cọc hàng loạt cần tiến hành đóng một số cọc thử qua đó xác định được chiềudài 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 cáccọc khác trong bệ móng. Vị trí đóng cọc thử ngay tại móng. Số lượng cọc thử 2% số cọc trong mỗi móngvà 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 từ3÷5 ngày, sau đó đóng lại và đo độ xuống của cọc sau 10 nhát búa đóng, lấy giá trị nàychia cho số nhát đóng xác định được độ chối thực tế. Δ ethuc = (2-79) 10 Nếu ethuc ≤ ett - chiều dài cọc sẽ đúc bằng phần cọc đã đóng vào trong nền cộngvới 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:90
  • 93. Các đốt cọc được nối lại với nhau trong quá trình đóng cọc, khi đốt dưới đóng đéncao độ mà đầu cọc ngang tầm với vị trí thao tác thực hiện mối nối của người công nhânthì cho tiến hành nối tiếp đoạn cọc trên ( khoảng 70÷80 cm so với mặt đất hoặc mặt sàncông 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 cọckhớp vào nhau theo cả bốn mặt, dùng bốn đoạn thép góc loại L100×100×10 chiều dàimỗi đoạn bằng 1,85 chiều cao của tấm hộp đầu cọc lần lượt ốp vào từng đoạn vào mỗigóc của mối nối và hàn vào với các mặt thép của đầu cọc. Có thể thay bốn đoạn thépgóc bằng bốn bản táp bằng thép dày 20mm có chiều rộng bằng chiều rộng của hộp trừ đi50mm và chiều cao bằng 1,85 chiều cao của hộp và lần lượt hàn táp vào bốn mặt thépcủa đầu cọc. Khi nối cọc cần phải chỉnh cho các mặt của hai đốt cọc trùng khớp đồng thời timhai đốt cọc thẳng với nhau, quả búa chụp lên đầu trên của đốt nối thông qua chụp đầucọc 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 cóthợ hàn bậc cao mới đảm bảo chất lượng của mối hàn. Mối nối sau đó được quét nhựađường 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 tăngcường chống xé các mối hàn ở bốn góc hàn thêm bốn tấm thép ( hoặc thép góc) bọc lấybốn góc hộp. Ở giữa hộp hàn một tấm ngăn gọi là tấm hạn vị để khi chụp lên đầu đốtcọc dưới hộp nối được giữ ở vị trí mà mép hộp trùng vào giữa bản thép chôn sẵn trêncác mặt bê tông của thân cọc. Các tấm thép chôn sẵn vào trong thân cọc ở vị trí xác địnhđể 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 vịsau đó thả đầu cọc của đốt nối lọt vào trong hộp nối cho khít vào tấm hạn vị ( kiểm tra 91
  • 94. thông qua khe hở chạy dọc ở đoạn giữa ống), điều chỉnh cho tim của hai đốt cọc thẳngnhau 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 nhượcđiểm 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 thựchiện 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 bịlệch so với hướng đóng rất dễ xẩy ra , nguyên nhân là do giá búa bị dịch chuyển làmcho đầu cọc bị nghiêng theo. Hiện tượng nghiêng lệch cần phải được phát hiện sớm vàkhắc phục bằng cách dịch chuyển lại giá búa, dịch chuyển để điều chỉnh lại hướng cọcphải chia thành một số đợt, sau mỗi đợt dịch chuyển lại tiến hành đóng cho cọc xuốngmột 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 hònđá mồ côi. Khi phát hiện ra cọc đang bị xoay dùng xà kẹp kẹp chặt vào thân cọc làmđòn bẩy và dùng tời kéo để xoay cọc ngược lại để các mặt cọc song song với cạnh củabệ , vừa xoay cọc vừa đóng cọc xuống. Hiện tượng vỡ đầu cọc do hai nguyên nhân : chất lượng bê tông đầu cọc không đạtmác 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 xuốngđến cao độ thiết kế nhưng không đóng xuống tiếp được nữa, đo xác định độ sụt thấy đãđạt đến độ chối tính toán ett. Có nhiều nguyên nhân để cọc không xuống tiếp trong đó cónguyên nhân là do trong quá trình đóng nền đất bị lèn chặt dần làm cho sức kháng ở đầumũi cọc tăng cản trở lực đóng của búa. Gặp trường hợp này cần phải nghỉ đóng từ 3÷5ngày 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 nguyênnhân 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 cọcvẫn lớn hơn độ chối tính toán. Trong những nguyên nhân để cọc còn đóng xuống tiếpđược nữa có một nguyên nhân là nền đất phía mũi và xung quanh cọc bị chảy nhão suygiảm sức kháng. Gặp trường hợp này cũng phải nghỉ đóng , thời gian nghỉ lâu hơn sovới trường hợp chối giả để chờ cho nền rắn lại như trạng thái tự nhiên và tiến hành đóngkiểm tra độ sụt, nếu thấy đạt độ chối thì độ sụt trên là sụt giả, do đó dừng đóng. Nếu vẫncòn sụt lớn thì chứng tỏ địa chất bị sai khác so với kết quả khảo sát, điều chỉnh lại đặctrưng cơ lý của lớp đất phía mũi cọc theo dự kiến phù hợp với độ sụt vừa thu được đểchọn chiều dài đoạn cọc cần nối thêm. Chế tạo thêm đoạn cọc và nối vào đóng tiếp chođến 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 chốitương 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 từngcấp và đo độ lún xuống của cọc theo mỗi lần gia tải từ đó xây dựng mối quan hệ giữa sựtăng tải và độ lún của cọc vào đất nền.92
  • 95. Nén tĩnh tiến hành ngay sau khi thử động , cọc sau khi đã đóng đạt độ chối thiết kế Sốlượng 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 khốineo dưới bằng bulông , khối neo này hàn vào các cốt thép chủ của đầu cọc neo. Đầutrên của các thanh neo liên kết bằng bu lông vào khối neo trên. Α−Α Α 6 Α 5 4 3 5 3 2 2 4 2 7 1 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 caocủa tiết diện dầm. Độ lệch tim kích và tim dầm kích không được vượt quá 5mm. Thiết bị đo phảitheo dõi được độ lún của cọc thử và độ nhổ lên của các cọc neo. Nếu dùng đồng hồchuyển vị kế để đo lún phải bố trí được các điểm cố định để gá đồng hồ, độc lập với hệqui chiếu của các đầu cọc thử và cọc neo. Đồng hồ đo bố trí đối xứng ở hai bên cọcthử. Khoảng cách tĩnh giữa các cọc thử và cọc neo phải đảm bảo trị số tối thiểu đểkhông ảnh hưởng đến kết quả đo độ lún (Bảng 2-18). Bảng 2-18 Khoảng cách Khoảng cách Số cọc giữa các cọc neo giữa cọc neo neo (m) và cọc thử (m) 4 1,6 2,4 8 1,0 1,7 93
  • 96. Tải trọng thử tính bằng sức chịu tải giới hạn của cọc theo đất nền Pgh nhân với hệsố trong bảng 2-19 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 0,48 0,51 0,54 0,6 Bệ thấp 0,51 0,54 0,54 0,6 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 sốđộ lún của cọc ≥ 40mm. Hạ tải trọng từng cấp với trị số bằng hai lần cấp tăng tải. Thời gian hạ tải chờ lâugấp 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 vàtốc độ lún theo thời gian T. Δ1 Δ1 Δ2 Δ2 Δ3 Δ3 Δ Δ2.6.7- Chế tạo cọc ống bằng công nghệ quay ly tâm. Các cọc tròn rỗng đường kính 40 - 80cm và các cọc ống đường kính từ100÷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 cứcách 4m có một vành đai truyền động, các vành đai này tựa trên hai bánh xe có vànhbánh bọc cao su. Các bánh xe quay theo trục quay gắn vào động cơ điện, nhờ ma sát củavành bánh xe ván khuôn quay tròn quanh trục đối xứng của nó.94
  • 97. 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 bêtông.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 thépcọc ống vào nửa dưới của khuôn rồi đóng lại và xiết chặt bằng hai hàng bulông. Vữa bêtông 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 cóđầu ống đưa sâu vào bên trong dọc theo vị trí của trục đối xứng. Đầu ống bơm được lắpvào tay với dạng công xon và vừa xả vữa vừa rút dần ra ngoài, do ván khuôn quay chậmnên vữa bê tông được rải đều trên khắp mặt khuôn, sau đó ván khuôn quay với tốc độtăng dần, ban đầu với tốc độ 90vòng /phút vữa bê tông được dàn đều ra xung quanhthành khuôn hình trụ, khi tốc độ tăng lên 130vòng/phút và 180vòng/phút vữa bê tông épchặt lên thành khuôn, nước trong vữa cùng các bọt khí thoát ra khỏi bê tông do tác dụngcủa lực ly tâm. Trước khi dừng quay, tốc độ của khuôn đạt đến 280vòng/phút, bê tôngđược nén chặt, 30% lượng nước trong vữa bị chắt ra và bê tông đã gần như khô. Thờigian quay ly tâm khoảng 15÷20 phút, trong đó thời gian quay chậm để san vữa là 6÷8phút 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 đặtkhung cốt thép, rải đủ vữa vào trong nửa dưới sau đó mới đóng nửa trên lại và xiết chặtbằng bulông. Khuôn ly tâm được cẩu nhấc ra khỏi các bánh xe quay và đặt lên bệ đỡ tạm thờitrong thời gian không ít hơn 2 giờ để bê tông có thời gian ninh kết tốt sau đó thổi hơinước nóng vào trong lòng khuôn bắt đầu quá trình bảo dưỡng gia nhiệt. Nếu tiến hànhgia nhiệt ngay đối với bê tông chưa ninh kết sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình thủy hóa ximăng và phá vỡ cấu trúc của bê tông do biến dạng nhiệt ẩm. 95
  • 98. Hơi nước nóng được thổi qua đầu khuôn và tăng dần từ nhiệt độ môi trường lênđến nhiệt độ 500C trong thời gian 3÷4 giờ với tốc độ gia nhiệt 15÷200C/h. Dỡ nắpkhuôn và luồn đòn gánh dọc theo lòng cọc ống cẩu nâng cọc chuyển sang buồng gianhiệt để giải phóng khuôn đúc. Tại buồng gia nhiệt, nhiệt độ được duy trì ở mức 70÷800C bằng hơi nước nóngtrong thời gian 10÷12 giờ liên tục sau đó hạ thấp dần xuống đến nhiệt độ môi trườngtrong 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 pháprung 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 đầucọc. Búa rung là loại động cơ điện có bánh đà lệch tâm , khi hoạt động gây nên daođộng có tần số xác định. Búa được liên kết chặt với đầu cọc và truyền lên cọc dao độngcưỡng bức lan truyền dọc theo thân cọc. Dao động này làm phá vỡ cố kết đất phía mũicọc và làm giảm yếu lực ma sát giữa thành cọc với đất nền làm cho cọc lún dần xuốngdo 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 chấnđộng 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 khôngmoi đất trong lòng cọc , đầu cọc tạo mũi nhọn hình nón. Búa rung gắn cố định trên đầucọc 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, khihạ cọc kết hợp vừa rung hạ vừa đào lấy đất ra khỏi lòng cọc. Sau một chu trình rung hạthì dừng lại và tiến hành đào đất. Để không phải tháo búa ra khỏi đầu cọc mà vẫn đàođược đất người ta dùng loại búa rỗng lòng , hai động cơ lệch tâm gắn ở hai bên vànhbúa 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 búalên 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, nólà một đoạn ống hình chóp cụt , hai đầu có hai vành thép dầy 20mm hàn vào hai miệng96
  • 99. 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 mặtbích 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 kếtvới mặt bích của chụp đầu cọc phải có khung truyền lực chuyển tiếp. a) b) c) 7 3 5 2 8 4 1 6 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 bíchdưới. 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 : Pa = M cϕ 2 ≥ U ∑ τ i li ( 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. A > A0 M A= c (2-81) G G = Qbua + Qchup + Qcoc A0 – biên độ dao động riêng của cọc trong đất nền (cm ) lấy như sau: Loại cọc Nền cát Nền sétCọc ống 0,6÷1,0 0,8÷1,2Cọc đặc 1,2÷1,5 1,5÷2,0 3- Tương quan trọng lượng búa và lực xung kích . 97
  • 100. G 0,2 < < 1,0 . (2-82) Pa Hạ cọc trong khu vực ngập nước cần có khung dẫn hướng để định hướng đi của cảcọc thẳng và cọc xiên. Khung dẫn hướng là một giàn không gian được lắp từ các thanhcủa bộ kết cấu vạn năng( Xem chương 3) có lắp thêm các thanh để khống chế vị trí củacọc trên mặt bằng. Khung dẫn hướng được gắn cố định trên các hàng cọc định vị, cáccọc 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 nàyđến vị trí khác trong phạm vi công trường. Trọng lượng của vật cần di chuyển lớn gấpnhiều lần so với sức người. Tuy cự li di chuyển không lớn nhưng đường đi khó khănnên không thể sử dụng những phương tiện vận chuyển thông thường. Để thực hiện đượccông việc trong hoàn cảnh như vậy cần phải áp dụng một số nguyên lý cơ học thể hiệntrong 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 trướckhi 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 giảnnhất, nhưng cần bố trí để có thể cho nhiều người tham gia biết cách buộc quai khiêngtheo 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 dichuyển được theo dịch chuyển của vật nặng. Trong động tác bắn ,bẩy và sàng chỉ dichuyển một đầu của vật nặng, đầu kia vẫn tì lên điểm kê. Tác dụng của thao tác bẩy là98
  • 101. nâng một đầu vật nặng lên để kê đệm cho cao lên hoặc rút bớt đệm ra khỏi đáy để hạthấp bớt nó xuống. Khác với động tác bẩy, động tác bắn là tì đầu đòn xeo xuống mặtđất, điểm tì không được lún rồi dùng lực nâng đầu kia của đòn lên, vật nặng tì lên mặtnghiêng của đòn và trượt về phía trước. Tác dụng của bắn là di chuyển vật nặng sangmột vị trí khác. Động tác sàng là kết hợp giữa bẩy nâng đầu vật nặng lên, đồng thời quay quanhđiểm tì trên mặt phẳng nằm ngang giống như động tác chèo thuyền làm cho vật nặng dichuyển đi một đoạn ngắn. Mặc dù là các động tác đơn giản nhưng sử dụng rất phổ biến trong kích kéo, dùngđể xử lý những sự cố xảy ra khi kết hợp với các thiết bị cơ giới để lao kéo hoặc nâng hạkết cấu nhịp cầu hoặc những cỗ máy rất nặng. Phải tính toán chọn đòn và bố trí điểmđặt cho thích hợp với trọng lượng và vừa sức người , đề phòng quá sức hoặc gãy đòngây 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 táclao, ví dụ như lao dầm cầu lên nhịp. Vật nặng di chuyển trên một đường đi có hướng cốđịnh và được cấu tạo sẵn gọi là đường trượt. Đường trượt là đường bằng hoặc có thể cóđộ dốc dọc với góc nghiêng α. Khi di chuyển để cho vật nặng chuyển động, ta phải tácđộng lên nó một lực sao cho thắng được các sức cản bao gồm : phân lực T của trọnglượng G theo hướng song song với mặt phẳng nghiêng và lực ma sát Fms. Nếu độ dốc làbắt buộc thì để giảm sức cản chỉ có thể giảm lực ma sát bằng cách lợi dụng các hệ số masát. Như chúng ta đã biết có hai dạng ma sát đó là ma sát trượt và ma sát lăn. Khi cự lidi chuyển ngắn có thể kéo vật nặng trượt trên mặt phẳng và trong trường hợp này phảitìm cách giảm ma sát trượt. Hệ số ma sát trượt f1 giữa hai mặt phẳng tiếp xúc bằng những vật liệu khác nhaunêu trong bảng 2-20. Theo bảng này ta thấy hệ số ma sát trượt giữa mặt thép mạ và tấmnhựa trượt Teflon là nhỏ nhất, tuy nhiên cấu tạo của đường trượt dùng tấm nhựa kháphức tạp Do vậy trong thực tế, để lao kéo trong cự ly ngắn người ta thường dùng loạiđường 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 99
  • 102. Hệ số ma sát trượt f1 Bảng 2-20 Vật liệu mặt tiếp xúc Mặt khô Mặt Bôi mỡ Thép- Thép p < 10kN/cm2 0.15 0.11 Thép –Thép p >10kN/cm2 0.25 0.12 Thép-Gỗ 0.40 0.11 Thép –bê tông 0.45 - Gỗ-Gỗ 0.62 0.15 Gỗ-bê tông 0.50 - ổ bi 0.05 - ổ bạc 0.10 - Thép mạ-nhựa Teflon 0.05 - Gỗ-nền đất 0.4 Cấu tạo của đường trượt ma sát kiểu “ bàn máp” như sau: dùng đoạn thép tiết diệnchữ U , lòng chữ U úp xuống mặt đường trượt , đường trượt là các thanh ray để đơnhoặc ghép sát nhau nối dài từ vị trí vật nặng đến địa điểm cần di chuyến đến. Hai đầuthanh thép chữ U được uốn cong lên để cho lòng máng dễ tiếp xúc với mặt ray cho nênđược gọi là thuyền trượt. Lưng của thanh thép chữ U được liên kết với đáy của vật nặngđể vật nặng cùng di chuyển cùng với thuyền trượt. Trên bề mặt tiếp xúc được bôi trơnbằng mỡ máy. 6 7 5 2 8 1 4 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 đơnvị đo chiều dài , ở trong bảng 2-21 cho là cm , hệ số này cũng phụ thuộc vào chất liệubề 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 théphoặc bằng gỗ có đường kính từ 80 đến 150mm gọi là các con lăn đặt giữa hai mặtphẳng. Khi kéo mặt phẳng trên trượt đi làm các con lăn cuốn theo. Để con lăn có thểlăn tự do, giữa chúng phải có khoảng hở nhất định. Lực ma sát còn giảm hơn nữa nếuthay các con lăn bằng những bánh xe có đường kính lớn hơn và trục của bánh xe quaytrong ổ trục là bi hoặc ổ bạc, trường hợp này gọi là lao kéo trên xe lăn, do đường kính100
  • 103. bánh nhỏ thấp và tốc độ di chuyển chậm nên kiểu xe lăn này còn gọi là xe rùa. Xethường kéo lăn trên đường ray và bánh xe làm bằng thép có gờ ôm lấy chiều rộng nấmray của đường trượt. Nếu đặt xe cố định ở một vị trí, để ngược bánh xe lên còn đườngray thì gắn vào đáy vật nặng và kéo vật nặng trườn qua các bánh xe quay liên tục thìbiện pháp như vậy gọi là lao kéo trên bàn lăn cố định áp dụng khi lao kéo vật nặng cókích thước kéo dài như kết cấu nhịp cầu. α αH×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 theocông thức : P = kG(sin α + f1 cosα ) (2-83a) Hệ số ma sát lăn f2 Bảng 2-21 BÒ mÆt tiÕp xóc ƒ2 Thép-Thép 0.05 Thép –Gỗ 0.07 Gỗ-Gỗ 0.08 Thép-Bê tông 0.06 Gỗ-Bê tông 0.07 Trong thực tế, với độ dốc dọc của đường trượt nhỏ khi kéo lực tác dụng khôngphải là lực P song song với mặt phẳng nghiêng mà là lực F tác dụng theo phương nằmngang. Lực này gồm hai thành phần, một thành phần là lực P còn một thành phần épxuống theo hướng vuông góc với mặt phẳng trượt làm tăng thêm lực ma sát, muốn làmchuyển động vật nặng cần phải tác động một lực lớn hơn lực F, do góc nhỏ nên thànhphần này có thể bỏ qua, lực kéo F xác định theo công thức : P F≈ = kG ( tgα + f1 ) = kG ( i + f1 ) (2-83b) cos α Lực kéo tác dụng lên vật nặng kéo trên các con lăn theo mặt phẳng nghiêng xácđịnh theo công thức : ⎛ cos α ⎞ P = kG⎜ sin α + f 2 ⎟ (2-84a) ⎝ d ⎠ P ⎛ f ⎞ F≈ = kG ⎜ tgα + 2 ⎟ (2-84b) cos α ⎝ d ⎠ 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 101
  • 104. nặng lao dọc trên đường trượt dốc bằng xe rùa xác định theo công thức : P = kG (sin α + f 0 cos α ) (2-85a) P F≈ = kG ( tgα + f 0 ) (2-85b) cos α ( f d + 2 f2 ) f0 = 1 (2-86) D 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 lựckéo 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 chứclao kéo bằng thủ công. Khi trọng lượng G lớn phải dùng thiết bị chuyên dụng để kéogọi là tời. Tời là một loại máy dùng để tạo nên một lực kéo tác dụng lên dây cáp, làm việctheo nguyên lý truyền động bánh răng. Dùng tời chỉ cần tác dụng một lực nhỏ nhưngkéo được vật nặng hơn, nếu kết hợp với hệ thống ròng rọc thì có thể kéo được vật cótrọng 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 vàcác 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 lượngcáp 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 cuốncáp với nhiều tốc độ. Cơ cấu hãm của tời tay bằng hai hình thức : cóc hãm và đai ma sát ( hình thứcchân phanh). Các tời điện đều hãm bằng chân phanh.102
  • 105. Hình 2.71a- Cấu tạo bàn tời1-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 pulichuyển hướng không được nhỏ hơn 11m. 2- Cố định tời : có nhiều cách, nếu đặt ổn định có thể bắt bu lông neo vàonền hoặc sàn của khung máy. Ở nơi có không gian chật hẹp thì dùng đối trọng để neo vàphổ 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 cóchãm, đối với tời điện phải khởi động số nhỏ. Thông số kỹ thuật của một số loại tời Bảng 2-22 Tời tay Tời điện Các chỉ tiêu T- T-69 T- T-78 Nhóm I Nhóm II Nhóm III 68A 102Lực kéo (kN) 10 30 50 75 10÷25 30÷80 45÷105Đường kính trống tời 180 200 270 400(mm) 150 150 220 300 349÷216 422÷284 720÷475Dung lượng cáp (m) 1,3÷0.5 1,2÷0,6 1,15÷0,5Tốc độ (m/ph) 11 17,5 19,5 24 13÷17,5 24÷28 28÷34Đường kính cáp (mm) 0,2 0,5 0,768 1,43 1,5 3,62 6,81Trọng lượng (T) - - - - 16 45 60Công suất (kW)b) Hố thế : Khi lao kéo, bàn tời đặt cố định ở một vị trí và tác động lực kéo lên vật nặng thôngqua dây cáp, trống tời cuốn dần dây cáp và kéo vật nặng di chuyển, hoặc neo bàn tờivào vật nặng và di chuyển cùng với nó, đầu dây cáp kéo được móc vào một điểm cốđịnh. Như vậy khi lao kéo vật nặng bằng tời phải có một điểm neo. Kết cấu dùng làmđiểm neo chịu tác dụng của lực kéo F. Trên công trường có thể lợi dụng những côngtrình có sẵn hoặc những vật có thể buộc hoặc móc đầu cáp để làm điểm neo. Nếu khônglợi dụng được những vị trí tự nhiên có sẵn thì phải chôn cọc xuống nền đất để làm điểmbuộc neo, những kết cấu này được gọi là hố thế. 103
  • 106. 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 sautrong mét hè ®µo cã mét v¸ch ®øng vµ mét v¸ch xiªn. Cäc neo lµ mét c©y gç tèt, r¾nch¾c hoÆc lµ ®o¹n cäc thÐp, cäc BTCT. NÕu hè thÕ sö dông t¹m thêi trong mét thêi gianng¾n ph¶i di chuyÓn ®Õn vÞ trÝ kh¸c th× cÊu t¹o cña hè thÕ nh− sau : ®µo hè trong nÒn c㮸y réng 0,5m chiÒu s©u 1,5m vµ mÆt tr−íc v¸ch ®øng, mÆt sau nghiªng 300 so víiph−¬ng th¼ng ®øng. Hè cã chiÒu dµi 2,0m theo ph−¬ng vu«ng gãc víi h−íng kÐo. §Ætcäc neo vµo ®iÓm gi÷a cña hè ®µo, nghiªng vÒ phÝa sau mét gãc 300 so víi ph−¬ng th¼ng®øng vµ dïng c¸c thanh tµ vÑt gç chÌn chÆt ë phÝa tr−íc vµ phÝa sau. Cäc neo nh« lªnkhái mÆt ®Êt 0,5m vµ lµ ®iÓm buéc ®Çu d©y c¸p. Qui c¸ch hè thÕ nµy cã thÓ chÞu ®−îclùc 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, cÊut¹o cña hè thÕ thÓ hiÖn trong h×nh 2.71b, qui c¸ch hè ®µo, cäc thÕ vµ cäc tùa thèng kªtrong b¶ng 2-23 , trong ®ã H – kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm buéc c¸p ®Õn ®¸y hè, L- chiÒu dµigç ngang ,a1- kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm buéc c¸p ®Õn ®iÓm tùa cña gç ngang trªn, a2- kho¶ngc¸ch tõ ®Øªm tùa ngang trªn ®Õn ®iÓm tùa ngang d−íi, n1- sè thanh gç trßn ®−êng kÝnhtÝnh b»ng22 mm, n 2- sè thanh tµ vÑt Qui cách hố thế đứng đơn Bảng 2-23 Gỗ ngang Gỗ ngang Trọng tải a1 a2 H L dưới trên F (kN) (cm) (cm) (cm) (cm) (mm) (mm ) n1 n2 n1 n2 20 50 90 160 200 1 - 1 - 30 50 120 200 200 - 1 2 2 50 50 120 200 200 - 1 3 3 100 60 120 200 200 - 5 3 3 Khi cần lực neo lớn người ta nối liên tục hai hoặc ba hố thế đơn thẳng hàng vớinhau gọi là hố thế kép hoặc hố thế ba ( hình 2.71 c) , qui cách của hố thế kép gỗ tròn cóthể tham khảo bảng 2-24. Trong đó ý nghĩa các kích thước a,b,H và L tương tự nhưtrong hố thế đơn , ∅A ,∅B - đường kính gỗ chắn ngang trên và dưới, d- khoảng cáchđiểm 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 củagỗ ngang trên :104
  • 107. M = F .a1 (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 cọcneo. Qui cách hố thế (đứng) kép Bảng 2-24Trọng Hố A Hố B d tải F a1 a2 HA LA ∅A b1 b2 HB LB ∅B (cm) kN (cm) (cm) (cm) (cm) (mm) (cm) (cm) (cm) (cm) (mm) 30 50 90 150 100 22 50 90 160 100 18 90 40 50 90 150 100 25 50 90 160 100 20 90 50 50 90 150 100 26 50 90 160 120 22 90 Hố thế nằm có cấu tạo hố đào tương tự nhưhố thế đứng nhưng thanh neo đặt nằm dọc theo ∅10chiều dài của hố và chôn sâu dưới đáy hố. Để nốivới điểm móc cáp trên mặt đất dùng một đoạn dây ∅24 ∅dbuộc vào cọc neo làm quai và dẫn lên mặt đấttheo một rãnh đào xiên một góc 300 so vớiphương nằm ngang. Dưới tác dụng của lực kéo F, thanh neo vừa bị nhổ lên vừa ép vào thành hốthế. Để giảm áp lực ép lên đất nền của thành hốngười ta dùng gỗ cây bổ đôi hoặc gỗ ván làmthành vách chắn phía trước không cho cọc ép trựctiếp lên đất nền. Phía trên thanh neo cũng dùngván chặn lên rồi đổ lấp đất đá và đầm chặt. Vớilực kéo lớn dùng quai hai nhánh dẫn lên mặt đất. Qui cách hố thế nằm có chắn có thể thamkhảo bảng 2-25 , hoặc xác định theo tính toán. Hỡnh 2.73- Hố thế nằm cú chắn. 105
  • 108. Trong bảng t là chiều sâu cọc chắn đóng vào đáy nền của hố thế. Số thanh neo bó lại vớinhau thành tổ hợp cùng chịu lực. Qui c¸ch hè thÕ n»m cã ch¾n B¶ng 2-25 F H t Cäc Gç Cäc L (kN) (cm) (cm) neo ch¾n ch¾n (cm) 150 250 50 3∅24 4∅20 2∅20 270 200 275 50 3∅24 4∅20 2∅20 350 400 350 50 4∅24 5∅20 3∅22 400- TÝnh hè thÕ n»m : + §iÒu kiÖn æn ®Þnh chèng nhæ : Gd + T > k y N 2 (2-88) Gd- träng l−îng cña ®Êt lÊp hè thÕ tÝnh tõ líp ®Êt trªn mÆt thanh neo trë lªn a+b Gd = HLhγ (2-89) 2 T- lùc ma s¸t gi÷a mÆt v¸n ch¾n vµ nÒn ®Êt ®¾p : T = f1 N1 C¸c ph©n lùc nhæ vµ lùc Ðp vµo thµnh hè : N 2 = F sin α (2-90a) N1 = F cos 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 : N σ = 1 ≤ [σ ] (2-91) η Fep 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) Áp lực cho phép của nền đất hố thế Bảng 2-26 [σ] [σ] 2 2 Loại nền daN/cm Loại nền daN/cm 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÷0,5106
  • 109. Kích thước của thanh neo xác định theo điều kiện độ bền của thanh làm việc chịuuốn, 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 ròngrọc chuyển hướng, còn nếu để cố định bàn tời thì hố thế bố trí ở phía sau tời và dùngmột 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 thicông cầu còn sử dụng những dạng neo khác như neo trọng lực , cọc thế và cọc neo dạnglỗ 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 vàtrọng lượng tời có tác dụng chống lật và tăng ma sát giữa đế tời với đất nền, còn lực masát và lực cản của cọc neo do áp lực bị động của đất phía trước cọc có tác dụng chốngkéo trượt khi tời làm việc. Loại neo trọng lực hay sử dụng trong lao kéo dùng để cố địnhbàn 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 đượcxác định theo công thức : Fh G = 1, 5 ( 2-92) b 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 gỗtốt, rắn chắc đường kính từ 18 đến 33cm, hoặc cọc thép hình đóng sâu vào trong nền, 107
  • 110. các cọc nghiêng về phía sau một góc 15÷300 so với phương thẳng đứng. Có thể đónghai, 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. Qui cách cọc thế bằng gỗ Bảng 2-27 Cọc đơn Cọc đôi Cọc ba áp lực Lực kéo a b đất cho F(kN) (cm) (cm) c1 d1 c2 d2 c3 d3 phép (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (MPa) 10 30 150 40 18 - - - - 1,5 15 30 150 40 20 - - - - 2,0 20 30 150 40 26 - - - - 2,8 30 30 150 40 20 90 22 - - 1,5 40 30 150 40 22 90 25 - - 2,0 50 30 150 40 24 90 26 - - 2,8 60 30 150 40 20 90 22 90 28 1,5 80 30 150 40 22 90 25 90 30 2,0 100 30 150 40 24 90 26 90 33 2,8 Qui cách cọc thế bằng thép hình ( chỉ dùng cọc đơn) Bảng 2-28 Kích thước Lực Loại tiết diện hoặc số hiệu Chiều dài kéo F cọc của tiết diện cọc (m) ( kN) (mm) 30 ống thép 219/8 25 30 Thép chữ [ 22 24 50 Thép chữ [ 27 26,5 30 Thép chữ H 18 25 50 Thép chữ H 22 29,5c) 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 choviệc 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 tiêncác sợi bện thành từng tao, sau đó các tao bện lại thành sợi cáp. Ở giữa sợi cáp có mộtlõi bằng thép hoặc bằng sợi hữu cơ.108
  • 111. Dây cáp được sản xuất theo nhiều chủng loại, để sử dụng từng loại cáp vào đúngmục 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. 109
  • 112. 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 tẩmdầu, loại này mềm, chống rỉ tốt nhưng không chịu được áp lực cao ép vào lõi. Lõiamiăng chịu nhiệt độ cao nhưng cứng khó uốn. Lõi thép mềm : chịu áp lực tốt , nhưngcứng khó uốn. Đặc trưng cơ bản của dây cáp là đường kính danh định và tổng lực kéo đứt chophép [P]. Khi cần đảm bảo lực kéo S phải chọn loại dây cáp đường kính danh định làd(mm) và lực kéo đứt [P] theo công thức kinh nghiệm sau : S= [ P] (2-93) k k- hệ số an toàn lấy bằng 5. S = 0,1d 2 (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 thànhnhững đoạn dây ngắn gọi là dây treo dùng để treo khi cẩu nâng vật nặng. Khi dùng cácdây 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 cóccáp ép chặt lại. Các cóc cáp bố trí cách nhau một khoảng đều là 5 lần đường kính củadây cáp, cóc hãm cuối cùng cách cóc hãm trước nó 50cm và đoạn cáp này được đểchùng.110
  • 113. ≥5∅ ≥0,5m ≥5∅ ≥0,5m ∅ ≥5∅ 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 cáchcấu 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 vòngkhuyết, để bảo vệ dây và định hình vòng khuyết người ta dùng máng cáp bằng thép bảndập thành rãnh uốn theo hình bầu dục ôm lấy đoạn cong trong lòng vòng khuyết đệmcho dây cáp khỏi mòn và gẫy. Khi dùng vòng máng cáp, lực kéo đứt [P] của dây cáptriết 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 thamkhảo những số liệu trong bảng 2-29 trong đó các kí hiệu kích thước nêu ở trong hìnhvẽ 2.78. Bảng 2-29d cáp Kích thước cóc cáp (mm)(mm) A B a C ∅ 9-12 54 34 12 24 1013-15 65 40 14 31 1216-17 75 45 16 35 1618-19 80 52 16 37 1620-21 85 52 16 40 1622-24 92 60 20 45 2024-28 100 60 22 49 2029-34 110 70 24 58 2235-37 120 80 24 63 24 Khác với cóc là bắt chặt ép chập hai đầu cáp lại với nhau và cố định cùng với đoạndây cáp, trong khi cẩu nâng người ta dùng một vòng thép chữ U có chốt ngang tháo ra 111
  • 114. được gọi là ma ní để cố định đầu cáp, hãm các nhánh cáp không cho chúng tách xa nhauvà 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- chốtngang 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 : P = Sk1 k 2 ( 2-95) P Duyệt cường độ của một nhánh : σ= ≤ mR (2-96) 2 Fn PL Duyệt cường độ của chốt ngang chịu uốn : σ = ≤ mRu (2-97) 4W P Duyệt cường độ chịu cắt của chốt ngang : σ = ≤ mRc (2-98) Fc P Duyệt cường độ chịu ép mặt của ma ní: σ= ≤ mRcm (2-99) 2δ d c k1,k2-hệ số vượt tải và lệch tải lấy bằng 1,1 Fn=πd2n/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 haibản má kết hợp với các bulông và ống hạn vị làm thành hộp chứa bánh xe. Trục bánhxe quay trong ổ bi hoặc ổ bạc. Bản má được tăng cường thêm các thanh nẹp để treo móccẩu ở phía dưới , phía trên có quai để treo khi bảo quản. Loại ròng rọc chỉ có một bánhxe dùng để chuyển hướng kéo và loại nhiều bánh xe dùng để làm thành bộ múp. Loạiròng rọc cố định không dùng móc cẩu mà dùng vòng khuyết hoặc chốt quay , còn ròngrọc di động thường có lắp móc cẩu.112
  • 115. 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 cápquanh rãnh của bánh xe rồi kéo ngoặt sang hướng khác sẽ thay đổi được hướng kéo màvẫn giữ nguyên chiều tác dụng lên vật nặng. Để không làm gập dây cáp, đường kính củabánh xe phải bằng hoặc lớn hơn 18d , trong đó d là đường kính dây cáp. Khả năng chịulực của ròng rọc có thể xác định theo công thức kinh nghiệm : D2 [ P] = (kN) (2-100) 160D- 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 côngthức : P = k0 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 xechúng ta được một loại máy đơn giản có tác dụng giảm lực kéo theo nguyên lý bảo toàncông gọi là múp. Múp gồm một bộ ròng rọc cố định neo vào một điểm tại vị trí đích 113
  • 116. muốn di dời vật nặng đến và bộ ròng rọc di động móc vào vật nặng và cùng di chuyểnvới 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 địnhtheo công thức : k= ( ) η η n −1 (2-102) η −1 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. Q Khi chọn múp phải đảm bảo điều kiện: k ≥ T 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) ( ) k (η − 1) = η η n − 1 thay η=0,96 vào công thức trên ta có: 0,04k − = η n −1 0,96 1 − 0, 0417 k = 0,96n Giá trị bên trái luôn lớn hơn 0 vì k bằng và lớn hơn 1, thay giá trị của k vào vàlogarit hóa hai vế ta được : ln (1 − 0, 0417k ) n≥ ln 0,96 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 nằmngang trên mặt đất chuyển thành tư thế thẳng đứng mà cần cẩu không thực hiện được,114
  • 117. đó là biện pháp kéo dựng. Những ví dụ về kéo dựng trong thi công cầu phải kể đến làlắp dựng cột giá búa, lắp dựng cột tháp bằng thép của cầu treo và cầu dây văng khẩu độvừa, cất dựng thân vòm. Trong xây dựng dân dụng áp dụng biện pháp này để dựng cộttháp , cột điện , cột ăng ten cao. .. Trong kéo dựng, kết cấu được cấu tạo sao cho có thể quay quanh một điểm gọi làkhớp tạm, điểm này nằm ngay tại chân đế khi kết cấu đã dựng lên. Khớp tạm được cấutạo gồm chốt tạm và bản má chôn sẵn có lỗ để lắp chốt hoặc chỉ đơn giản là điểm tìchống trượt. Để kéo được kết cấu đang ở tư thế nằm ngang , lực kéo phải có phương tạo vớitrục của kết cấu một góc kẹp từ 300 trở lên. Muốn như vậy phải có điểm cố định ở phíatrên 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 thẳngđứng độc lập với kết cấu, có các dây văng gọi là dây giằng gió neo về các hướng để giữổn định vị trí ban đầu cho cột. Ngược lại với chiều tác dụng của lực kéo là dây neo giữcho cột không đổ về phía kết cấu. Dùng múp một đầu móc lên đỉnh cột, một đầu mócvào một vị trí nửa trên so với trọng tâm của kết cấu. Dùng tời kéo để nâng kết cấu lênbằng cách quay quanh khớp tạm. Thông qua ròng rọc chuyển hướng để hướng kéo củatời theo phương thẳng đứng. Khi kết cấu gần đạt đến vị trí thẳng đứng thì dùng tời hãmkéo 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. γ β α ω ϕ l 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 tácdụng lên nhánh múp xác định theo công thức: Gl0 Pn = (2-103) H sin β − lk cos β Pn có giá trị lớn nhất khi ϕ=0 và góc β xác định theo công thức : L +l tg β = c k (2-104) H −h -Lực tác dụng lên dây neo : sin β Pp = Pn (2-105) sin γ 115
  • 118. - Lực tác dụng dọc theo cột buồm là hợp của các lực sau: N = Pn k1k2 cos β + Pp cos γ + nv Rv sin α + S n + Gc k1 + Gn k1 (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 : GD T= (2-107) 2 H T cos ω 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 Tỉ lệ Giá Kích thước kích thước trị giới hạn Chiều cao cột H H/L0 1,8- Khoảng cách từ hố thế đến Lneo/L0 3,0 cột tháp Lneo Lc/L0 4,0- Vị trí buộc cáp LC 6,0 1,3- 2,0 Biện pháp thứ hai là dùng cột phụ , kéo dựng kết cấu kiểu cất vó. Biện pháp nàyphải chế tạo một cột phụ gắn tạm vào chân của kết cấu và nối đỉnh cột với điểm buộccáp trên kết cấu bằng dây cáp. Tời và múp móc vào đỉnh cột phụ và kéo về phía dựngkết cấu. Biện pháp này áp dụng khi kéo dựng những kết cấu có chiều cao.116
  • 119. β γ ω ϕ Hình 2.84- Sơ đồ tính toán kéo dựng kết cấu bằng cột phụ. - Lực tác dụng lên nhánh kéo : GL0 Pp = (2-108) H sin β -Lực tác dụng lên nhánh múp : Pp sin β Pn = (2-109) sin γ -Lực tác dụng dọc theo cột phụ : N = Pp k1k2 cos β + Pn cos γ + Gth k1 + Gn k1 (2-110) G.D - Lực hãm : T= (2-111) 2 H T cos ω Kích thước hợp lý của cột phụ Bảng 2-31 Kích thước Tỉ lệ Giới hạn Chiều cao H/L0 1,4- cột phụ H Lneo/L0 2,4 Khoảng cách Lc/L0 5,0- từ hố thế đến cột phụ 7.0 Lneo 1,3- Vị trí buộc 1,4 cáp LC2.7.5- 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 chạybằng động cơ điện. Pa lăng xích hoạt động theo nguyên lý dùng lực kéo nhỏ để kéo vật nặng-lợi vềlực nhưng thiệt về đường đi, truyền động bằng bánh răng và trục vít vô tận. Dây kéobằng xích. Sử dụng biện pháp hãm bằng cóc và ép ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc. 117
  • 120. Pa lăng điện có trống cáp và kéo bằng cáp, di chuyển dọc theo xà ngang là dầmchữ 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 điện2.7.6- Kích nâng:a) Các loại kích : Kích là thiết bị dùng để nâng, hạ vật nặng và có thể di chuyển vật nặng trên mộtcự 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.118
  • 121. Hình 2.86- Cấu tạo kích vít(a), kích răng(b) và kích thủy lực (c) Tính năng kỹ thuật của kích vít Bảng 2-32 Lực Chiều cao Chiều Đường nâng có thể đặt cao kính chân (kN) kích (cm) giương đế kích (cm) (cm) 30 30 13 13 50 51 30 14,8 100 58,5 33 18 150 61 35 22 200 67 29 - 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) 38 - 42 - - 88 Chiều cao giương kích (cm) 25 15 25 15,5 15,5 60 Đường kính pitông (cm) 7 13 12,5 18 25 34 Thời gian kích ( phút) 15 15 25 25 25 25Biện phápsử dụng kích thủy lực: 1- Đế kích phải đặt trên đệm chắc và bằng phẳng. Đĩa kích đặt đúng trọng tâm củađáy vật nặng. Nếu dùng nhóm kích thì các kích đặt đối xứng qua trục trọng tâm củamặt 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 ởđáy 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 mớikích thật sự. 5- Chỉ nên kích cao đến 2/3 chiều cao của pitông. Kích đến đâu lắp vòng găng bảohiểm 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. 119
  • 122. 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 caođáy kích2.7.7-Chồng nề: Chồng nề là kết cấu dùng để kê tạm các vật nặng trước khi đặt lên điểm kê chínhthức. 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 lớptrên cắt ngang lớp dưới, hoặc bằng tà vẹt gỗ là phổ biến. Các thanh tà vẹt gỗ xếp từnglớp 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 đáychồng 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 thanhở 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, chiềudài 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 vịtrí 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 : k1k2 ( ( a × b × L ) mγ + P ) R= (2-112) n 3- Kiểm tra cường độ chịu ép của tà vẹt :120
  • 123. R σ= ≤ [σ ] (2-113) b2 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 thép16- 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 ? 121
  • 124. 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.122
  • 125. CHƯƠNG IIICÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ TRONG THI CÔNG CẦU3.1- 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 dựnglên trong thời gian thi công và được tháo dỡ sau khi công trình đã hoàn thành để hỗ trợvà 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 cácgiai 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 vàcó 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 khôngkém 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 thicông. - Chống đỡ công trình chính trong giai đoạn công trình chính chưa có khả năngchịu 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 sụpđổ ngay trong giai đoạn thi công. Công trình phụ trợ không đủ cứng sẽ ảnh hưởngnghiêm trọng đến chất lượng công trình thi công trên nó, đặc biệt là đối với kết cÊu bªt«ng. Mét sµn c«ng t¸c kh«ng ch¾c ch¾n sÏ ¶nh h−ëng ®Õn tiÕn ®é vµ chÊt l−îng thùchiÖn c«ng viÖc. Thêi gian dµnh ®Ó l¾p dùng vµ th¸o dì c«ng tr×nh phô trî còng n»m trong tiÕn ®échung 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«ngtr×nh. ViÖc gi¶m gi¸ thµnh ph¶i trªn c¬ së ®¸p øng ®−îc c¸c yªu cÇu sö dông.3.2- ph©n lo¹i c¸c c«ng tr×nh phô trî. C¸c c«ng tr×nh phô trî ®−îc ph©n ra c¸c 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 trÝc¸c trô trong giai ®o¹n thi c«ng. CÇu t¹m cã thÓ nèi hai bªn bê võa phôc vô vËn chuyÓncho thi c«ng võa ®Ó ®¶m b¶o giao th«ng. NÕu cÇu t¹m chØ phôc vô cho ®i l¹i,vËn chuyÓnthñ 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 kÕtcÊu nhÞp ch−a cã kh¶ n¨ng chÞu ®−îc träng l−îng b¶n th©n, vÝ dô ®µ gi¸o dïng cho ®æ bªt«ng t¹i chç dÇm chñ, ®µ gi¸o dïng cho ®æ bª t«ng xµ mò trô, ®µ gi¸o dïng cho l¾p r¸pt¹i chç dÇm thÐp, dµn thÐp... - Trô t¹m : cã vai trß lµm trô ®ì trong mét thêi h¹n nhÊt ®Þnh. Trô t¹m lµ bé phËncña cÇu t¹m vµ ®µ gi¸o hoÆc cã thÓ lµ mét kÕt cÊu ®éc lËp dïng ®Ó t¹m thêi ®ì kÕt cÊunhÞp chÝnh trong giai ®o¹n thi c«ng.114
  • 126. - 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. C¸c c«ng tr×nh nµygåm 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 ®Þnhthµnh v¸ch hè mãng hoÆc ta luy nÒn ®µo, nÒn ®¾p. Tuú theo cÊu t¹o mµ kÕt cÊu nµy cãtªn 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−ícth©m nhËp vµo trong khu vùc thi c«ng bÖ mãng. Vßng v©y th−êng kÕt hîp víi líp bªt«ng ng¨n kh«ng cho n−íc th©m nhËp vµo hè mãng tõ phÝa d−íi nÒn gäi lµ líp bª t«ngbÞt ®¸y. - C«ng tr×nh phô trî c«ng t¸c kÝch kÐo : ®ã lµ hÖ thèng ®−êng tr−ît, mòi dÉn, hèthÕ, 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, s¾tthÐp. CÊu t¹o cña c«ng tr×nh phô trî cã thÓ dïng lo¹i cã kÕt cÊu ®Þnh h×nh ®Ó sö dôngnhiÒu 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 c¸c 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, khithiÕt kÕ c¸c 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 c¸c chi tiÕt, s¬ ®å truyÒn lùc rârµng, dÔ x¸c ®Þnh néi lùc vµ kiÓm so¸t ®−îc c¸c b−íc tÝnh to¸n. Trong khi l¾p dùngnh÷ng c«ng tr×nh phô trî nh− ®µ gi¸o, sµn c«ng t¸c th−êng hay tËn dông vËt liÖu vµ thªmvµo nh÷ng ®iÓm gi»ng chèng, nh−ng ph¶i l−u ý mét ®iÒu r»ng kh«ng ph¶i cø thªm ®iÓmchèng hay ®iÓm gi»ng vµo cho kÕt cÊu lµ kÕt cÊu v÷ng ch¾c thªm lªn, mµ nhiÒu khi cãt¸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 thÓmang v¸c thñ c«ng, liªn kÕt b»ng bul«ng hoÆc chèt, ph¶i t