Thi cong ven bo

7,186
-1

Published on

2 Comments
5 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total Views
7,186
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4
Actions
Shares
0
Downloads
619
Comments
2
Likes
5
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Thi cong ven bo

  1. 1. ĐẠI HỌC HÀNG HẢI KHOA CÔNG TRÌNH THỦY BÀI GIẢNG ĐẠI HỌC MÔN THI CÔNG CHUYÊN MÔN. Ban hành lần 1 Biên soạn Kiểm tra Phê duyệtTrưởng bộ môn CTC Phó trưởng bộ môn Phó CN KhoaThS Đoàn Thế Mạnh ThS Bùi Quốc Bình TS Đào Văn Tuấn.Nguyễn Trọng Khôi HẢI PHÒNG 2/3/2005
  2. 2. Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Bài giảng Thi công chuyên môn là tài liệu cơ bản cho sinh viên đại học chuyênngành Công trình thuỷ - Trường Đại học Hàng Hải, có thể làm tài liệu tham khảo cho cáckỹ sư tư vấn, thiết kế, thi công công trình cảng – đường thuỷ. Phần kỹ thuật thi công cơbản (như công tác đào đất, công tác bêtông và bêtông cốt thép, công tác thép – gỗ) đượctrình bày trong cuốn giáo trình “ Công tác đất và thi công bêtông toàn khối”. Thi công công trình Cảng – đường thuỷ là môn khoa học – công nghệ luôn chútrọng kinh nghiệm và cũng luôn luôn đòi hỏi được đổi mới để đạt hiệu quả cao đảm bảochất lượng công trình, an toàn và kinh tế. Vì vậy, những kiến thức trong bài giảng này chỉlà những kiến thức cơ bản, cần luôn gắn bó với thực tế sản xuất và cập nhật các tiến bộkhoa học mới để mở rộng và hoàn thiện thêm. Khi soạn bài giảng này, chúng tôi có sử dụng một số tài liệu chuyên ngành có liênquan của các bạn đồng nghiệp. Do nhiều hạn chế, bài giảng này không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong đượcđộc giả nhiệt tình đóng góp ý kiến. Người biên soạn Th.S Đoàn Thế Mạnh LNĐ-1
  3. 3. Danh mục ký hiệu DANH MỤC KÝ HIỆUN Năng suất của bãi đúct1 Thời gian bảo dưỡng đến khi có thể cẩu chuyển ra bãi chứat2 Thời gian lắp đặt ván khuônV Khối lượng bêtông đúc trong một chu kỳf Diện tích đáy của một khối bê tôngk Hệ số xét đến khoảng hở cần thiết giữa các khối bêtông và đường vận chuyểnN Số lượng đoạn cọc đúc trong một ngàyt Thời gian cần thiết để lắp dụng ván khuôn, đặt cốt thép, đúc cọc, bảo dưỡng cho đến ngày đạt cường độ để chuyển ra bãi chứal Chiều dài của đoạn cọcb Chiều rộng của cọcb1 Khoảng cách giữa hai cọck Hệ số kể đến đường đi lại và khoảng trống cần thiết khácn Số tầng cọct1 Thời gian cần thiết để cọc tầng dưới đạt 25% cường đột Thời gian đúc và bảo dưỡng tầng cọc trên cùngh Chiều cao của búab Chiều cao nâng búac Chiều cao thiết bị treo búa (ròng rọc, móc cẩu, dây cáp)a Chiều cao mạn khô của phaoCTĐáy Cao trình mặt đất ở đáy khu nước đóng cọcS Độ lún của đợt đóng cuối cùngn Số nhát búa đóng trong đợt cuối cùnge Độ chốiF Diện tích tiết diện cọcQ Trọng lượng bộ phận xung kích của búaH Chiều cao rơi của bộ phận xung kíchq Trọng lượng của cọcq1 Trọng lượng của mũ cọc, đệm cọcPgh Tải trọng giới hạn của cọcW Năng lượng xung kích của búaP Sức chịu tải của cọck Hệ số thích dụng của búaN Lực siết bulôngf Hệ số ma sátR Cường độ của thép làm bulôngγ Hệ số điều kiện làm việc DMKH-1
  4. 4. Danh mục ký hiệuDANH MỤC KÝ HIỆU............................................................................ DMKH-1 DMKH-2
  5. 5. Chương 1. Đặc điểm thi công các công trình thủy công Chương 1 ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY1.1. Đặc điểm thi công1.1.1. Đặc điểm của công trình Các công trình thường chịu tải trọng lớn cho nên kích thước kết cấu công trình rấtlớn, đòi hỏi có phương tiện vận chuyển, cẩu lắp có công suất lớn, thời gian xây dựngthường kéo dài. Các công trình thường có dạng chạy dài và đơn điệu nên có thể sử dụng các kết cấuđúc sẵn một cách dễ dàng và thuận lợi. Do có dạng chạy dài và đơn điệu nên có thể sử dụng phương pháp thi công cuốnchiếu làm dứt điểm từng phân đoạn để đưa vào sử dụng. Các công trình chỉnh trị sông thường có dạng giống nhau và kéo dài trên một đoạnsông nên cần phải lập một trình tự thi công hợp lý phát huy tác dụng từng đợt để sao chokhông ảnh hưởng đến dòng chảy và không ảnh hưởng đến nhau trong quá trình thi công.1.1.2. Đặc điểm thi công trong và trên mặt nước Các công trình thuỷ công cũng như các công trình chỉnh trị đều chịu ảnh hưởng củanước nên gặp rất nhiều khó khăn do nước gây nên. Vì vậy khi thi công các công trìnhthuỷ công cần phải nghiên cứu và vận dụng các phương pháp thi công hợp lý để giảm bớtảnh hưởng của nước để sao cho vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, chất lượng công trình, tiếnđộ thi công, hạ giá thành xây dựng.1.1.3. Đặc điểm thi công trong điều kiện tự nhiên phức tạp1.1.3.1. Trong điều kiện địa chất yếu Các công trình thuỷ công nằm trên nền địa chất yếu nên khả năng chịu lực của nềnlà rất nhỏ, bởi vậy khi xây dựng các công trình này phải quan tâm đến sự gia tải trên nềnđất: tiến độ thi công công trình, biện pháp thi công, ổn định của các công trình lân cận.1.1.3.2. Điều kiện sóng gió Sóng gió làm cho các phương tiện thi công bị chao đảo nghiêng ngả và làm việc rấtkhó khăn, nó ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian thi công, đến sự hoạt động neo đậu củaphương tiện, đến độ chính xác của công tác cẩu lắp. Cho nên khi tiến hành thi công cầnphải lựa chọn phương tiện, biện pháp neo đậu, thời gian thi công cho thích hợp.1.1.3.3. Vùng thi công chịu ảnh hưởng của sự dao động mực nước Sự dao động mực nước trên sông, trên biển là một yếu tố khách quan biến đổi phứctạp. Vì vậy cần phải tìm hiểu để có thể lợi dụng hoặc khắc phục các ảnh hưởng của sựdao động này trong quá trình thi công.1.1.3.4. Tính chất ăn mòn Trong nước thường có các chất ăn mòn các loại vật liệu xây dựng (như sắt, thép …).1-1
  6. 6. Chương 1. Đặc điểm thi công các công trình thủy công1.1.3.5. Ảnh hưởng của dòng chảy1.2. Tổ chức thi công1.2.1. Xây dựng cảng công trình1.2.1.1. Mục đích - Là nơi cho các phương tiện thuỷ neo đậu. - Là nơi để phục vụ cho việc bốc xếp các loại vật tư, phương tiện từ trên bờ xuống dưới nước và ngược lại. - Là một bãi chứa vật liệu, gia công cấu kiện đúc sẵn.1.1.2.2. Yêu cầu - Có khu nước thuận lợi cho việc neo đậu, đi lại của phương tiện. - Có đủ diện tích, kích thước phần đất trên bờ để bố trí bãi. - Có đủ điều kiện cung cấp điện, nước, nhiên liệu... - Kết cấu đơn giản, giá thành thấp, dễ xây dựng.1.2.2. Xây dựng bãi chế tạo cấu kiện1.2.2.1. Mục đích Làm nơi gia công các cấu kiện bằng bêtông, bêtông cốt thép, thép cũng như các chitiết cần thiết khác cho công trình.1.2.2.2. Yêu cầu - Cần kết hợp chặt chẽ với cảng công trình. - Có đủ diện tích, kích thước, khả năng cung cấp điện nước, đường vận chuyển.1.2.3. Mở công trình khai thác vật liệu Thi công các công trình thuỷ công đòi hỏi một khối lượng vật tư rất lớn đặc biệt làcác loại vật tư đơn giản, cát, đá, đất. Vì vậy cần phải tìm hiểu các nguồn cung cấp ở địaphương, nếu cần phải mở công trường khai thác vật liệu vì điều này có ý nghĩa rất lớnđến giá thành thi công, tiến độ thi công. Để mở công trường khai thác vật liệu cần phải làm như sau: - Điều tra về vị trí, trữ lượng, chất lượng và điều kiện khai thác vật liệu đó; - Xây dựng quy mô khai thác; - Xây dựng các đường vận chuyển, các loại phương tiện vận chuyển; - Xin giấy phép khai thác.1-2
  7. 7. Chương 2. Đo đạc và định vị công trình Chương 2 ĐO ĐẠC VÀ ĐỊNH VỊ CÔNG TRÌNH2.1. Các khái niệm chung2.1.1. Khái niệm Công tác đo đạc, định vị công trình là công tác căn cứ vào bản vẽ thiết kế để thểhiện được vị trí và kích thước của công trình ở trên mặt đất.2.1.2. Nội dung Cắm mốc của tuyến thiết kế công trình, các điểm chi tiết, xác định cao độ các bộphận của công trình nhằm phục vụ cho công tác thi công, theo dõi biến dạng trong quátrình thi công. Việc xây dựng các mốc vị trí và cao độ cần phải đảm bảo độ chính xác theo yêu cầuvì nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thi công sau này, điều này phụ thuộc rất lớnvào điều kiện máy móc và đội ngũ cán bộ công nhân đo đạc.2.1.3. Các yêu cầu Lập bình đồ tổng thể khu vực xây dựng, trên đó có ghi mạng lưới đo đạc quốc giavà xây dựng các mốc được gắn với mạng lưới đo đạc đó, ghi rõ các tuyến cơ bản, tuyếnchính, tuyến cơ sở. Bản thuyết minh công tác đo đạc, ghi rõ tài liệu xuất phát, phương pháp đo, độchính xác đạt được. Bảng thống kê các điểm đo, các mốc phải được đặt ở những vị trí mà trong thi côngkhông bị ảnh hưởng.2.2. Xác định vị trí của công trình trên mặt bằng Xác định vị trí của công trình trên mặt bằng là một công việc đầu tiên phải làm củangười thi công trên công trường. Công tác định vị trí mặt bằng của công trình gồm có: - Xác định các tuyến ngang và tuyến dọc của công trình; - Xác định kích thước không chế của công trình.2.2.1. Xác định tuyến ngang và tuyến dọc của công trình2.2.1.1. Phương tiện đo đạc2.2.1.2. Công tác cụ thể Đặt các mốc cơ bản và lập tuyến cơ bản. Mốc cơ bản là mốc được thiết kế bàn giao.Mốc này được gắn cao độ và tọa độ với hệ thống đo đạc quốc gia hoặc một hệ tọa độ giảđịnh. Lập các tuyến chính là các tuyến được lấy từ mốc cơ bản đến tuyến cơ sở của côngtrình.2-1
  8. 8. Chương 2. Đo đạc và định vị công trình Hình 2.1. Xác định tuyến ngang, tuyến dọc của công trình. VD: Hình vẽ trên: I, II, III: là các mốc cơ bản; I-II, I-III, II-III: là các tuyến cơ bản(đường nối giữa các mốc cơ bản). Đặt các tuyến cơ sở chính là tuyến hình của công trình, tuyến cơ sở nối các mốc cơsở; đặt các mốc phụ, các tuyến phụ để phục vụ cho công tác thi công. Tuyến cơ sở được lấy như sau: Bảng 2.1. Vị trí tuyến cơ sở của một số dạng công trình. Loại công Vị trí tuyến STT Mô tả - hình vẽ trình cơ sở Hố móng đào Đường tim, 1 trên cạn hoặc đường mép dưới dưới nước. của hố móng. Đường tim, Lớp đá đổ đường mép trên 2 hoặc lớp đệm hố hoặc mép dưới móng. của lớp đá đổ. Đường tim 3 Nền cọc. ngang, tim dọc của các hàng cọc.2-2
  9. 9. Chương 2. Đo đạc và định vị công trình Đường tim Nhà cửa, kho 4 ngang, tim dọc tàng. của tường, cột. Kè đá đổ, đá Đường tim, 5 xây, đất đắp. đường mép trên. Tim tường và Bến tường 6 mép ngoài cùng góc, tường chắn. bản đáy Tim dường 7 Đường triền triền và tim đường ray Tim ụ, âu, tim 8 Ụ tàu, âu tàu tường, mép trong của tường. * Các vấn đề cần lưu ý: a. Thông thường các mốc cơ bản đã được định vị khảo sát bàn giao kèm theo tọa độ và cao độ. Khi thi công ta cần phải tính toán các góc giao hội bằng hệ thức lượng trong tam giác hoặc các phép đo đạc. b. Từ các tài liệu trên ta đi xác định các mốc A, B, C qua hai công tác: * Nội nghiệp: Xác định các góc giao hội. * Ngoại nghiệp: Giả sử cần xác định điểm B, đặt máy thứ nhất tại II và đặt máy thứ hai tại III.2-3
  10. 10. Chương 2. Đo đạc và định vị công trình Hình 2.2. Công tác ngoại nghiệp. - Máy 1, quay máy về III, nhắm chính xác rồi quay bàn độ về 0. Sau đó quay ngược máy làm một góc α 1 được tia IB. - Máy 2, quay về I, nhắm chính xác rồi quay bàn độ về 0, sau đó quay thuận chiều kim đồng hồ một góc α 2 được tia IIIB. - Muốn đi mia chính xác, quay máy một góc 1800 với hướng IB, lấy điểm cắm cờ mốc cho người đi mia ngắm tia IB đi đến khi máy hai gặp mia là được. - Dựng hệ tọa độ để định vị công trình, sau khi xác định được hệ tọa độ căn cứ vào các yếu tố hình học của công trình để xác định được tất cả các vị trí cần thiết: các điểm khống chế, tọa độ đầu cọc... - Trường hợp gốc tọa độ và các trục của hệ tọa độ ở những vị trí không thuận lợi cho việc đặt máy ta phải di chuyển hệ trục tọa độ đó. - Đặt các mốc thi công, các mốc này phải đảm bảo yêu cầu: không ngập nước, đủ diện tích thao tác, không bị ảnh hưởng trong quá trình thi công, phải thông hướng. c. Để tránh phải đo đạc nhiều lần và gây nhầm lẫn trong thi công, khi triển khai và xác định tuyến cơ sở thì nên lấy tuyến cơ bản của công trình trùng với tuyến mép ngoài của công trình. d. Từ tuyến cơ bản của công trình ta đi xác định tuyến hình của công trình thông qua công tác nội nghiệp và ngoại nghiệp. ở công tác nội nghiệp ta dùng phương pháp tọa độ vuông góc để tính toán. ở công tác ngoại nghiệp sử dụng máy kinh vĩ, tiêu, thước thép để xác định vị trí. e. Từ tuyến cơ sở nếu thấy cần thiết thì xác định thêm các tuyến phụ để định vị các bộ phận riêng lẻ hoặc các chi tiết của công trình.2.2.2. Xác định kích thước ngang, kích thước dọc của công trình2.2.2.1. Phương tiện Máy kinh vĩ, máy thuỷ bình, tiêu, thước thép, mia.2.2.2.2. Các chú ý - Đo mặt bằng thi công không bằng phẳng nên phải khắc phục sai số khi đo bằng thước thép.2-4
  11. 11. Chương 2. Đo đạc và định vị công trình - Để các mốc thẳng tuyến thì trong quá trình đổ mốc nên đóng các cọc tạo thành màng dây chữ thập phục vụ cho việc chôn mốc, khi chôn xong thì kiểm tra lại. Hình 2.3. Chôn mốc. - Các điều kiện nâng cao độ chính xác của công tác đo đạc thì cần được vận dụng triệt để.2.2.3. Đo cao độ2.2.3.1. Thiết bị Máy thuỷ bình, máy kinh vĩ, mia, thước thép, dây dọi, livô, thước đo nước (có dạngmia cắm xuống nước để theo dõi sự dao động của mực nước, áp dụng để xác định mựcnước khi thi công và xác định cao trình đáy khi nạo vét đào hố móng trong nước).2.2.3.2. Các chú ý - Cách đo cao. - Các mốc để đo cao là các mốc quốc gia hoặc mốc được dẫn truyền từ mốc quốc gia do cơ quan thiết kế bàn giao. Với mỗi một công trình nên có từ hai mốc đo cao trở lên để tiện cho việc đo đạc và kiểm tra. - Các mốc nên gắn cả tọa độ và cao độ.2.2.4. Công tác kiểm tra, đo đạc trong quá trình thi công Công tác đo đạc đóng một vai trò quan trọng trong quá trình thi công, các mốc phụcvụ cho công tác này dễ bị xê dịch do các hoạt động thi công: vận chuyển, đào, đắp đất...Để đảm bảo độ chính xác của quá trình đo đạc thì các mốc cần phải được kiểm tra thườngxuyên. Trong trường hợp bình thường, quy định thời hạn kiểm tra mốc như sau: - Các mốc tuyến cơ bản: 3 đến 4 tháng kiểm tra một lần. - Các mốc cơ sở: 1 tháng kiểm tra một lần. - Các mốc phụ: 10 đến 15 ngày kiểm tra một lần. - Thước đo nước: 15 đến 30 ngày kiểm tra một lần. - Trường hợp các mốc bị biến dạng thì kiểm tra lại ngay.2.2.5. Độ chính xác đo đạc và sai số cho phép Muốn đo đạc được chính xác thì cần phải: - Định vị máy chính xác.2-5
  12. 12. Chương 2. Đo đạc và định vị công trình - Đặt máy phải cao hơn mặt đất từ 1 ÷ 1.5m để tránh hơi nước bốc lên làm sai lệch đường ngắm. - Tiêu ngắm phải thẳng đứng và có đường kính phù hợp với khoảng cách đo. Sai số trong công tác đo đạc không được vượt quá giới hạn cho phép trong bảngsau: Bảng 2.2. Giới hạn sai số trong công tác đo đạc. Điểm Sai số tuyến đo đạc ứng với chiều dài tuyến cuối của Loại Hướng hướng công tuyến đo đo trên 200 400 600 800 1000 trình đạc mặt bằng CT ± 50 ± 1’’ 1/2000 1/4000 1/6000 1/800 1/1000 bến mm CT ± 250bảo vệ ± 2’’ 1/800 1/1600 1/2400 1/3200 1/4000 mm bờ2-6
  13. 13. Chương 3. Thi công nền lót công trình Chương 3 THI CÔNG NỀN LÓT CÔNG TRÌNH3.1. Đào hố móng Đào hố móng là công việc đầu tiên để thi công nền lót. Trước khi đào phải làm cáccông việc sau đây: - Đo đạc: để lên được cao độ mặt bằng khu đất đào và vẽ được mặt cắt ngang từ đó xác định được khối lượng, đối chiếu với các tài liệu của đơn vị thiết kế, nếu thấy có sự sai khác thì cần có biện pháp xử lý kịp thời. - Nghiên cứu điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn để lựa chọn thiết bị, tổ chức phương án thi công, dự kiến thời gian thi công. - Cắm tiêu giới hạn khu vực đào, cắm thước đo nước và nghiên cứu đảm bảo an toàn giao thông trên khu vực đào. Trong quá trình thi công đào hố móng có thể sử dụng các phương tiện sau: tàu cuốc,tàu hút bùn, tàu cuốc một gầu, tàu cuốc nhiều gầu (thích hợp với đất chặt, đá lẫn cuội sỏi,đá yếu), tàu hút (đối với nền đất yếu như bùn cát, lớp nạo vét dày, khối lượng nhiều và cónơi phun thải đất thuận lợi, nó thường được sử dụng đào hố móng kết hợp với san lấp mặtbằng). Trong trường hợp nếu vướng đá phải dùng phương pháp nổ mìn hoặc sử dụng máyxúc. Chú ý: - Trong quá trình đào phải thường xuyên kiểm tra kích thước mặt bằng hoặc cao độ bằng cách lập sẵn các trắc ngang, dùng sào, rọi để kiểm tra. - Tuỳ theo tính năng của phương tiện và kiểm tra địa chất mà xác định ra chiều dày của mỗi lớp đào, chiều dày này thường lấy từ 0,5 ÷ 2,5m với tàu hút và là 0,5 với tàu cuốc. - Khi đào sát các công trình hiện có cần phải theo dõi sự ổn định của nó, xét thấy cần thiết thì phải hạn chế khu vực đào hoặc phải có các biện pháp bảo vệ thích hợp. - Hố móng sau khi đào xong phải phù về kích thước, cao độ cũng như tính chất của đất theo thiết kế. Sai số về cao độ tuỳ theo loại phương tiện mà có thể sâu hơn từ 15 ÷ 20cm. Trong trường hợp phải lấy mẫu đất ở hố đào để kiểm tra lại có phù hợp với thiết kế hay không. Trường hợp khi chưa đào đến cao độ thiết kế mà gặp lớp đất tốt hoặc đến cao độ thiết kế mà gặp lớp đất yếu không đảm bảo kỹ thuật thì phải báo ngay cho đơn vị thiết kế để điều chỉnh thiết kế cho phù hợp. - Vì một lý do nào đó mà phải đào sâu hơn cao độ thiết kế thì căn cứ vào tính chất của đất nền và loại kết cấu công trình ở bên trên mà bù đắp lại cho bằng phẳng. Với nền đất thì phải bù đắp lại bằng cát, sỏi, đá; với nền đá thì phải bù đắp lại bằng bêtông. - Trong trường hợp nổ mìn, để đào hố móng thì phải cho thợ lặn xuống kiểm tra, căn cứ vào tình hình thực tế kiểm tra mà có biện pháp xử lý phù hợp.3-1
  14. 14. Chương 3. Thi công nền lót công trình - Sau khi đào hố móng xong phải tổ chức nghiệm thu và xây dựng ngay các công trình bên trên.3.2. Thi công nền lót bằng đá hộc3.2.1. Nguyên tắc chung Nền lót ở dưới công trình là một lớp đệm bằng đá hộc, cát sỏi. Nó được sử dụngphổ biến trong các công trình bến trọng lực, đê chắn sóng, triền tàu. Vật liệu làm nền lót là đá mắc ma không bị nứt nẻ, phong hoá và có cường độ Rd ≥ 300kg / cm 2 . Đá thích hợp làm nền lót là đá chưa bị phân cấp, sắc cạnh, có trọnglượng từ 15 ÷ 100kg/viên. Để giảm bớt độ lún của nền lót thì phải có một lớp đáy bằng sỏi, đá dăm, cát đượcbố trí theo nguyên tắc tầng lọc ngược. Trong quá trình xây dựng công trình bên trên, nềnlót sẽ bị lún do sự sắp xếp lại của đá và do nền đất bên dưới bị lún, vì vậy phải có độ caodự trữ phòng lún, độ dự trữ của nền đất được tính toán còn độ dự trữ của lớp lót căn cứvào kinh nghiệm của các công trình đã xây dựng và được lấy như sau: e = (4 ÷ 8)%.H đốivới các công trình bến trọng lực hoặc tường chắn sóng kiểu tường đứng. Hình 3.1. Mô hình lún nền lót. Với công trình bị nén lệch tâm thì ở phía trước có độ lún lớn hơn từ 10 ÷ 20% chiềudày lớp lót. Để giảm độ lún khi xây dựng công trình ta cần phải đầm nén tạm thời nền lót. Công việc thi công lớp lót bao gồm các giai đoạn như sau: - Tiến hành đổ đá. - San sơ bộ và lèn chặt. - San bằng mặt trên và mặt dưới.3.2.2. Công tác đổ đá nền lót Có thể thực hiện bằng phương tiện nổi hoặc phương tiện trên cạn. Khi đổ đá bằng phương tiện nổi ta có thể sử dụng các loại xà lan mở đáy, xà lan mặtboong hoặc các phương tiện vận tải. Việc lựa chọn một phương tiện nào đó phụ thuộcvào khối lượng đá đổ, trình độ cơ giới hoá, độ sâu khu nước,..3-2
  15. 15. Chương 3. Thi công nền lót công trình Hình 3.2. Các phương tiện đổ đá 1. Phao; 2. Buồng chứa đá; 3. Cửa đáy; 4. Hệ thống tời - puly; 5. Thùng đá, rọ đá; 6. Buồng phao. - Sử dụng xà lan mở đáy: Ưu điểm: thao tác nhanh, năng suất đổ đá cao, tuy nhiên đá bị đổ thành đống nêntốn nhiều công san. Nhược điểm: chỉ đổ đá được ở những lớp dưới (có độ sâu lớn). - Sử dụng xà lan mặt boong: Có thể đổ đều đá, để tăng năng suất và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, người ta còn sử dụng các thùng chứa đá có dung tích từ 2 ÷ 10m3 kết hợp với cần trục để đổ đá hoặc sử dụng cần trục móc gầu ngoạm để đổ. Trường hợp khối lượng đá ít hoặc lớp đổ mỏng có thể sử dụng nhân lực để ném đá. Chú ý: - Để đổ đá được đúng vị trí, đúng kích thước, đúng cao độ cần phải cắm các cọc tiêu giới hạn khu vực đổ, phân chia khu vực đổ thành từng ô để tiện điều chỉnh. - Lập các trắc ngang để thường xuyên theo dõi, các trắc ngang này được đặt cách nhau 2m. Điểm đo trên trắc ngang cách nhau 2m. - Khi thi công phần trên cạn (hào, bệ của triền; phần gốc kè...) có thể sử dụng các loại phương tiện trên cạn như ôtô tự đổ, xe goòng, khi đó cần phải làm các đường, cầu dẫn tạm thời hoặc cầu phao để phương tiện di chuyển.3.2.3. Công tác đầm Mục đích của công tác đầm là làm chặt nền lót đồng thời làm tăng độ lún của nềnđất dưới nền lót, từ đó làm giảm độ lún khi xây dựng các công trình bên trên.3.2.3.1. Dùng đầm chày cơ giới Đầm chày cơ giới làm bằng thép có trọng lượng 4 ÷ 8T, diện tích đáy là 1m2 đượcmóc vào cầu trục. Trước khi đầm nền lót được san sơ bộ để các viên đá không chênh lệchnhau quá 30cm. Khi đầm tại 1 điểm đầm từ 2 ÷ 4 nhát, bước dịch chuyển bằng 1/2 đường kính đầm.Nền lót được chia thành nhiều lớp, mỗi lớp không được dày quá 1,5m và được đầm hailần. Khi đầm dùng cần trục nâng cao đầm từ 2 ÷ 3m rồi lại thả tự do. Các kích thước của3-3
  16. 16. Chương 3. Thi công nền lót công trìnhkhu vực đầm phải mở rộng hơn kích thước thiết kế ít nhất 1m. Quá trình đầm cần kiểmtra độ lún bằng các trắc ngang theo các lưới đo 1x1m. Hình 3.3. Đầm chày cơ giới.3.2.3.2. Dùng khối xếp nén ép tạm thời Có thể sử dụng phương pháp này để làm lún các nền lót trong công trình kiểu trọnglực. Người ta sử dụng luôn khối xếp của công trình để nén ép. Dưới tác dụng của trọnglượng các khối xếp, nền lót sẽ bị lún. Tuy nhiên để đảm bảo nén ép tốt thì cần nghiên cứutính chất của đất để lập được biểu đồ quan hệ giữa tốc độ tăng tải và độ lún theo thời gianđể khống chế tải trong nén. Hình 3.4. Biểu đồ quan hệ P~S.3-4
  17. 17. Chương 3. Thi công nền lót công trình3.2.3.3. Đầm chấn động Hình 3.5. Đầm chấn động. 1. Đế đầm; 2. Đệm gỗ; 3. Ống đầm; 4. Quả đầm; 5. Dây cáp; 6. Cần trục; 7. Phao nổi. Đế đầm có kích thước 1,4m x 1,4m, trọng lượng quả đầm là 5T, chiều cao nâng búalà 5m. Khi đầm yêu cầu độ phủ của đầm là 25cm, độ sâu đầm tối đa là 17m với độ chênhlệch không quá 2,5cm. Quá trình theo dõi được thực hiện bằng hệ thống định vị toàn cầuGPS. Ngoài loại đầm chấn động mà ta nêu trên, người ta còn sử dụng loại đầm cố địnhđặt trên phao. Hình 3.6. Đầm cố định trên phao. Độ sâu làm việc của loại đầm này lớn nhất là 14,5m và nhỏ nhất là 3,7m. Phao cósức chở 300T và có kích thước b x h x l = 9 x 15 x 2 (m). Đế đầm có tiết diện hìnhvuông. Năng suất đầm là 100m2/ca. Trước khi đầm người ta đổ đá cao hơn cao độ thiếtkế từ 5 ÷ 20% chiều cao lớp đầm. Chiều dày gia tăng này được lấy phụ thuộc vào đặcđiểm của nền đất và cấp phối của đá. Khi đầm, các bước đầm đè lên nhau ít nhất 20cm.3-5
  18. 18. Chương 3. Thi công nền lót công trìnhTrước khi đầm, mặt đá phải được san với độ chính xác ± 20cm. Để kiểm tra ta cần lậpcác trắc ngang cách nhau 2m và các điểm đo cách nhau 1m.3.2.4. Công tác san Đá đổ làm nền lót bằng các phương tiện thuỷ hoặc bộ có độ chênh lệch rất lớn vềcao độ. Quá trình đổ cho dù được theo dõi thật kỹ cũng chỉ đạt được độ chính xác 30cm.Sai số đó không phục vụ được cho công tác đầm chặt và xây dựng các công trình trên đó.Vì vậy tuỳ thuộc vào các công trình bên trên mà người ta chia ra các cấp san như sau: - Cấp 1 (san rất kỹ ) : sai số cho phép ± 3cm; - Cấp 2 (san kỹ) : sai số cho phép ± 8cm; - Cấp 3 (san sơ) : sai số cho phép ± 20cm. San sơ được sử dụng cho các lớp lót dưới những khối bêtông đổ tại chỗ hoặc máidốc kè đá đổ. San kỹ được sử dụng cho các lớp đệm của các công trình đê chắn sóng, phía trên cóđặt các khối bêtông lớn. San rất kỹ được sử dụng cho các công trình bằng khối xếp, tường góc lắp ghép,thùng chìm hoặc mái dốc của lớp đệm là lớp lót của những khối bêtông bảo vệ bờ. Với san sơ và san kỹ có khối lượng lớn thì phải dùng tàu san để thi công, còn lớpsan khối lượng ít hoặc san rất kỹ có thể sử dụng thợ lặn san bằng tay.3.2.4.1. Tàu san sơ Hình 3.7. Tàu san sơ 1. Buồng công tác; 2. Hệ thống tời – cáp – puly; 3. Cần nâng; 4, 7. Dây giữ cần san; 5. Cần san; 6. Phao; 8. Lưỡi san; 9. Ống trượt; 10. Hệ thống tời – cáp – neo. * Nguyên lý làm việc: - Đưa tàu vào tuyến công tác, dùng hệ thống tời - cáp - neo để điều chỉnh cần san đúng cao độ thiết kế.3-6
  19. 19. Chương 3. Thi công nền lót công trình - Tàu di chuyển khi san là nhờ hệ thống tời - cáp - neo còn di chuyển xa phải dùng tàu kéo. * Tính năng kỹ thuật của phương tiện: - Độ sâu thi công : 2 ÷ 4m. - Tốc độ san : 3 ÷ 4m/phút. - Năng suất : 200m2/ca. - Điều kiện công tác : sóng cấp 2, gió cấp 5. - Độ chính xác : ± 10 ÷ 15cm. Chú ý: Nếu thi công ở vùng có mực nước thay đổi phải đặt thước đo nước để tiệntheo dõi, điều chỉnh cần san lên xuống kịp thời đảm bảo cao trình mặt san theo đúngthiết kế.3.2.4.2. Tàu san kỹ Hình 3.8. Tàu san kỹ. 1. Xà lan chở đá; 2. Máy xúc; 3. Phễu đựng đá; 4. Ống gắn với lưỡi san; 5. Xe nâng; 6. Bệ đỡ xe nâng; 7. Đường ray; 8. Tời kéo bệ; 9. Xà lan; 10. Hệ thống tời – cáp – neo; 11. Lưỡi san; 12. Buồng công tác.3-7
  20. 20. Chương 3. Thi công nền lót công trình Hình 3.9. Tàu san kỹ (thi công tại Cảng Cái Lân – Quảng Ninh). * Nguyên lý làm việc: - Đưa xà lan vào vị trí san, dùng hệ thống tời - cáp - neo số 10 để cố định. - Dùng xe nâng để điều chỉnh cao độ lưỡi san và dùng hệ thống tời – cáp – puli số 8 để di chuyển bệ làm cho lưới san di chuyển theo. Hình 3.10. Tàu san kỹ. 1. Bệ tì; 2. Lưỡi san; 3. Dàn thép; 4. Hệ tời – cáp – neo; 5. Phao; 6. Cáp treo dàn thép; 7. Buồng công tác; 8. Thùng chứa đá; 9. Tời. * Nguyên lý làm việc: - Phao số 5 được ghép bởi hai phao có khoảng hở ở giữa cho phép đổ đá từ buồng số 8. Phao được di chuyển đến vị trí san bằng tàu lai còn di chuyển trong quá trình san là nhờ hệ thống tời - cáp – neo. - Trước khi san người ta phải dùng thợ lặn san trước một diện tích 50m2 làm mặt chuẩn để hạ bệ tì. Mặt đá trước khi được san kỹ phải được san sơ và có cao độ thấp hơn cao độ thiết kế từ 40 ÷ 50cm. Trong quá trình san tiếp tục thả đá từ buồng chứa đá, di chuyển lưỡi san để san bằng đá rồi mới tiếp tục đổ.3-8
  21. 21. Chương 3. Thi công nền lót công trình * Tính năng kỹ thuật của phương tiện: - Độ sâu thi công tối đa : 20 m. - Tốc độ san : 3 ÷ 5 m/phút. - Năng suất : 150 m2/ca. - Điều kiện công tác : sóng cấp 1, gió cấp 5.3.2.4.3. San rất kỹ Được thực hiện với những lớp đệm có diện tích bề mặt 100 ÷ 200 m2. Cách san như sau: - Dùng thợ lặn kết hợp với thiết bịo đo đạc để đóng các cọc tiêu cách nhau 10 ÷ 15m. - Dùng dây căng qau các cọc tiêu để lam thanh cữ dọc theo chiều san cách nhau 5 ÷ 6m, cao độ mặt trên của thanh cữ được lấy bằng cao độ thiết kế + sai số dương cho phép. Sau khi kiểm tra nếu đạt yêu cầu phải cố định lại cho chắc chắn. Hình 3.11. San rất kỹ. 1. Cữ dọc; 2. Cọc tiêu; 3. Cữ ngang; 4. Mặt lớp lót được san. - Dùng thợ lặn kéo thanh số 3 trượt trên thanh số 2, vừa kéo vừa kiểm tra để điều chỉnh lớp đá. Chú ý: San ở trên mặt nghiêng cũng tương tự như san ở mặt bằng, chỉ khác cao độnhững thanh cữ dọc.3-9
  22. 22. Chương 4. Thi công các công trình bằng khối xếp Chương 4 THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH BẰNG KHỐI XẾP4.1. Khái niệm chung Các khối xếp bằng bêtông được sử dụng nhiều trong các công trình bến trọng lực,đê chắn sóng, kè hướng dòng và các công trình bảo vệ bờ. Các khối bêtông được sản xuấthàng loạt trong các công xưởng bêtông đúc sẵn và được phân thành các loại như sau: - Loại thông thường : 10 ÷ 100 (T); - Loại khối lớn : 100 ÷ 400 (T); - Loại khối rỗng : > 400 (T); - Loại khối có hình dạng kỳ dị. Thi công các công trình bằng khối bêtông đúc sẵn có ưu điểm là thời gian thi côngnhanh, việc chế tạo được thực hiện trong các công xưởng nên chất lượng tốt. Tuy vậy đểxây dựng được các công trình này đỏi hỏi điều kiện địa chất phải tốt, việc thi công nền lótkhó khăn, các phương tiện vận chuyển cẩu lắp phải lớn.4.2. Sản xuất khối bêtông4.2.1. Nguyên tắc xây dựng bãi đúc Nhiệm vụ của bãi đúc bêtông là phải bốc dỡ, tích trữ, bảo quản các loại vật liệu (cát,đá, ximăng, gỗ, sắt thép,...) đồng thời gia công các loại vật liệu đó chế tạo thành các cấukiện, bảo dưỡng, chứa đựng, vận chuyển các cấu kiện từ nơi sản xuất đến các phươngtiện vận chuyển. Như vậy, nguyên tắc xây dựng bãi là phải đảm bảo các yêu cầu nêu trên. Nó phải đủdiện tích, kích thước và các cơ sở vật chất kỹ thuật cần thiết: cấp điện, cấp nước, đườngvận chuyển, bến tiếp nhận vật liệu, nơi sản xuất cấu kiện, kho chứa thiết bị,... Các yêucầu này là phụ thuộc vào yêu cầu sản xuất (khối lượng đúc, thời gian sử dụng, yêu cầutiến độ,...).4.2.2. Các loại bãi đúc4.2.2.1. Bãi đúc không có yêu cầu vận chuyển nội bộ Loại bãi đúc này được bố trí ngay sát bờ sông hoặc bờ biển và nằm trong bán kínhhoạt động của cần trục nổi hoặc cần trục trên bờ cho phép cẩu khối đúc từ bãi đúc xuốngphương tiện vận chuyển. Bãi đúc này sử dụng khi đúc các cấu kiện bêtông khối lớn.4.2.2.2. Bãi đúc có vận chuyển nội bộ Được xây dựng ở xa vị trí tuyến bến xuất. Các khối đúc được vận chuyển từ bãi đúclên các phương tiện vận chuyển đem đến bến xuất rồi mới đem cẩu xuống xà lan. Loại bãi đúc này được sử dụng để đúc các cấu kiện có trọng lượng < 40T cho phépcác phương tiện đường bộ chuyên chở được dễ dàng. Trường hợp đúc các cấu kiện cóchiều dài lớn cần chú ý đến bán kính cong của đường vận chuyển.4-1
  23. 23. Chương 4. Thi công các công trình bằng khối xếp Trên bãi đúc cần bố trí các khu vực chứa vật liệu, gia công kết cấu, kho tàng thiếtbị, các đường vận chuyển, bãi đúc, bãi chứa một cách hợp lý, đảm bảo thuận tiện an toàntrong quá trình chế tạo, vận chuyển. Trên bãi đúc, nếu khối lượng cấu kiện đúc lớn cần phải bố trí bãi chứa để tích trữcấu kiện. Khi bêtông cấu kiện đạt 75% cường độ thì cẩu đặt ra bãi chứa. Nếu trường hợpkhối đúc ít thì không cần bố trí bãi chứa. Nếu điều kiện cho phép cũng có thể đúc cấukiện thành 2 tầng. Kết cấu nền bãi đúc được bố trí như sau: - Đổ một lớp cát đen đầm chặt dày 10 ÷ 15cm. - Đổ một lớp đá dăm dày 10 ÷ 15cm. - Phủ một lớp bêtông dày 5cm, độ lồi lõm không quá 5mm. * Diện tích bãi đúc: Căn cứ để tính diện tích bãi đúc là khối lượng bêtông, thời gian sử dụng: V = N (t1 + t 2 ) (4.1) Trong đó: N _ Năng suất của bãi đúc; t1 _ Thời gian bảo dưỡng đến khi có thể cẩu chuyển ra bãi chứa ( t1 = 8 ÷ 14 ngày); t 2 _ Thời gian lắp đặt ván khuôn; ⇒ (t1 + t 2 ) : Chu kỳ đúc; V _ Khối lượng bêtông đúc trong một chu kỳ. Diện tích bãi đúc được xác định theo công thức: F1 = k .V . f (m2) (4.2) Trong đó: f _ Diện tích đáy của một khối (m2). k _ Hệ số xét đến khoảng hở cần thiết giữa các khối bêtông và đường vận chuyển ( k = 1.5) Diện tích bãi đúc bêtông bao gồm cả bãi chứa vật liệu kho tàng là: F2 = (5 ÷ 8).F1 (4.3)4.2.3. Đúc khối bêtông4.2.3.1. Các loại khối4-2
  24. 24. Chương 4. Thi công các công trình bằng khối xếp Hình 4.1. Khối có móc cẩu. Hình 4.2. Khối có khấc Hình 4.3. Khối có móc cẩu chữ T. Với những khối có trọng lượng nhỏ hơn 24T, người ta thường dùng móc cẩu thépCT3 φ = 16 ÷ 24mm , bố trí từ 3 đến 4 móc cẩu, mặt trên móc cẩu phải bằng mật của khốibêtông nên tại vị trí đó phải khoét lõm có kích thước đủ để luồn cáp hoặc maní. Với những khối bêtông có trọng lượng rất lớn (từ 40T trở lên) thì người ta sử dụngkhối có móc cẩu chữ T.4.2.3.2. Các quy định về kích thước khối Quy định trong các tiêu chuẩn thiết kế.4.2.3.3. Ván khuôn Ván khuôn có thể làm bằng gỗ hoặc thép hoặc cả gỗ và thép. Các yêu cầu với ván khuôn: - Ván khuôn phải đảm bảo đủ cứng: f 1 1 ≤ ÷ l 300 400 - Ván khuôn phải đảm bảo về hình dạng và kích thước của khối bêtông, đảm bảo độ bền vững không bị biến dạng trong quá trình thi công. - Đảm bảo độ kín khít để không mất nước bêtông. - Tháo lắp dễ dàng, có thể sử dụng nhiều lần.4-3
  25. 25. Chương 4. Thi công các công trình bằng khối xếp Trong quá trình tính toán thiết kế ván khuôn cần chú ý: - Tính toán độ bền và độ ổn định của các thanh, các tấm. - Cần kiểm tra độ biến dạng của các chi tiết liên kết giữa các tấm ván thành với nhau đặc biệt là chi tiết tạo mộng lồi, mộng lõm. - Đối với các khối có móc cẩu chữ T người ta xử lý như sau: Ván khuôn là các tấm bằng gỗ hoặc bằng thép được cố định trong khung sửờn bằng thép góc và được chia thành 4 tấm cho các mặt bên của khối. Các tấm này được liên kết với nhau bằng bulông thông qua các bản mã. Để tạo lỗ chữ T người ta cũng làm ván khuôn gồm hai phần. Hình 4.4. Móc cẩu chữ T.4.2.3.4. Đổ khối bêtông Trước khi đổ bêtông cần kiểm tra về ván khuôn và cốt thép, kiểm tra vật liệu trướckhi đổ, kiểm tra về thiết bị, nhân lực. Khi đã hội tụ đầy đủ các yếu tố cho phép có thể tiến hành đổ bêtông. Với các khốibêtông có kích thước lớn, có bố trí cốt thép thích hợp có thể độn thêm đá hộc theo quyphạm.4.2.4. Cẩu và vận chuyển các khối bêtông4.2.4.1. Cẩu bằng dây xích hoặc dây cáp Được sử dụng với các khối có khấc và khối có móc cẩu. Trước khi cẩu phải tiếnhành kích khối khỏi mặt bãi.4.2.4.2. Cẩu bằng đòn gánh Hình 4.5. Cẩu khối bêtông bằng đòn gánh.4-4
  26. 26. Chương 4. Thi công các công trình bằng khối xếp Được sử dụng để cẩu các khối có móc chữ T. Thao tác: Điều chỉnh cần trục để đưa đòn gánh vào vị trí các khối. Đưa móc cẩu chữT vào các lỗ đã để sẵn trên khối và hạ xuống đáy. Dùng nhân lực xoay móc ẩu chữ T mộtgóc 900 thì thanh ngang chữ T phía dưới sẽ gài qua hai thanh thép chữ I đã chôn sẵn ởđáy khối. Sau đó nhấc đòn gánh lên, đưa khối đến vị trí rồi hạ xuống.4.2.5. Xếp khối bêtông Hình 4.6. Xếp khối bêtông. 1. Xếp theo từng lớp; 2. Xếp theo phân đoạn; 3. Xếp theo kiểu bậc thang.4.2.5.1. Xếp theo từng lớp Xếp theo suốt chiều dài bến, xếp xong lớp này rồi mới đến lớp trên. Xếp kiểu nàycó ưu điểm là tải trọng tác dụng lên nền đất tăng chậm phù hợp với nền cát hoặc nền đấtyếu, đơn giản trong công tác tổ chức thi công, đúc, vận chuyển, cẩu lắp. Tuy nhiên nó cónhược điểm là không thể thi công theo dạng cuốn chiếu, các công việc không thể kế tiếpnhau một cách liên tục nên khó khăn trong việc điều động phương tiện, nhân lực, thiết bịvật tư, thời gian thi công kéo dài.4.2.5.2. Xếp theo phân đoạn Xếp các khối so le với nhau từng khối một theo chiều dài bến. Xếp theo kiểu này thìtải trọng tăng lên trên nền đất nhanh nhưng có thể áp dụng kiểu thi công cuốn chiếu, tậndụng được thiết bị, nhân lực vật tư nhưng việc điều hành thì phức tạp. * Kỹ thuật xếp khối: Các khối bêtông được vận chuyển đến khu lắp đặt bằng xà lan rồi dùng cần trục nổicẩu khối vào vị trí. Trước khi đặt khối vào vị trí phải dùng thợ lặn kết hợp với máy đođạc để định vị tuyến mặt bến, đặt các tiêu và cữ để người lái cẩu điều chỉnh vị trí củakhối trong quá trình cẩu. Chú ý: - Quá trình xếp khối bêtông phải sử dụng các cần trục nổi nên cần phải tính toán sức nâng, tầm với, vị trí neo đậu của thiết bị trong quá trình thi công để đảm bảo có thể thi công được và tránh phải di chuyển nhiều lần. - Để đảm bảo ổn định của công trình, sau khi xếp khối phải tiến hành nén ép tạm thời. Với công trình khối xếp có thể tận dụng các khối xếp của công trình làm vật gia tải.4-5
  27. 27. Chương 4. Thi công các công trình bằng khối xếp * Văn bản kỹ thuật: Trước khi xếp và sau mỗi đợt xếp các khối đều phải thực hiện các văn bản nghiệmthu theo dõi độ lún, độ sai lệch.4.2.6. Công tác đổ khối bêtông Với một số các công trình sử dụng các khối bêtông được đổ hỗn độn (đê chắn sóng,công trình bảo vệ bờ) ta có thể sử dụng xà lan mặt boong hoặc xà lan chuyên dùng, cầntrục nổi để thả các khối.4-6
  28. 28. Chương 5. Thi công cọc Chương 5 THI CÔNG CỌC5.1. Các loại cọc5.1.1 Cọc tre Cọc tre được nén ép làm chặt đất và một phần nào đó truyền áp lực của công trìnhxuống nền đất phía dưới nên trong thực tế không coi cọc tre là cọc mà chỉ coi là một giảipháp gia cố nền. Cọc tre được sử dụng ở những vùng đất luôn ẩm ướt, không được sửdụng ở những vùng đất khô hoặc khi khô, khi ướt. Cọc tre được sử dụng có chiều dài từ 3 ÷ 4m; tre phải thẳng, dày mình, có đườngkính từ 6 ÷ 10cm và phải là tre tươi. Để cọc tre đóng không bị vỡ đầu người ta cưa phẳng cách mấu khoảng 50mm, đầudưới vót nhọn.5.1.2. Cọc gỗ Được sử dụng ở những nơi luôn luôn có nước. Gỗ làm cọc tốt nhất là gỗ dẻ, muồng,thông, tràm… Gỗ làm cọc là gỗ còn tươi, có độ ẩm W ≥ 23%, dài 8 ÷ 12m, đường kính12 ÷ 20cm. Cọc được róc hết vỏ, đầu cọc được cưa phẳng và đóng đai thép rộng40 ÷ 70mm, dày 10 ÷ 12mm. Mũi vót nhọn 3 ÷ 4 cạnh để dễ đóng.5.1.3. Cọc thép Gồm hai loại là cọc thép định hình và cọc ống thép.5.1.3.1. Cọc thép định hình Cọc cừ thép là dạng cọc thép được áp dụng rộng rãi trong công trình bến tường cừ,công trình bảo vệ bờ, đê chắn sóng, làm đê quai, khi thi công các công trình thuỷ công.Nó có ưu điểm là sức chịu tải lớn, độ cứng lớn, đảm bảo ổn định và đảm bảo độ sâu. Tuynhiên nó có nhược điểm là dễ bị ăn mòn. Cọc thép được chế tạo từ các loại thép hình như thép C, I, thép góc có ưu điểm làchế tạo nhanh, khả năng chịu lực lớn, mômen kháng uốn lớn, chiều dài theo ý muốn.5.1.3.2. Cọc ống thép Cọc ống thép có nhiều loại đường kính và chiều dài khác nhau. Nó được sử dụngrộng rãi trong các công trình biển (dàn khoan). Ưu điểm của nó là có khả năng đàn hồilớn, tạo được khung lớn.5.1.4. Cọc cát Được sử dụng để gia cố nền tức là làm tăng độ chặt của đất nền và một phần nào đótruyền tải trọng của công trình xuống nền đất tốt phía dưới. Việc thi công cọc cát bằngphương pháp dùng các ống bao bằng thép để đóng vào trong đất tạo lỗ, sau đó cho cátvào trong lòng ống vừa đầm chặt cát vừa từ từ rút ống lên. Trường hợp nền đất sét thìkhông cần dùng ống bao mà dùng luôn ống đặc để đóng tạo lỗ, sau đó rút lên rồi tuồn cátvào. Ưu điểm của phương pháp này là thay nền đất yếu bằng nền đất chặt hơn, tạo rađường thấm nước cho nước thấm từ dưới lên.5-1
  29. 29. Chương 5. Thi công cọc5.1.5. Cọc bêtông cốt thép5.1.5.1. Cọc bêtông cốt thép đúc sẵn Cọc vuông 20x20 ÷ 45x45(cm): Đây là loại cọc được sử dụng rộng rãi nhất trongcác công trình xây dựng, chiều dài cọc và cạnh cọc phải đảm bảo một tỷ lệ nhất định đểkhông bị quá mảnh dễ gây nứt gãy cọc trong quá trình cẩu và vận chuyển. Mũi cọc đượcvót đều 4 cạnh, đầu cọc được gia cường 6 tấm lưới thép φ 6. Nếu cọc có chiều dài lớn thìphải chia làm nhiều đoạn. Việc bố trí móc cẩu để cẩu cọc dựa vào cơ sở mômen âm vàdương là gần như bằng nhau. Tuỳ thuộc vào giá trị mômen lớn nhất xuất hiện trong cọcmà ta có thể bố trí 1, 2 hoặc 3 móc cẩu. Cọc ống bêtông cốt thép: Là cọc có tiết diện rỗng, tròn. Loại cọc này có ưu điểm làtiết kiệm cốt thép, trọng lượng nhẹ, khả năng chịu lực tốt. Hiện nay cọc ống bêtông cốtthép ứng suất trước đã bắt đầu được sử dụng phổ biến ở Việt Nam.5.2. Tính toán bãi đúc cọc bêtông cốt thép Hình 5.1. Đúc cọc bêtông cốt thép.5.2.1. Yêu cầu của bãi đúc Tương tự như yêu cầu của bãi đúc khối xếp bêtông như đủ diện tích, kích thước, kếtcấu mặt bãi...5.2.2. Tính toán diện tích bãi đúc Ở những công trường lớn, số lượng cọc nhiều phải xây dựng bãi đúc cọc. Diện tíchbãi đúc cọc được tính theo công thức: F = k .N .t.l.(b + b1 )(m 2 ) (5.1) Trong đó: N _ Số lượng đoạn cọc đúc trong một ngày; t _ Thời gian cần thiết để lắp dụng ván khuôn, đặt cốt thép, đúc cọc, bảo dưỡng cho đến ngày đạt cường độ để chuyển ra bãi chứa (ngày); l _ Chiều dài của đoạn cọc (nếu có nhiều loại chiều dài các đoạn khác nhau thì lấy là chiều dài đoạn lớn nhất;5-2
  30. 30. Chương 5. Thi công cọc b _ Chiều rộng của cọc; b1 _ Khoảng cách giữa hai cọc; k _ Hệ số kể đến đường đi lại và khoảng trống cần thiết khác (k = 0,5) . Hình 5.2. Các cách bố trí bãi đúc. Trường hợp cọc đúc thành nhiều tầng thì khi tầng dưới đạt 25% cường độ thiết kếthì mới đúc tầng trên. Khi đó diện tích bãi đúc được tính theo công thức: N [(n − 1).t1 + t ] F = k. .l.(b + b1 )(m 2 ) (5.2) n Trong đó: n _ Số tầng cọc; k = 1,1 ; t1 _ Thời gian cần thiết để cọc tầng dưới đạt 25% cường độ; t _ Thời gian đúc và bảo dưỡng tầng cọc trên cùng. (Trong thực tế, với các công trình lớn người ta không sử dụng phương pháp này).5.3. Thiết bị đóng cọc5.3.1. Các thiết bị đóng cọc - Búa treo: Là một quả nặng bằng kim loại, trọng lương từ 500 ÷ 2000kG được buộc bằng dây cáp và treo lên giá cao. Dùng tời điện kéo cáp để nâng búa lên độ cao từ 2,5 ÷ 4m rồi thả rơi tự do lên đầu cọc. - Búa hơi đơn động: áp dụng nguyên lý thuỷ lực, ngày nay ít sử dụng. - Búa hơi song động: ít sử dụng. - Búa Diezel: trình bày trong phần sau. - Búa rung: - Nén cọc: Nén tĩnh bằng các khối bêtông lớn nhờ trọng lượng bản thân của các khối bêtông.5-3
  31. 31. Chương 5. Thi công cọc Để đóng được cọc người ta phải dùng một bộ thiết bị bao gồm quả búa, giá búa,thiết bị đặt giá (xe xích, phao) và các thiết bị phụ trợ khác (mũ cọc, máy đo đạc).5.3.2. Búa Diezel5.3.2.1. Cấu tạo Hình 5.3. Búa Diezel. 1. Thanh ngang trên; 2. Xi lanh; 3. Pittông; 4. Bầu dầu; 5. Van bơm dầu; 6. Thanh ngang dưới; 7. Mũ ôm đầu cọc; 8. Dây cáp treo; 9. Cọc. Búa Diezel hoạt động theo nguyên tắc đốt cháy nguyên liệu của động cơ đốt trong.Nó có ưu điểm là trọng lượng nhỏ, khi làm việc không cần nguồn nguyên liệu cung cấptừ bên ngoài. Nếu cọc mảnh đóng vào đất mềm, cọc xuống nhanh, nhiên liệu không cháyhết thì búa sẽ không nổ được hoặc khó nổ.5.3.2.2. Nguyên lý hoạt động Dùng tời 8 kéo pittông 3 lên cao đến một độ cao nhất định rồi thả tự do. Do ở đáypittông được khoét lõm ôm khít lấy đầu bầu dầu nên khi pittông rơi tự do thì không khí bịnén chặt lại rất nhanh sinh ra nhiệt lượng lớn đồng thời khi van số 6 bơm dầu vào buồngđốt gặp nhiệt độ cao sẽ gây cháy. Do buồng đốt kín nên sẽ tạo ra một áp lực lớn đẩyngược pittông lên phía trên đồng thời sinh ra một phản lực tác dụng vào thanh ngangkhác truyền qua cọc để nén cọc xuống phía dưới. Xilanh lên cao rồi lại rơi tự do xuống đểlạp lại chu kỳ như trên. Khi đóng cọc ở vùng đất yếu, cọc xuống nhanh nhưng hiệu quả của búa kém, nhiênliệu không cháy hết tạo ra áp suất nhỏ, pittông không thể lên được độ cao cần thiết nênbúa không nổ được.5-4
  32. 32. Chương 5. Thi công cọc5.3.3. Giá búa Hình 5.4. Giá búa đóng cọc. Phao; 2. Máy phát điện; 3. Cabin công tác; 4. Tời điều khiển búa; 5. Tăng đơ; 6. Giá búa; 7. Quả búa; 8. Cọc; 9. Hệ thống tời - cáp – neo. Hình 5.5. Đóng cọc bằng búa đóng cọc đặt trên xà lan. Giá búa có nhiệm vụ treo cọc và dẫn hướng cho búa và cọc trong quá trình đóng cọccho đúng với vị trí và độ xiên như thiết kế. Giá búa có hai loại là giá búa trên cạn và giá búa dưới nước. - Giá búa trên cạn: Dùng để đóng cọc ở trên cạn. Giá di chuyển theo đường ray hoặc trên xe bánh xích. Cũng có thể dùng giá búa trên cạn để đóng cọc ở dưới nước nhưng khi đó phải dùng hệ sàn đạo đóng trêm mặt nước cho giá búa di chuyển. Giá búa này được sử dụng phổ biến trong các công trình xây dựng cầu đường, nhà cửa. - Giá búa trên phao (tàu đóng cọc): Giá búa này được đặt trên xà lan và được di chuyển bằng hệ thống tời – cáp – neo.5-5
  33. 33. Chương 5. Thi công cọc5.4. Công tác đóng cọc5.4.1. Di chuyển giá búa5.4.1.1. Di chuyển giá búa trên cạn Giá búa có chiều cao lớn, khi di chuyển dễ bị mất ổn định. Do vậy khi di chuyển nóthường được di chuyển trên ray hoặc bánh xích. Nếu di chuyển trên bánh xích thì tính cơđộng cao nhưng khi đó phải đảm bảo được đường di chuyển cho phương tiện. Nếu giábúa đặt trên ray thì nền đường phải được lu lèn chặt, lắp đặt hệ thống ray - tà vẹt sao chođộ chênh lệch của đỉnh ray không quá 2cm để đảm bảo ổn định trong quá trình đóng cọc.Để tăng tốc độ đóng cọc, người ta phải lắp đặt nhiều ray tương ứng với các hàng cọc. Giábúa di chuyển từ hàng ray này sang hàng ray khác là nhờ đường nối hoặc kích nâng giá,quay bánh xe di chuyển sang đường mới. Hình 5.6. Di chuyển giá búa trên cạn.5.4.1.2. Di chuyển giá búa dưới nước Tàu đóng cọc có từ 4 ÷ 6 neo, vừa có nhiệm vụ giữ tàu ổn định trong quá trình đóng,vừa có nhiệm vụ di chuyển tàu từ vị trí cọc này sang vị trí cọc khác. Chú ý: Dù giá búa trên cạn hay dưới nước thì trong quá trình đóng và di chuyểnphải đảm bảo sao cho trọng tâm của búa nằm đúng tim cọc còn hướng của thanh dẫntrùng với hướng thiết kế của cọc.5.4.2. Sơ đồ di chuyển của giá búa và trình tự đóng cọc5.4.2.1. Các sơ đồ đóng cọc - Sơ đồ hàng chạy dài: được áp dụng cho công trình có các hàng cọc chạy dài song song với nhau, đóng hết hàng cọc này rồi mới đóng đến hàng cọc khác. Hình 5.7. Sơ đồ dạng chạy dài - Sơ đồ chữ chi hàng dọc: Hình 5.8. Sơ đồ chữ chi hàng dọc - Sơ đồ chữ chi hàng ngang: Hình 5.9. Sơ đồ chữ chi hàng ngang5-6
  34. 34. Chương 5. Thi công cọc Chú ý: Sơ đồ chữ chi hàng ngang khi đóng cọc xiên phải chú ý. - Sơ đồ bậc thang: Sơ đồ này có ưu điểm là tận dụng được mực nước đóng cọc, đẩy nhanh được tiến độ thi công, số lần làm neo là ít nhất. Hình 5.10. Sơ đồ bậc thang - Sơ đồ dạng móng cọc: Không dùng được trong các công trình thuỷ công. Hình 5.11. Sơ đồ dạng móng cọc Việc lập sơ đồ trình tự đóng cọc phải thoả mãn các yêu cầu sau đây: - Đóng được hết cọc trong nền cọc; - Đường di chuyển của giá búa là ngắn nhất và dễ dàng thực hiện các thao tác di chuyển; - Phải định vị được cọc trong quá trình đóng; - Phù hợp với tiến độ thi công.5.4.2.2. Cẩu và vận chuyển cọc vào giá búa * Cẩu và vận chuyển cọc vào giá búa trên cạn: Cọc được vận chuyển đến vị trí của giá búa bằng xe goòng hoặc xe chuyên dùngsao cho cọc được nằm trước giá búa và được giá búa chia thành hai phần bằng nhau. Quá trình cẩu và áp dựng cọc vào giá được chia thành 3 giai đoạn như sau:5-7
  35. 35. Chương 5. Thi công cọc Hình 5.12. Quá trình cẩu và dựng cọc vào giá búa - Giai đoạn 1: Đưa cọc đến trước giá búa sao cho giá nằm chính giữa cọc. Buộc liên kết 2 dây cáp của giá vào vị trí móc cẩu rồi nâng đều hai dây để cọc nằm ngang đến một cao độ nhất định sao cho khi cọc nằm thẳng đứng mà mũi cọc không chạm đất. - Giai đoạn 2: Vừa kéo dây a, vừa thả dây b để cho cọc dần dần vào vị trí thẳng đứng. - Giai đoạn 3: Dùng đòn bẩy điều chỉnh và áp cọc vào thanh dẫn giá búa. Dùng hai đai ôm cọc để liên kết cọc với giá búa (hai đai ôm cọc này có thể trượt theo cọc trong quá trình đóng). Trường hợp giá búa chỉ có một dây cẩu thì cần kết hợp với một cần trục để đỡ và ápdựng cọc. * Cẩu và vận chuyển cọc bằng giá búa dưới nước: Cọc được vận chuyển đến vị trí xây dựng bằng xà lan. ở giai đoạn 1 phải đưa xà lanchở cọc đến trước giá búa sao cho giá búa chia cọc thành 2 phần bằng nhau (phương củaxà lan vuông góc với phương tàu đóng cọc). Các giai đoạn còn lại tương tự như cẩu cọcvào giá búa ở trên cạn.5.4.2.3. Đóng cọc * Thiết bị: Giá búa, quả búa, mũi cọc, cọc dẫn, máy kinh vĩ, máy thuỷ bình. * Quá trình đóng cọc: Quá trình chuẩn bị: Sau khi cẩu lắp và áp dựng cọc vào giá búa, ta phải điều chỉnhgiá búa và đưa cọc vào đúng vị trí cần đóng. Trường hợp đóng cọc trên cạn, vị trí của cọcđược xác định bằng máy kinh vĩ, thước thép và có thể đánh dấu sẵn bằng các cọc gỗ trênmặt bằng. Trường hợp đóng cọc dưới nước, vị trí của các cọc được xác định bằng máykinh vĩ (2 máy) đặt ở các mốc cơ sở (các mốc này được lập và chôn sẵn trước khi đóngcọc). Quá trình điều khiển cọc vào vị trí, người ta dùng hệ thống tời – cáp – neo để dichuyển phao sao cho 2 mặt vuông góc của cọc có đường tim trùng với dây đứng củamàng dây chữ thập là được.5-8
  36. 36. Chương 5. Thi công cọc Hình 5.13. Đóng cọc xiên bằng búa đặt trên xà lan. Hình 5.14. Định vị cọc xiên. Đối với cọc xiên thì tia ngắm thứ nhất nhìn vào mặt nghiêng của cọc thì dây đứngcủa màng dây chữ thập phải trùng với đường tim của mặt cọc; tia thứ 2 nhìn vào mặtđứng phải đảm bảo sao cho giao điểm của màng dây chữ thập phải trượt dọc trên đườngtim của mặt cọc. Để đảm bảo cọc đóng được đúng theo độ xiên thiết kế người taphải dùng thước tam giác vuông có hai cạnh góc vuông theo tỷ lệ độxiên của cọc. Khi áp cạnh huyền vào mặt xiên của cọc mà dây dọi trùngvới cạnh đứng của góc vuông là được. Để điều chỉnh vị trí cọc xiên talàm như sau: - Tia ngắm của máy kinh vĩ nhìn vào mặt nghiêng của cọc phải đảm bảo sao cho dây đứng của màng chữ thập phải trùng với đường tim của mặt cọc.5-9
  37. 37. Chương 5. Thi công cọc - Tia ngắm nhìn vào mặt đứng của cọc phải được lùi lại một đoạn x = h.tgα , trong đó h là cao độ của tia ngắm hay cao độ thiết kế của đầu cọc sau khi đóng và α là góc nghiêng của cọc. Sau khi điều chỉnh cọc vào đúng vị trí thì bắt đầu nhả tời giữ cọc để thả cọc xuống.Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân cọc, cọc sẽ tự lún. Nếu đất quá yếu thì phải nhảtời từ từ để tránh lệch vị trí. Khi cọc hết lún thì phải nhả tời treo búa để áp búa lên đầucọc. Dưới trọng lượng của búa thì cọc sẽ tiếp tục lún. Khi cọc hết lún thì mới nổ búa đểđóng. Chú ý trong quá trình này vẫn phải điều chỉnh vị trí của cọc. Quá trình đóng cọc phải sử dụng mũ đệm đầu cọc. Trường hợp yêu cầu đóng cọcngập vào trong nước (trong thi công triền tàu) thì ta phải dùng cọc dẫn. Hình 5.15. Đóng cọc có sử dụng cọc dẫn. * Chọn chiều cao giá búa: - Giá búa trên cạn: Hình 5.16. Chiều cao giá búa trên cạn. H tt = l + h + b + c (m) (5.3) Trong đó: l _ Chiều dài cọc (m); h _ Chiều cao của búa (m);5-10
  38. 38. Chương 5. Thi công cọc b _ Chiều cao nâng búa (m); c _ Chiều cao thiết bị treo búa (ròng rọc, móc cẩu, dây cáp) (m). Sau khi xác định được H tt thì căn cứ vào lý lịch của thiết bị để lựa chọn búa có H sdcho hợp lý. Trường hợp mà giá trị H tt > H sd ta có thể sử dụng phương pháp sau để xử lý: Trường hợp cọc quá dài thì chia cọc thành những đoạn ngắn hơn; Nếu H tt > H sd ít ta có thể đào một hố sâu 1 ÷ 1,5m tại vị trí đóng cọc; Có thể bỏ búa ra khỏi giá, treo cọc lên giá để cho cọc tự lún vào trong đất nhờ trọnglượng bản thân rồi mới lắp búa lên để đóng cọc tiếp. Trường hợp này hãn hữu mới ápdụng, khi ta cần đóng ít cọc, tiết kiệm tiền thuê máy. - Giá búa dưới nước: Hình 5.17. Chiều cao giá búa dưới nước. Công thức tính toán tương tự như đối với giá búa trên cạn. Trường hợp màH tt > H sd , khi đó ta có thể lợi dụng mực nước thay đổi để đóng cọc và gọi mực nước phùhợp với công tác đóng cọc là mực nước đóng cọc. Mực nước đó được tính toán như sau: ⎧ H tt − H sd = d ⎪ ⎨d = a + H KN ⇒ CTMN§ C = d - a + CT§¸y (5.4) ⎪ H = CTMN§ C − CT§¸y ⎩ KN Trong đó: a _ Chiều cao mạn khô của phao; CT§¸y_ Cao trình mặt đất ở đáy khu nước đóng cọc; Đồng thời mực nước đó phải đảm bảo điều kiện làm việc của tàu theo công thứcsau:5-11
  39. 39. Chương 5. Thi công cọc CTMN§ C = CT§¸y + T + z (z = 0,5) (5.5) Khi có mực nước đóng cọc theo điều kiện của giá búa, ta phải mực nước đó có thoảmãn mực nước làm việc của tàu hay không. Chú ý: - Nếu cọc có chiều dài quá lớn thì phải chia cọc thành 2 hoặc 3 đoạn để thoả mãn chiều cao của giá rồi sau đó nối lại trong quá trình đóng. Vị trí nối cọc phải được tính toán sao cho không làm ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của cọc. - Chiều cao của mỗi đoạn cọc cần được xem xét để đáp ứng yêu cầu thi công. - Quá trình nối cọc phải xét đến điều kiện thay đổi mực nước. * Hàn nối cọc: Trường hợp cọc quá dài, để đóng được cọc người ta phải chia cọc thành nhiều đoạn.Các đoạn này được nối lại với nhau trong quá trình đóng. Hình 5.18. Hàn nối cọc. Khi đóng đoạn cọc thứ nhất, đến cao độ thuận tiện cho việc nối cọc thì dừng lại.Hàn 2 thép góc ở phía trong bờ với hộp tôn đầu cọc phía dưới, sau đó cẩu đoạn cọc thứhai chồng lên đoạn cọc thứ nhất sao cho đường tim của hai đoạn cọc là trùng nhau, sauđó hàn tiếp hai thép góc còn lại ở hộp tôn phía trên và phía dưới. Ví dụ: Chiều cao hộp tôn là 40cm ⇒ 2 hộp tôn cao 80cm. Vậy chọn chiều dài thépL là 70cm. Khi hàn nối cọc ở dưới nước phải chú ý đến sự dao động của mực nước để tính toánvị trí hàn nối, thời gian hàn nối cho hợp lý.5-12
  40. 40. Chương 5. Thi công cọc5.5. Các hiện tượng vật lý xảy ra khi đóng cọc5.5.1. Hiện tượng trồi đất Hình 5.19. Khu vực đất bị ảnh hưởng xung quanh thân cọc trong quá trình đóng cọc. Khi đóng cọc trong đất, xung quanh thân cọc sẽ bị ảnh hưởng và chia thành 4 khuvực như sau: - Vùng 1: Có chiều dày từ 2 ÷ 3cm xung quanh thân cọc, trong vùng này đất bị phá hoại hoàn toàn; - Vùng 2: Cách mặt cọc từ (1,5 ÷ 3).d, trong vùng này đất bị ảnh hưởng nghiêm trọng và bị trồi lên phía trên; - Vùng 3: Đất bị phá hoại nhưng ít nghiêm trọng hơn; - Vùng 4: Nằm ngoài phạm vi 5d cách mặt cọc, trong vùng này đất chỉ bị ảnh hưởng. Hiện tượng đất bị trồi lên phía trên là do bị cọc chiếm thể tích. Thực nghiệm chothấy với đất sét và đất dính, hiện tượng trồi đất có thể kéo dài tới 10 ngày, độ cao trồi đấtcó thể lên tới 0,8m. Đối với đất á sét, hiện tượng này kéo dài 5 ÷ 8 ngày, độ cao trồi đất từ0,3 ÷ 0,5m. Với đất cát, hiện tượng này ít hơn. Điều này được chú ý khi tính toán bướccọc. Nghiên cứu hiện tương trồi đất khi để áp dụng cho các quá trình xây dựng như sau: - Chọn các bước cọc cho hợp lý; - Chờ hết thời gian trồi của đất rồi mới xây dựng các công trình bên trên; - Chọn sơ đồ đóng cọc cho hợp lý.5-13
  41. 41. Chương 5. Thi công cọc5.5.2. Thời gian nghỉ của cọc Trong công tác đóng cọc người ta căn cứ vào độ chối của cọc để xác định khả năngchịu lực của nó. Giá trị độ chối của cọc được tính toán theo công thức sau: S n.F .Q.H Q + 0,2( q + q1 ) e= hoặc e= (5.6) n Pgh .( Pgh + n.F ) Q + q + q1 Trong đó: S _ Độ lún của đợt đóng cuối cùng; n _ Số nhát búa đóng trong đợt cuối cùng; e _ Độ chối (cm); n _ Hệ số, n = 150 (T/m2) với cọc BTCT n = 500 (T/m2) với cọc thép; F _ Diện tích tiết diện cọc; Q _ Trọng lượng bộ phận xung kích của búa; H _ Chiều cao rơi của bộ phận xung kích; q _ Trọng lượng của cọc (T); q1 _ Trọng lượng của mũ cọc, đệm cọc; Pgh _ Tải trọng giới hạn của cọc. Khi đóng cọc lần thứ nhất, giả sử ta được độ chối của cọc là e1 . Sau đó cho cọcnghỉ một thời gian ta đóng lại, khi đó cọc có độ chối là e 2 , e 2 ≠ e1 . Sở dĩ có hiện tượngtrên là do sau thời gian nghỉ, đất được cố kết lại làm thay đổi khả năng chịu lực của nó.Giá trị e 2 ≠ e1 nhiều hay ít phụ thuộc vào điều kiện địa chất. Với cuội, đá chặt thì sự khácnhau này là rất ít nhưng với đất sét thì e 2 < e1 , với các loại đất còn lại e 2 > e1 . Giá trị e 2là độ chối thực của đất. Theo quy định thì thời gian cho cọc nghỉ là 6 ngày.5.6. Chọn búa đóng cọc Quá trình đóng cọc căn cứ vào điều kiện địa chất, chiều dài cọc, đường kính cọc đểchọn loại búa cho phù hợp. Búa đóng cọc được chọn theo các yêu cầu như sau: - Hạ được cọc theo yêu cầu thiết kế (đạt được độ chối và cao trình mũi cọc). - Cọc không bị phá hoại trong quá trình đóng. Để thoả mãn hai điều kiện trên, ta có thể sử dụng các công thức sau để chọn búađóng cọc: * Công thức 1: Nêu lên liên hệ giữa năng lượng xung kích của búa với khả năngchịu tải của cọc. W ≥ 25.P (T) (5.7) W ≥ 0,025P (kg) (5.8) Trong đó:5-14
  42. 42. Chương 5. Thi công cọc W _ Năng lượng xung kích của búa, được tra theo tính năng kỹ thuật trong lý lịch của búa; P _ Sức chịu tải của cọc (T). * Công thức 2: Nêu lên mối quan hệ giữa năng lượng xung kích của búa với trọnglượng cọc có xét đến hệ số thích dụng của búa. Q+q W≥ (5.9) k Trong đó: Q _ Trọng lượng của cọc (kG); q _ Trọng lượng toàn bộ của búa (kG); W _ Năng lượng xung kích của búa (kG.m); k _ Hệ số thích dụng của búa, được lấy theo bảng sau đây: Bảng 5.1. Bảng tra hệ số thích dụng của búa. Loại cọc Loại búa Gỗ Thép BTCTBúa hơi song động, 5 5,5 6Diezel kiểu ống.Búa hơi đơn động, 3,5 4 5Diezel kiểu cộtBúa treo 2 2,5 3 Khi đóng cọc xiên thì năng lượng của búa giảm đi và lấy theo hệ số như sau: - Độ xiên 5:1 – hệ số giảm k = 1,1; - Độ xiên 4:1 – hệ số giảm k = 1,15; - Độ xiên 3:1 – hệ số giảm k = 1,25; - Độ xiên 2:1 – hệ số giảm k = 1,4; - Độ xiên 1:1 – hệ số giảm k = 1,7.5.7. Thử sức chịu tải của cọc5.8. Văn bản nghiệm thu đóng cọc Văn bản phải có các nội dung sau: - Nêu đặc điểm của cọc: loại cọc, kích thước, nếu là cọc bêtông phải có ngày đúc và ngày đóng. - Nêu đặc điểm của búa: loại búa, năng lượng xung kích. - Kết quả đóng: tọa độ thiết kế, tọa độ thực tế. Những người có trách nhiệm ký: kỹ thuật, giám sát, người đọc máy kinh vĩ (máy 1,máy 2).5-15
  43. 43. Chương 5. Thi công cọc5.9. Đóng cọc ván thép Yêu cầu đối với các cọc ván thép là các cọc phải khít với nhau, các khoá của cọcphải liên kết với nhau và khớp theo hình dạng thiết kế của công trình. Muốn vậy khi đóngcọc phải có một hệ khung định vị phù hợp với tuyến cọc của công trình. Hình 5.20. Biện pháp đóng cọc ván thép. 1. Cọc đỡ; 2. Thanh đỡ; 3. Thanh nẹp; 4. Cọc ván thép. Cọc ván thép đóng xuống đất phải đảm bảo độ chính xác theo phương thẳng đứngcủa trục cọc đồng thời phải đảm bảo cao độ thiết kế của đầu cọc. Khi thi công đóng cọc,tuỳ theo yêu cầu của thiết kế về vị trí, hướng và cao độ đầu cọc mà thiết kế khung định vịcho phù hợp. Cọc định vị quyết định độ chính xác của hàng cọc, cho nên khi thi công khung địnhvị cần phải điều chỉnh đo đạc hết sức cẩn thận và được thực hiện như sau: - Trước hết đóng 4 cọc đỡ số 1 (thường dùng thép C) đảm bảo độ chắc chắn cho khung định vị đồng thời có thể nhổ lên dễ dàng trong quá trình di chuyển. - Liên kết thanh đỡ số 2 vào cọc số 1. Cao độ của thanh đỡ vừa phải đảm bảo -dễ dàng liên kết với thanh số 1, vừa phải cho phép đóng được cọc đến cao độ thiết kế. Nhiều khi để đảm bảo độ thẳng đứng của cọc theo cả hai phương, người ta dùng 2 tầng thanh nẹp số 3. - Lắp đặt thanh nẹp dọc số 3 chính xác theo tuyến của cọc được liên kết chắc chắn với thanh số 2 để đảm bảo không bị biến dạng, chuyển vị trong quá trình đóng cọc. Độ chính xác của thanh số 3 sẽ quyết định độ chính xác của tuyến cọc. Khi đóng cọc, nếu có hiện tượng bị xoè rẻ quạt thì có thể xử lý như sau: Nếu sai số <2% thì cho phép vừa dùng tời kéo, vừa đóng để điều chỉnh lại độ xiên. Chế tạo cọc nêm bằng cách dùng hai nửa cọc hàn lại với nhau (theo chiều dọc), mộtbên có khoá ăn theo độ xiên của cọc đã đóng còn khoá bên kia thì thẳng đứng.5-16
  44. 44. Chương 5. Thi công cọc Cần chú ý bảo vệ khoá của cọc trong quá trình gia công, vận chuyển để thuận lợicho quá trình thi công ở ngoài hiện trường. Trước khi đem cọc đi đóng phải kiểm tra xemkhoá có đảm bảo độ phẳng, thông suốt hay không. Trường hợp kiểm tra cọc có vị trí bịbiến dạng có thể xử lý bằng cách uốn, nắn lại (có thể uốn nguội hoặc uốn nóng). Trongtrường hợp ngàm khoá bị cong vênh quá lớn thì cho phép cắt một đoạn khóa có chiều dài≤ 0,5m và mỗi cọc chỉ cho phép cắt 1 đoạn. Chỗ cắt phải đảm bảo sao cho cọc có thểđóng tiếp theo được dễ dàng mà vẫn đảm bảo độ kín để vật liệu san lấp lòng bến khôngđược ra ngoài. Khi cọc không đủ chiều dài theo thiết kế có thể hàn nối cọc bằng cách hàn đối đầucó hai bản thép nối phần bụng cọc. Hình 5.21. Hàn nối cọc ván thép. Ở những vị trí mà đường mép bến đổi hướng cần phải gia công cọc chuyển hướngbằng cách cắt thân cọc rồi lại hàn với nhau tương ứng với góc chuyển hướng. Khi đó cầnchú ý biện pháp cắt và hàn nối để tránh hiện tượng biến hình. Chú ý: Việc đóng cọc cừ BTCT hoặc cừ gỗ cũng được thực hiện như đóng cừ thép.5-17
  45. 45. Chương 5. Thi công cọc5.10. Các nguyên nhân gây hư hỏng trong quá trình đóng cọc5.10.1. Các hư hỏng trong quá trình cẩu và vận chuyển cọc5.10.1.1. Đối với cọc bêtông cốt thép - Cọc chế tạo không đảm bảo chất lượng. - Móc cẩu để không đúng vị trí gây nứt gãy cọc. - Việc kích tách cọc khỏi bãi không đảm bảo kỹ thuật, kê cọc trên bãi chứa và trên phương tiện vận chuyển không đúng vị trí.5.10.1.2. Đối với cọc thép Hư hỏng về khoá, biến dạng cong vênh của cọc trong quá trình bốc xếp, vậnchuyển, gia công nhiệt.5.10.2. Các hư hỏng trong quá trình đóng cọc5.10.2.1. Cọc đóng chưa đến cao độ thiết kế nhưng không xuống được. Nguyên nhân là do chọn búa không đủ năng lượng xung kích hoặc hiện tượng chốigiả hoặc vướng những vật cản bất thường.5.10.2.2. Cọc bị vỡ đầu cọc Nguyên nhân là do chọn búa không đủ năng lượng xung kích hoặc đệm đầu cọckhông tốt hoặc bề mặt cọc không bằng phẳng.5.10.2.3. Cọc đóng bị sai vị trí Nguyên nhân là do công tác định vị không tốt, do điều kiện địa chất (mái dốc đấtkhông ổn định), do ổn định của phương tiện đóng cọc. Khi gặp trường hợp này chúng ta phải nhổ cọc lên đóng lại, mở rộng dầm cục bộhoặc đóng cọc khác.5-18
  46. 46. Chương 6. Thi công cọc ống Chương 6 THI CÔNG CỌC ỐNG BÊTÔNG CỐT THÉP6.1. Cấu tạo cọc Cọc ống bêtông cốt thép gồm có cọc ống bêtông cốt thép thường và cọc ống bêtôngcốt thép ứng suất trước.6.1.1. Thân cọc6.1.1.1. Cấu tạo Thân cọc ống có chiều dày từ 15 ÷ 20cm. Cốt thép chủ có đường kính từ 16 ÷ 20mmđược bố trí thành 1 hoặc hai lớp tuỳ theo chiều dày và sức chịu tải của cọc. Vật liệu chếtạo cọc sử dụng bêtông mác 200 ÷ 250. Nếu cọc có chiều dài lớn có thể chia thành nhiềuđoạn, mỗi đoạn có chiều dài từ 6 ÷ 9m và có thể được đúc bằng phương pháp đúc nằmhoặc đúc đứng tuỳ theo phương pháp chế tạo. Hình 6.1. Chế tạo cọc ống bằng phương pháp đúc ly tâm.6.1.1.2. Phương pháp đúc * Phương pháp đúc thông thường (đúc đứng): Ván khuôn gồm 2 hoặc 3 tấm ghép lại với nhau thành một vòng tròn bằng các bảnmã và bulông. Phương pháp này chỉ áp dụng với chiều dài đoạn ống ngắn hơn 6m. Quátrình đúc, ván khuôn được lắp từ từ để đảm bảo chiều cao rơi tự do của bêtông không quá1,5m. Bêtông được đầm bằng đầm dùi hoặc đầm rung. * Phương pháp đúc ly tâm: Cho ván khuông quay, nhờ lực ly tâm mà bêtông được ép chặt vào thành ván khuôntạo thành thân cọc. Để đảm bảo độ đồng đều của bêtông, chế độ quay của vật liệu nhưsau: - 10’ đầu, tốc độ quay là 400 vòng/phút. - 20’ tiếp theo, tốc độ quay là 600 vòng/phút. Sau đó cẩu cả ván khuôn đến vị trí bảo dưỡng từ 4 ÷ 6h có thể tháo ván khuôn được.6-1
  47. 47. Chương 6. Thi công cọc ống6.1.2. Mũi cọc Hình 6.2. Cấu tạo mũi cọc. 1. Vòng thép chữ C; 2. Vòng bằng bản thép được hàn vòng theo thép chữ C; 3. Bản thép gia cường. Có hai loại mũi cọc. Với nền đất yếu hoặc đất cát thì mũi cọc là một đoạn ốngbêtông cốt thép bình thường còn với nền đất chặt hoặc cuội sỏi, đá thì mũi cọc được làmbằng thép với cấu tạo như sau: 1. Vòng thép chữ C; 2. Vòng thép được làm bằng bản thép được hàn vòng theo thép chữ C; 3. Bản gia cường.6.1.3. Mặt bích Dùng để nối các đoạn cọc với nhau, có hai loại mặt bích:6.1.3.1. Mặt bích bulông Hình 6.3. Cấu tạo mặt bích bulông.6.1.3.2. Mặt bích nối hàn6-2
  48. 48. Chương 6. Thi công cọc ống Hình 6.4. Cấu tạo mặt bích nối hàn.6.2. Vận chuyển và hạ cọc ống6.2.1. Vận chuyển cọc ống Cọc ống có trọng lượng nhỏ, độ cứng lớn, chiều dài ngắn nên việc cẩu và vậnchuyển khá thuận tiện. Trường hợp cọc ống có mặt bích liên kết nối bằng bulông thì người ta sử dụng liênkết cẩu là vòng thép chữ C được buộc ở đầu dây cáp, trên vòng thép này có khoét lỗtương ứng với lỗ bulông trên mặt bích, khi cẩu dùng bulông liên kết vòng thép này vớimặt bích của cọc. Để vận chuyển cọc ống người ta sử dụng xà lan hoặc các xe chuyên dụng để vậnchuyển nhằm đảm bảo an toàn cho cọc.6.2.2. Nối cọc ống6.2.2.1. Nối trên cạn Cọc ống được chế tạo thành từng đoạn và được nối lại với nhau trước khi đóng. Đểviệc hàn nối được đảm bảo an toàn và yêu cầu kỹ thuật người ta làm như sau: Hình 6.5. Nối cọc ống trên cạn. 1. Cọc ống; 2. Con lăn di động; 3. Con lăn cố định; 4. Mặt bãi.6.2.2.2. Nối dưới nước Khi đóng cọc ống dưới nước thì hạ từng đoạn cọc một, khi hạ đoạn cọc trước đếnmột cao độ thích hợp, người ta cẩu chồng đoạn tiếp theo lên sao cho tim các đoạn cọcphải trùng nhau, lỗ bulông phải trùng khít lên nhau rồi tiến hành bắt bulông. Nếu nối hànthì mặt thép chữ C phải trùng khít với nhau.6.2.3. Hạ cọc ống6.2.3.1. Hạ từng cọc riêng lẻ * Định vị: Tương tự như định vị cọc vuông. * Hạ cọc: - Đóng cọc bằng búa (cọc có đường kính nhỏ); - Phương pháp xói nước; - Phương pháp dùng mũi khoan gầu xoắn; - Phương pháp gầu ngoạm kiểu quả búa (thích hợp với địa chất đá cuội to). Trường hợp gặp đá thì có có thể phải đào bằng phương pháp nổ mìn lỗ nhỏ hoặcdùng mũi khoan kiểu dao cắt.6-3
  49. 49. Chương 6. Thi công cọc ống Hình 6.6. Hạ cọc ống dùng mũi khoan kiểu dao cắt. 1. Trục quay; 2. Cơ cấu điều chỉnh độ rộng của mũi khoan; 3. Tay quay; 4. Lưỡi cắt; 5. Cọc ống; 6. Động cơ. Thao tác: Dùng động cơ để quay các tay khoan do đó các lưỡi cắt sẽ cắt nhỏ đất đásau đó thì có thể dùng gầu ngoạm kiểu búa để lấy đất, đá ra khỏi lòng ống.6.2.3.2. Hạ chùm cọc Chùm cọc được sử dụng trong các trụ cầu, đường sắt hoặc đường bộ. Muốn hạ cọcngười ta phải sử dụng khung định vị được hạ xuống trước vị trí. Để cọc được đảm bảophương cọc theo thiết kế thì khung được làm thành 2 ÷ 3 tầng tuỳ theo độ sâu khu nước,mặt khung được chia thành các ô theo đúng vị trí của từng cọc. Khung được chế tạo sẵn ở trên bờ và được đưa đến vị trí hạ bằng phao và cần trục.6-4
  50. 50. Chương 7. Thi công công trình bến Chương 7 THI CÔNG CÔNG TRÌNH BẾN7.1. Khái niệm chung7.1.1. Khái niệm về phương pháp thi công lắp ghép Công trình bến lắp ghép là công trình bến được tạo nên bằng sự liên kết các mảnhkết cấu đã được chế tạo sẵn với nhau. Phương pháp thi công lắp ghép có các ưu điểm sau: - Do các cấu kiện được chế tạo sẵn trong các nhà xưởng nên có thể áp dụng được các biện pháp thi công tiên tiến, chất lượng được đảm bảo, cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân; - Năng suất lao động cao cho nên giảm được giá thành xây dựng; - Thời gian chịu ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên ít nên tốc độ thi công nhanh. Nhược điểm: - Đòi hỏi trình độ thi công cao, các phần công việc thi công đều phải đòi hỏi độ chính xác lớn; - Khó khắc phục các sai sót trong quá trình thi công; - Việc áp dụng phương pháp thi công lắp ghép yêu cầu người thiết kế phải nắm vững các tính chất chịu lực của từng bộ phận công trình để phân chia công trình thành các bộ phận kết cấu hợp lý; - Đòi hỏi các thiết bị thi công như cẩu lắp, vận chuyển phải có sức chuyên chở, sức nâng, tầm với lớn.7.1.1.1. Phương pháp thi công 1) Phân chia công trình thành các cấu kiện Khi phân chia công trình thành các cấu kiện phải quan tâm đến các vấn đề sau: - Phải đảm bảo các mối nối phải nằm ở những vị trí có ứng suất hoặc biến dạng là nhỏ nhất, đảm bảo tối đa tính toàn khối của công trình; - Phù hợp với sức nâng, tầm với, sức chuyên chở của các thiết bị máy móc; - Với các kết cấu khi chế tạo phải bố trí các chi tiết để làm liên kết và phải có các dự trữ sai số thoả đáng. 2) Tiến hành chế tạo các cấu kiện 3) Cẩu, vận chuyển và lắp dựng các cấu kiện Khi cẩu, vận chuyển và lắp dựng các cấu kiện phải tính toán về mặt thiết bị (kíchthước, khả năng chuyên chở…). Lập trình trình tự lắp ghép (trình tự thi công) để việc di chuyển của các thiết bị là ítnhất, các công việc không bị chồng chéo lên nhau. Công việc trước tạo điều kiện thuậnlợi cho công việc sau và phải đảm bảo các điều kiện an toàn về kết cấu và an toàn laođộng.7-1
  51. 51. Chương 7. Thi công công trình bến 4) Cố định tạm thời Hình 7.1. Sơ đồ biện pháp cố định tạm thời. 5) Điều chỉnh về vị trí và cao độ Việc điều chỉnh về vị trí và cao độ được thực hiện nhờ các thiết bị cẩu lắp và cácmáy móc đo đạc (máy kinh vĩ, máy thuỷ bình, dây nước). Nếu các cấu kiện chưa đúng vịtrí thì phải điều khiển phương tiện căn cứ vào chỉ dẫn của máy đo đạc để điều chỉnh vị trí. Sau khi đã điều chỉnh đúng vị trí thì tiến hành điều chỉnh về cao độ. Sau khi điều chỉnh được về vị trí và cao độ cần cố định tạm thời bằng các liên kết(bằng các tấm đệm thép) được hàn liên kết chắc chắn. 6) Liên kết mối nối Việc liên kết mối nối giữa các cấu kiện được thực hiện theo 2 phương pháp: - Liên kết khô: Dùng phương pháp hàn hoặc bulông. Hình 7.2. Liên kết khô. - Liên kết ướt: Liên kết mối nối bằng bêtông. Hình 7.3. Liên kết ướt. Khi xử lý mối nối ướt cần phải đảm bảo: - Liên kết giữa cốt thép với cốt thép;7-2

×