Your SlideShare is downloading. ×

Thi cong ven bo

6,527

Published on

2 Comments
5 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total Views
6,527
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
583
Comments
2
Likes
5
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. 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. 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. 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. Danh mục ký hiệuDANH MỤC KÝ HIỆU............................................................................ DMKH-1 DMKH-2
  • 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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
  • 52. Chương 7. Thi công công trình bến - Liên kết giữa cốt thép với bêtông; - Liên kết giữa bêtông cũ với bêtông mới. Để đảm bảo các điều kiện trên, khi tiến hành xử lý mối nối cần phải: - Đảm bảo chiều dài đường hàn nối cốt thép và bề mặt cốt thép phải sạch; - Đục nhám bề mặt bêtông cũ, tẩy những hòn đá bong chân, những miếng bêtông bị nứt vỡ; - Phun rửa mối nối bằng vòi nước cao áp, vệ sinh mối nối sạch sẽ, làm kín ván khuôn, sau đó tưới một lớp mỏng nước ximăng rồi đổ bêtông liên kết.7.1.2. Khái niệm về phương pháp thi công đổ tại chỗ7.1.2.1. Ưu điểm của phương pháp - Phương pháp này đảm bảo được tính toàn khối của công trình; - Kỹ thuật thi công đơn giản; - Sửa chữa những sai sót của quá trình thi công trước đơn giản hơn; - Không cần các thiết bị cẩu lắp có sức nâng lớn.7.1.2.2. Nhược điểm - Mặt bằng thi công chật hẹp do phương tiện và người tập trung đông vào cùng một thời điểm; - Chi phí xây dựng cao; - Phải tính toán hệ thống ván khuôn đà giáo; - Khối lượng bê tông đổ lớn do đó không thể đổ một lần, vì vậy ta phải chia thành nhiều đợt đổ. Khi đổ đợt tiếp theo phải vệ sinh bề mặt của đợt đổ trước cẩn thận; - Cấu kiện có kích thước lớn, do đó khi thi công bê tông phải thiết kế mạch ngừng. Công việc này cần đảm bảo độ chính xác vì tại vị trí này cường độ của bê tông không đồng nhất, cho nên nếu ta bố trí mạch ngừng vào vị trí có nội lực lớn thì chất lượng của công trình không đảm bảo; - Thi công bê tông hoàn toàn ở ngoài trời do đó cần có kỹ thuật thi công và bảo dưỡng bê tông tốt; - Chịu tác động của sự dao động mực nước và của thời tiết; - Khó áp dụng được các biện pháp thi công tiên tiến, khó có điều kiện cải thiện điều kiện làm việc của công nhân.7.1.3. Khái niệm về phương pháp thi công kết hợp Phương án này ta tận dụng các ưu điểm và hạn chế nhược điểm của hai phương ántrên. Đối với các kết cấu chịu lực chính, có thể cho phép thi công đổ bê tông tại chỗ thì tatiến hành đổ bê tông tại chỗ để đảm bảo tính toàn khối của công trình. Với những cấukiện phụ hoặc không cho phép thi công tại chỗ thì ta có thể thi công lắp ghép để đảm bảotiến độ thi công toàn công trình.7-3
  • 53. Chương 7. Thi công công trình bến7.2. Thi công công trình bến trên nền cọc7.2.1. Thi công công trình bến trên nền cọc vuông7.2.1.1. Trình tự thi công theo mặt cắt ngang Hình 7.4. Trình tự thi công công trình bến trên nền cọc vuông theo mặt cắt ngang. 1) Nạo vét: để tạo mái dốc và đào hố móng; 2) Đổ cát lớp đệm; 3) Đóng cọc; 4) Thi công dầm ngang; 5) Đổ đá lòng bến và chân khay; 6) Thi công dầm dọc; 7) Thi công bản mặt cầu; 8) Thi công bản tựa tàu; 9) Thi công tầng lọc ngược; 10) Thi công công trình sau bến; 11) San lấp sau bến; 12) Thi công lắp đặt bích neo, đệm va; 13) Thi công lớp mặt bến, hoàn thiện, bàn giao công trình.7.2.1.2. Các biện pháp kỹ thuật thi công 1) Nạo vét Tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất, khối lượng và điều kiện đổ đất mà có thểlựa chọn phương tiện thi công (tàu cuốc, tàu hút, gầu ngoạm). Khi đào thì đào theo dạng bậc thang, chiều sâu mỗi lớp không nhỏ hơn 0,5m và lấymái dốc từ (1:3) ÷ (1:4) để đảm bảo ổn định cho đất khi đóng cọc. Để đào được mái dốctheo thiết kế ta cần phải dựng các chập tiêu theo chiều ngang và theo chiều dọc để điềuchỉnh tàu nạo vét theo đúng tuyến. 2) Đổ cát đệm7-4
  • 54. Chương 7. Thi công công trình bến Tác dụng của lớp đệm cát là để gia tải nền đất yếu và chống lại hiện tượng trồi bùnkhi đổ đá làm giảm góc nội ma sát của đá. Đổ cát thường dùng cần trục mắc gầu ngạm hoặc dùng máng để tránh hiện tượngcát trôi gây hao hụt nhiều, cần chọn thời điểm có dòng chảy yếu. Khi đổ phải hạ gầu hoặcmiệng máng xuống gần sát với cao độ thiết kế mới tiến hành đổ. 3) Đóng cọc và phá đầu cọc Căn cứ vào sơ đồ đóng cọc và tính năng của giá búa mà ta định ra trình tự đóng cọccho hợp lý. Theo trình tự đóng cọc và điều kiện địa hình bố trí hệ thống định vị. Căn cứ vào điều kiện địa hình và thuỷ văn mà lựa chọn mực nước đóng cọc vàchiều cao giá búa, thời gian thi công cho thích hợp. Căn cứ vào điều kiện địa chất, chiều dài cọc để chọn quả búa và chiều cao giá búa. Xác định cao độ cần phá, đánh dấu trên từng thân cọc, phương tiện sử dụng là máythuỷ bình, mia, thước thép, dây nước, thước đo nước (thuỷ chí). Theo phương thẳngđứng, cao độ phá đầu cọc luôn lớn hơn cao độ đáy dầm từ 5 ÷ 7cm. Để tiến hành phá đầu cọc phải tạo sàn công tác làm mặt bằng cho công nhân đứng,thường sử dụng xà kẹp bằng gỗ bắt bulông ôm chặt thân cọc, trên đó gác hệ thống dầmvà ván sàn. Hình 7.5. Cao độ đục phá đầu cọc. 4) Thi công dầm ngang Dầm ngang có thể được chế tạo sẵn để thi công bằng phương pháp lắp ghép hoặc đổtại chỗ. * Thi công bằng phương pháp lắp ghép:7-5
  • 55. Chương 7. Thi công công trình bến Hình 7.6. Thi công dầm ngang bằng phương pháp lắp ghép. 1. Dầm; 2. Thép chữ C; 3. Cốt chờ của cọc; 4. Cọc. Theo phương pháp này, dầm ngang được chế tạo sẵn trong các công xưởng rồi đượcliên kết với đầu cọc đã đóng tại công trường. Để liên kết dầm với đầu cọc thì trên thândầm ngang phải để sẵn các lỗ có kích thước rộng hơn tiết diện ngang của cọc theo mỗibên từ 7,5 ÷ 10cm. Tại vị trí của lỗ ở trên thân dầm, người ta đặt thêm thanh thép C hoặc I để tăng độcứng cho dầm và tỳ lên trên đầu cọc. Dầm ngang được vận chuyển xuống công trình bằng xà lan rồi dùng cần trục nổicẩu đặt vào vị trí, sau khi điều chỉnh về vị trí và cao độ phải tiến hành cố định tạm thờisau đó cẩu lắp ván khuôn, đặt thêm cốt thép rồi đổ bêtông liên kết. Ưu điểm của phương pháp là thi công tại hiện trường trong thời gian ngắn nên khắcphục được những ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên, chất lượng cấu kiện tốt, tuy nhiên nóđòi hỏi phải có xà lan, cần trục lớn, đồng thời khó khắc phục sai số do đóng cọc, đục pháđầu cọc. * Thi công bằng phương pháp đổ tại chỗ: Hình 7.7. Thi công dầm ngang bằng phương pháp đổ tại chỗ. 1. Cọc; 2. Xà kẹp gỗ; 3. Bulông bắt xà kẹp; 4. Dầm ngang; 5. Dầm dọc; 6. Ván đáy; 7. Ván thành; 8. Thanh nẹp đứng; 9. Thanh nẹp dọc; 10. Thanh chống xiên; 11. Cốt thép dầm; 12. Cốt thép chờ của cọc.7-6
  • 56. Chương 7. Thi công công trình bến Xác định cao độ bắt xà kẹp, lắp dầm ngang, dầm dọc, bản đáy. Quá trình này phảiliên tục kiểm tra cao độ mặt ván đáy để tiến hành điều chỉnh. Sau khi kiểm tra xong cao độ, độ vững chắc của hệ thống ván đáy xong thì tiếnhành lắp dựng cốt thép của dầm. Sau khi kiểm tra cốt thép xong thì tiến hành lắp dựng ván thành liên kết thanh nẹpdọc, thanh chống xiên, thanh nẹp đứng. Sau khi kiểm tra, nghiệm thu ván khuôn và cốt thép để có thể tiến hành đổ bêtôngthì cần kiểm tra về vật liệu, thiết bị, nhân lực. Để đảm bảo quá trình đổ bêtông được an toàn cần phải kiểm tra ván khuôn về độbền, độ cứng và độ ổn định. Chọn đường kính bulông theo điều kiện: Fms = N . f ≥ P / 2 (7.1) N _ Lực siết bulông; f _ Hệ số ma sát ( f = 0,45: giữa bêtông và gỗ); P _ Tải trọng từ bên trên truyền xuống (bêtông chưa đông kết, ván khuôn, cốt thép, người và thiết bị thi công). Từ N có thể tính ra được đường kính của bulông: N Fbl = (7.2) R.γ R _ Cường độ của thép làm bulông; γ _ Hệ số điều kiện làm việc. Từ đó có thể tính ra tiết diện thanh gỗ và kích thước long đen. Nếu không đủ phải làm thêm một tầng xà kẹp nữa. Trường hợp trọng lượng bên trêntruyền vào xà kẹp quá lớn có thể tăng thêm một tầng xà kẹp hoặc chia bêtông bên trênthành nhiều lớp đổ có chiều cao thấp hơn. Khi lớp dưới đủ cường độ thì mới đổ lớp bêntrên. 5) Đổ đá lòng bến Sau khi đổ dầm ngang đạt 50% cường độ thì tiến hành đổ đá lòng bến, có thể sửdụng nhân lực thủ công hoặc cần trục. Để đảm bảo ổn định của nền cọc cần có các biệnpháp liên kết toàn bộ nền cọc thành một hệ khung. Đổ đá lên đến mái dốc thì cần cho nhân lực lát đá cẩn thận theo thiết kế, khi đổ đáphải đổ xung quanh cọc không được chênh lệch quá 1m (có thể làm biến dạng hoặc gãycọc). Đổ đá đến chân tầng lọc ngược thì phải lập tức vừa thi công tầng lọc ngược, vừa đổđá. 6) Thi công dầm dọc * Thi công lắp ghép7-7
  • 57. Chương 7. Thi công công trình bến Hình 7.8. Thi công dầm dọc bằng phương pháp lắp ghép. Dầm dọc được thi công bằng phương pháp lắp ghép thì tại vị trí liên kết giữa dầmdọc và dầm ngang thì dầm ngang được chế tạo sẵn lỗ chờ đặt dầm dọc. Khi cẩu lắp dầmdọc vào vị trí thì tiến hành liên kết cốt thép chờ của dầm ngang với dầm dọc, dầm dọc vớidầm dọc, làm ván khuôn, vệ sinh mối nối rồi tiến hành liên kết mối nối. • Thi công đổ tại chỗ Hình 7.9. Lắp đặt cốt thép Hình 7.10. Buộc cốt thép dầm, dầm ngang mở rộng cầu tàu. bản cầu tàu. Hình 7.11. Lắp đặt ván khuôn dầm cầu tàu.7-8
  • 58. Chương 7. Thi công công trình bến Hình 7.12. Đổ bêtông dầm ngang, dầm dọc cầu tàu. Hình 7.13. Vị trí mạch ngừng khi thi công dầm theo phương pháp đổ tại chỗ. Vị trí mạch ngừng: mạch ngừng được đặt tại vị trí có mômen nhỏ nhất (M=0), tại vịtrí 1/4 hoặc 3/4 nhịp dầm. Căn cứ vào đó để thiết kế ván khuôn dầm và tổ chức đổbêtông dầm ngang tại chỗ. Với dầm ngang và dầm dọc thi công bằng phương pháp đổ tại chỗ thì được tiếnhành thi công đồng thời (tức là làm cả dầm ngang và dầm dọc cùng lúc). 7) Thi công bản mặt cầu * Phương pháp thi công lắp ghép Hình 7.14. Mặt bằng thi công lắp ghép bản mặt cầu.7-9
  • 59. Chương 7. Thi công công trình bến Hình 7.15. Thi công bản mặt cầu theo phương pháp lắp ghép. Phân chia bản mặt cầu, đánh số thứ tự các vị trí, căn cứ vào việc phân chia, trình tựthi công theo mặt bằng để có kế hoạch thi công đúc sẵn bản mặt cầu cho thích hợp. Sau khi bêtông bản mặt cầu đủ cường độ thì tiến hành cẩu lắp. Bản mặt cầu kê trên các dầm ngang và dầm dọc, để tiện cho công tác lắp ghép vàliên kết ta chia mặt cầu thành các tấm có chiều dài bằng khoảng cách giữa hai dầm ngangcộng thêm 5cm và sai số khi đóng cọc. Nếu ô bản có chiều rộng lớn thì tuỳ thuộc vào sứcnâng của cần trục mà người ta chia thành từng tấm có chiều rộng thích hợp. e _ Khoảng cách giữa hai mép của bản mặt, được lấy theo điều kiện liên kết của cốtthép. Khi lắp đặt bản mặt cầu vào vị trí, điều chỉnh cao độ rồi tiến hành liên kết cốt thépchờ của bản với bản và của bản với dầm. Trên mặt cầu thường có các lỗ thông hơi làm bằng ống nhựa đặt trong bản làm giảmáp lực không khí khi nước lên cao làm kín khung dầm ngang và dầm dọc. * Phương pháp đổ tại chỗ7-10
  • 60. Chương 7. Thi công công trình bến Hình 7.16. Thi công bản mặt cầu theo phương pháp đổ tại chỗ. Dùng cây chống bằng gỗ chống vào ván đáy của dầm để đỡ các dầm dọc phía trên,dầm dọc này có nhiệm vụ đỡ ván đáy. Để dễ điều chỉnh cao độ và tháo dỡ ván khuôn thìchân cây chống được nêm bằng nêm gỗ. Sau khi rải ván thì mặt của ván được trải mộtlớp vỏ bao xi măng hoặc nylon để vừa có tác dụng chống dính, vừa có tác dụng đảm bảođộ kín khít cho ván khuôn. Sau đó tiến hành làm cốt thép làm bêtông bản mặt cầu. Làmvệ sinh sạch sẽ mặt dầm bêtông đã đổ, ván khuôn cốt thép rồi tiến hành đổ bêtông. Hình 7.17. Thi công cốt thép bản mặt cầu.7-11
  • 61. Chương 7. Thi công công trình bến Vì bản mặt cầu có khối lượng lớn và để phù hợp với tiến độ thi công hệ thống dầm,người ta cũng chia bản mặt thành nhiều đợt đổ, khối lượng mỗi đợt đổ phụ thuộc vào tiếnđộ thi công dầm, khối lượng bêtông bản, thiết bị, nhân lực, mặt bằng... 8) Thi công giá cập tàu (vòi voi) * Phương pháp thi công lắp ghép Hình 7.18. Thi công giá cập tàu theo phương pháp lắp ghép. 1. Cọc; 2. Xà kẹp; 3. Dầm đỡ; 4. Nêm; 5. Bản tựa; 6. Bê tông bệ trụ; 7. Thép hình I, C; 8. Thép chờ. Trình tự: - Đúc sẵn bản tựa tàu. - Đổ bêtông dầm hoặc bêtông trụ tựa. Khi đó ở đầu dầm hoặc trụ phải chôn sẵn một đoạn thép I hoặc thép C. - Khi bêtông bệ tựa và bêtông bản tựa đạt cường độ thiết kế thì tiến hành cẩu lắp để treo bản tựa vào thép I chôn sẵn. Nếu bản tựa được treo trên một đầu cọc thì nó được bố trí 2 móc cẩu và 1 móc treo, còn nếu bản tựa liên kết với 2 đầu cọc thì nó có 2 móc cẩu và 2 móc treo. - Sau khi treo bản tựa vào móc treo phải tiến hành điều chỉnh cao độ và vị trí của bản tựa theo đúng thiết kế, phải tiến hành cố định tạm thời bằng con nêm để tránh bản tựa bị dao động do sóng, gió và dòng chảy. Sau đó tiến hành hàn nối cốt thép chờ, vệ sinh mối nối, lắp đặt ván khuôn và đổ bêtông liên kết. * Thi công tại chỗ7-12
  • 62. Chương 7. Thi công công trình bến Hình 7.19. Thi công giá cập tàu theo phương pháp đổ tại chỗ. 1. Cọc; 2. Xà kẹp; 3. Dầm đỡ; 4. Dầm dọc; 5. Nêm; 6. Ván trong; 7. Con kê; 8. Ván ngoài; 9. Chống xiên; 10. Bulông; 11. Cốt thép chờ. Lắp đặt ván khuôn, cốt thép như hình vẽ. Các bộ phận của ván khuôn phải đượckiểm tra về độ bền, độ ổn định. Việc này được thực hiện bằng cách lập sơ đồ kết cấu, sơđồ tính, đưa ngoại lực vào kiểm tra. Sau khi lắp xong ván khuôn, cốt thép thì tiến hành đổbêtông liên kết. Trước khi đổ phải tính toán thời gian duy trì mực nước và tốc độ đổbêtông để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. 9) Thi công công trình sau bến Công trình sau bến có thể là dạng tường góc hoặc là khối trọng lực, đôi khi được kếthợp làm đường hào kỹ thuật. Công trình sau bến có tác dụng tạo thành một bức tườngchắn đất, giữ ổn định cho phần bãi phía sau bến và có thể được thi công bằng phươngpháp lắp ghép hoặc phương pháp đổ tại chỗ. Công trình sau bến có thể nằm trên một nền cọc hoặc nằm trên khối đá đệm. Công trình sau bến trên nền cọc có trình tự thi công như sau: - Nạo vét: nạo vét đến cao trình thiết kế và tạo mái dốc đất ổn định;7-13
  • 63. Chương 7. Thi công công trình bến - Đóng cọc; - Chẻ đầu cọc; - Thi công lớp đệm: ngăn chặn sự di chuyển của bùn đất ra bên ngoài; - Thi công bản đáy; - Thi công tường cánh; - Thi công tầng lọc ngược: có hai vị trí đặt tầng lọc ngược là tại chân tường góc và tại các lỗ thoát nước. Quá trình thi công cần chú ý đến ảnh hưởng của nước ngầm trong đất của bãi sau bến. Hình 7.19. Thi công công trình sau bến trên nền cọc theo phương pháp đổ tại chỗ cho từng phân đoạn (phương pháp thi công cuốn chiếu). Hình 7.20. Vị trí tầng lọc ngược trong công trình bến. 1. Tại chân tường góc; 2. Tại các lỗ thoát nước.7-14
  • 64. Chương 7. Thi công công trình bến Công trình sau bến nằm trên nền đá đệm có trình tự thi công như sau: - Nạo vét; - Thi công lớp đệm, đặc biệt chú ý đảm bảo độ chặt của nền lót; - Lắp ghép ván khuôn, đổ bêtông. Chú ý: Tại các vị trí thi công có cao trình thấp, chịu ảnh hưởng của sự dao độngmực nước thì tính toán thời gian thi công cho thích hợp.7.2.2. Thi công công trình bến trên nền cọc vuông dạng bản không dầm.7.2.2.1. Thi công bằng phương pháp lắp ghép Trình tự và biện pháp thi công tương tự như dạng công trình dầm có bản và đượcthực hiện như sau: 1) Nạo vét; 2) Đóng cọc; 3) Liên kết hệ cọc với nhau, đổ lăng thể đá gầm bến (nếu có); 4) Chẻ đầu cọc, đổ bêtông mở rộng đầu cọc; 5) Cẩu lắp bản mặt cầu; 6) Liên kết bản mặt cầu với nhau và với đài cọc. * Mở rộng đầu cọc (đài cọc) Hình 7.21. Mở rộng đầu cọc. 1. Đài cọc; 2. Cọc; 3. Cốt thép đặt thêm; 4. Cốt thép chờ đầu cọc; 5. Cốt thép liên kết với bản.7-15
  • 65. Chương 7. Thi công công trình bến Đài cọc được thi công bằng phương pháp đổ tại chỗ, trình tự như sau: - Bắt xà kẹp; - Chẻ đầu cọc; - Làm cốt thép và ván khuôn; - Đổ bêtông, khi bêtông đài cọc đạt 100% cường độ thì thi công bản mặt cầu. * Đúc sẵn bản mặt cầu Các ô bản được đúc sẵn theo thứ tự thi công cẩu lắp tại hiện trường. Cần chú ý điều chỉnh kích thước các ô bản cho phù hợp với sai số đóng cọc. * Liên kết bản mặt cầu Hình 7.22. Liên kết bản mặt cầu. 1. Bản; 2. Đài cọc; 3. Cốt thép chờ góc bản; 4. Cốt thép chờ cạnh bản; 5. Cốt thép đặt thêm. Liên kết bản với đài: khi cẩu lắp bản mặt cầu đặt lên đài cọc thì tiến hành liên kếtcốt thép chờ của bản với cốt thép chờ của đài. Liên kết bản với bản: tiến hành liên kết hàn nối cốt thép chờ ở các cạnh bản vớinhau, đặt thêm cốt thép, làm ván khuôn treo sau đó tiến hành đổ bê tông mối nối.7.2.2.2. Thi công bằng phương pháp đổ bê tông tại chỗ: Kết cấu dạng này thường có chiều dày bản lớn nên khi đổ bê tông người ta phảiphân chia thành nhiều lớp để đổ. Khi lớp dưới đạt (75 ÷ 100%) cường độ mới tiến hànhđổ lớp trên.7-16
  • 66. Chương 7. Thi công công trình bến7.2.3. Công trình bến trên nền cọc ống:7.2.3.1. Thi công công trình bến trên nền cọc ống dạng dầm bản: * Thi công bằng phương pháp lắp ghép: Cấu tạo: Hình 7.23. Thi công CTB trên nền cọc ống theo phương phắp lắp ghép. 1) Cọc ống; 2) Ván khuôn; 3) Lồng cốt thép; 4) Cốt thép chờ; 5) Dầm cọc; 6) Bản mã thép liên kết của dầm dọc; 7) Bản mặt cầu; 8) Bản mã thép liên kết của bản mặt. Dầm dọc có dạng chữ I được đúc sẵn, chiều dài của dầm phụ thuộc vào sức nângcủa cần trục và bước cọc. Trường hợp dầm kê trên nhiều cọc thì tại vị trí các đầu cọc,cánh dưới của dầm được thu hẹp bằng đường kính trong của cọc ống và để sẵn cốt thépchờ hoặc bản mã để liên kết với cọc. Lòng cọc ống được đổ đầy cát (hoặc vữa mác thấp) cách miệng ống 1 ÷ 1,2(m).Trường hợp không đổ cát lòng ống thì dùng ván khuôn treo, sau đó đặt lồng cốt thép để7-17
  • 67. Chương 7. Thi công công trình bếnđổ bêtông. Khi bêtông đạt cường độ thì cẩu đặt dầm lên trên đầu cọc, liên kết cốt thépchờ của đầu cọc với dầm, lắp đặt ván khuôn rồi đổ bêtông liên kết. Sau khi thi công hệ dầm, tiến hành đổ đá lòng bến, thi công tầng lọc ngược rồi cẩuđặt bản mặt cầu. Bản mặt cầu có dạng chữ Π được kê lên chân của dầm dọc và được liênkết thông qua những tấm sắt đã được chôn sẵn ở dầm dọc và bản mặt cầu. Sau khi điềuchỉnh thì tiến hành hàn nối các tầm thép đó với nhau. * Thi công bằng phương pháp đổ tạo chỗ Phương pháp thi công trình tự như thi công công trình bến trên nền cọc vuông dạngdầm bản bằng phương pháp thi công đổ tại chỗ, chỉ khác là phải cấy cốt thép chờ ở đầucọc như đã trình bày ở phần trên.7.2.3.2. Thi công công trình bến trên nền cọc ống dạng bản không dầm * Trình tự thi công Hình 7.24. Thi công CTB trên nền cọc ống dạng bản không dầm. 1) Nạo vét mái dốc; 2) Đổ lớp cát đệm; 3) Đóng cọc; 4) Thi công đài cọc; 5) Đổ đá lòng bến, chân khay; 6) Thi công bản mặt cầu; 7) Thi công bản tựa tàu; 8) Thi công tầng lọc ngược; 9) Thi công công trình sau bến; 10) Thi công nền bãi sau bến. * Biện pháp kỹ thuật thi công 1) Nạo vét;7-18
  • 68. Chương 7. Thi công công trình bến 2) Đổ lớp đá đệm; 3) Đóng cọc; 4) Thi công đài cọc; Đầu cọc được mở rộng thành hai cấp, mỗi cấp có chiều cao 20cm, tiết diện hình chữnhật. Hình 7.25. Thi công đài cọc. Để mở rộng đài cọc, người ta tiến hành lấp lòng ống hoặc làm ván khuôn treo cáchcao độ đỉnh ống thiết kế từ 1 ÷ 1,2m, tiến hành lắp đặt ván khuôn, cốt thép đài cọc, cốtthép chờ đầu cọc rồi đổ bêtông liên kết. Khi bêtông đài cọc đủ cường độ thì tiến hành cẩulắp bản mặt cầu, liên kết cốt thép chờ giữa bản với bản, giữa bản với đài cọc rồi đặt thêmcác cốt thép, làm ván khuôn treo rồi đổ bêtông liên kết. Hình 7.26. Cẩu lắp bản mặt cầu. 1. Móc cẩu; 2. Nêm; 3. Bản kê trên 4 đài; 4. Bản kê trên 2 đài; 5. Đòn gánh thép I. Chú ý: Trường hợp bản mặt cầu kê trên 2 đài cọc thì tiến hành như sau: Tiến hànhliên kết các bản kê trên 4 đài trước, sau đó dùng đòn gánh và nêm để cố định bản kê trênhai đài, sau đó tiến hành nối cốt thép chờ đổ bêtông liên kết. Khi bêtông liên kết đủcường độ ta tiến hành tháo nêm và đòn gánh.7.3. Thi công công trình bến tường cừ ván thép7.3.1. Cấu tạo 1) Mặt đất sau nạo vét;7-19
  • 69. Chương 7. Thi công công trình bến 2) Lớp cát đệm; 3) Tường cừ thép; 4) Dầm liên kết các đầu cừ thép; 5) Đá lòng bến; 6) Lớp đệm bản neo; 7) Bản neo; 8) Lớp đá trước và sau bản neo, giữ ổn định cho bản neo (đợt 1); 9) Cọc đỡ thanh neo; 10) Thanh neo; 11) Khối đá gia trọng và chống xói (đợt 1); 12) Khối đá gia trọng và chống xói (đợt 2); 13) Khối đá lòng bến đợt 3; 14) Lớp đá giữ ổn định cho bản neo (đợt 2); 15) Bêtông dầm mũ; 16) Khối đá lòng bến (đợt 4); 17) Lớp mặt bến.7.3.2. Trình tự thi công theo mặt cắt ngang Hình 7.27. Trình tự thi công CTB tường cừ ván thép theo mặt cắt ngang. 1) Nạo vét; 2) Đổ đệm cát; 3) Đóng cọc; 4) Bắt dầm liên kết các cọc; 5) Đổ đá đợt 1;7-20
  • 70. Chương 7. Thi công công trình bến 6) Thi công lớp đệm; 7) Cẩu đặt bản neo; 8) Đổ đá trước và sau bản neo đợt 1; 9) Đóng cọc đỡ thanh neo; 10) Cẩu đặt thanh neo; 11) Đổ đá gia trọng và chống xói đợt 1; 12) Đổ đá gia trọng và chống xói đợt 2; 13) Đổ đá lòng bến đợt 3; 14) Đổ đá bản neo đợt 2; 15) Đổ bêtông dầm mũ; 16) Đổ đá lòng bến đợt 4; 17) Thi công mặt bến.7.3.3. Các biện pháp kỹ thuật thi công7.3.3.1. Nạo vét Đây là công tác rất quan trọng, yêu cầu phải nạo vét hết lớp bùn đất yếu ở nơi xâydựng bến nhằm đảm bảo ổn định cho tường mặt và đảm báo góc nội ma sát của đá đổlòng bến.7.3.3.2. Đổ cát Tương tự như phần đổ cát lòng bến trong công trình bến bê cọc cao (trang 7-5).7.3.3.3. Đóng cọc ván thép và cọc đỡ thanh neo Xem công tác đóng cọc cừ thép (phần 5.9 - trang 5-18).7-21
  • 71. Chương 7. Thi công công trình bến7.3.3.4. Bắt dầm liên kết Hình 7.28. Sơ đồ bắt dầm liên kết. 1. Cọc ván thép; 2, 2’,6. Thanh thép C; 3. Mã đỡ; 4. Bản thép; 5. Bulông. Sau khi đóng cọc tiến hành hàn mã đỡ số 6 ở cùng một cao độ. Sau đó tiến hành đặtthanh thép C số 2 lên thanh số 6. Hàn mã đỡ số 3 vào thanh số 2 xong đặt bulông số 5vào lỗ đã khoét sẵn trên thân cọc, rồi đặt thanh C số 2 lên trên, hàn liên kết rồi siếtbulông. Khi đóng cọc được một đoạn đủ chiều dài thanh thép C thì tiến hành bắt dầm liênkết. Nó có tác dụng tăng độ cứng cho tường nhằm chống lại lực va chạm của các phươngtiện thi công và áp lực sóng.7.3.3.5. Đổ đá đợt 1 Đá đợt 1 được đổ cách chân tường từ 3 ÷ 5m để lén ép nền đất từ từ và tạo mặt bằngthi công lớp đệm số 6.7.3.3.6. Thi công lớp đệm bản neo Lớp đệm bản neo là lớp đá 4x6 có tác dụng để tạo mặt bằng đặt bản neo.7.3.3.7. Cẩu đặt bản neo Bản neo được chế tạo bằng phương pháp bêtông cốt thép đúc sẵn hoặc cọc ván thép.Sai số về cao độ là ± 10cm, về vị trí là ± 8cm. Bản neo được đặt song song với tuyến cọcvà vuông góc với thanh neo. Góc lệch giữa tuyến bản neo và tuyến cọc không lớn hơn30’. Bản neo được đặt bằng cần cẩu, dùng nhân lực để kê chèn cho đúng vị trí và cao độ.Bản neo cũng có thể được thi công bằng cách lắp đặt ván khuôn, cốt thép và đổ bêtông tạichỗ, khi đó việc thi công bêtông chịu ảnh hưởng của sự dao động mực nước.7.3.3.8. Đổ lăng thể đá trước và sau bản neo đợt 1 Để tạo ra áp lực chống lại chuyển vị của bản neo khi căng thanh neo.7-22
  • 72. Chương 7. Thi công công trình bến7.3.3.9. Đóng cọc đỡ thanh neo7.3.3.10. Cẩu đặt thanh neo Hình 7.29. Cẩu đặt thanh neo. Thanh neo là một thanh thép dài có đường kính φ = 60 ÷ 90mm, gồm nhiều đoạnnối lại với nhau, hai đầu có ren để bắt bulông. Các đoạn thanh neo có thể được nối vớinhau bằng liên kết hàn hoặc tăng đơ. Thanh neo có chiều dài lớn nên khi hàn nối phải làm một mặt phẳng để đảm bảomối nối các đoạn phải được đồng trục. Hình 7.30. Hàn nối thanh neo. Vì mối nối có chiều dài đường hàn lớn, lượng thép nóng chảy nhiều nên cần địnhtrình tự hàn cho phù hợp, tránh ảnh hưởng của ứng suất hàn và biến hình hàn. Vì chiều dài thanh neo lớn nên độ mảnh cũng lớn, do đó khi cẩu phải dùng đòngánh. Hình 7.31. Liên kết thanh neo và bản neo.7-23
  • 73. Chương 7. Thi công công trình bến7.3.3.11. Đổ đá gia trọng và chống xói Ta dùng gầu ngoạm hoặc dùng biện pháp thủ công. Yêu cầu là phải san đều và đúngcao độ.7.3.3.12. Đổ đá lòng bến đợt 2 Dùng xà lan và cần trục mắc gầu ngoạm để đổ. Khi đổ tránh va chạm với thanh neo.Ở khu vực có dầm liên kết cần phải chừa lại một khoảng để tạo mặt bằng thi công dầmmũ.7.3.3.13. Đổ đá lòng bến đợt 37.3.3.14. Đổ đá trước và sau bản neo đợt 27.3.3.15. Đổ bêtông dầm mũ Dầm mũ có tác dụng liên kết các cọc của từng mặt lại với nhau, chống ăn mòn, tạomặt phẳng treo đệm tựa tàu. Hình 7.32. Kết thúc đổ bêtông dầm mũ đợt 1, cốt thép chờ đổ bêtông đợt 2. Hình 7.33. Lắp đặt cốt thép, ván khuôn, đổ bêtông dầm mũ đợt 2.7-24
  • 74. Chương 7. Thi công công trình bến Vì dầm mũ có chiều cao lớn, cao độ đáy rất thấp nên để thuận tiện cho thi côngngười ta chia dầm mũ ra thành 2 ÷ 3 đợt đổ theo chiều cao. Đợt 1 đổ từ đáy dầm mũ đếnngang đỉnh cọc ván thép. Phần còn lại được chia thành 2 đợt. Quá trình đổ luôn đảm bảomặt bêtông luôn vượt trước mặt nước ít nhất từ 20 ÷ 30cm. Để đổ bêtông dầm mũ có thể làm ván khuôn như sau: Hình 7.34. Ván khuôn dầm mũ. 1. Cọc ván thép; 2. Xích động; 3. Dầm dọc để đỡ ván đáy; 4. Ván đáy; 5. Nẹp dọc để đỡ chân ván thành; 6. Ván thành; 7. Thanh thép giằng để đỡ ván thành; 8. Thanh chống xiên; 9. Cốt thép chờ. Trường hợp để hạn chế thời gian thi công trong nước, người ta có thể dùng các bảntường mặt bêtông cốt thép đúc sẵn để làm ván khuôn mặt ngoài, các bản này được đặt cốtthép chịu lực và cốt thép chờ để liên kết với cốt thép dầm mũ, sao đó đổ bêtông liên kếtlại với nhau. Để tận dụng mực nước thi công phải chuẩn bị tất cả các loại vật liệu, thiết bị máymóc và nhân lực để khi xuất hiện mực nước có thể làm ngay.7-25
  • 75. Chương 7. Thi công công trình bến7.3.3.16. Đổ đá lòng bến lần 4 Sau khi đổ phải đầm lèn. Mỗi đợt đổ với chiều dày từ 1 ÷ 1,2m, đảm bảo khi đầmlèn không được làm gãy thanh neo. Chú ý: Việc căng thanh neo phải kết hợp tốt với quá trình đổ đá lòng bến và đầmlèn chặt lòng bến để đảm bảo sao cho tường cừ thép và bản neo luôn ổn định, đúng vị trí.Khi đã đầm lèn tốt khối đất đá san lấp lòng bến và căng thanh neo đạt yêu cầu thiết kế,theo dõi tuyến tường cừ đã đảm bảo ổn định, không còn bị biến dạng, mới tiến hành đổbêtông dầm mũ. Hình 7.35. Ván khuôn, cốt thép dầm ngang và dầm dọc cầu tàu.7-26
  • 76. Chương 7. Thi công công trình bến Hình 7.36. Thi công từng phân đoạn bến theo phương pháp thi công cuốn chiếu (phân đoạn 1_ gia công cốt thép dầm, phân đoạn 2_ đóng cọc).7-27
  • 77. Chương 8. Thi công triền tàu Chương 8 THI CÔNG TRIỀN TÀU8.1. Khái niệm Triền tàu dù là triền dọc hay triền ngang đều có hai phần cơ bản là phần trên cạn vàphần dưới nước. Từ đó khi thi công công trình triền tàu người ta cũng chia thành hai phầnthi công. Thi công phần trên cạn bao gồm thi công hệ thống đường hào, bệ tàu, bệ tời, bệpuly. Phần đường triền nằm hoàn toàn trên cạn có thể thi công khô. Phần dưới nước baogồm phần nằm ở vùng mực nước dao động và phần ngập hoàn toàn trong nước. Với phầnnằm trong khu vực mực nước dao động ta có thể lợi dụng sự thay đổi mực nước để thicông khô. Phần bị ngập chìm hoàn toàn trong nước có thể thi công bằng cách thi côngngầm trong nước theo phương pháp lắp ghép hoặc tiến hành đắp đê quai thi công khô.8.2. Biện pháp kỹ thuật thi công8.2.1. Thi công phần đường hào và bệ tàu Nội dung công việc:8.2.1.1. Đào hố móng Dùng máy xúc, máy ủi hoặc biện pháp thủ công. Chú ý trước khi đào cần tiến hànhđo đạc để định vị hố móng và xác định khối lượng đào, đắp.8.2.1.2. Đổ cát đệm Với một số nền đất yếu trước khi đổ cát đệm có thể phải gia cố bằng cọc tre.8.2.1.3. Thi công lớp đá đệm Thường dùng đá 4x6, đổ thành từng lớp từ 20 ÷ 30cm, sau khi đổ phải đầm lèn đảmbảo yêu cầu độ chặt. Sai số cho phép về cao độ là +2cm.8.2.2. Gia công tà vẹt Hình 8.1. Tà vẹt ngắn dùng bulông chữ U. 1. Tà vẹt; 2. Bulông chữ U; 3. Cóc hãm ray; 4. Êcu; 5. Ray. Tà vẹt dùng cho triền tàu có hai loại là tà vẹt ngắn và tà vẹt dài. Tà vẹt ngắn thường có các kích thước như sau: ⎧l = 0,8 ÷ 1,2m ⎪ ⎨b = 0,2 ÷ 0,25m ⎪h = 0,12 ÷ 0,18m ⎩8-1
  • 78. Chương 8. Thi công triền tàu Hình 8.2. Tà vẹt dùng bulông chữ T.8.2.3. Lắp đặt ray Khi nối các đoạn ray phải thực hiện như sau: Hình 8.3. Mối nối ray 1. Ray; 2. Lập lách; 3. Bulông. Đặt tà vẹt, điều chỉnh khoảng cách, tuyến và cao độ tà vẹt. Đặt ray lên trên các tàvẹt và liên kết ra với các tà vẹt bằng bulông. Sau khi lắp đặt xong tiến hành điều chỉnhray bằng cách đặt các tải trọng lên xe triền. Tải trọng này được lấy bằng nửa tải trọngthiết kế rồi kéo đi kéo lại 3 lần. Nếu độ lún lúc này không lớn hơn 2mm là đạt yêu cầu,nếu độ lún lớn hơn 2mm phải tiến hành kích ray và chèn lại lớp đệm dưới tà vẹt. Chú ýkhi chèn thì chèn tà vẹt dài trước rồi mới chèn tà vẹt ngắn sau, phải chèn đều cả đáy củatà vẹt. Cũng có thể lắp đặt ray với tà vẹt thành cầu ray, sau đó cẩu cả cầu ray lên lớp đệmrồi tiến hành điều chỉnh.8.2.4. Thi công hệ thống động lực Bao gồm thi công bệ tời, bệ puly. Đây là các kết cấu bêtông khối lớn đổ tại chỗ.Khối bêtông này thường được chia thành 2 phần, phía dưới là bản đế, phía trên có chônsẵn bulông hoặc móc để liên kết với chân của tời hoặc các puly. Nội dung thi công bao gồm: - Định vị; - Đào hố móng; - Gia cố nền móng; - Lắp đặt ván khuôn, dựng cốt thép và các chi tiết liên kết; - Đổ bêtông.8-2
  • 79. Chương 8. Thi công triền tàu8.3. Thi công phần dưới nước bằng phương pháp thi công khô Hình 8.4. Thi công kè đường triền bằng phương pháp thi công khô (đắp đê quai). Hình 8.5. Công tác chuẩn bị lắp đặt ván khuôn thi công dầm đường triền trên nền cọc bằng phương pháp thi công khô. Hình 8.6. Lắp đặt ván khuôn, cốt thép dầm đường triền trên nền cọc theo phương pháp thi công khô.8-3
  • 80. Chương 8. Thi công triền tàu Thi công khô thì công tác cơ bản là đắp đê quai sanh, hút nước mặt, hạ mực nướcngầm, khi làm xong những việc đó thì coi như thi công trên cạn (xem trong giáo trình“Thi công cơ bản”).8.3.1. Kết cấu đê Có thể dùng bao cát hoặc dùng cọc ván thép để đóng.8.3.2. Hút nước mặt để hạ mực nước ngầm Hình 8.7. Đắp đê quai, hút nước phục vụ công tác thi công khô.8.3.3. Kiểm tra cao độ đường triền Thi công đường triền phải kiểm tra cao độ đối với từng lớp lót, cao độ chẻ đầu cọc,cao độ đáy và cao độ đỉnh dầm theo đúng cao độ thiết kế đã đề ra, đảm bảo sai số chophép. Riêng đối với cao độ đỉnh ray quy định sai số là ± 2mm nên việc đo đạc cao độ đỉnhtriền là một công tác khá khó khăn vì đường triền nghiêng. Để tiện cho quá trình kiểm tra thì ta phải đánh dấu dọc theo tim các đường ray vàtính toán cao độ từ trước rồi lập thành bảng (công tác nội nghiệp). Sau đó tại thực địa thìđặt máy thuỷ bình, dựng mia tại các điểm đánh dấu và xác định cao độ thực tế, so sánhvới cao độ thiết kế để điều chỉnh. Chú ý: - Do đường triền có độ dốc lớn, chiều dài lớn cho nên điểm đặt máy phải được xác định trước để sao cho đặt máy ít trạm nhất. - Sau khi làm đường triền xong thì khoảng hở giữa các đường ray phải được lát đá hộc hoặc láng ximăng cát để khi bùn cát bồi lắng có thể thổi rửa một cách dễ dàng. Cũng có thể đặt các đường ống thép xung quanh ống có khoan lỗ φ = 5mm để bơm nước thổi rửa bùn cát trên đường triền.8-4
  • 81. Chương 8. Thi công triền tàu8.4. Thi công phần đường triền dưới nước bằng phương pháp thi côngngầm8.4.1. Đào hố móng Công tác đào hố móng nạo vét đường triền có thể được thực hiện bằng cần trục mắcgầu ngoạm đặt trên phao nổi hoặc các tàu hút. Yêu cầu là phải đào đúng mái dốc và độsâu thiết kế.8.4.2. Thi công đường triền trên nền tà vẹt đá dăm8.4.2.1. Đổ cát Hình 8.8. Biện pháp đổ cát thi công đường triền trên nền tà vẹt – đá dăm. 1. Cọc; 2. Xà ngang; 3. Xà dọc; 4. Thanh trượt. Do ảnh hưởng của dòng chảy nên việc đổ cát phải dùng cần trục mắc gầu ngoạm đểthi công. Hạ miệng gầu ngoạm đến gần cao độ thiết kế mới đổ cát. Cũng có thể sử dụngmáng để đổ cát thủ công. Việc kiểm tra cao độ lớp cát được tiến hành bằng các khung gỗ kết hợp với thợ lặn. 1) Cọc; 2) Xà ngang; 3) Xà dọc; 4) Thanh trượt. Đóng các cọc số 1 và trên đó đánh dấu cao độ để đặt thanh xà ngang số 2. Thanhnày sẽ đỡ thanh xà dọc số 3 có độ nghiêng theo độ nghiêng thiết kế của đường triền rồithả cát. Khi kiểm tra dùng thợ lặn kéo thanh số 4 để xác định cao độ mặt trên của lớp cát,nếu cao thì gạt đi, nếu thấp thì bồi thêm.8.4.2.2. Đổ đá 4x6 Lớp đá này thường có chiều dày 50 ÷ 80cm, khi đổ chia thành từng lớp có chiều dày20cm; đổ xong mỗi lớp thì tiến hành lèn ép và san rất kỹ bằng các khung gỗ tương ứngkhi kiểm tra cao độ của cát. Sai số cho phép là ± 2cm.8-5
  • 82. Chương 8. Thi công triền tàu8.4.2.3. Cẩu lắp cầu ray Hình 8.9. Đổ bêtông đúc sẵn khung dầm đường triền. Hình 8.10. Gia công chế tạo khung định vị khung dầm bêtông cốt thép. Hình 8.11. Cẩu lắp khung dầm đường triền.8-6
  • 83. Chương 8. Thi công triền tàu Hình 8.12. Thiết bị cẩu lắp các đoạn cầu ray đặt trên xà lan. Hình 8.13. Cẩu lắp cầu ray. Cầu ray là những đoạn ray đã được liên kết với tà vẹt. Khi lắp cầu ray có thể dùngcần trục nổi hoặc hệ thống phao nổi đưa cầu ray vào vị trí, kết hợp với thợ lặn điều chỉnhliên kết các cầu ray với nhau. Để điều chỉnh cầu ray vào vị trí, trên các cầu ray người ta đặt các phao tiêu. Tạiđúng tim ray trên cầu ray đặt trước dùng 1 tiêu, cầu ray đang đặt có 2 tiêu. Các tiêu phảicó chiều cao lớn hơn độ sâu khu nước, thường tiêu sau đặt cao hơn tiêu trước. Khi điềuchỉnh ta dùng máy kinh vĩ, khi 3 tiêu cùng nằm trên một đường thẳng thì cho đặt cầu ray.Để điều chỉnh được dễ dàng thì thả cầu ray xuống sát đáy, dùng tời – cáp – neo để điềuchỉnh vị trí lắp đặt sao cho các cầu ray thẳng hàng, hai đầu của cầu ray đã đặt và cầu raytiếp theo phải sát vào nhau để bắt được lập lách liên kết. Thứ tự đặt cầu ray từ trong bờ ra ngoài, dùng đoạn cầu ray đã đặt để định vị cácđoạn tiếp theo. Để cầu ray không bị biến dạng trong quá trình cẩu lắp thì trước khi cẩu người ta liênkết ray với các thanh thép chữ C để tăng cường độ cứng.8-7
  • 84. Chương 8. Thi công triền tàu Hình 8.14. Tăng cường độ cứng của cầu ray khi cẩu bằng thanh thép C. Trường hợp không có cần trục nổi hoặc cần trục nổi không đủ điều kiện thi công, tacó thể sử dụng các phao nổi để đưa cầu ray ra vị trí lắp đặt trước rồi kéo xuống phía dưới,lợi dụng nước để đưa cầu ray ra vị trí lắp đặt. Hình 8.15. Cẩu lắp cầu ray bằng cần trục nổi. 1. Cầu ray; 2. Phao; 3. Con lăn; 4. Đòn gánh; 5. Palăng xích. Khi đặt cầu ray vào vị trí ta tiến hành neo chặt các phao để tránh ảnh hưởng củasóng và dòng chảy. Sau đó dùng con lăn để điều chỉnh tiếp. Khi đã đảm bảo độ chính xácthì hạ cầu ray bằng palăng xích.8-8
  • 85. Chương 8. Thi công triền tàu8.4.3. Thi công phần đường triền dưới nước trên nền cọc bằng phương pháp thicông ngầm Hình 8.16. Cấu tạo phần đường triền trên nền cọc. 1. Ray; 2. Dầm dọc; 3. Dầm ngang liên kết; 4. Dầm ngang đỉnh cọc; 5. Cọc. * Trình tự thi công:8.4.3.1. Nạo vét: Xem phần 7.2.1.2 (trang 7-5).8.4.3.2. Đóng cọc: Xem chương thi công cọc (Chương 5).8.4.3.3. Thi công dầm ngang đỉnh cọc (hoặc vai cọc): Có thể thi công bằng phương pháp lắp ghép hoặc đổ tại chỗ. * Phương pháp thi công đổ tại chỗ Với các dầm ngang đỉnh cọc nằm trong vùng nước thay đổi, ta có thể lợi dụng sựthay đổi của mực nước và tính toán thời gian duy trì mực nước để thi công đổ bêtông tạichỗ như phần trên cạn.8-9
  • 86. Chương 8. Thi công triền tàu Hình 8.17. Thi công khô bằng thùng chụp.8-10
  • 87. Chương 8. Thi công triền tàu Hình 8.17. Thi công khô bằng thùng chụp (tiếp theo). Đối với những dầm ngang đỉnh cọc nằm hoàn toàn trong nước, ta phải làm đê vâyhoặc thùng chụp rồi tiến hành bơm nước để thi công khô. Thùng chụp là một thùng bằngthép có gia cường thép hình để đảm bảo độ cứng. Khi thi công đóng thùng chụp vàotrong đất từ 0,5 ÷ 1m, sau đó tiến hành hút nước trong thùng chụp, phá đầu cọc, lắp đặtván khuôn, cốt thép rồi đổ bêtông dầm ngang đỉnh cọc. Người ta cũng có thể dùng cọcván thép để tạo thành thùng chụp.8-11
  • 88. Chương 8. Thi công triền tàu Chú ý: Thùng chụp có tác dụng ngăn nước chảy từ bên ngoài vào bên trong nên cần đượckiểm tra theo các điều kiện sau: - Ngăn hoàn toàn hoặc cho nước thấm vào bên trong với một lưu lượng phù hợp với công suất của máy bơm hút nước ra khỏi thùng. ở đây cần kiểm tra với hành cọc sát mút triền đồng thời phải biết rõ cấu tạo của đất và hệ số thấm của nó. - Kiểm tra kích thước của thùng chụp để đảm bảo không gian thao tác cần thiết. Trường hợp thùng chụp có kích thước quá lớn sẽ gây khó khăn trong việc hạ và nhổ thùng chụp thì cần phải có biện pháp phân chia thùng chụp thành từng phần cho phù hợp hoặc làm thùng chụp cho riêng từng đầu cọc để mở rộng đầu cọc rồi dùng biện pháp liên kết dầm ngang đúc sẵn với đài cọc. - Kiểm tra điều kiện nâng và hạ thùng chụp trong quá trình thi công. * Thi công dầm ngang đỉnh cọc bằng phương pháp lắp ghép Với những dầm ngang ngập trong nước ta có thể xử lý như sau: Sử dụng thùng chụp hoặc coc ván thép đóng vào vị trí dầm ngang, hút nước rangoài, chẻ đầu cọc, cẩu đặt dầm ngang rồi tiến hành đổ bêtông mối nối. Đặt cốt thép cấutạo để liên kết dầm ngang đỉnh cọc với cốt thép cọc tương tự như dầm ngang của côngtrình bến. Ở đây cần lưu ý là cao độ của dầm ngang đòi hỏi độ chính xác rất cao vì phảilắp ghép dầm dọc và ray ở bên trên. Do đó ở trong thùng chụp ta phải tiến hành đo đạc vàđánh dấu cao độ đầu cọc, cao độ mặt trên của dầm ngang phải chuẩn. Trong quá trình cẩulắp dầm ngang phải điều chỉnh và kiểm tra theo các mốc được vạch trên đầu cọc hoặctrên thùng chụp. Khi điều chỉnh xong mới tiến hành đổ bêtông liên kết mối nối. Vì mặttrên của dầm ngang có độ dốc bằng độ dốc của đường triền nên phải bù một lớp vữabêtông M200 trên mặt của dầm ngang tại vị trí đỡ dầm dọc. Trong trường hợp không dùng thùng chụp cho tất cả các đầu cọc ta phải làm riêngthùng chụp cho từng đầu cọc để tiến hành đổ đài cọc nhưng ở trên đài cọc phải đặt sẵncác chi tiết để liên kết với dầm ngang đỉnh cọc. Khi bêtông đài cọc đủ cường độ thì tháothùng chụp, cẩu đặt dầm ngang và liên kết với đài cọc. Ở đây bố trí các chi tiết liên kếtcần phải tính toán các điều kiện lắp đặt và sai số khi thi công đồng thời đảm bảo tốt mốinối của dầm ngang với dầm dọc.8.4.4. Cẩu lắp dầm dọc – ray đường triền Ray được liên kết với dầm dọc thông qua hệ thông bulông chữ U chôn sẵn ở dầm.Để tránh việc phải lắp đặt ray dưới nước, người ta lắp đặt ray vào khung dầm ngay ở trêncạn. Quá trình cẩu lắp khung dầm được tiến hành bằng cần trục nổi và thợ lặn. Để điềuchỉnh khung dầm vào vị trí cần bố trí hệ thống tiêu ngắm và sử dụng máy kinh vĩ (tươngtự như lắp đặt cầu ray trên nền tà vẹt đá dăm). Chú ý: Để đảm bảo độ chính xác về vị trí và cao độ của khung dầm kế tiếp, ta cần phải làmhệ thống khung dưỡng đồng thời đánh số thứ tự khung dầm và tiến hành cẩu lắp theođúng số thứ tự.8-12
  • 89. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Chương 9 THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ SÔNG9.1. Khái niệm chung Các công trình chỉnh trị sông thường được thiết kế thành một hệ thống bao gồm kèhướng dòng, kè ốp bờ, đập khoá, kè chắn... cho nên phải lập một trình tự thi công hợp lýđể phát huy tác dụng của từng đợt thi công và không gây ảnh hưởng xấu lẫn nhau. Công trình chỉnh trị có khối lượng thi công lớn, mặt bằng và thời gian thi công đềukéo dài, khối lượng vật tư lớn, cho nên khi thi công phải lập trình tự và biện pháp thicông hợp lý. Do các công trình chỉnh trị sông thường có tính chất thi công thủ công là chính nêntiến độ thi công chậm đồng thời chịu ảnh hưởng rất lớn của thời tiết, thuỷ văn.9.2. Công tác định vị9.2.1. Lập lưới đo đạc Công trình chỉnh trị thường bố trí hai bên bờ sông và kéo dài cho nên không thể sửdụng một vài mốc cơ bản được bàn giao để tiến hành đo đạc định vị cho toàn bộ côngtrình mà ta phải tiến hành đo đạc định vị cho toàn bộ công trình từ một mạng lưới đo đạctriển khai theo hai bên bờ sông từ các mốc được bàn giao. Thông thường cắm một số mốcthoả mãn điều kiện địa hình, thông hướng. Đặt máy tại các mốc cơ bản, giao hội thuậncác mốc tìm ra các góc giao hội để tính ra tọa độ các mốc triển khai. Giả sử đơn vị thi công được giao 2 mốc T1, T2, phải xác định hệ thống đo đạc nhưsau: - Công tác nội nghiệp: Trên bình đồ chọn trước điểm P1 để từ đó có các khoảng cách T1P1, T2P1, T1T2; từ đó xác định được các góc α1 , α 2 . Hình 9.1. Công tác nội nghiệp. - Công tác ngoại nghiệp: Tiến hành triển khai các mốc ra thực địa.9-1
  • 90. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông9.2.2. Định vị kè chắn Hình 9.2. Định vị kè chắn. Thường dùng phương pháp giao hội góc để định vị điểm. Các điểm ở đây là cácđiểm nằm trên tim kè, đầu kè và gốc kè. Trên mạng lưới các mốc lập ở hai bên bờ sông ta chọn hai mốc ở gần kè để làmmốc cơ bản. Thông qua tọa độ các mốc cơ bản và tọa độ điểm khống chế của kè hoặc đotrên bình đồ, dùng hệ thức lượng trong tam giác để tính toán góc giao hội. Để thuận lợi cho việc thi công, trên tuyến AB người ta đóng thêm các cọc C, D...cách nhau từ 10 ÷ 15m để làm các cọc tiêu phục vụ cho các quá trình thi công. Các cọctiêu ở đầu kè và gốc kè rất dễ bị va chạm trong quá trình thi công, do đó để tiện cho việckiểm tra người ta phải cắm thêm các tiêu phụ để làm chập tiêu cho tiện theo dõi.9.2.3. Định vị luồng đào Dùng phương pháp giao hội nhưng với các điểm ở mép luồng đào phải dùng cácchập tiêu. Các chập tiêu này phải được đặt trong phạm vi ảnh hưởng của tàu cuốc, tàu hútvà các phương tiện thi công. Với các cọc tiêu bị ảnh hưởng trong quá trình đào cần phảidi chuyển vào trong bờ thành các chập tiêu.9.3. Công tác nạo vét Công tác nạo vét là tạo luồng vận tải trước khi kè phát huy tác dụng. Căn cứ vàokhối lượng nạo vét để tính toán phương tiện thi công. Công tác nạo vét có thể sử dụng các phương tiện như sau: - Tàu cuốc nhiều gầu: TC82, TC81, TC54,...; - Tàu cuốc một gầu; - Tàu hút phun: HP01, HP02, HP12,...; - Tàu hút bụng: Long Châu, HP88, Hưng Đạo, Long Châu 02,...9.3.1. Thiết bị nạo vét và phương pháp thi công Thiết bị nạo vét là loại tàu công trình dùng để đào xới khối lượng đất dưới nước cầnthanh thải. Theo nguyên tắc làm việc, tàu nạo vét có hai loại lớn là tàu nạo vét thủy lựcvà tàu nạo vét cơ giới. Tàu nạo vét thủy lực là thiết bị dùng bơm bùn để hút bùn và thảibùn, thường gọi chung là tàu hút bùn. Trong loại này lại chia ra tàu hút xén thổi và tàuhút bụng. Tàu nạo vét cơ giới là loại thiết bị dựa vào gầu xúc hoặc gầu ngoạm để cuốc9-2
  • 91. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sôngđất, vì vậy thường chia ra là tàu cuốc gầu và tàu cuốc ngoạm. Bảng 9.1 giới thiệu một sốthiết bị nạo vét hiện đang sử dụng ở Việt Nam.9.3.1.1. Tàu hút xén thổi và phương pháp thi công Tàu hút xén thổi là tàu dùng lưỡi xén để làm tơi đất đáy luồng, trộn với nước thànhbùn nhão nhờ tác dụng của bơm bùn đưa dung dịch bùn vào ống hút của bơm và đưa raống đẩy để vận chuyển đến khu vực đổ bùn. Hình 9.3 thể hiện sơ đồ cấu tạo của tàu hútxén thổi. Hình 9.3. Sơ đồ cấu tạo của tàu hút xén thổi. 1. Lưỡi xén; 2. Ống hút bùn; 3. Bơm; 4. Ống nước trên tàu; 5. Ống đẩy bùn trên mặt nước; 6. Máy tàu; 7. Thân tàu; 8. Cọc thép; 9. Ống phao; 10. Cần xén lưỡi; 11. Giá treo cần xén lưỡi. Quá trình hút bùn của tàu hút xén thổi, từ đào bùn cát đến vận chuyển và đổ bùn cátđều do tàu tự hoàn thành. Loại tàu này có năng suất thường trong khoảng từ40 ÷ 400m3/h, có tàu đạt hàng ngàn m3/h (như tàu hút xén thổi HA-47 và tàu Việt Mỹ củaCông ty xây dựng đường thủy, có năng suất 1800m3/h. Loại tàu này thích hợp cho nạo vét ở vùng có địa chất đáy luồng là cát, đất cát pha,đất bồi v.v… Nếu dùng lưỡi xén có răng để đào đất sét nhưng hiệu quả thấp. Loại tàu nàyyêu cầu vùng nạo vét có sóng gió nhỏ, lưu tốc bé… thường là vùng hồ hoặc vùng cảngven biển. Tàu hút xén thổi thường là loại tàu phi tự hành, thi công theo phương pháp xénngang có cọc thép định vị. Đơn giản nhất là sử dụng hai cọc thép thay phiên nhau đóngxuống đáy luồng làm trục quay cho tàu, dùng dây cáp xen kẽ kéo căng đầu cần lưỡi xénđể điều khiển chuyển động qua lại, tiến hành nạo vét. Khi nạo vét, do thân tàu có hai tâm quay nên quỹ tích đào đất của lưỡi xén có chỗtrùng nhau, chỗ bỏ sót. Vì vậy không thích hợp cho nạo vét ở vùng đất cứng.9-3
  • 92. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Bảng 9.1: Các loại thiết bị hiện có của Tổng công ty Xây dựng Đường thủy. Tổng Sức Độ phun Độ Năm Nước Kích thước chính(m) Năng sâu công chứa xa (m)TT Tên thiết bị sản sản suất nạo suất bụng xuất xuất L B H T (m3/h) 3 max min vét (CV) (m ) (m)I Thiết bị nạo vét biển Tàu hút bụng Long1 1969 Đức 95,00 16,00 6,00 5,30 5860 3500 3240 20 Châu Tàu hút bụng Trần2 1969 Đức 95,00 16,00 6,00 5,38 6650 3500 3250 20 Hưng Đạo Tàu hút bụng Việt3 1989 53,7 10,00 4,00 2,60 1590 300 7 HB88 Nam Tàu hút xén thổi Hà4 1996 32,00 10,30 2,97 2,05 3800 1500 5000 200 16 TH 12/9 Lan Tàu hút xén thổi5 1996 Mỹ 34,7 9,17 2,43 1,65 4070 1800 6000 200 18 HA-97 Tàu hút xén thổi6 1996 Mỹ 34,7 9,17 2,43 1,65 4070 1800 6000 200 18 Việt Mỹ Tàu cuốc gầu TC-7 1981 Pháp 69,80 12,60 4,00 2,40 2060 800 16 81 Tàu cuốc gầu TC-8 1981 Pháp 69,80 12,60 4,00 2,40 2060 800 16 82 Tàu cuốc gầu TC-9 1954 Đức 52,50 9,37 3,30 1,85 665 300 14 854 Tàu cuốc gầu TC- Liên10 1989 48,00 9,40 2,80 1,80 920 600 14 91 Xô Tàu cuốc gầu TC- Liên11 1982 44,60 9,60 2,80 1,80 49 275 12 82 Xô Tàu hút bụng, phun12 2001 Đức 67,50 14,00 5,20 4,60 4757 950 1500 1000 21 lên bờ Tàu hút mớn nông Việt13 2001 88,40 14,60 4,50 3,80 1675 1500 1500 16 cần cứng Nam Tàu hút bụng mớn Việt14 2001 52,50 12,00 3,60 2,65 1790 1050 400 14 nông NamII Thiết bị nạo vét sông Tàu hút xén thổi Hà1 1994 26,10 8,60 2,75 1,70 2366 1100 5000 200 14 HB-01 Lan Tàu hút xén thổi Hà2 1982 24,00 7,29 3,68 1,20 2190 500 5000 200 15 PEKA-6 Lan Tàu hút xén thổi3 1965 Mỹ 22,10 8,20 1,52 1,00 1050 300 3000 200 11 H-02 Tàu hút xén thổi Liên4 1969 16,50 5,20 1,10 0,60 540 300 3000 200 11 H-23 Xô Tàu hút xén thổi Liên5 1968 15,00 5,20 1,10 0,60 300 160 1500 200 8 H-19 Xô Tàu hút xén thổi Liên6 1968 15,00 5,20 1,10 0,60 300 160 1500 200 8 H-20 Xô Tàu hút xén thổi Liên7 1968 15,00 5,20 1,10 0,60 300 160 1500 200 8 H-21 Xô Tàu hút xén thổi Liên8 1968 15,00 5,20 1,10 0,60 300 160 1500 200 8 H-28 Xô Tàu hút xén thổi Liên9 1968 15,00 5,20 1,10 0,60 300 160 1500 200 8 H-27 Xô Tàu hút xén thổi Liên10 1968 15,00 5,20 1,10 0,60 300 160 1500 200 8 H-31 Xô Tàu hút xén thổi Liên11 1970 15,00 5,20 1,10 0,60 300 160 1500 200 8 H-24 Xô 9-4
  • 93. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Độ phun Độ Kích thước chính(m) Tổng Sức Năm Nước Năng xa (m) sâu công chứaTT Tên thiết bị sản sản suất nạo suất bụng xuất xuất 3 (m /h) vét L B H T (CV) (m3) max min (m)II Thiết bị nạo vét sông (tiếp theo) Tàu hút xén thổi Liên12 1970 15,00 5,20 1,10 0,60 300 160 1500 200 8 H-29 Xô Tàu hút xén thổi Liên13 1970 15,00 5,20 1,10 0,60 300 160 1500 200 8 H-19 Xô Tàu hút xén thổi Liên14 1985 27,60 9,20 2,80 1,60 665 220 2000 200 15 H-96 Xô Tàu hút xén thổi15 1965 Mỹ 21,00 8,00 1,50 1,00 1000 285 1000 10 10 H-03 Tàu hút xén thổi16 1965 Mỹ 24,40 7,29 1,70 1,10 1185 225 1200 100 10 H-04 Tàu hút xén thổi17 1961 Mỹ 39,00 11,00 2,80 2,05 1800 380 1600 100 10 H-01 Tàu hút xén thổi18 1955 Mỹ 23,20 7,20 1,70 1,50 1185 285 1500 100 9,5 H-05 Tàu hút xén thổi Việt19 1986 - - - - 585 200 1500 100 7,5 H-06B Nam Tàu hút xén thổi Việt20 1985 19,00 6,60 1,80 1,00 559 200 300 - 7,5 H-07B Nam Tàu hút xén thổi21 1965 Mỹ 15,00 6,40 1,50 0,85 559 200 300 - 7,5 H-08B Tàu hút xén thổi22 1964 Mỹ 17,00 5,50 1,56 0,90 559 200 300 - 7,5 H-09B Tàu hút xén thổi23 1964 Mỹ 15,00 5,50 1,56 0,90 1000 256 300 - 7,0 H-10B Tàu hút xén thổi Việt24 1977 15,00 6,20 1,50 0,90 375 138 200 - 6,5 H-12 Nam Tàu hút xén thổi Việt25 1982 25,00 8,32 2,20 1,20 1185 285 1200 100 10 H-19/5 Nam Tàu hút xén thổi Hà26 1999 16,50 6,69 1,87 1,25 1156 670 500 - 10 Beaver 1200 Lan Tàu hút xén thổi Hà27 1999 20,50 6,95 1,85 1,15 1314 700 6000 - 10 CZ-450 Lan Tàu hút bụng tự Việt28 hành cần cứng, 2000 40,50 9,30 3,60 1,80 660 1320 - - 6,0 Nam mớn nông HB2000 Tàu ngoạm không SingaIII chân vịt 2002 60,00 20,00 4,00 2,70 po Để khắc phục khuyết điểm của phương pháp trên, có thể dùng phương pháp đào ngang di chuyển tiến lên theo một cọc, tức là dùng một cọc thép làm cọc chính, luôn ngắm chuẩn đường trục tim lạch đào làm trung tâm quay ngang, còn dùng một cọc thép khác làm cọc phụ để đổi tâm quay khi dịch lên phía trước. Vì chỉ có một tâm quay, quỹ tích đào đất của lưỡi xén song song với nhau (hình 9.4). Chỉ cần dịch chuyển tiến lên đảm bảo một khoảng cách thích đáng, thì có thể loại trừ hiện tượng đào lặp, đào sót. Những năm gần đây xuất hiện phương pháp đào ngang và tiến về phía trước bằng xe đài cọc (hình 9.5), thân tàu dịch về phía trước (hoặc lùi về phía sau) do hộp dầu dịch áp của xe đài cọc điều khiển. Trường hợp khoảng cách dịch về phía trước bằng hoặc gần bằng hành trình cực đại của xe đài cọc định vị thì điều khiển vị trí tàu đến trùng hợp với đường trung tâm của lạch đào để tiến hành đổi cọc. Thi công bằng phương pháp này có thể giảm bớt thời gian thay cọc, nâng cao năng suất của tàu hút bùn. 9-5
  • 94. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Hình 9.4. Phương pháp xén ngang, trục quay một cọc. Hình 9.5. Phương pháp xén ngang, với xe đài cọc định vị. Chiều rộng đào đất của phương pháp xén ngang định vị bằng cọc thép chịu sự hạnchế của chiều dài tàu (bao gồm cả chiều dài vươn ra của cần lưỡi xén). Theo kinh9-6
  • 95. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sôngnghiệm, chiều rộng cực đại bằng khoảng 1,2 ÷ 1,4 chiều dài tàu. Góc xoay ngang sang 2phía của thân tàu vào khoảng 70o ÷ 80o là thích hợp. Khi chiều rộng luồng đào lớn hơnchiều rộng đào cực đại của tàu thì phải chia ra thành các dải thi công. Ngoài ra, nếu khối đất cần nạo vét có chiều dài thường đối lớn, cần căn cứ vào tínhnăng của tàu hút bùn, chất đất và yêu cầu thi công để tiến hành phân lớp để đào. Đối vớiđất thịt pha cát, chiều dày phân lớp thường lấy bằng 1,2 ÷ 1,5 lần chiều dày đường kínhlưỡi xén. Đối với đất sét tương đối cứng, cần thông qua thí nghiệm để xác định chiều dàyđó.9.3.1.2. Tàu hút bụng và phương pháp thi công của nó Tàu hút bụng là loại tàu có bố trí khoang chứa bùn, vừa đào vừa di chuyển, nhưhình 9.6 đã thể hiện. Toàn bộ công việc đào bùn, chứa bùn và đổ bùn đều do tàu tự thựchiện. Hình 9.6. Sơ đồ tàu xén thổi hút bụng. I. Khoang chứa; II. Khoang bơm bùn; III. Khoang chứa bùn; 1. Máy chủ; 2. Khoang bơm bùn; 3. Máy phát điện; 4. Ống hút bùn; 5. Đầu nối dạng xếp; 6. Đầu hút; 7. Ống thải bùn; 8. Thiết bị đẩy. 1) Cấu tạo và tính năng * Gầu xới hút: Gầu xới hút chủ yếu bao gồm gầu xới và ống hút tạo thành. Theo vị trí lắp đặt khácnhau, gầu được chia thành 4 loại: Gầu đuôi, gầu giữa, gầu bên và gầu hỗn hợp. Loại gầu đuôi và gầu giữa lắp đặt gầu ở rãnh mở của thân tàu, dùng ống hút cứng,bố trí cần gầu để đỡ và cố định ống hút bùn, được treo giá lắp riêng và máy nâng hạ gầuđiều khiển. Gầu bên lắp đặt ở hai bên sườn tàu, nối với ống hút mềm (các đoạn ống cứng đượcnối với nhau bằng ống cao su), đồng thời bố trí giá treo và máy tời điều khiển nâng hạ. Gầu hỗn hợp là loại gầu được bố trí cả hai bên và ở giữa tàu.9-7
  • 96. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Miệng gầu là thiết bị dùng để trực tiếp xới bùn của tàu hút bụng. Do tính chất khácnhau mà chủ yếu có hai loại miệng gầu là loại gầu răng và loại ống xói. Gầu răng là loại gầu dùng răng để xới đất, sử dụng trong trường hợp đào đất cứng.Loại gầu ống xói là loại ống có ống xói thủy lực áp cao, miệng gầu phủ lên lớp bùn, ốngxói xới bùn lên, dùng lực hút của bơm hút bùn vào ống, sử dụng khi nạo vét với đất mềm. * Máy bơm bùn: Máy bơm bùn của tàu hút bụng là loại máy bơm ly tâm cột nước thấp, lưu lượnglớn. Thông thường chỉ bố trí một máy bơm, cũng có khi sử dụng một máy chính hoặc cókhi sử dụng hai máy bơm luân lưu. Tàu hút bùn lắp gầu hút bùn hai bên thì có 2 máybơm, giữa hai máy bơm có thể nối thông nhau. Để đề phòng hút chất nổ vào phá hoạimáy bơm và phá hoại các bộ phận khác, khoang máy bơm bùn thường được đặt cách lyvới các bộ phận khác. * Khoang chứa bùn và bơm bùn: Thông thường, khoang chứa bùn được lắp đặt tại phần giữa của tàu hút bùn, dungtích của nó được xác định tùy theo kích cỡ và yêu cầu của tàu hút bùn. Số lượng có thểbiến thiên từ mấy cửa đến mấy chục cửa. Cửa thoát bùn có 2 loại là cửa mở vào trong vàcửa mở ra ngoài. Mỗi cửa thoát bùn có thể đóng mở riêng biệt hoặc đóng mở liên hoàn. Phía trên các khoang chứa bùn bố trí các rãnh tràn đối xứng hai bên, dùng để thảibùn loãng phía trên khi đầy khoang. Có lúc sử dụng các rãnh này cho việc chảy tràn haiphía khi thi công. 2) Phương pháp thi công Tàu hút bụng thông thường thi công theo phương pháp đào dọc, trước lúc thi côngcần bố trí các đạo tiêu (phù tiêu và định tiêu), tàu hút bùn ở trong luồng đào nhắm đạotiêu chuẩn, vừa đi vừa hút. * Thi công theo phương pháp chứa bụng: Đây là phương pháp thi công cơ bản thường dùng. Khi thi công, vừa đào bùn vừahút vào khoang chứa. Sau khi bùn đầy khoang, cho chảy tràn để bùn trong khoang đạtđến nồng độ nhất định rồi mới vận chuyển đến vị trí đổ bùn. Phương pháp này được sửdụng trong điền kiện khu đổ bùn thiết kế ở phụ cận đồng thời thỏa mãn yêu cầu đi lại vàquay đầu của tàu. Nồng độ bùn trong khoang chứa ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất đào. Nói chungcần nâng cao nồng độ bùn trong khoang chứa, nhưng không phải bất kỳ trường hợp nàocũng phải đạt đến nồng độ lớn nhất trong khoang chứa. Các chất đất khác nhau thì nồngđộ yêu cầu trong khoang chứa khác nhau. Khi khu vực đổ bùn ở tương đối xa, thời gianvận chuyển bùn chiếm tỷ lệ lớn thì nếu tăng thời gian chảy tràn để nâng cao nồng độ bùnthì có lợi cho việc nâng cao năng suất đào. Khi đổ bùn ở khu vực tương đối gần, nếu chạytheo việc nâng cao nồng độ bùn trong khoang chứa thì sẽ giảm hiệu suất đào luồng. Vìvậy, cần xác định một thời gian hút bùn vào khoang kinh tế nhất để đạt hiệu suất đàoluồng lớn nhất. * Thi công theo phương pháp xả hai bên: Theo phương pháp này, dung dịch bùn được bơm hút lên không chứa vào khoangchứa mà trực tiếp xả ra ngoài theo hệ thống các lỗ bố trí hai bên mạn. Phương pháp nàycó thể làm cho bùn cát bồi lắng trở lại luồng đào, nhưng nếu tốc độ bồi lắng diễn ra rất9-8
  • 97. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sôngchậm so với tốc độ đào bùn đồng thời có thể lợi dụng sức xói của dòng chảy để xói sâuluồng đào thì phương pháp này có thể tiết kiệm thời gian đi về so với tàu hút bụng, tậptrung lực lượng để có thể thông luồng qua ngưỡng cạn. Hơn nữa, do bùn không chứa vàokhoang, mớn nước của tàu hút nhỏ, do đó có thể thi công ở ngưỡng cạn có độ sâu bé. * Thi công theo phương pháp phun thổi: Khi thi công, đưa bùn vào trong khoang chứa và dùng bơm bùn của tàu để đưa bùnđến vị trí san lấp. Phương pháp này bị hạn chế bởi đặc tính của bơm, thường sử dụng ởnơi có vị trí san lấp gần. 3) Tính toán khối lượng nạo vét * Công thức tính toán: Khi sử dụng phương pháp thi công chứa bụng thì khối lượngbùn mang trong khoang chứa Vc (m3) được tính toán như sau: Wm − V.γ m Vc = (9.1) γg − γ w Trong đó: Wm _ Tổng trọng lượng của bùn chứa trong khoang (N) bằng lượng giãn nước sau khi chứa bùn trừ đi tự trọng của tàu hoặc có thể lợi dụng thước đo mớn nước hay thiết bị chỉ thị lượng bùn chứa trong khoang để xác định); V _ Dung tích khoang bùn (m3), tức là dung tích tương ứng với các mức độ tự mở khác nhau của cửa tràn; γ g _ Dung trọng của đất tự nhiên cần nạo vét (N/m3); γ w _ Dung trọng của nước tại nơi nạo vét (N/m3). * Theo phương pháp thi công thải bùn hai bên: Theo phương pháp thi công này, lượng thải bùn được tính toán theo công thức sau: Vb = Qρt (9.2) Trong đó: Q_ Lượng thải ra từ hai phía (m3); t_ Thời gian duy trì của công tác thải (h); ρ _ Nồng độ của dung dịch bùn, tính theo % của khối đất tự nhiên chứa trong dung dịch bùn (%). 4) Phạm vi ứng dụng Tàu hút có các đặc điểm sau: - Tàu lớn, năng lực chống gió tốt; - Khi thi công tác nghiệp đơn chiếc, ít thiết bị phụ trợ; - Khi tác nghiệp không ảnh hưởng đến việc đi lại của tàu thuyền trên luồng và hoạt động của bến cảng; - Có thể tự hành, điều khiển linh hoạt, triển khai công việc nhanh chóng;9-9
  • 98. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông - Có thể căn cứ vào sự cần thiết để tiến hành hút bùn ở bất kỳ đoạn luồng nào, trong quá trình thi công có thể sử dụng vùng đã hút xong để đưa dần vào sử dụng. Căn cứ vào các đặc điểm trên, tàu hút bụng thích hợp cho thi công nạo vét đối vớiloại luồng hẹp và dài. Đối với luồng tàu của cảng biển, cửa sông, có thể thi công trongđiều kiện có sóng và gió. Đối với vùng có nhiệm vụ vừa đào vừa san lấp thì sử dụng tàuhút bụng cũng tương đối phù hợp. Có thể đào bùn bồi tích, đất pha cát, cát… nhưng đàobùn bồi tích thì năng suất là lớn nhất. Tuy nhiên tàu hút bụng là tàu lớn, yêu cầu khu vựcthi công có độ sâu và vùng quay tàu đủ rộng. Ngoài ra sau khi nạo vét xong, độ bằngphẳng đáy luồng tương đối kém.9.3.1.3. Tàu cuốc gầu và phương pháp thi công của nó Tàu cuốc gầu (hình 9.7) là thiết bị nạo vét sử dụng pa lăng kéo dây chuyền gầu(dung tích 0,1 ÷ 0,8m3) chuyển động liên tục để đào bùn dưới đáy luồng (độ sâu12 ÷ 15m). Dựa vào thiết bị và phương pháp thải bùn khác nhau, có thể chia tàu cuốcthành 3 loại: Hình 9.7. Sơ đồ tàu cuốc gầu. 1. Thân tàu; 2. Cần gầu; 3. Tháp nâng hạ; 4. Pa lăng dưới; 5. Pa lăng trên; 6. Tháp cần gầu; 7. Xe tời; 8. Máy chủ; 9. Phòng lò; 10. Gầu cuốc bùn. 1) Tàu cuốc gầu đổ bùn qua sà lan Là loại tàu phổ biến nhất hiện nay, bùn được gầu xúc đưa lên đến đỉnh rồi đổ vàománg thải và chuyển sang xà lan bên cạnh tàu cuốc. Sà lan vận chuyển bùn đến khu đổbùn và rót xuống hoặc thổi bùn từ xà lan đến vị trí đổ bùn. 2) Tàu cuốc gầu có bơm bùn Bùn đất được gầu múc lên đổ vào trong khoang bùn của tàu, dùng nước trộn thànhdung dịch bùn và bơm dẫn bùn cát qua ống xả để đưa đến khu đổ bùn. 3) Tàu cuốc gầu đổ bùn qua giá đỡ cao Bùn đất được gầu xúc lên đổ vào máng đặt trên giá đỡ cao hoặc băng chuyền để dẫnđến khu đổ bùn. Tàu cuốc gầu thường là phi tự hành và sử dụng phương pháp thi côngđào ngang, đào ngược hoặc xuôi dòng chảy. Khi đào bùn, thường sử dụng một neo chủ ởđuôi và bốn neo định vị bên cạnh để di chuyển tàu.9-10
  • 99. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Căn cứ vào điều kiện thi công luồng đào khác nhau, phương pháp đào ngang chủyếu có 3 loại sau: - Phương pháp đào ngang song song (hình 9.8): Phương pháp này dùng cho trường hợp luồng tương đối rộng và nơi dòng chảy có vận tốc lớn. Nhưng với phương pháp này, do lượng bùn đất chứa trong gầu ít và di chuyển thân tàu khó khăn dẫn đến hiệu suất đào và năng suất đào của tàu không cao. Hình 9.8. Phương pháp đào song song. - Phương pháp đào ngang hướng xiên (hình 9.9): Ưu điểm của phương pháp này là dòng chảy có áp lực ngang đối với thân tàu, có lợi cho việc di chuyển ngang và dễ múc bùn đầy gầu, tạo đường biên tương đối chính xác. Đây là phương pháp thường dùng nhất. Hình 9.9. Phương pháp đào ngang theo hướng xiên 1, 2, 3, 4 là các vị trí của tàu đào. - Phương pháp đào ngang hình quạt (hình 9.11): Phương pháp này thích hợp cho trường hợp đường mép nước của luồng đào có độ sâu nhỏ hơn mớn nước của tàu cuốc, luồng đào hẹp, chiều rộng luồng bằng chiều dài của tàu cuốc.9-11
  • 100. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Hình 9.10. Phương pháp đào ngang hình quạt. Bất kể sử dụng phương pháp nào thì tốc độ di chuyển của tàu cũng như tốc độ theophương ngang và khoảng cách dịch chuyển về phía trước cũng phải phối hợp chính xácđể đạt độ chứa bùn của gầu xúc là lớn nhất. Tốc độ vận chuyển của băng chuyền gầu được tính toán bằng số lần lộ ra khỏi mặtnước của gầu trong một phút. Nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ của gầu là chất đất.Chất đất ảnh hưởng trực tiếp đến độ dày của gầu xúc và mức độ làm sạch, do đó đối vớiloại đất cứng có lực kháng cắt lớn và với đất sét có lực dính lớn cần phải giảm tốc độ dichuyển của băng chuyền gầu, còn lúc thi công ở lớp đất mỏng, xốp, cho tốc độ di chuyểntăng lên. Tốc độ di chuyển ngang của băng gầu được tính toán bằng chiều dài của dây neobên cạnh do xe tời kéo về trong một phút. Thường tốc độ di chuyển 6 ÷ 8m/phút, nếu tốcđộ di chuyển ngang quá cao sẽ làm tốc độ xúc gầu tăng lên dẫn đến bỏ sót, thậm chí làmcho gầu có thể bị trượt ra ngoài pa lăng. Khoảng cách tiến về phía trước được tính bằng chiều dài của cáp neo đuôi do tời thuvào. Để làm cho gầu xúc được đầy cần phải có một khoảng cách tiến về phía trước thíchhợp. Khoảng cách tiến về phía trước thích hợp được xác định bởi khoảng cách chạm đáycủa băng chuyền gầu bằng khoảng cách giữa hai điểm cắt nhau giữa đường nằm ngangthấp nhất của miệng gầu và dây cung rủ xuống (hình 9.11).9-12
  • 101. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Hình 9.11. Sơ đồ tính toán khoảng cách chạm đáy của băng chuyền gầu. Nếu thi công ở nơi có chiều dày bùn lớn và chất đất rắn thì khoảng cách tiến về phíatrước không nên quá lớn (thường 0,3 ÷ 0,5m). Bởi khoảng cách tiến quá lớn thường sinhra hiện tượng máy chủ nhảy cầu dao hoặc quá tải. Trong điều kiện thi công là lớp đấtmềm và mỏng, khoảng cách tiến về phía trước có thể dài hơn (khoảng 0,6 ÷ 0,8m), nhưngkhông được vượt quá khoảng cách tiếp đáy của băng gầu để đảm bảo độ bằng phẳng củalạch đào. Đối với loại đất mềm thì khoảng cách tiến về phía trước có thể đạt (1,8 ÷ 2m). Do độ chính xác nạo vét cao nên thường dùng phương pháp này để nạo vét vũngnước trước bến, nền móng công trình thủy công…9.3.1.4. Tàu cuốc ngoạm và phương pháp thi công của nó Cơ cấu công tác của tàu cuốc ngoạm cũng giống như máy ngoạm đất (hình 9.12).Tàu cuốc ngoạm cũng có loại tự hành và phi tự hành: loại tự hành thường có khoangchứa bùn, sau khi chứa đầy bùn vào khoang thì tàu chở đến khu đổ quy định rồi đổ bùnra; loại phi tự hành thì dùng xà lan để chở bùn đi đổ. Tàu cuốc ngoạm thông thường đượcđịnh vị bởi 1 neo chủ và 4 neo biên để đào luồng và chia dải ra để thi công theo phươngpháp đào ngang. Chiều rộng của mỗi dải được quy định bởi bán kính công tác của gầungoạm, thường từ (8 ÷ 10m). Chiều sâu đào bùn của tàu cuốc ngoạm thường lớn hơn20m, nhưng do khó khống chế độ sâu hạ gầu nên độ chính xác và bằng phẳng của đáyluồng sau khi nạo vét rất thấp, độ vượt sâu đáy luồng thường lớn. Để nâng cao chất lượngluồng đào thì quỹ tích đào của mỗi gầu nên có mấy lần đào trùng nhau, tức là khoảngcách tiến lên của tàu cuốc gầu ngoạm không nên vượt quá chiều dài của gầu ngoạm (hình9.13).9-13
  • 102. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Hình 9.12. Sơ đồ cấu tạo tàu cuốc ngoạm. 1. Thân tàu; 2. Máy treo; 3. Cần treo; 4. Gầu ngoạm; 5. Máy tời. Hình 9.13. Kết cấu gầu ngoạm. 1. Vỏ gầu; 2. Trục ngắn; 3. Thanh nối gầu; 4. Giá ngang di động; 5. Bánh trượt; 6. Dây cáp; 7. Trục cuốn; 8. Dây xích; 9. Bầu chứa. Tàu cuốc ngoạm thông thường dùng để nạo vét luồng tàu, bể cảng và các nền móngdưới nước của các công trình thủy công. Nó thích hợp để đào bùn bồi tích, sỏi đá, đá cuộivà đất dính, nhưng không thích hợp cho đào cát mịn và đất cát bột. Một số gầu ngoạmđặc chế (hình 9.14) được dùng để thanh thải đá sau nổ mìn. Hình 9.14. Càng ngoạm đá.9-14
  • 103. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông9.3.1.5. Tàu cuốc xúc và phương pháp thi công của nó Tàu cuốc xúc là một loại tàu cuốc một gầu phi tự hành. Cơ cấu công tác giống nhưmáy xúc đất có gầu xúc thuận và gầu xúc ngược (hình 9.15). Đất bùn được đào lên đổsang xà lan bên cạnh, khi đã đầy sẽ chở đi đổ vào vị trí thiết kế. Tàu cuốc xúc thườngđược thi công nhờ cọc định vị tàu, trong vùng lưu tốc lớn cần phối hợp với neo và sửdụng phương pháp thi công đào ngang phân dải, dung lượng gầu từ 2 ÷ 4m3, cũng cótrường hợp 8 ÷ 10m3. Thông thường, một tàu có thể lắp đặt nhiều loại gầu xúc khác nhauđể phù hợp với từng chất đất khác nhau. Nó thích hợp cho đào đất sét, sỏi đá, đá cuội vàđá là sản phẩm của nổ mìn dưới nước, đồng thời thích hợp để thanh thải đê quây vàchướng ngại vật trên luồng. Hình 9.15. Sơ đồ tàu cuốc xúc. 1. Gầu xúc; 2. Cán gầu; 3. Thanh chống; 4. Đĩa quay; 5. Cọc định vị.9.3.2. Lựa chọn và xác định số lượng tàu nạo vét9.3.2.1. Lựa chọn tàu nạo vét Khi lựa chọn tàu nạo vét phải xét đến khối lượng đất bùn cần nạo vét, điều kiện tựnhiên khu vực thi công, điều kiện, tính chất và các yêu cầu xử lý bùn đất. Cụ thể cần xétđến các yêu cầu sau: - Tính năng tàu hút bao gồm chiều dài, chiều rộng, mớn nước, động lực tàu, tốc độ di chuyển, phương pháp xả bùn, tính năng của bơm bùn, chiều sâu đào lớn nhất và bé nhất, năng lực chống lực gió của tàu và năng suất của tàu dưới các điều kiện; xém xét các tính năng đó có phù hợp với nhiệm vụ cần hoàn thành và điều kiện thi công hay không… - Tính thích ứng đối với chất đất ảnh hưởng rất lớn đến năng suất nạo vét. Đối với các loại đất không cùng tính chất nên chọn loại tàu có tính năng phù hợp. Tàu nạo vét xén thổi thích hợp cho việc đào đất bồi tích, đất cát; tàu cuốc thích hợp với đất thịt pha cát mềm trừ cát mịn và đá. Tất cả các loại đất khác đều có thể sử dụng tàu cuốc gầu. Tàu cuốc ngoạm thích hợp cho loại đất mềm đào thành khối hoặc sỏi đá, tàu cuốc xúc dùng để đào đất cứng, đá ngầm hoặc cuội sỏi. Năng lực làm việc của tàu nạo vét cần thích ứng yêu cầu và quy mô công trình (khối lượng nạo vét và thời gian thi công công trình, yêu cầu chất lượng công trình sau khi thi công nạo vét…). Đối với luồng tàu cửa sông và luồng tàu vào cảng có9-15
  • 104. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông khối lượng nạo vét lớn, thường dùng tàu hút bụng tự hành. Bể cảng, vũng neo đậu và móng công trình cần chất lượng cao, thường chọn tàu cuốc ngoạm hoặc tàu hút xén thổi. Trong trường hợp khu nước trước bến và móng công trình có khối lượng nhỏ thì dùng tàu cuốc ngoạm thi công cho phù hợp. - Xét đến độ sâu, lưu tốc, sóng gió, khu nước quay vòng của tàu trong khu vực nạo vét để chọn loại tàu thích hợp. Tàu nạo vét tự hành có tính năng chống sóng tốt có thể tiến hành tác nghiệp ngoài biển. Loại phi tự hành có tính năng chống sóng kém, đặc biệt là hút xén thổi phải sử dụng cọc định vị và đường ống vận chuyển bùn chiều dài tường đối lớn, tính năng chống sóng gió kém nên chỉ thích hợp cho thi công trong sông nội địa, khu vực hồ, bể cảng có che chắn.9.3.2.2. Phối hợp với phương tiện, thiết bị phụ trợ Sau khi đã xác định xong loại tàu nạo vét thì có thể bố trí các phương tiện kỹ thuậtkhác để phối hợp với đội tàu nạo vét. Phương tiện phụ trợ căn cứ vào loại hình tàu nạovét chính và phương pháp thải bùn để xác định. Nếu dùng tàu cuốc gầu, tàu cuốc ngoạmhoặc tàu cuốc xúc thì cần bố trí băng chuyền và xà lan, nếu dùng tàu hút xén thổi thì cầnbố trí đường ống dẫn bùn, phao dỡ đường ống dẫn bùn và các thiết bị dùng để kéo ống.9.3.2.3. Xác định số lượng tàu nạo vét 1) Tính toán số lượng tàu nạo vét Nếu đã biết thời gian thi công của công trình nạo vét và năng suất tính toán của thiếtbị thì khối lượng mà một đội tàu nạo vét có thể hoàn thành được tính toán theo công thứcsau: E = Te h c Pc (9.3) Trong đó: Te _ Số ngày thực tế tiến hành nạo vét trong thời gian thi công quy định của tàu nạo vét. Nếu thời gian thi công là t thì: Te = k đ .t (9.4) k đ _ Suất sử dụng ngày làm việc, thông thường lấy k đ = 0,5 ÷ 0,6; h c _ Số giờ làm việc bình quân trong một ngày (tức số giờ tác nghiệp trong một ngày); h c = h k .t (9.5) h k _ Suất sử dụng thời gian nạo vét trong một ngày (thường lấy ≥ 0,75 ); t _ Thời gian công tác trong một ngày, nếu 1 ngày làm việc 3 ca thì t = 24h; Pc _ Năng suất tính toán của tàu nạo vét. Sau khi xác định khối lượng nạo vét và khối lượng mỗi tàu có thể hoàn thành ta cóthể tính ra số lượng tàu cần thiết. 2) Tính toán số lượng xà lan và tàu kéo Sử dụng tàu cuốc gầu, tàu cuốc ngoạm, tàu cuốc xúc, cần trang bị đầy đủ xà lan vàtàu kéo (nếu dùng xà lan tự hành thì không cần dùng tàu kéo) để đảm bảo công tác liêntục. Nếu t1 là thời gian cần thiết để xà lan đi đến địa điểm đổ bùn và quay về, t2 là thời9-16
  • 105. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sônggian cần thiết để đổ đầy bùn cát vào xà lan thì số lượng xà lan N và số lượng tàu kéo Bcần thiết cho mỗi tàu nạo vét là: t1 N= + n0 (9.6) t2 t1 B= D (9.7) t2 Trong đó: n 0 _ Số lượng xà lan dự phòng đậu bên cạnh tàu nạo vét; D _ Số lượng xà lan mà tàu kéo có thể kéo một lần. Trong các công thức trên, giả định tất cả dung lượng chứa bùn của xà lan và nănglực của tàu kéo đều như nhau. Nhưng trên thực tế khó tập trung được xà lan và tàu kéogiống nhau để thi công, lúc đó t1 và t2 là khác nhau đối với từng loại xà lan và tàu kéo. Vìvậy trước hết phải tính trị số trung bình của t1 và t2 , sau đó tính toán theo các công thứctrên.9.3.3. Bơm bùn và vận chuyển dung dịch bùn9.3.3.1. Bơm bùn và tính năng tác dụng 1) Cấu tạo và nguyên lý làm việc Bơm bùn là thiết bị quan trọng của tàu hút và trạm bơm. Hiện nay thường dùng loạibơm ly tâm loại hút một phía được tạo thành bởi 2 bộ phận là vỏ bơm và cánh bơm (hình9.17). Bơm bùn có 2 bộ phận làm việc chính là bơm bùn và đẩy bùn. Quá trình hút và đẩybùn được tiến hành liên tục và đồng thời. Việc hút bùn được thực hiện lúc cánh bơm quaydưới tác dụng của lực ly tâm nước trong khoang bơm được đẩy ra các rãnh trên vỏ bơmvà ép ra phía miệng đẩy. Lúc đó, lân cận các cánh bơm hình thành khu vực áp lực thấp.Dưới tác dụng của áp suất không khí, dung dịch bùn được hút vào khu vực áp suất thấpcủa khoang máy bơm và lại bị cánh bơm không ngừng đẩy vào các rãnh. Dung dịch bùnkhi đến các rãnh, tốc độ giảm xuống và ép vào nhau, áp lực tăng lên và bị dồn ra ống đẩy. 2) Tính năng của bơm bùn Lúc bơm bùn làm việc, dưới một tốc độ quay nhất định của cánh bơm, quan hệ giữatổng cột nước, công suất, hiệu suất mà máy bơm tạo ra liên quan đến lưu lượng gọi làtính năng của bơm bùn. Nó được biểu thị bởi các tham số như: tổng cột nước, công suất,hiệu suất, tốc độ quay của máy bơm bùn. * Tổng cột nước: Là chiều cao lớn nhất mà máy bơm bùn có thể đưa dung dịch bùnlên. Tổng cột nước bao gồm 2 thành phần chiều cao hút và chiều cao đẩy. Trị số của nóđược đọc từ đồng hồ chân không đặt ở miệng ra của ống hút và đồng hồ áp lực đặt ởmiệng vào của ống đẩy (hình 9.17). Do đó, sự tiêu hao tổng cột nước của bơm bùn có thể trực tiếp biến đổi số đọc trênđồng hồ chân không và đồng hồ áp lực thành mép cột nước, và tính toán theo công thứcsau: H = 0,0136.H v + 10H p + h (9.8) Trong đó:9-17
  • 106. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông H _ Tổng cột nước của bơm bùn (mH2O); H v _ Số đọc trong đồng hồ chân không (mmHg); H p _ Số đọc đồng hồ áp lực (Pa); h _ Độ cao hiệu chỉnh (m), xem hình 11.17. * Lưu lượng: Là thể tích nước hoặc dung dịch bùn cát đi qua máy bơm bùn trongmột đơn vị thời gian. Lưu lượng của máy bơm bùn có thể tra được từ đường cong đặctính của máy bơm hoặc tính theo công thức dưới đây: πD 2 Q= .v = 0,785vD2 (9.9) 4 Trong đó: Q _ Lưu lượng (m3/s); v _ Tốc độ xả bùn (m/s); D _ Đường kính ống xả (m). Hình 9.16. Sơ đồ cấu tạo của bơm bùn. 1. Vỏ bơm; 2. Cánh bơm.9-18
  • 107. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Hình 9.17. Sơ đồ vị trí đồng hồ chân không và đồng hồ áp lực. 1. Đồng hồ áp lực; 2. Đồng hồ chân không; 3. Ống hút; 4. Ống đẩy; 5. Bơm bùn; 6. Thùng lọc nước; 7. Trục bơm; 8. Bệ đỡ giữa. * Công suất: Là số công được bơm bùn sản ra trong một đơn vị thời gian. Công suấtmà bơm bùn trực tiếp tiêu hao và xả bùn gọi là công suất hữu hiệu được tính theo côngthức sau: N p = γQH (9.10) Trong đó: N p _ Công suất hữu hiệu của bơm bùn; γ _ Dung trọng của dung dịch bùn do bơm vận chuyển (KN/m3); H _ Tổng cột nước của bơm bùn (m); Q_ Lưu lượng của bơm bùn (m3/s). * Hiệu suất: Là tỷ lệ giữa công suất hữu hiệu của máy bơm bùn và công suất của máy chính gọi là tổng hiệu suất thiết bị của máy bơm bùn ( η ), được tính toán theo công thức sau: Np η= (9.11) Nm N p _ Công suất hữu hiệu của máy bơm bùn (KW); N m _ Công suất của máy chính (KW). * Tốc độ quay: Số vòng của cánh máy bơm quay trong 1 phút gọi là tốc độ quay(n/phút). Tốc độ quay có thể đo được trực tiếp từ đồng hồ đo tốc độ quay gắn trên trục củamáy bơm.9-19
  • 108. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Các tính năng của máy bơm bùn có mối tương quan với nhau. Một số mối quan hệđược biểu thị như sau: - Trong trường hợp đường kính của vòng cánh bơm là không đổi mà tốc độ thay đổi thì: 2 3 Q1 n1 H1 ⎛ n 1 ⎞ N1 ⎛ n1 ⎞ = ; =⎜ ⎟ ; =⎜ ⎟ (11.12) Q2 n 2 H2 ⎜ n 2 ⎟ ⎝ ⎠ N2 ⎜ n2 ⎟ ⎝ ⎠ - Trong trường hợp tốc độ quay không đổi mà đường kính cánh bơm thay đổi thì: 2 3 Q1 D1 H1 ⎛ D1 ⎞ N1 ⎛ D1 ⎞ = ; =⎜ ⎟ ; =⎜ ⎟ (11.13) Q2 D2 H 2 ⎜ D2 ⎟ ⎝ ⎠ N2 ⎜ D2 ⎟ ⎝ ⎠ Trong các công thức trên Q, H, N, n, D lần lượt biểu thị lưu lượng, tổng cột nước,công suất, tốc độ quay và đường kính cánh của máy bơm. Còn chỉ số chân 1, 2 biểu thịtính năng công tác trước và sau khi thay đổi của máy bơm. 3) Đường cong đặc tính của máy bơm bùn Đường cong đặc tính của máy bơm bùn thông thường được biểu thị trên tọa độ màtrục hoành là lưu lượng Q, lưu tốc v, trục tung là tổng cột nước H, hiệu suất η , công suấtN. Đối với một tốc độ quay n của cánh máy bơm thì có thể vẽ được ba đường cong quanhệ Q ~ H, Q ~ N, Q ~ η . Trong phạm vi tốc độ quay thiết kế của cánh bơm có thể vẽđược ra rất nhiều đường cong đặc tính tương ứng với các tốc độ quay (hình 9.19) phảnánh mối quan hệ tương hỗ giữa các tham số của toàn bộ phạm vi công tác của đặc tínhthủy lực máy bơm. Cần chỉ rõ rằng, đường cong đặc tính của máy bơm thông thường được xác địnhqua thí nghiệm bằng nước trong, nên khi ứng dụng cụ thể vào hút và thải bùn cần phảitính đổi đối với tỷ trọng bùn. Để đơn giản thường tính đổi theo công thức sau: H m = γ m .H w ⎫ ⎬ (9.14) N m = γ m .N w ⎭ Trong đó: H w , N w _ Biểu thị trị số của cột nước và công suất trên đường cong đặc tính mực nước trong; γ m _ Tỷ trọng của dung dịch bùn. Công suất của máy bơm hút và thải dung dịch bùn và công suất của máy bơm khihút và thải nước trong gần như nhau nên không cần phải tính đổi.9-20
  • 109. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Hình 9.18. Đường cong đặc tính của máy bơm bùn của 1 tàu hút bùn (1 mã lực = 735,498W).9.3.3.2. Tính toán thủy lực đường ống vận chuyển bùn 1) Khái niệm chung về sự chuyển động của dung dịch bùn Dung dịch bùn là một thể hỗn hợp giữa các hạt đất và nước, lực đẩy ngang của dòngchảy là động lực chủ yếu làm cho hạt đất chuyển động về phía trước, còn lưu tốc mạchđộng của dòng chảy rối là lực chủ yếu khiến cho các hạt bùn cát nổi lên, hai loại lực đócùng tăng lên khi lưu tốc tăng lên. Vì trong dung dịch bùn, kích thước của các hạt bùn cátkhông giống nhau làm cho sự phân bố hạt trên mặt cắt ướt cũng khác nhau. Vì vậy xuấthiện 3 trường hợp sau: - Khi lưu tốc lớn, toàn bộ các hạt bùn cát ở trạng thái lơ lửng, các loại hạt phân bố đều trên toàn bộ mặt cắt ngang (hình 11.20a). Nhưng thông thường hiện tượng đó chỉ nảy sinh trong trường hợp hạt cát (d = 2,0 ÷ 0,05mm). - Lưu tốc tương đối lớn, dung dịch bùn ở trạng thái chuyển động lơ lửng, nhưng phân tố hạt bùn cát không đồng đều, những hạt lớn phân bố ở gần đáy ống (hình 11.20b).9-21
  • 110. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông - Lưu tốc giảm nhỏ đến một giá trị nhất định, đáy ống sẽ xuất hiện bồi lắng (hình 11.20c). Hình 9.19. Tình hình phân bố hạt trong mặt cắt ngang dòng chảy. a. Lớn hơn dòng lâm giới; b. Dòng chảy lâm giới; c. Nhỏ hơn dòng chảy lâm giới. Trong nghiên cứu chuyển động của dung dịch bùn cát, gọi trạng thái chảy thứ 2trước lúc bắt đầu xuất hiện bồi lắng của hạt bùn cát là trạng thái lâm giới. Lưu tốc ứngvới trạng thái lâm giới là lưu tốc lâm giới, đó là lưu tốc trung bình nhỏ nhất của mẫu bùncát bắt đầu bồi lắng trong một điều kiện nhất định của đường kính ống và tỷ trọng củadung dịch bùn cát. Rất nhiều tài liệu thực nghiệm đã chứng minh rằng: ở trạng thái lâm giới, tổn thấtcột nước của dòng chảy dung dịch bùn cát là nhỏ nhất. Ở trạng lưu tốc nhỏ hơn lưu tốclâm giới, các hạt bùn cát chuyển động sát đáy gặp sức cản lớn nên tổn thất cột nước dungdịch bùn cát tăng lên. Vì vậy, về mặt lý thuyết cần phải khống chế chuyển động bùn cáttrong trạng thái dòng chảy lâm giới. Nhưng hiện nay những công thức kinh nghiệm vềlưu tốc lâm giới cho kết quả rất khác so với thực tế nên gặp phải khó khăn khi ứng dụng.Đồng thời trong thực tế thi công, lưu lượng bơm của bùn, nồng độ dung dịch bùn và tínhchất thổ nhưỡng biến hóa tương đối lớn, tình hình công tác cũng không ổn định. Để đảmbảo cho đường ống làm việc đáng tin cậy thường sử dụng lưu tốc lớn hơn lưu tốc lâmgiới là thích hợp. Theo kinh nghiệm, lưu tốc làm việc của đường ống vận chuyển bùn cát (lưu tốctrung bình theo mặt cắt) lấy theo giá trị trong bảng 9.2 là phù hợp. Dựa vào các trị số nàyđể xác định đường kính ống vận chuyển bùn cát. Bảng 9.2. Lưu tốc làm việc của ống tải cát. Cát thô lẫn Tính chất đất Bùn yếu Cát mịn Cát trung Sỏi sạn sỏiLưu tốc công tác 2,50 3,00 3,50 4,50 5,50 (m/s) 2) Tính toán nồng độ của dung dịch bùn Nồng độ của dung dịch bùn là một chỉ tiêu quan trọng trong việc tính toán khốilượng nạo vét của tàu hút xén thổi và tính toán thủy lực của dung dịch bùn. Tùy theophương pháp tính khác nhau có thể lực chọn 1 trong 3 loại biểu thị nồng độ dung dịchbùn dưới đây: - Biểu thị bằng tỷ lệ % của thể tích bùn cát tự nhiên chiếm trong dung dịch bùn. Nồng độ dung dịch bùn được biểu thị bằng tỷ lệ % thể tích bùn cát tự nhiên trongdung dịch bùn gọi là nồng độ thể tích tự nhiên. Trị số này dùng để tính toán khối lượngnạo vét. Gọi γ g , γ m , γ w biểu thị tỷ trọng của dung dịch bùn, đất tự nhiên đáy sông và9-22
  • 111. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sôngnước thì nồng độ thể tích đất tự nhiên trong dung dịch bùn ρ1 (%) được tính theo côngthức sau: γm − γw ρ1 = 100. (%) (9.15) γg − γ w - Biểu thị bằng tỷ lệ % các hạt rắn chiếm ở trong dung dịch bùn. Vì đất tự nhiên ở đáy sông chứa rất nhiều các khe rỗng nên nồng độ thể tích của đấttự nhiên thực ra không phản ánh trực tiếp trị số thể tích chiếm trong dung dịch bùn. Đểtiến hành tính toán thủy lực của dung dịch bùn, nồng độ của dung dịch bùn được biểu thịbằng tỷ lệ % thể tích hạt rắn chứa trong dung dịch bùn. Nếu tỷ trọng hạt rắn là γ s thì nồng độ thể tích hạt rắn trong dung dịch ρ 2 (%) đượctính toán như sau: γm − γw ρ 2 = 100. (%) (9.16) γs − γ w Quan hệ giữa ρ1 (%) và ρ 2 (%) là: ρ 2 = (1 − n ).ρ1 (9.17) Trong đó: n_ hệ số rỗng của đất. - Biểu thị bằng tỷ lệ % trọng lượng của hạt rắn trong dung dịch bùn. Nồng độ của dung dịch bùn được biểu thị bằng tỷ lệ % trọng lượng hạt rắn trongdung dịch bùn gọi là nồng độ trọng lượng của hạt rắn. Đại lượng này dùng trong tính toánthủy lực của dung dịch bùn ρ3 : γ s (γ m − γ w ) ρ3 = 100. (%) (9.18) γ m (γ s − γ w ) Thực tiễn chứng minh rằng nâng cao nồng độ của dung dịch bùn có ý nghĩa rất lớnđối với việc tiết kiệm tiêu hao thiết bị và động lực cũng như giảm chi phí đầu tư cho côngtrình. Có thể sử dụng các biện pháp từ hai công đoạn hút bùn và xả bùn để nâng cao nồngđộ dung dịch bùn. Biện pháp chủ yếu trong công đoạn hút bùn là căn cứ vào tính chất thổnhưỡng chọn thiết bị đào bùn thích hợp (như các lưỡi xén, gầu ngoạm…). Sử dụngphương pháp đào bùn hợp lý, cố gắng giảm thiểu cao trình lắp đặt của máy bơm và cácbiện pháp để bảo vệ các thiết bị máy bơm bùn được đóng kín, nhằm giảm thiểu tiêu haochân không trong chiều cao đẩy của ống bùn. Về công đoạn thải bùn có thể sử dụng cácbiện pháp tăng cường nồng độ. 3) Tổn thất cột nước của đường ống vận chuyển bùn - Tổn thất cột nước ma sát dọc đường: Tổn thất cột nước ma sát dọc đường được tính toán thao công thức sau: L v2 hf = λ (mH2O) (9.19) D 2g Trong đó: D _ Đường kính của ống (m);9-23
  • 112. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông v _ Vận tốc công tác của đường ống (m/s); g _ Gia tốc trọng trường (9,8m/s2); L _ Chiều dài đường ống (m); λ _ Hệ số sức cản dọc đường của dung dịch bùn chuyển động trong đường ống; λ = γ mλ w (9.20) γ m _ Tỷ trọng của dung dịch bùn; λ w _ Hệ số sức cản dọc đường của nước trong ống trơn. Có người cho rằng, mức độ rối động của dung dịch bùn trong đường ống nhỏ hơnmức độ rối động của nước trong nên đề nghị công thức trên lấy số mũ của v là 1,75. Đểhệ số sức cản là hằng số, có thể chọn λ = 0,0208 tức là: L v1, 75 h f = 0,0208 (mH2O) (9.21) D 2g - Tổn thất cục bộ của đường ống vận chuyển bùn xuất hiện ở khúc cong, van và ở những vị trí nối đường ống. Những tổn thất đó có thể tính toán theo công thức trong sổ tay thủy lực. Để đơn giản có thể dùng phương pháp chiều dài đẳng hiệu tức là thay thế các tổn thất cục bộ trong đường ống bằng tổn thất cục bộ toàn ống. Cũng có khi tính toán tổn thất dọc đường bằng cách tăng thêm hệ số sức cản để gộp các tổn thất cục bộ vào hệ số đó. 4) Tổn thất cột nước toàn hệ thống máy bơm bùn Tổn thất cột nước trong hệ thống bơm bùn là tổng đại số các tổn thất cột nước trongđường ống hút và xả bùn, tức là: H = HB + HM * Tổn thất cột nước của ống hút HB: H B = h c + h sl + h vl + h fl (9.22) Trong đó: h c _ Tổn thất ở miệng vào (m); 2 v1 hc = γ mkc (9.23) 2g k c _ Hệ số xét đến hình dạng miệng vào, đối với miệng hình loa k c = 0,04; đối với miệng vào không tròn lắm k c = 0,23; đối với ống thẳng k c = 0,5; v1 _ Lưu tốc của dung dịch bùn trong ống hút (m/s); h sl _ Chiều dài ống hút (m), tức là hiệu số giữa cột nước thủy tĩnh của miệng vào ống hút và trục máy bơm; h sl = γ m B − γ w C (9.24) B _ Chênh lệch độ cao của đầu vào ống hút và trục máy bơm (m);9-24
  • 113. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông C _ Chênh lệch độ cao giữa miệng vào ống hút đến mực nước tĩnh (m); h vl _ Cột nước vận tốc đầu ống hút (m); 2 v1 h vl = γ m (9.25) 2g h fl _ Tổn thất cột nước ma sát dọc đường (m). * Cột nước tổn thất trong ống thải bùn HM: H M = h s2 + h v2 + h f 2 + h (9.26) Trong đó: h s 2 _ Độ chênh cột nước thủy tĩnh từ trọng tâm máy bơm đến đầu ra ống thải cát (m); h s 2 = γ m .s (9.27) s _ Chênh lệch độ cao từ trục máy bơm đến tâm miệng ra của ống thải (m); h v 2 _ Cột nước vận tốc ở cuối ống thải: v 2 − v1 2 h v2 = γ m 2 (9.28) 2g v 2 _ Lưu tốc của dung dịch bùn trong ống thải (m/s); h f 2 _ Tổn thất ma sát dọc đường (m); h _ Tổn thất cục bộ (m).9.3.3.3. Đường cong đặc trưng của đường ống tải bùn Từ tính toán thủy lực đường ống tải bùn đã nói ở trên ta thấy rằng, khi kích thướcmặt cắt ngang của đường ống đã xác định thì lưu lượng sẽ thay đổi theo lưu tốc; khi chiềudài và cách bố trí của đường ống đã xác định thì tổng tổn thất cột nước của đường ốngcũng thay đổi theo lưu tốc. Cho nên khi kích thước mặt cắt ngang, chiều dài và cách bốtrí của đường ống đã nói có tổng tổn thất cột nước H là hàm số của lưu lượng Q, biểu thịhàm số trực tiếp bằng đường cong thì gọi là đường cong đặc tính của đường ống (hình9.20). Đường ống khác nhau thì đường cong đặc tính của chúng cũng khác nhau. Tronghình H s = h s1 + h s 2 là cột nước thủy tĩnh của ống bơm bùn, nó không phải là hàm số củalưu tốc, lưu lượng. Như trên đã chỉ rõ, đường cong thủy lực của máy bơm bùn có thể quy định phạm vicông tác của bơm bùn, nhưng bơm bùn hoạt động theo nguyên lý tự hành và thông quađường ống để xả hút bùn, do đó khi sử dụng đường cong đặc tính cần phải chú ý đến đặctính của máy phát và đặc tính của đường ống. Trong một điều kiện xác định nào đó (nồngđộ của dung dịch bùn, đường kính và chiều dài đường ống, vận tốc quay và đường kínhcủa cánh tuốc bin bơm), bơm chỉ có thể làm việc trên 1 điểm công tác của đường congđặc tính. Điểm đó là giao điểm A trên đường cong đặc tính của máy bơm và đường congđặc tính của đường ống (hình 9.21). Nếu điều kiện thay đổi, điểm công tác A sẽ thay đổitheo. Trong thực tế, chiều dài của đường ống bơm và nồng độ dung dịch bùn luôn thayđổi, đặc biệt đối với máy bơm bùn của tàu nạo vét và trạm bơm di động, do đó cần phải9-25
  • 114. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sôngđiều tiết vận tốc quay hoặc thay đổi đường kính của cánh bơm để thích hợp với sự thayđổi của tình huống thực tế. Hình 9.20. Đường cong đặc tính của đường ống dẫn bùn. Hình 9.21. Điểm công tác của bơm bùn.9.3.4. Xử lý bùn nạo vét và công trình phun đắp9.3.4.1. Phương pháp xử lý đối với bùn nạo vét Xử lý đối với bùn nạo vét là một vấn đề cực kỳ quan trọng trong công tác thi côngnạo vét. Kinh nghiệm chỉ rõ rằng phương pháp xử lý bùn nạo vét có quan hệ trực tiếp đếntiến độ thi công của công trình, hiệu suất nạo vét và giá thành công trình. Do đó cần phảicoi trọng đầy đủ các mặt và tùy theo loại hình phương tiện của phương tiện nạo vét vàđiều kiện thi công mà có phương pháp xử lý bùn nạo vét. Có 3 hình thức chủ yếu sau: đổbùn dưới nước, đổ bùn bên rìa bờ và phun đắp. 1) Phương pháp đổ bùn dưới nước Vận chuyển bùn cát nạo vét đến một vùng nước đã xác định để đổ bùn và không sửdụng lại lượng bùn đó vào mục đích khác gọi là phương pháp đổ bùn dưới nước. Chọnkhu vực đổ bùn dưới nước cần lưu ý các vấn đề sau: - Chọn vị trí gần nơi nạo vét để rút ngắn khoảng cách vận chuyển, giảm giá thành công trình;9-26
  • 115. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông - Khu đổ bùn cần có diện tích vùng nước và độ sâu nhất định để phương tiện vận chuyển chở bùn ra vào và quay trở một cách thuận lợi, tiết kiệm thời gian tác nghiệp của tàu đổ bùn; - Sóng gió trong vùng nước dọc đường đến khu đổ bùn không ảnh hưởng đến tác nghiệp của khu đổ bùn; - Không ảnh hưởng đến sự đi lại của tàu thuyền khác, không làm cản trở đến các hoạt động khác như thủy sản, thủy lợi… Khu đổ bùn đã lựa chọn cần phải có sự đồng ý của các cơ quan chức năng có liên quan. - Trong điều kiện thỏa mãn các yêu cầu nói trên đồng thời phải làm rõ tình hình dòng chảy, cần chọn nơi đổ bùn có lưu tốc bé, lưu hướng dòng chảy tách rời với hướng luồng đào để tránh hiện tượng sau khi đổ, bùn cát quay trở lại bồi lấp luồng tàu. 2) Phương pháp đổ bùn bên rìa bờ Tàu hút bụng tự hành trong quá trình tác nghiệp nạo vét, vừa đào bùn, vừa thải bùncát vào nước để dòng chảy mang bùn cát đi gọi là phương pháp đổ bùn rìa bờ. - Cửa xả bên: Tàu hút bụng hiện đại đều có cửa xả bên chuyên dùng. Dung dịch bùn được máy bơm hút lên đi qua cửa xả bên sườn để xả trực tiếp vào trong nước. Để cho càng nhiều bùn cát được mang ra phía ngoài luồng đào thì ngoài yêu cầu lưu tốc dòng chảy tương đối lớn, phương tiện di chuyển tạo với trục luồng đào một góc nhất định, góc lệch càng lớn hiệu quả càng cao. - Chảy tràn: Dung dịch bùn được máy bơm hút lên sẽ được đi vào trong khoang chứa. Khi khoang chứa bùn đã đầy thì dung dịch bùn sẽ tràn qua các cửa tràn 2 phía thải vào trong nước. Điều đó có thể làm cho những cục đất, các bùn cát hạt thô được chặn lại trong khoang chứa bùn, từ đó làm giảm thiểu sự bồi lắng trở lại luồng tàu. Đến khi khoang chứa bùn đã đầy, bùn cát được đưa đến vị trí đổ quy định. - Dùng tàu hút xả bên để đổ bùn hai phía luồng đào: Tàu hút bùn xả bên khi vận hành dọc theo luồng đào thông qua đường ống xả bùn được lắp đặt trên một cần dài vươn ra phía ngoài thân tàu, vừa đào vừa xả các bùn cát hút lên đổ vào hai phía. Các hạt bùn cát tương đối thô sẽ chìm xuống đáy nước, còn lại các hạt mịn sẽ được dòng chảy mang đi. Với phương pháp đổ bùn bên cạnh nói trên, mặc dù quá trình bồi lắng trở lại tương đối lớn nhưng vì nó tiết kiệm được rất nhiều thời gian đổ bùn nên có hiệu suất thi công tương đối cao. Khuyết điểm lớn nhất của phương pháp này là có thể tạo nên sự ô nhiễm 2 lần. 3) Phương pháp phun đắp Phun đắp là phương pháp đưa bùn cát nạo vét vận chuyển đến một vị trí trên bờhoặc vùng bãi thấp dưới nước để bồi đắp, tạo mặt bằng xây dựng công trình. Phươngpháp này không những làm cho các phế thải được tái sử dụng phục vụ đa mục tiêu kinh tếxã hội mà còn tránh được khả năng bối lắng trở lại nên đó là một phương pháp ưu việt.9.3.4.2. Công trình phun đắp Công trình phun đắp có thể tùy theo tính chất của nó mà chia ra các loại sau: - Lấy công tác nạo vét lòng sông là nhiệm vụ chính, kết hợp phun đắp xử lý bùn cát vào mục đích sử dụng khác.9-27
  • 116. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông - Lấy việc phun đắp bùn cát làm chính, phục vụ việc tạo mặt bằng xây dựng công trình. Hiện nay, việc sử dụng nạo vét để phun đắp và tạo mặt bằng mở rộng diện tích thềmlục địa, quai đê lấn biển, lấn sông, đắp đường hoặc kết hợp với công trình chỉnh trị đãđược sử dụng một cách rộng rãi. 1) Bố trí hệ thống trạm bơm (hoặc bố trí chuỗi trạm bơm) Khi bùn cát nạo vét cần phải trung chuyển để phun đắp cho một vùng xa cần phảilắp đặt một chuỗi trạm bơm tiếp sức. Tức là nối một số máy bơm bằng các đoạn ống tảibùn để tạo thành một hệ thống liên tục vận chuyển bùn cát. Chuỗi trạm bơm tiếp sức có 2phương thức liên kết máy bơm và tàu hút bùn: - Bố trí một bể chứa trung gian ở giữa máy bơm và tàu hút bùn (để bùn) để tích trữ dung dịch bù từ tàu hút bùn bơm đến và là nguồn dung dịch bùn cát của máy bơm (hình 9.22). Với cách này tàu hút bùn và chuỗi trạm bơm làm việc độc lập nhau, chỉ liên hệ với nhau thông qua bể bùn. - Nối trực tiếp tàu hút bùn với chuỗi máy bơm. Với cách này, khi tàu thổi bùn thay đổi vị trí xà lan và không thể dừng máy bơm, cần phải bơm nước trong. Những máy bơm xâu chuỗi với nhau có thể tập trung một chỗ, cũng có thể phân thành các đoạn cách nhau (hình 9.22). Hình 9.22. Sơ đồ bố trí chuỗi trạm bơm. Loại tập trung quản lý đơn giản thuận tiện hơn nhưng áp lực trong đường ống tảibùn tăng lên gấp bội, do đó thành ống tải bùn cần phải tăng thêm chiều dày. Loại cáchđoạn, 2 trạm bơm cách xa nhau nên áp lực trong ống thấp, cần đảm bảo thành ống hút củatrạm bơm sau phải có áp lực dương tránh không bị hút vào đường ống. 2) Chọn khu vực đắp bùn Khu vực dùng để tập trung bùn cát phun đắp gọi là bãi bùn. Điều kiện để chọn bãibùn tùy theo tính chất của công trình khác nhau, đối với công trình phun đắp là chính chủyếu phụ thuộc vào phạm vi cần phải đắp. Đối với công trình nạo vét là chính, cần xét đếncác vấn đề sau: - Căn cứ vào chất đất và khối lượng nạo vét để quyết định phạm vi và dung lượng bãi bùn; - Chọn những vùng đất thấp, hố sâu không sử dụng và thuận tiện cho việc chứa bùn; - Phụ cận bãi bùn có rãnh thoát nước thuận lợi cho việc thoát nước của bãi;9-28
  • 117. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông - Nếu không có điều kiện lắp đặt trạm bơm, chỉ có thể phun đắp ở vùng gần, khi đó số lượng bãi chứa cần phải căn cứ vào tính năng tàu hút bùn và chiều dài đường ống để quyết định. 3) Xây đê vây bãi bùn Việc xây đê vây để tạo thành bãi chứa bùn làm cho bùn cát được lắng đọng lại trongphạm vi quy định, không cho chảy tràn ra ngoài một cách tự do. Đê vây có tác dụng bảovệ cho bãi bùn không chịu sự đào xói của dòng chảy và của sóng từ phía ngoài. Bố trí đê vây cần dựa vào địa hình, cố gắng bố trí tuyến đê đi qua nơi có gò cao, bờnhô để giảm thiểu chi phí đắp đê. Kích thước của đê tùy thuộc vào chất đất, thông thườnglấy theo quy cách trong bảng 9.3. Trường hợp chiều cao đê vây lớn hơn 3m, cần sử dụngphương pháp phân kỳ đắp đê để giảm nhỏ mặt cắt ngang đê và sự cố trượt mái đê vây. Cao trình đỉnh đê vây tính toán theo công thức sau: H = H 0 + ∆H (9.29) Trong đó: H _ Cao trình đỉnh đê; H 0 _ Cao trình thiết kế của bãi bùn; ∆H _ Độ vượt cao dự phòng, xét đến việc sau khi kết thúc phun đắp nước rút ra khỏi khối bùn thì cao trình mặt bùn bằng phẳng, thường lấy ∆H = 0,3 ÷ 0,5m. Bảng 9.3. Kích thước một số hình thức đê vây. Mái Chiều Loại đất Ghi chú Trong Ngoài rộng đỉnhĐê đất 1:1,5 1:2,0 1,0 ~ 2,0 Đất không tốt cần gia cố máiĐê cát 1:2,0 1:2,5 ~ 1:3,0 1,0 ~ 2,0 Gia cố bằng cỏ hoặc bao tảiĐê bùn 1:1,5 1:2,0 1,0 ~ 1,5 Mái trong cần gia cốĐê bao cát 1:0,5 1:1,0 1,5 ~ 2,0Đê đá phiến 1:0,5 1:1,0 0,8 ~1,2 Mái trong cần tầng lọc ngược Khi xây đê vây, trước hết cần thanh thải rễ cây, cỏ tạp, đề phòng lún và rò rỉ, đốivới nền đất mềm phải xử lý thích đáng, nền đất cát cần có giải pháp chống thấm. Thân đênếu được đắp bằng vật liệu có tính thấm nước cao cần phải có lõi đê bằng đất sét hoặc vậtliệu có tính chất chống thấm tương tự. 4) Bố trí cửa thoát nước Cửa thoát nước là bộ phận quan trọng của bãi chứa bùn. Tác dụng của nó là dẫnthoát lượng nước trong khối bùn. Trong quá trình phun đắp cần phải điều tiết mực nướctrong bãi bùn để khống chế việc thất thoát bùn đất, đạt được sự bằng phẳng mặt bãi. Cửathoát nước cần lắp đặt vững chắc, nếu không sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của phun đắpvà an toàn của đê vây. Cửa thoát nước bao gồm các loại: cống hình hộp, cửa van và loạicửa bản lề tùy theo điều kiện cụ thể để chọn. Vị trí cửa thoát nước thường bố trí cáchmiệng ra của ống xả bùn càng xa càng tốt. Mục đích là làm cho dung dịch bùn có quãngđường đi dài, để khi dòng thải ra đến cửa thoát nước thì chủ yếu là nước trong. Đồng thờiphải xét đến khi nước đục thải ra sông làm cho bến cảng, cầu cống, công trình thủy lợi,đê điều vùng phụ cận bị bồi hoặc xói. Ở cửa sông vùng triều, phải xét đến thời gian duytrì triều cao vẫn có thể thoát nước được. Hình 9.23 thể hiện các phương thức bố trí cửa9-29
  • 118. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sôngthoát nước cho công trình vun đắp. Các phương thức bố trí đều trong tình hình đường ốngxả bùn không được nối dài thêm, điều tiết lưu hướng của dung dịch bùn bằng cửa thoátnước làm cho mặt bãi bùn được bằng phẳng. Hình 9.23. Sơ đồ bố trí cửa thoát nước bãi bùn. 1. Ống xả bùn; 2. Đê vây; 3. Cửa thoát nước; 4. Vùng đất chết; a. Bố trí cửa thoát nước tại góc chết; b) Bố trí cửa thoát nước phân lưu nhiều hướng; c) Bố trí của thoát nước đơn hướng; d) Bố trí cửa thoát nước hai hướng. 5) Bố trí đường ống xả bùn Đường ống xả bùn là thiết bị quan trọng để vận chuyển dung dịch bùn tới bãi phunđắp. Sự bố trí có hợp lý hay không ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm việc của tàu hútbùn, trạm bơm và kinh phí của công trình. Khi chọn tuyến đường ống thải bùn cần xemxét một cách tổng thể về công suất của máy chính, tàu hút bùn và trạm bơm, cột nước củamáy bơm bùn và khoảng cách vận chuyển bùn. Tuyến đường ống xả bùn cần tránh đổihướng đột ngột và cố gắng rút ngắn chiều dài đường ống để giảm thiểu độ dốc và tổn thấtcột nước. Trong điều kiện cụ thể, cần tận lượng giảm thiểu khối lượng công trình dođường ống trên mặt nước. Đường ống trên cạn nên chọn đặt nơi có địa hình bằng phẳng,rộng rãi, cố gắng hạn chế sử dụng giá đỡ. Các giá đỡ đường ống trong bãi bùn phải dựavào tính chất đất phun đắp để quy định. Khi thổi bùn cần bố trí giá đỡ một lần, còn khithổi cát, vừa phun thổi, vừa nối dài đường ống. Giá đỡ của ống xả bùn thường có haidạng được thể hiện trên hình 9.24. Loại thứ nhất dùng cho đường ống trên nước, loại thứ2 dùng cho đường ống trên cạn và trong nội bộ bãi bùn.9-30
  • 119. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông Hình 9.24. Các dạng giá đỡ đường ống xả bùn.9.4. Thi công kè đá đổ9.4.1. Dự trữ đá Khối lượng đá dùng là rất lớn, khó có thể tập kết kịp thời trong thời gian thi côngcho nên công tác dự trữ đá, tập kết đá đến vị trí thi công là công tác rất quan trọng.9.4.2. Vận chuyển đá và đổ đá làm kè Công tác vận chuyển đá từ bãi khai thác xuống xà lan có thể sử dụng ôtô tự đổ,băng chuyền, xe goòng hoặc cần trục mắc gầu ngoạm. Việc đổ đá trên thân kè có thể sửdụng nhân lực thủ công hoặc xà lan mở đáy nếu độ sâu khu nước lớn. Công tác đổ đáthân kè có thể được thực hiện theo hai cách sau: Hình 9.25. Các cách đổ đá làm kè theo mặt cắt dọc. - Đổ đá làm kè từ bờ ra ngoài đến cao độ thiết kế. Đổ theo cách này có ưu điểm là tạo mặt bằng thuận lợi cho việc thi công kè được liên tục nhưng có nhược điểm là dòng chảy bị thu hẹp đột ngột tạo hố xói đầu kè làm hao hụt đá. Biện pháp này thích hợp với những nơi có dòng chảy nhỏ và địa chất tốt.9-31
  • 120. Chương 9. Thi công các công trình chỉnh trị sông - Đổ đá từng lớp dày 50 ÷ 80cm trên suốt chiều dài kè. Cách này tạo mặt bằng thi công khó hơn nhưng phù hợp với dòng chảy mạnh và địa chất yếu do không tạo hố xói đầu kè. Biện pháp thi công theo mặt cắt ngang: Hình 9.26. Biện pháp đổ đá kè theo mặt cắt ngang. Đổ đá ở hai bên thân kè trước, sau đó mới đổ vào giữa và đổ dần lên trên. Các xàlan vận chuyển đá thì neo dọc theo thân kè. Nếu độ sâu nước lớn có thể sử dụng xà lanmở đáy, nếu không có thể sử dụng gầu máng để thả đá hoặc dùng cần trục mắc gầungoạm. Khi đổ đá lộ lên trên mặt nước thì có thể dùng nhân lực bốc xếp đá. Công táchoàn chỉnh thân kè, chủ yếu là lát đá để đảm bảo mái dốc thượng lưu, hạ lưu, mái dốcdọc kè và mái dốc đầu kè theo yêu cầu của thiết kế. Công việc này hoàn toàn sử dụngnhân lực. Trình tự thi công hệ thống kè - Thi công từng cặp kè đối xứng ở hai bên bờ và thi công từ hạ lưu lên thượng lưu để khắc phục yếu tố lưu tốc dòng chảy. - Với kè hướng dòng, đập khóa thì xét vị trí cụ thể của nó để định trình tự thi công cho hợp lý. Các kè bảo vệ được thi công trước kè hướng dòng và kè chắn. - Khi thi công kè ở giai đoạn cuối, vận tốc dòng chảy thường rất lớn cho nên phải sử dụng các sọt đá, rồng đá được làm bằng tre hay thép. Hình 9.27. Khối phủ dị hình (Tetrapod) của đê mái nghiêng.9-32
  • 121. Chương 10. Thi công cọc khoan nhồi Chương 10 THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI10.1. Khoan tạo lỗ Lựa chọn thiết bị: Một số loại máy khoan.10.1.1. Thiết bị khoan tạo lỗ sử dụng trong phương pháp thi công ống chống Thi công cọc khoan nhồi (khoan tạo lỗ bằng ống chống).10-1
  • 122. Chương 10. Thi công cọc khoan nhồi Phương pháp thi công này thường sử dụng dây cáp để treo gầu ngoạm, gầu ngoạm sẽlấy đất đá trong lòng ống đưa ra ngoài, quá trình khoan tạo lỗ sẽ đưa dần ống chống xuốngdưới. Thiết bị đào gầu ngoạm KD F3 – 2400S và hoạt động thi công đào đất hố khoan bằng gầu ngoạm Đối với nền đất cứng phải dùng đầu khoan xung kích có lưỡi dao ngang để phá đácứng. Một vài dạng đầu khoan đá10.1.2. Thiết bị tạo lỗ dùng trong phương pháp khoan phản tuần hoàn Phương pháp khoan phản tuần hoàn tức là tức là trộn lẫn đất khoan và dung dịchgiữ thành rồi rút lên bằng cần khoan, có thể sử dụng hút bùn, dùng dòng khí đẩy bùn,phun tuần hoàn hoặc bơm đặt chìm.10.1.3. Thiết bị tạo lỗ guồng xoắn Mũi khoan có cấu tạo guồng xoắn, khi khoan đến đâu đất đùn lên đến đó. Chú ý: Trong quá trình đào, nếu gặp phải tầng địa chất trung gian rắn chắc mà cácthiết bị tạo lỗ thông thường không khắc phục được, khi đó có thể xử lý bằng gầu ngoạmkiểu búa, đầu khoan xung kích, đầu khoan báng răng, khoan đục lõi hoặc dùng chất nổ.10-2
  • 123. Chương 10. Thi công cọc khoan nhồi10.2. Lắp đặt cốt thép10.2.1. Chế tạo khung cốt thép Địa điểm chế tạo khung cốt thép phải được lựa chọn sao cho việc lắp dựng và vậnchuyển khung cốt thép được thuận tiện, tốt nhất là làm ngay tại hiện trường. Hình ảnh xưởng gia công lồng cốt thép cọc khoan nhồi. Khung cốt thép chiếm một không gian khá lớn, khi cần cất giữ nhiều phải xếp thànhtừng đống, khi đó cần phải buộc thêm các cốt thép tăng cường và chồng tối đa cho phéplà 3 tầng. Các công việc khoan tạo lỗ, buộc cốt thép, đổ bêtông thường do các ca, các tổ khácnhau thực hiện cho nên việc phối hợp ăn khớp giữa các công việc với nhau là rất quantrọng. Ngoài ra còn phải chuẩn bị đầy đủ về nguồn điện, nước, các thiết bị phục vụ, hệthống giao thông. Khi lựa chọn vị trí để khung cốt thép dầm cần phải chú ý đến điều kiện vệ sinh, tìnhtrạng thoát nước để đảm bảo độ sạch của bề mặt cốt thép.10.2.2. Phương pháp buộc cốt thép Trên nguyên tắc cốt thép của cọc khoan nhồi được gia công sẵn thành từng đoạn vớiđộ dài thoả đáng, sau đó vừa thả vào lỗ vừa nối dài. Ngoài yêu cầu về độ chính xác tronggia công và lắp ráp còn cần phải đảm bảo có đủ cường độ để chịu được các tải trọngtrong quá trình vận chuyển, bốc xếp, cẩu lắp... Do đó muốn nâng cao năng suất phải giacông các giá đỡ buộc cốt thép. Việc chế tạo giá buộc cốt thép tuy có tốn kém hơn nhưngđảm bảo về mặt chất lượng và hiệu quả, thuận tiện khi sử dụng.10-3
  • 124. Chương 10. Thi công cọc khoan nhồi Gia công lồng cốt thép trên các khuôn giá.10.2.3. Chia độ dài của khung thép Chiều dài của khung thép càng lớn thì sẽ tiết kiệm được mối nối và tránh được mộtsố khiếm khuyết trong kết cấu. Tuy nhiên nếu chia đoạn quá dài sẽ làm biến dạng khungcốt thép dễ gây hư hỏng khung cốt thép đồng thời việc thi công các khung cốt thép càngdài thì yêu cầu thiết bị cẩu lắp càng lớn. Trái lại nếu làm khung cốt thép ngắn quá sẽ gâymất nhiều vật liệu và thời gian để nối khung cốt thép và mặt khác tính liên tục trong kếtcấu khó được đảm bảo. Nói chung, tuỳ thuộc vào từng điều kiện cụ thể của thiết kế và thi công để quyếtđịnh độ dài của đoạn khung cốt thép. Thông thường không nên dài quá 8m, khi thực hiệnthêm các biện pháp hỗ trợ có thể đạt dài trên dưới 12m.10.2.4. Phòng ngừa khung cốt thép bị biến dạng Trong khi vận chuyển, bốc xếp và lắp ghép, khung cốt thép rất dễ bị biến dạng màviệc sửa chữa là rất phức tạp, làm giảm độ tin cậy và kéo dài thời gian thi công. Cốt đai và cốt chủ được liên kết với nhau bằng liên kết hàn hoặc liên kết buộc. Liênkết này rất dễ bị hư hỏng khi khung thép bị biến dạng, cho nên cần phải có các biện phápphòng ngừa như sau: Bố trí móc cẩu hợp lý (ít nhất 2 móc cẩu). Hình ảnh cẩu lồng cốt thép10-4
  • 125. Chương 10. Thi công cọc khoan nhồi Ở những chỗ cần thiết phải bố trí cốt dựng khung được liên kết chặt chẽ với cốt chủđể tăng độ cứng của khung thép. Cho dầm chống vào trong khung để gia cố làm cứng khung, khi đặt cốt thép vào lỗthì tháo bỏ dầm chống. Đặt một cột đỡ vào thành trong, thành ngoài của khung cốt thép.10.2.5. Thả và nối tiếp khung thép Dùng cần cẩu để cẩu cốt thép vào ống cọc, chú ý cốt thép chủ phải thật chính xác vàthẳng đứng, khi thả thì sẽ thò phần nối cọc lên trên miệng ống chống. Tiến hành cố địnhtạm thời bằng các thanh đỡ ngang rồi cẩu nối tiếp đoạn khung thép tiếp theo (cốt chủ phảitrùng nhau), sau đó thì tiến hành hàn nối. Khi thả phải thả từ từ, tránh và chạm vào thành ống chống. Kỹ thuật nối lồng thép.10.2.6. Lớp bảo vệ cốt thép Để đảm bảo độ dày lớp bảo vệ thì mặt ngoài của cốt thép chủ được gắn dụng cụđịnh vị làm bằng thép tròn φ 9 ÷ φ 13 uốn thành hình vòng cung hàn nối cốt chủ vào cọc,trên một mặt cắt có gắn từ 4 ÷ 6 cái, theo chiều dài cọc khoảng cách này từ 2 ÷ 10m, thíchhợp nhất là từ 3 ÷ 6m. Lồng cốt thép cọc khoan nhồi.10-5
  • 126. Chương 10. Thi công cọc khoan nhồi10.3. Bêtông10.3.1. Nguyên tắc Thi công bêtông cọc khoan nhồi phải tuân theo các quy định về đổ bêtông trongnước. Trường hợp trong ống không có nước thì cũng phải dùng ống dẫn bơm bêtông vàolỗ. Bêtông cọc khoan nhồi sau khi làm xong sẽ rất khó kiểm tra cho nên để biết rõ trạngthái sau khi đổ và hình dạng của cọc bắt buộc phải nghiên cứu thật kỹ về kế hoạch, biệnpháp đổ bêtông, lượng bêtông phải đổ và có biện pháp quản lý thật chính xác. * Kiểm tra chất lượng cọc Để đảm bảo điều kiện bơm rót bêtông được dễ dàng cũng như chất lượng bêtôngtrong quá trình vận chuyển thì cần phải lựa chọn tỷ lệ cấp phối cho hợp lý, thường chọnđộ sụt của bêtông từ 13 ÷ 18cm và sử dụng một số loại phụ gia để tăng độ dẻo và kéo dàithời gian sơ ninh của bêtông. Quá trình đổ bêtông nếu bị gián đoạn thì dễ sinh ra sự cố đứt cọc cho nên đổ bêtôngphải thật liên tục. Nếu để phần bêtông đổ trước đã vào giai đoạn ninh kết sẽ trở ngại chobêtông đổ sau chuyển động trong ống. Trong phương pháp ống dẫn, đặc biệt coi trọng là khoảng thời gian 1,5h sau khi bắtđầu đổ bêtông phải đổ cho hết vì khi bêtông vận chuyển đến nơi đổ độ lưu động đã kémdễ gây ra hiện tượng tắc ống dẫn đặc biệt là trong điều kiện mùa hè. Trong quá trình đổ bêtông đáy của ống dẫn bắt buộc phải cắm sâu vào trong bêtôngtối thiểu là 2m, mặt dâng của bêtông, độ sâu của ống chìm vào trong bêtông đã đổ có liênquan tới nhau và là nhân tố trọng yếu quyết định độ dài nối tiếp của ống dẫn. Phải thườngxuyên kiểm tra các việc sau: - Mỗi lần đổ một xe bêtông cần phải kiểm tra độ dâng lên của bêtông trong lỗ để so sánh với mặt dâng tính toán qua thể tích ống, từ đó rút ra nhận xét hiện tượng. - Từ mối quan hệ của ống dẫn và mặt dâng của bêtông mà quyết định độ dài nhấc lên của ống. - Khi rút ống lên, bêtông sẽ lấp vào phần không gian của ống và mặt bêtông bị giảm xuống. - Khi kiểm tra mặt dâng lên của bêtông, nếu đường kính của cọc lớn hơn 1m thì phải đo 3 điểm và lấy giá trị sâu nhất. - Thường dây đo mặt dâng của bêtông có thể bị giãn dài trong quá trình sử dụng nên thường xuyên phải kiểm tra và điều chỉnh.10-6
  • 127. Chương 10. Thi công cọc khoan nhồi Công tác thí nghiệm bêtông trước khi đổ và hoạt động đổ bêtông cọc khoan nhồi. Cốt thép chờ và ống kiểm tra cọc khoan nhồi.10.3.2. Quản lý thi công - Kiểm tra độ thẳng đứng và đường kính đầu cọc; - Quản lý dung dịch chống thành; - Quản lý chất lượng thi công bêtông; - Quản lý thi công cốt thép; - Phải có các biên bản nghiệm thu; - Kiểm tra chất lượng của cọc.10-7
  • 128. Chương 10. Thi công cọc khoan nhồi Khoan lấy mẫu bêtông cọc khoan nhồi.10-8
  • 129. Chương 10. Thi công cọc khoan nhồi Thiết bị đo siêu âm CODEN DM-682 đo kiểm tra độ thẳng đứng và đường kính hố khoan.10.3.3. Một số sự cố có thể xảy ra10.3.3.1. Sự sụt lở thành hố khoan trong phương pháp thi công không ống chống. Nguyên nhân: - Có mực nước ngầm có áp lực cao hoặc là duy trì áp lực cột nước không đủ; - Do có tầng cuội sỏi; - Do sử dụng dung dịch giữ thành không thoả đáng; - Do ống giữ thành bị biến dạng, bị cong vênh làm đất bị bung ra trong quá trình điều chỉnh; - Do các lực chấn động khi thi công; - Do hạ khung cốt thép va vào thành lỗ phá vỡ màng dung dịch.10.3.3.2. Không rút được ống chống lên trong quá trình thi công ống chống. Nguyên nhân: - Do lực ma sát do ống và đất xung quanh lớn hơn lực nhổ của thiết bị; - Do cọc bị nghiêng; - Thiết bị thi công rơi vào hố: do đứt cáp, do bulông vặn lỏng hoặc do bulông liên kết cần khoan bị hỏng, do không kịp thời rút ống dẫn; - Đề phòng khung thép bị trồi lên: cao độ của khung cốt thép trong quá trình bơm bị dâng lên hơn cao đọ thiết kế. Nguyên nhân chủ yếu là do khung cốt thép bị10-9
  • 130. Chương 10. Thi công cọc khoan nhồi cong vênh, do ống chống bị vênh, méo, nghiêng, do dính bám của bêtông với thành ống; - Khung cốt thép bị nén cong vênh, nguyên nhân là do cốt đai bị tuột hoặc cốt thép bị nén khi đã đạt đến vị trí xác định.10.3.3.3. Có khí độc ở trong lỗ khoan (mêtan, sunfua,…)10.4. Kiểm tra thi công cọc khoan nhồi Kiểm tra các khuyết tật trên thân cọc: - Tiết diện cọc bị thu nhỏ mà ngay dưới đó tiết diện được mở rộng; - Cọc bị đứt đoạn; - Bêtông bị đứt đoạn do độ sụt không hợp lý; - Bêtông không lọt ra ngoài lồng cốt thép; - Cọc bị di chuyển ngang cục bộ do rút ống chống. Ngoài các biện pháp kiểm tra trong quá trình thi công cần phải kiểm tra chất lượngcọc sau khi thi công bằng cách gia tải tĩnh, khoan lấy mẫu, siêu âm… Một số khuyết tật cọc bêtông khoan nhồi.10-10
  • 131. Chương 11. Thi công thùng chìm Chương 11 THI CÔNG THÙNG CHÌM Trong công trình thủy, khi xây dựng các công trình bến trọng lực và đê chắn sóngtường đứng, phần nhiều sử dụng kết cấu thùng chìm có tính toàn khối cao, tốc độ xâydựng nhanh và hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao. Công trình cảng ngày càng có xu hướngphát triển ra nơi nước sâu, việc sử dụng thùng chìm kích thước lớn, cao đến 10 ÷ 20m,nặng đến 1600 ÷ 6000T để thi công các công trình này thể hiện ưu điểm ngày càng rõ rệt Một số công trình có kết cấu thùng chìm như sau: Hình 11.1_ Bến tường đứng bằng các thùng chìm kiểu Gdansk Ba Lan. 1. Lớp đệm đá; 2. Thùng chìm đúc sẵn; 3. Tường đổ bê tông tại chỗ; 4. Khối đá chống xói. Hình 11.2_ Mặt cắt ngang một bến tường đứng thuộc Liên Xô cũ bằng các thùng hẹp ngang có bản đáy thừa và sườn gia cường.11-1
  • 132. Chương 11. Thi công thùng chìm Hình 11.3_ Đê chắn sóng bằng thùng chìm có các vách ngăn. a. Đê chắn sóng dạng tường đứng; b. Đê chắn sóng dạng hỗn hợp. Hình 11.4_ Đê chắn sóng bằng thùng chìm có buồng tiêu năng. a. Buồng có khe ngang; b. Buồng có khe dọc; c. Buồng có khe dạng cong.11-2
  • 133. Chương 11. Thi công thùng chìm 20,000 G¹ch tù chÌn 12 cm 650 C¸t dµy 5 cm Líp subbase dµy 20 cm Líp Base dµy 30 cm Ray cÇn cÈu +5.2 +4.5 MNCN +3.6 1,000 MNTB +2.06 +2.15 MNTN +0.6 TÊm ®an V¶i ®Þa dµy 20 cm Cäc èng bª t«ng D700 1: 1 1,500 5,000 MÆt ®Êt tù nhiªn -5.5 LÊp c¸t LÊp c¸t §¸ héc 1: 1 1:5 SÐt mÒm 400 4,975 250 4,975 400 §¸ héc 1:2 sái SÐt cøng -13.0 -13.5 §¸ d¨m -14.5 1 :1 11,000 13,000 16,000 19,000 Hình 11.5_ Mặt cắt ngang bến cảng Cái Lân.11.2. Công nghệ chế tạo thùng chìm11.2.1. Một số phương pháp đúc và hạ thủy thùng chìm11.2.1.1. Đúc và hạ thủy bằng đường triền, đà Trong thực tế, hạ thủy bằng phương pháp này là không kinh tế bởi vì đường triềnyêu cầu phải có nền móng và bề mặt trượt tốt. Hình 11.6_ Đúc và hạ thủy thùng chìm bằng đường triền. Để cho trượt êm thuận, thùng chìm có thể được đặt và đúc trên xe triền với hệ thốngray thiết kế phù hợp với tải trọng của thùng chìm. Nếu xe đúc được sử dụng để hạ thuỷthùng chìm thì phải trang bị thêm tời để điều khiển tốc độ hạ thuỷ. Một đường triền điển hình gồm hai phần chính, một phần chủ yếu dùng để đúcthùng chìm phần còn lại phục vụ cho hạ thuỷ thùng chìm. Phần đúc thùng chìm có độ dốclà 1:15, và độ dốc là 1:18, 1:20 khi xe đúc được sử dụng. Phần còn lại của đường triềnđược sẽ là phần hạ thuỷ nó có độ dốc từ 1:8÷1:10 và độ dốc ở đuôi triền là 1:3÷1:7.11-3
  • 134. Chương 11. Thi công thùng chìm * Ưu điểm : Nước ta có nhiều nhà máy đóng tàu vì vậy có thể đúc và hạ thuỷ thùngchìm bằng triền tàu hay đà tàu. * Nhược điểm: - Kinh phí để chế tạo thùng chìm sẽ rất lớn nếu phải xây dựng triền tàu mới. - Chỉ có thể hạ thuỷ được các thùng chìm có kích thước nhỏ do trong điều kiện Việt Nam các thiết bị động lực và quy mô các triền tàu trong các nhà máy đóng tàu còn hạn chế. - Không kinh tế do phải gia cố nền móng dưới đà tàu, chế tạo xe triền, trang bị hệ thống động lực (nếu có) nên giá thành đúc thùng chìm sẽ rất cao. - Khó vận chuyển thùng chìm do khu nước tại đuôi triền tàu không đủ sâu để thùng chìm có thể tự nổi. - Thùng chìm khi hạ thuỷ bằng phương án này có thể bị lật dẫn đến kinh phí chế tạo thùng chìm sẽ rất lớn. * Phạm vi áp dụng có lợi nhất của phương pháp này là: - Có nhà máy chế tạo thùng chìm và hạ thuỷ thùng chìm bằng triền tàu. - Trọng lượng bản thân của thùng chìm nhỏ. - Không phải nạo vét khu nước tại đuôi triền tàu và khu nước từ nơi đúc đến nơi lắp đặt.11.2.1.2. Đúc và hạ thủy bằng ụ khô Ụ khô sử dụng để đóng và sửa chữa tàu. Việc xây dựng một ụ khô là rất tốn kém,thường không chỉ xây dựng ụ khô chỉ nhằm mục đích sản xuất thùng chìm. Do đó ngườita thường thuê ụ khô để đúc các thùng chìm thì mới đạt hiệu quả kinh tế. * Ưu điểm: Nước ta có nhiều nhà máy đóng tàu vì vậy có thể đúc và hạ thuỷ thùngchìm bằng ụ khô. * Nhược điểm: - Kinh phí để chế tạo thùng chìm sẽ rất lớn nếu phải xây dựng ụ mới. - Các ụ hiện có ở trong nước chỉ có thể chế tạo được các thùng chìm có kích thước nhỏ. - Khó vận chuyển thùng chìm do khu nước tại cửa ụ không đủ sâu để thùng chìm có thể tự nổi và khó khăn trong quá trình vận chuyển thùng chìm từ vị trí đúc đến chân công trình. * Phạm vi áp dụng có lợi nhất của phương án này là: - Có nhà máy chế tạo thùng chìm và hạ thuỷ thùng chìm bằng ụ khô. - Kích thước và trọng lượng bản thân của thùng chìm nhỏ. - Không phải nạo vét khu nước tại cửa ụ và khu nước từ nơi đúc đến nơi lắp đặt.11-4
  • 135. Chương 11. Thi công thùng chìm Cöa ô Buång ô Ray cÇn cÈu M¸y b¬m Hình 11.7_ Đúc và hạ thủy thùng chìm bằng ụ khô.11.2.1.3. Đúc và hạ thủy bằng ụ nổi Hình 11.8_ Đúc và hạ thủy thùng chìm bằng ụ nổi. Như trên hình vẽ, ụ nổi thường được dùng để đóng và sửa chữa tàu tuy nhiên có thểdùng nó để chế tạo và hạ thuỷ thùng chìm. Thùng chìm được hạ thuỷ bằng cách bơmnước vào các téc nước dằn của ụ nổi để cho ụ nổi chìm xuống đến khi thùng chìm tự nổi.11-5
  • 136. Chương 11. Thi công thùng chìm Đúc thùng chìm trên ụ nổi * Ưu điểm : Nước ta có một số ụ nổi có thể đúc được thùng chìm như: - Ụ nổi XNLH Ba Son Tp Hồ Chí Minh: Chiều dài: 152 m Chiều cao: 10.6 m Chiều rộng: 23.5 m Sức nâng: 8500 T - Ụ nổi BTCT: Nhà máy sửa chữa tàu biển và dàn khoan: Chiều dài: 120 m Chiều cao: 14 m Chiều rộng: 30.5/22.5 m Sức nâng: 6500 T Chiều cao đáy đôi: 4.45 m Mớn nước đánh chìm: 7 m - Ụ nổi nhà máy đóng tàu Hạ Long, ụ nổi công ty công nghiệp tàu thuỷ Nam Triệu có sức nâng 8500 tấn. * Nhược điểm: - Kinh phí để chế tạo thùng chìm sẽ rất lớn nếu phải chế tạo ụ nổi mới. - Các ụ hiện có ở trong nước chỉ có thể chế tạo được các thùng chìm có kích thước nhỏ. * Phạm vi áp dụng có lợi nhất của phương án này là: - Hạ thuỷ thùng chìm an toàn, năng suất thi công cao. - Tiết kiệm kinh phí nạo vét khu nước tại nơi đúc và khu nước từ nơi đúc đến nơi lắp đặt. Ngoài ra, còn có thể đúc và hạ thủy thùng chìm bằng cần cẩu nổi hoặc hệ thống tời,ray, xe, kích.11.2.2. Phương pháp dùng ván khuôn lắp ghép11.2.2.1. Cấu tạo kết cấu ván khuôn Theo phương pháp này, ván khuôn có dạng cửa phao như hình 11.8. Đó là một kếtcấu không gian ổn định, gồm thép I, bulông và gỗ. Thép I bố trí thành cặp có khoảngcách giữa hai thanh trong cùng một cặp bằng chiều dày tường vách thùng, được khốngchế bằng ống PVC hay ống bằng vữa ximăng cát luồn qua bulông liên kết hai thanh.Khoảng cách giữa các cặp thép I bằng chiều dày bụng thép cộng chiều dày tấm phai và cóđộ dự trữ nhất định. Dãy thép I bên ngoài tựa trực tiếp lên ván khuôn đáy, dãy thép I bên11-6
  • 137. Chương 11. Thi công thùng chìmtrong tựa lên những gối bằng bêtông, chiều cao gối bằng chiều dày bản đáy. Dọc theo cácthanh thép I, khoan lỗ cách nhau 2m để luồn bulông liên kết. Trên cánh của thép I hànthép L ngắn để làm chỗ tựa cho gỗ nẹp ván khuôn và làm đà giáo, sàn công tác. Sàn trênđỉnh dùng để nhận và phân phối vữa cho các ô thùng, sàn các tầng dưới dùng để làm nơibuộc cốt thép, lắp đặt tấm phai và đầm bêtông. Hình 11.8_ Kết cấu ván khuôn dạng cửa phai Chiều dày tấm phai, số hiệu thép I, đường kính bulông, khoảng cách bulông đềuđược xác định bằng tính toán dựa trên áp lực ngang của vữa bêtông. Tấm phai ván khuôncó 2 loại: bằng gỗ, bằng thép (hình 11.9). Đối với tấm phai bằng gỗ, để tránh cong vênh,cần làm bằng gỗ tốt và chiều rộng tấm phai không quá 15 ÷ 20cm. Để tăng số lần quayvòng, chiều dày tấm phai không nên nhỏ hơn 6cm. Tính theo áp lực vữa bêtông thì chiềudài tấm phai khoảng 1m.11-7
  • 138. Chương 11. Thi công thùng chìm Hình 11.9_ Tấm phai ván khuôn11.2.2.2. Lắp dựng ván khuôn và buộc dựng cốt thép Hình 11.10_ Sơ đồ trình tự lắp ván khuôn. Trên ván khuôn đáy sau khi đo định vị mép tường vị trí gối kê, đặt gối bêtông, cẩudựng các mảng thép I như trên hình 11.10 (trên mặt đất dùng gỗ nẹp hai đầu các thanhthép I thành mỏng và dùng các thanh gỗ nẹp), 2 đầu dùng mỗi đầu 3 dây neo để tránh bịđổ → cẩu dựng mảng thép I số 1# và số 2#, hai đầu dùng mối đoạn 1 dây neo, lắp các11-8
  • 139. Chương 11. Thi công thùng chìmkhung gỗ ngang vào giữa các mảng thép I số 1# và số 2# → cẩu dựng mảng thép I số 3#,hai đầu dùng mỗi đầu một dây neo, đặt ống khống chế khoảng cách và luồn bắt bulôngliên kết hai mảng thép I số 1# và số 3#. Sau đó cẩu dựng tuần tự các mảng thép I số 4#, 5#và 6#, lắp khung gỗ, bắt bulông → chuyển sang phương khác từ đàu này đến đầu kia cẩudựng thành cặp các mảng thép I tương ứng, lắp khung gỗ và bắt bulông tương ứng →buộc và đặt cốt thép bản đáy → dựng đà giáo → cẩu lắp cốt thép ngang của tường ngoài(hình 11.11) và móc vào mặt trong của mảng thép I của mặt ngoài tường ngoài (tháo cácdây neo bị vướng), bắt bulông tương ứng → dùng giá treo như hình 11.12 cẩu cắm cốtthép đứng mặt trong và mặt ngoài bó và treo vào thép I → từ đà giáo bên ngoài luồn lắpcốt thép ngang tường ngăn → buộc cốt thép ở các góc thùng → lắp phai, dùng nêm cốđịnh tấm phai vào thép I để dễ dàng khi tháo ván khuôn. Trình tự lắp tấm phai như hình 11.13, trong đó đường nét liền là phần lắp một lầnđến đỉnh, đường nét đứt là lắp dần theo tiến độ đổ bêtông cho đến đỉnh. Hình 11.11_ Giá treo cẩu Hình 11.12_ Giá treo cẩu cốt thép ngang cốt thép đứng Hình 11.13_ Sơ đồ trình tự lắp tấm phai11-9
  • 140. Chương 11. Thi công thùng chìm11.2.2.3. Đổ bêtông Thường dùng cần cẩu chuyển vữa bêtông lên đỉnh sàn công tác trên cùng, rồi dùngcông nhân xúc đổ vào các ống vòi voi đưa xuống bản đáy và các tường. Đổ và đầmbêtông theo lớp, không gián đoạn. Có thể dùng xe bơm vữa bêtông, thông qua ống mềmđưa vữa vào trong ván khuôn. Sau khi đổ bêtông đạt đến cường độ có thể dỡ ván khuôn thì thực hiện theo trình tựdỡ ván khuôn như sau: Tháo nêm dỡ ván phai, tháo bulông liên kết thép I, tháo thép I mặtngoài, tháo khung gỗ và đà giáo, tháo thép I bên trong.11.2.3. Phương pháp dùng ván khuôn trượt Dùng ván khuôn trượt đúc thùng chìm thì quá trình tác nghiệp liên tục, trình độ cơgiới hóa cao. Ván khuôn của thùng chìm phải thi công riêng, không thể dùng cùng với ván khuôntường. Đáy thùng chìm thường có góc vát, có cái còn có chân đế phía ngoài. Kết cấu vánkhuôn đáy thùng chìm ví dụ như hình 11.14. Ván khuôn góc vát nằm ngang của bản đáynhư hình 11.15, ván khuôn góc vát thẳng đứng của tường như hình 11.16. Hình 11.14_ Một dạng ván khuôn đáy của thùng chìm Trước hết lắp dựng ván khuôn đáy, buộc cốt thép bản đáy, lắp một đoạn ván khuônvà cốt thép tường rồi đổ bêtông cùng một lượt với bản đáy, sau một ngày đêm đánh xờmmặt bêtông thường, buộc tiếp cốt thép đứng của tường lên tới đỉnh, dỡ ván khuôn cũ, lắpván khuôn trượt, bắt đầu đổ bêtông tường. Trong quá trình đổ bêtông thì tiến hành lắpdần cốt thép ngang của tường. Toàn bộ quá trình thi công ván khuôn trượt chia thành 3giai đoạn: trượt lần đầu, trượt bình thường và trượt kết thúc. Sau khi đã vào giai đoạntrượt bình thường nếu vì một lý do nào đó phải tạm ngừng thi công thì phải có giải phápngừng trượt.11-10
  • 141. Chương 11. Thi công thùng chìm Hình 11.15_ Ván khuôn góc vát ngang của bản đáy. Hình 11.16_ Ván khuôn góc vát đứng của tường.11.2.3.1. Trượt lần đầu Mục đích là để kiểm tra toàn bộ trang thiết bị ván khuôn trượt có thể bước vào giaiđoạn trượt bình thường được không. Khi đã đổ bêtông đạt 60 ÷ 80cm, sau 3 ÷ 3,5h tính từkhi bắt đầu đổ bêtông, nâng ván khuôn thứ nhất, trong 2 ÷ 3h đầu phải nâng rất chậm, tốcđộ thường từ 2 ÷ 3cm/h, mỗi lần nâng kích từ 1 ÷ 2 nấc, sau khi bêtông ra khỏi ván khuônkhông bị trượt rơi, dùng ngón tay ấn có thể có dấu vân tay mà vữa không dính vào tay làđược. Nếu phán đoán cường độ bêtông và thời gian trượt của giai đoạn này là phù hợp thìcó thể nâng kích mỗi lần 8 ÷ 10 nấc (bình quân 2 ÷ 3m/ngày đêm) đồng thời kiểm tra toàndiện thiết bị ván khuôn. Sau khi điều chỉnh và kiểm tra chứng tỏ các thiết bị vận hànhbình thường thì có thể tiếp tục đổ bêtông, chuyển sang giai đoạn trượt bình thường.11.2.3.2. Trượt bình thường Trong giai đoạn trượt bình thường, các công đoạn buộc cốt thép, đổ bêtông, nângván khuôn phải kết hợp chặt chẽ so le nhau. Mới đầu để bêtông trong ván khuôn đạt đếnchiều cao nhất định, tốc độ đổ bêtông hơi cao hơn tốc độ nâng ván khuôn, cho đến khimặt bêtông cách đỉnh ván khuôn 30cm (phù hợp với 1 lớp bêtông) thì có thể theo tốc độthi công bình thường, buộc cốt thép tại 1 tầng, đổ bêtông tại 1 tầng, nâng ván khuôn mộtlớp vữa, lần lượt thi công liên tục. Khi trượt bình thường, khoảng cách thời gian giữa hai lần trượt nói chung khôngquá 1h. Trường hợp nhiệt độ không khí cao, cứ 15 ÷ 30 phút nâng 2 ÷ 3 nấc, dùng cáchtăng nâng trung gian để tránh bêtông tách khỏi ván khuôn có cường độ quá lớn dẫn đến11-11
  • 142. Chương 11. Thi công thùng chìmtình trạng bêtông bị kéo nứt. Trước mỗi lần trượt đều kiểm tra loại bỏ các chướng ngại.Khi trượt, bảo đảm các kích đều tháo hết dầu, tránh gây nên tình trạng ván khuôn bịnghiêng, sàn công tác không ngang bằng.11.2.3.3. Giải pháp ngừng trượt Do yêu cầu thi công hoặc do các nguyên nhân khác (mưa gió, máy trộn có sự cố)không thể tiếp tục trượt ván khuôn thì cần sử dụng các biện pháp ngừng trượt. - Giảm tốc độ độ bêtông, đồng thời tận lượng làm cho mặt bêtông đổ thành cùng một cao độ. - Cách một thời gian nhất định nâng ván khuôn một nấc cho đến khi bêtông và ván khuôn không dính nhau, tăng số lần trượt trung gian cho đến khi đổ bêtông bình thường, bảo đảm chất lượng bêtông.11.2.3.4. Trượt kết thúc Ván khuôn trượt đến đỉnh thùng, công tác trượt bước vào giai đoạn cuối. Trong giaiđoạn này thì cần giảm tốc độ đổ bêtông. Sau khi đổ bêtông đến cao độ thiết kế thì ngừngđổ bêtông và đầm chặt lớp bêtông trên cùng 2 lần phòng ngừa hiện tượng tơi đỉnh. Vánkhuôn vẫn tiếp tục nâng để ván khuôn không bị dính vào bêtông cần chờ cho bêtông đạtđến cường độ nhất định tránh khi ván khuôn bị trượt nghiêng dẫn đến tình trạng bêtông bịkéo nứt, vỡ đỉnh. Để kiểm tra độ nằm ngang của ván khuôn trượt, dùng phương pháp khống chế mứcdầu của kích để đảm bảo sàn công tác nằm ngang. Dùng quả dọi kết hợp máy kinh vĩkiểm tra độ thẳng đứng của ván khuôn trượt.11.2.4. Nối cao thùng chìm Khi thi công thùng chìm, bất kể phương pháp nào cũng đều đúc thùng chìm đếnchiều cao thiết kế mới hạ thủy. Nhưng khi thùng lớn, nếu hạn chế bởi năng lực chịu tảicủa bệ hay trọng tải của ụ mà không thể đúc đủ chiều cao thiết kế thì sau khi đúc đến độcao nhất định, thùng đưa đến nơi nối cao.11.2.4.1. Nối cao thùng trên lớp đệm đá Để thuận tiện cho thi công, đặt thùng lên trên lớp đệm đá. Diện tích và chiều dàylớp đệm phụ thuộc vào kích thước, số lượng thùng đồng thời nối cao. Cao trình đỉnh cầnchọn thỏa mãn yêu cầu trước khi nối cao có thể chờ triều hay dùng cần cẩu nổi hỗ trợ đưathùng đặt lên lớp đệm không bị ngập đỉnh, có thể lắp dựng ván khuôn, dựng cốt thép vàđổ bêtông. Sau khi nối cao có thể bơm nước trong thùng ra chờ triều hay dùng cần cẩu nổi hỗtrợ đưa thùng ra khỏi lớp đệm và chở nổi đến hiện trường lắp đặt hay vũng tập kết thùng. Nếu thùng quá lớn, lại không thể đáp ứng các yêu cầu trên thì có thể xem xét làm 2loại lớp đệm có cao trình đỉnh khác nhau. Trước tiên tại lớp đệm nông, nối thùng đến caođộ nhất định, sau đó chuyển sang lớp đệm sâu đúc thùng đến cao độ thiết kế. Ưu điểm của phương pháp này là tác nghiệp an toàn, thuận tiện, ít bị ảnh hưởng củasóng gió, số ngày làm việc được nhiều. Nhược điểm là phải làm lớp đệm cao hơn yêu cầu thì sau khi nối chìm phải đào chođủ độ sâu nên giá thành cao. Phương pháp này thích hợp với trường hợp thùng nối cao ít,sóng gió lớn, điều kiện địa chất tốt và độ sâu nước đảm bảo.11-12
  • 143. Chương 11. Thi công thùng chìm11.2.4.2. Nối cao thùng ở trạng thái nổi Phương pháp này cần có neo giữ để giữ chặt thùng chìm. Ưu điểm là không phảilàm lớp đệm, giá thành hạ. Nhược điểm là hệ thống neo chiếm vùng nước lớn, chịu ảnhhưởng của sóng gió, điều kiện lao động kém, số ngày làm việc ít (sóng cao trên 0,5mkhông thể thi công được). Phương pháp này thích hợp với số lượng thùng chìm cần nốicao ít, sóng gió nhỏ và độ sâu nước lớn.11.3. Di chuyển và hạ thùng chìm Nguyên lý di chuyển và hạ thùng chìm cũng tương tự như di chuyển và hạ thủy tàutrong nhà máy đóng tàu.11.3.1. Di chuyển thùng chìm Xe dùng để di chuyển thùng chìm có thể là xe trượt lăn, xe giá bằng, xe giá nghiêng. Hình 11.17a, b là xe trượt lăn dùng cho thùng chìm 600T. Khi thùng lớn có thểdùng xe trượt lăn có mặt cắt như hình 11.17c. Có thể dùng thép hình thay cho gỗ làm sànxe, trục lăn bằng gang đúc được ghép với nhau thành một số tổ. Chiều dài xe bằng chiềurộng bệ. Vừa dùng tời kéo xe di chuyển trên trục lăn, vừa chuyển số trục lăn từ phía đằngsau ra đằng trước. Hình 11.17_ Xe trượt lăn Hình 11.18 là xe giá bằng có thể di chuyển dọc - ngang, dùng cho thùng chìm2000T. Xe có kết cấu bằng thép, mặt lót kín bằng gỗ, dưới có 2 dãy bánh xe di chuyểnngang và 2 cặp bánh xe di chuyển dọc bằng thép đúc C45. Chiều dài xe thường bằngchiều rộng bệ, chia làm 4 đốt để tiện chế tạo và vận chuyển. Khi di chuyển ngang, 2 dãybánh xe di chuyển dọc treo lơ lửng, khi di chuyển dọc thì 2 dãy bánh xe di chuyển ngangtreo lơ lửng. Hình 11.19 là xe giá bằng dùng cho thùng chìm 2000T, không di chuyển ngang màchỉ bố trí bánh xe di chuyển dọc. Chiều dài xe không lớn hơn chiều dài của thùng lớnnhất và cũng chia thành 4 đốt nối với nhau để tiện thi công và vận chuyển. Hình 11.120 là xe giá bằng có bánh xe tự cân bằng (tự lựa) dùng cho thùng chìm600T. Khung xe bằng kết cấu thép. Dưới mỗi khung dầm bánh xe có bố trí 4 cặp bánh xetự cân bằng để tự thích ứng với độ dốc thay đổi. Ở trên đoạn dốc thoải i = 1:40, đỉnh xe11-13
  • 144. Chương 11. Thi công thùng chìmnằm ngang. Trên mặt xe ở hai dầm chính, vị trí đầu và cuối xe đặt đường ray có trục lănđể dùng cho xe trượt lăn. Hình 11.21 là xe giá nghiêng dùng cho thùng chìm 2000T. Khung xe bằng kết cấuthép. Trên mặt xe đường ray dùng cho xe giá bằng (hoặc xe trượt lăn), dưới có 4 rãnhbánh xe bằng thép đúc C45. Chiều dài xe lớn hơn xe giá bằng (hoặc xe trượt lăn) khoảng2m. Hình 11.18_ Xe giá bằng di chuyển dọc – ngang Hình 11.19_ Xe giá bằng11-14
  • 145. Chương 11. Thi công thùng chìm Hình 11.20_ Xe tự cân bằng Hình 11.21_ Xe giá nghiêng11.3.2. Hạ thủy thùng chìm Sau khi thi công xong đường triền phải tiến hành thử xe, mục đích để kiểm trađường triền và để nén chặt nền. Khi thử xe, chất tải trọng bằng tải trọng thùng chìm lênxe rồi kéo xe lên xuống (cho xe chạy chậm) 2 lần để nén chặt nền, sau đó cho xe chạy11-15
  • 146. Chương 11. Thi công thùng chìmnhanh để kiểm tra đường triền và có thể thí nghiệm hạ thủy. Thông thường thì cho xechạy chậm cũng đủ đảm bảo hạ thủy an toàn. Bố trí tời phục vụ hạ thủy thùng chìm như hình 11.22. Hình 11.22_ Bố trí tời kéo đưa thùng chìm xuống nước a. Mặt bằng; b. Mặt đứng. Tời 1 và tời 2 kéo xe đưa thùng chìm xuống nước, tời 3 và 4 giữ đỉnh thùng khôngcho đỉnh thùng nghiêng về phía trước, tời 5 và tời 6 giữ đáy thùng không cho đỉnh thùngnghiêng về phía sau, tời 7 điều khiển móc tự động. Khi thùng xuống đến đường dốc,dùng tời 7 mở móc tự động thùng sẽ trượt nhanh xuống nước.11.4. Vận chuyển thùng chìm dưới nước Sau khi hạ thủy thông thường không đưa thùng đến hiện trường lắp đặt ngay mà đểở nơi kín sóng gió, đợi ngày thời tiết thuận lợi mới đưa đến hiện trường lắp đặt. Trongthời gian chờ lắp đặt cần phải neo buộc tàu cẩn thận và cho thêm nước vào thùng để hạtrọng tâm, tăng ổn định, cũng có khi cho thùng hạ hẳn xuống đất nền (độ sâu nước nhỏhơn chiều sâu thùng 1 ÷ 2m). Cũng trong thời gian này làm công tác chuẩn bị lắp đặtthùng: đặt tời quay tay (1,5 ÷ 5)T và neo lên 4 góc thùng, cắm cột tiêu lên đường trục vàcạnh thùng, lát ván cho công nhân đi lại làm việc trên đỉnh thùng, treo đệm mềm vào cáccạnh góc thùng để bảo vệ thùng khi vận chuyển và lắp đặt. Chỉ vận chuyển thùng khi thời11-16
  • 147. Chương 11. Thi công thùng chìmtiết tốt (không có gió và sóng gió không quá cấp 1 ÷ 2). Nếu khoảng cách vận chuyểnkhông quá 2km thì dùng cách lai áp mạn hoặc kết hợp lai áp mạn và kéo. Cách này chỉphù hợp với luồng lạch hẹp nhưng tốc độ chậm, tốn nhiều công suất và sinh ra sóng nênkhi có sóng lại càng nguy hiểm. Đôi khi phải kéo thùng đi xa hàng chục, hàng trăm km từ cảng này đến cảng khác,lúc này phải đậy kín thùng để tránh sóng làm tràn nước vào thùng, dùng 1 hay 2 tàu kéovới tốc độ 5 ÷ 7km/h. Trước khi vận chuyển phải khảo sát luồng lạch để tránh mắc cạn hay va hỏng thùng. Để tăng ổn định khi chở nổi, thường phải gia tải bằng nước, cát sỏi hay khối bêtông.Gia tải bằng nước là dễ nhất nhưng khi kéo nổi, nước trong thùng lắc mạnh, nếu vậnchuyển đi đường xa thì nguy hiểm, lúc đó nên gia tải bằng cát sỏi hay khối bêtông. Trước khi kéo nổi thùng chìm cần tính toán ổn định chở nổi của thùng (tham khảogiáo trình “Kỹ thuật thi công Công trình Cảng – Đường thủy” – trang 65) .11.5. Lắp đặt và lấp thùng chìm11.5.1. Vũng tập kết (bãi chứa tạm thời) thùng chìm Nói chung, trong công thùng chìm, không bố trí bãi chứa trong bãi đúc mà sau khiđúc xong đưa thùng chìm ra vũng tập kết ở ngoài bãi đúc. Vũng tập kết nên chọn ở nơigần hiện trường lắp đặt thì tiện cho việc chở đến hiện trường (vừa lắp, vừa chở) tức lợidụng tối đa số ngày lắp đặt, lại giảm thời gian chở đến và chờ lắp. Phương thức chứa thùng chìm có hai loại: chứa neo và chứa cập, dùng loại nào làtùy theo chủng loại, số lượng, điều kiện thủy văn, địa chất, thời gian chứa thông qua phântích tổng hợp mà chọn. - Chứa neo: Vũng nước cần có che chắn và điều kiện neo đỗ tốt, sóng không cao quá 0,5m, độsâu nước thỏa mãn, có độ sâu dự trữ (thường là 0,5 ÷ 0,8m) đối với mớn nước ổn định chởnổi của thùng và mớn nước tăng giảm của thùng khi có sóng. Cần tính toán khối neo, dâyneo, phao neo và dây buộc. Dùng phương thức chứa neo thì khi đưa thùng đi lắp đặt không cần có động tác chothùng nổi lên. Tùy theo điều kiện che chắn và neo đỗ cũng như vùng nước lớn hay bé có thể dùng1 hay 2 neo (hình 11.23). Khi neo nhiều thùng cần chú ý khoảng cách để tránh va nhau.11-17
  • 148. Chương 11. Thi công thùng chìm Hình 11.23_ Neo thùng chìm ở vũng tập kết - Chứa cập: Độ sâu trước bến (bờ) phải thỏa mãn mớn nước ổn định chở nổi của thùng và mớnnước tăng giảm của thùng do sóng và có độ sâu dự trữ. Cần tính toán khối neo, phao neovà dây buộc. Phương thức này chiếm dụng bến hay bờ. Mặt trong của thùng cần lắp đệm chốngva. Không cần động tác cho nổi thùng khi đưa đi lắp đặt (hình 11.24). Hình 11.24_ Neo thùng chìm ở vũng tập kết cạnh bến11.5.2. Lắp đặt thùng chìm11.5.2.1. Trình tự lắp đặt và cách khống chế Đối với bến liền bờ và bến nhô, phần lớn dùng 1 dãy thùng. Người ta lắp đặt bắt đầutừ một đầu và dần tới đầu kia. Khi lắp đặt dùng máy kinh vĩ trên bờ để quan trắc đỉnhthùng (hình 11.25), tuyến khống chế cách mép bến thiết kế khoảng 15 ÷ 20cm. Nếu lớpđệm nghiêng về phía trong thì tuyến thiết kế mép trước điều chỉnh theo độ nghiêng củamặt lớp đệm. Đối với bến trụ, lấy trụ làm đơn vị, lắp từng trụ một, nếu trụ gồm nhiều thùng thì bắtđầu từ một trụ và lắp dần các thùng của trụ ấy. Khi lắp đặt dùng máy kinh vĩ trên bờ (haykết hợp máy kinh vĩ và máy đo khoảng cách), dùng phương pháp giao hội tiền phương,11-18
  • 149. Chương 11. Thi công thùng chìmlắp trước thùng của 1 trụ như hình 11.26, sau đó dùng cách đo khoảng cách định tuyến từtrên trụ đã lắp xong, đo khoảng cách và lắp đặt trụ tiếp theo (hình 11.26). Hình 11.25_ Khống chế lắp đặt khi thùng chìm kế tiếp nhau Hình 11.26_ Khống chế lắp đặt công trình trụ độc lập bằng thùng chìm11.5.2.2. Phương pháp lắp đặt thùng Sau khi chở nổi thùng từ bãi đúc hay từ vũng tập kết đến hiện trường lắp đặt, chờkhi triều xuống, dùng cách lai áp mạn chở chậm đến vị trí thả neo. Khi đáy thùng cáchmặt lớp đệm khoảng 0,3 ÷ 0,5m thông qua hệ thống puly dùng sức người kéo thả dây neokhống chế định vị thùng. Sau đó để cho thùng tự chìm theo triều xuống hay mở van chonước vào thùng để hạ xuống lớp đệm, vừa cho chìm, vừa kéo căng dây neo để chỉnh vị trí(hình 11.27). Sau khi thùng hạ xuống lớp đệm, đo đạc kiểm tra độ lệch, chiều rộng khelún, nếu không đạt yêu cầu thì hút nước cho thùng nổi lên và điều chỉnh lại vị trí và lắpđặt lại. Hình 11.27_ Lắp đặt thùng chìm 1,2. Puly khống chế đường biên và chiều rộng khe lún; 3,4. Puly khống chế đường biên và độ lệch so le thùng; 5,6. Puly khống chế chiều rộng khe lún.11-19
  • 150. Chương 11. Thi công thùng chìm Lắp đặt thùng chìm đầu tiên là lắp đặt sơ bộ, chờ sau khi lắp đặt xong thùng chìmthứ 2, hút nước cho nổi lên và lắp đặt lại cả 2 thùng. Sau khi đã hoàn tất lắp đặt, mở van lấy nước, chờ khi thủy triều lên đến đỉnh thìđóng van để tăng ổn định chống sóng, dòng chảy và phòng thùng lại nổi lên khi thủy triềuthay đổi. Nếu sóng tương đối lớn, dòng chảy mạnh, dùng sức người kéo căng dây neo, có khókhăn thì có thể bố trí sẵn móc trên đỉnh thùng, dùng cần cẩu lắp đặt thùng. Khi cẩu lắptrong thùng đầy nước sẽ làm tăng khả năng chống sóng và dòng chảy. Dùng phương phápnày bố trí dây neo lắp đặt thùng như hình 11.28. Hình 11.28_ Bố trí dây neo và puly khi dùng cần cẩu nổi lắp đặt thùng11.5.5.3. Đổ vật liệu lấp lòng thùng Để tăng khả năng chống sóng của thùng chìm, cần lấp lòng thùng kịp thời ngay saukhi lắp đặt. Nhưng nếu điều kiện cho phép thì tốt nhất là sau khi lắp đặt xong 12 ngày, đođạc lại vị trí, nếu vẫn đạt yêu cầu thì mới lấp thùng. Vật liệu lấp thùng thường là cát, sỏi hay đá. Khi lấp cần lấp đều, chênh cao giữa 2 ôthùng cạnh nhau khống chế khoảng hở 1m trở xuống để tránh thùng bị nghiêng, tườngngăn bị nứt. Đối với bến liền bờ hay bến nhô, nên kết hợp lấp đất sau tường, tạo đường cho ô tôchở vật liệu ra lấp thùng. Đối với bến trụ thường dùng xà lan chở vật liêu rồi dùng côngnhân hay cần cẩu lấp thùng. Nếu lấp thùng bằng bêtông thì bơm cạn nước trong thùng (đổ bêtông ô nào thì bơmcạn nước ô đó). Nếu lấp bằng cát, sỏi thì có thể đổ trực tiếp xuống nước và ở trên phảiđậy bằng tấm bêtông để tránh bị sóng cuốn trôi.11-20
  • 151. Chương 12. Tổ chức thi công công trình Chương 12 TỔ CHỨC THI CÔNG CÔNG TRÌNH Ngành giao thông vận tải sử dụng một nguồn vốn đầu tư rất lớn cho các công trìnhxây dựng: bến cảng, các nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ, luồng lạch… do đó đòihỏi các cán bộ thi công cần phải: - Làm đúng thiết kế, phát hiện ra những bất hợp lý so với thiết kế để đề xuất biện pháp khắc phục. - Có các biện pháp thi công tốt để hoàn thành công trình đúng thời hạn và đạt chất lượng tốt. Biết tận dụng và cải tiến kỹ thuật để nâng cao hiệu suất công tác của thiết bị và nhân lực, làm giảm giá thành xây dựng, tăng cường an toàn lao động. - Từ những yêu cầu trên đòi hỏi người cán bộ thi công cần phải biết động viên và giáo dục công nhân làm theo kỹ thuật và tiến độ đã đề ra, có nhiều sáng kiến để nâng cao năng suất lao động. - Lập kế hoạch một cách sâu sắc và tỉ mỉ, có dự kiến đến những bất trắc có thể xảy ra và có biến pháp, kế hoạch để khắc phục, để chủ động trong mọi công tác.12.1. Thiết kế tổ chức thi công12.1.1. Lập thiết kế tổ chức thi công toàn bộ công trình Sau khi nhận hồ sơ thiết kế kỹ thuật, tiến hành nghiên cứu hồ sơ và ra hiện trườngxem xét thực địa, từ đó xác lập được các tài liệu sau đây:12.1.1.1. Thuyết minh chung Tên công trình, vị trí, cấu tạo, khối lượng và kích thước các bộ phận chính, phươngpháp thi công và thời hạn hoàn thành. - Phương pháp thi công: Căn cứ vào cấu tạo của kết cấu, điều kiện tự nhiên, khả năng thi công… để lựa chọn phương pháp thi công hợp lý. - Về thời hạn thi công phải xác định được thời hạn thi công của từng hạng mục công trình, mối quan hệ của các hạng mục đó. - Tổng giá thành xây dựng công trình phải tiến hành phân tích đơn giá của nguyên vật liệu, máy móc, nhân lực trực tiếp và gián tiếp, sự phân bổ kinh phí theo thời gian. - Điều kiện thi công: cấp điện, cấp nước, đường đi lại trong công trường và ngoài công trường, điều kiện về địa chất khí tượng thuỷ văn, phương tiện vận tải. - Trình bày về tình hình tổ chức cán bộ công trường: tuỳ thuộc vào quy mô của công trình, vị trí địa lý, mô hình quản lý của doanh nghiệp mà lựa chọn mô hình tổ chức bộ máy công trường cho hợp lý (đội ban chỉ huy công trường, ban điều hành…).12-1
  • 152. b¶ng tiÕn ®é thi c«ng - bè trÝ nh©n lùc12-2 khèi nh©n thêi gian Néi dung c«ng viÖc l−îng c«ng Th¸ng 1 Th¸ng 2 Th¸ng 3 Th¸ng 4 Th¸ng 5 Th¸ng 6 Th¸ng 7 Th¸ng 8 Th¸ng 9 Th¸ng 10 Th¸ng 11 Th¸ng 12 3/5 3/62 3/2 3/84 1. §o ®¹c ®Þnh vÞ c«ng tr×nh 3 32/20 2. Ph¸ rì t−êng g¹ch 520m3 32 3. Khai hoang chÆt ph¸ c©y cèi 80.9m2 18 18/10 4. Thi c«ng ®ãng cäc cõ 11340m 25 25/62 5. Thi c«ng ®ª (bao c¸t) 772.86m3 25/10 25 6. §óc cäc thö 65.92m3 30 30/4 7. §ãng cäc thö 10 cäc 14 10/2 30/197 8. ChuÈn bÞ vµ ®æ cÊu kiÖn ®óc s½n 2559.92m3 30 9. §ãng cäc BTCT 864cäc 15 15/66 6 6/72 10. §ôc ph¸ ®Çu cäc 864cäc 10 10/11 11. Thi c«ng n¹o vÐt 15418.6m3 12. Thi c«ng hÖ dÇm, gi»ng ®−êng tr−ît 620.88m3 20 20/46 13. Thi c«ng t−êng gãc 1784.56m3 30/88 30 14. Thi c«ng lÊp c¸t trong lßng ®µ 5436.96m3 5/17 5 15. Thi c«ng b¶n ®µ tµu 1356.76m3 25 25/86 10/9 16. Thi c«ng ph©n ®o¹n n»m ngang 64m3 10 hè thÕ+bÖ têi +bÖ puly 17.Thi c«ng dÇm ®−êng cÇn trôc 507.51m3 20 Chương 12. Tổ chức thi công công trình 15/8 18. Thi c«ng th¸o dì ®ª v©y 11340m 15 8/4 19. Thi c«ng l¾p ®Æt n¾p hµo c«ng nghÖ 232 TÊm 8 3/5 20. Hoµn thiÖn vµ bµn giao c«ng tr×nh 3 84 12.1.1.2. Bản kế hoạch tiến độ toàn bộ công trình 78 78 70 68 66 ng−êi 63 58 56 55 56 Hình 12.1. Biểu đồ tiến độ và nhân lực. 35 36 32 30 28 25 25 18 10 3 ngµy 339 ngµy BiÓu ®å nh©n lùc
  • 153. Chương 12. Tổ chức thi công công trình Trình tự thi công, thời hạn thi công khống chế cho toàn bộ công trình và từng hạngmục công trình được phân bổ theo hang tuần, hàng tháng. Kế hoạch về nhân lực và thiết bị cho từng loại công việc (loại thợ, loại máy, sốlượng yêu cầu của từng công việc), phù hợp với tiến độ thi công đã lập.12.1.1.3. Phương pháp thi công, biện pháp kỹ thuật Tổ chức cơ giới hoá và công xưởng hoá: Ở đây phải tính toán xác định số lượngthiết bị, chủng loại thiết bị, chế độ công tác, năng suất dự kiến. Tính toán lực chọnphương án sản xuất, diện tích kho bãi và các công trình phụcvụ. Thiết kế xây dựng các công trình phụ trợ cho công trường: kho, bãi, bến vậnchuyển… Công tác cẩu lắp vận chuyển: - Tính số lượng phương tiện, sức cẩu, tầm với, phương pháp cẩu, các thiết bị phục vụ để cẩu. - Phương tiện số lượng các thiết bị vận chuyển, ở đây phải xác định được chu kỳ vận chuyển để từ đó xác định được số lượng. Công tác khảo sát đo đạc: Phải dựa vào bình đồ và các mốc được bàn giao, đồngthời phải căn cứ vào tính chất của công trình để định ra mạng lưới đo đạc và phươngpháp đo. Cần phải nghiên cứu kỹ điều kiện địa hình cụ thể xem xét có phải làm cầu đođạc hay không và nêu ra các loại máy có thể sử dụng đảm bảo độ chính xác theo yêu cầuthiết kế. Biện pháp thi công trong mùa mưa lũ: - Xem xét điều kiện thi công của các phương tiện vận chuyển cẩu lắp. - Nghiên cứu tính toán sự dao động của mực nước và ảnh hưởng của nó đến công việc thi công. - Tính toán đưa ra các kết cấu bảo vệ cho công trình đặc biệt là trong điều kiện mưa bão. Công tác chế tạo và thử nghiệm: - Các loại vật liệu được sử dụng vào công trình đều phải làm các thí nghiệm cần thiết theo quy định để chứng minh chất lượng. - Trong quá trình thi công, tuỳ theo tính chất của công việc cần phải xác định các mẫu thử cần thiết để khẳng định chất lượng của các cấu kiện, vật liệu sử dụng vào công trình, làm cơ sở cho việc nghiệm thu và bàn giao công trình.12.1.1.4. Kế hoạch về vật liệu, thiết bị máy móc Căn cứ vào tiến độ thi công để xác định khối lượng vật liệu, máy móc, thiết bị chotừng thời gian thi công, từ đó có kế hoạch sử dụng và sửa chữa, có kế hoạch dự trữ cácloại vật tư, thiết bị máy móc, bố trí các điều kiện về cung cấp điện nước, nhiên liệu, bố trímặt bằng.12.1.1.5. Kế hoạch về nhân lực Căn cứ vào khối lượng thi công và khối lượng cần thực hiện để tính toán và sử dụngnhân lực cho phù hợp với từng thời gian thi công. Ở đây cần xác định khối lượng cụ thểtừng loại thợ, trình độ tay nghề phù hợp với tính chất công việc.12-3
  • 154. Chương 12. Tổ chức thi công công trình Xác định nguồn cung cấp và tuyển dụng, có kế hoạch đào tạo và bồi dưỡng tay nghềcho công nhân, từ đó tổ chức biên chế cho toàn công trường.12.1.1.6. Thiết kế công trình tạm thời phục vụ thi công Nhà ở của công nhân, nhà ở và nhà làm việc của ban chỉ huy công trường, cácxưởng gia công, kho tàng, bến bãi, đường vận chuyển… Về nguyên tắc phải đảm bảothoả mãn nhu cầu sử dụng, thuận lợi cho công tác quản lý và yêu cầu tiết kiệm cao nhất. Bố trí mặt bằng tổng thể của công trường bao gồm các công trình xây dựng chính,các công trình tạm thời, các hệ thống kỹ thuật.12.1.2.Thiết kế tổ chức thi công từng hạng mục công trình Căn cứ vào bản thiết kế kỹ thuật, bản vẽ thiết kế tổ chức thi công của từng hạngmục công trình, căn cứ vào bản vẽ tổ chức thi công của toàn bộ công trình để tính toán vàlập tiến độ xây dựng cho từng hạng mục công trình, thời gian được tính đến ngày kèmtheo đó là kế hoạch về vật tư, máy móc, thiết bị. Thiết kế cụ thể các biện pháp kỹ thuật, ván khuôn, dàn giáo, cẩu lắp cấu kiện, tínhtoán các thiết bị thi công, công tác chế tạo thử, kế hoạch kiểm tra và nghiệm thu. Tính toán vận chuyển: Xác định số lượng phương tiện, chu kỳ vận chuyển, cự lyvận chuyển và phương pháp xếp dỡ.12.2. Công tác quản lý thi công Công tác quản lý cơ bản mang tính chất công nghiệp nhưng có các đặc điểm xuấtphát từ sản phẩm xây dựng và sản xuất xây dựng như: - Công trình đứng yên tại nơi sử dụng cho nên công tác xây dựng không ổn định, luôn phải lưu động theo các công trình. - Công trình chịu tác động của nhiều yếu tố tự nhiên đặc biệt là điều kiện thời tiết. - Kết cấu công trình gồm nhiều loại hoặc phải sửa đổi cho phù hợp với điều kiện thực tế nên công tác thi công cần phải linh hoạt và kịp thời đối phó với những thay đổi đó. - Số lượng cán bộ công nhân lớn, khối lượng vật tư, thiết bị nhiều cho nên cần phải có biện pháp lãnh đạo khoa học, phát huy tinh thần sáng tạo của từng người và đảm bảo thực hiện công việc đúng tiến độ. Công tác quản lý thi công cần đạt các yêu cầu sau đây: - Xây dựng công trình hoàn thành đúng theo kế hoạch. - Đảm bảo chất lượng công trình. - Nâng cao năng suất lao động, giảm giá thành xây dựng công trình. Việc quản lý thi công sau khi nhận được hồ sơ thiết kế được tiến hành qua 3 giaiđoạn sau đây: - Giai đoạn chuẩn bị công trường. - Giai đoạn tổ chức thi công. - Giai đoạn hoàn thiện và bàn giao công trình.12-4
  • 155. Chương 12. Tổ chức thi công công trình12.2.1. Giai đoạn chuẩn bị công trường Sau khi nhận được văn bản hồ sơ thiết kế kỹ thuật và thiết kế tổ chức thi công cầnphải nghiên cứu quy mô tính chất của từng công trình, ý đồ của người thiết kế. Tiến hành điều tra cơ bản: - Xác định địa điểm xây dựng, vị trí xây dựng, điều kiện địa chất - khí tượng - thuỷ văn. - Điều kiện cung cấp điện nước, nguyên vật liệu, nhân lực. - Điều kiện về phương tiện vận chuyển, khả năng di chuyển của thiết bị. Làm một số công tác chuẩn bị bao gồm: - Khoanh vùng xây dựng công trình, san lấp địa điểm và xây dựng các đường vận chuyển, lán trại, bãi gia công, các bến bốc dỡ. - Lắp đặt các đường cấp điện, cấp nước, thông tin. - Xây dựng các xưởng gia công, lắp đặt các thiết bị phục vụ cho quá trình thi công. - Cung cấp một số vật tư làm cơ sở cho quá trình thi công ban đầu. - Sắp xếp bộ máy tổ chức thi công công trường, xây dựng hệ thống các phòng ban, tổ đội sản xuất. - Liên hệ với các cấp lãnh đạo địa phương và các ngành chức năng để xây dựng các mối quan hệ công tác. - Lập các loại sổ sách bảng biểu trong quá trình thi công. - Mở các lớp huấn luyện đào tạo cho công nhân. - Làm các thí nghiệm với các loại vật tư theo yêu cầu kỹ thuật. - Lập mạng lưới đo đạc trong công trường. - Chọn ngày khởi công công trình.12.2.2. Giai đoạn thi công Trong quá trình thi công cần chú ý các công việc sau đây: - Phải phổ biến kế hoạch một cách tỉ mỉ, phát động được tinh thần lao động nhằm cải tiến kỹ thuật nâng cao hiệu suất của máy móc, áp dụng các biện pháp kỹ thuật tiên tiến để nâng cao năng suất lao động, tiết kiệm vật tư. - Tăng cường công tác quản lý chất lượng công trình: o Tự kiểm tra chất lượng công trường. o Tự kiểm tra chất lượng của nhà thầu. o Tự kiểm tra chất lượng của chủ đầu tư. - Làm các văn bản để làm căn cứ để kiểm tra chất lượng công trình bao gồm: hồ sơ thiết kế kỹ thuật, các quy trình quy phạm thi công nghiệm thu các loại công tác, các bảng hướng dẫn kỹ thuật. Chú ý: Việc kiểm tra là một công việc có ý nghĩa quan trọng, vừa phải động viênhướng dẫn, vừa phải kiên quyết để đảm bảo chất lượng công trình. Cần phải chú ý đến12-5
  • 156. Chương 12. Tổ chức thi công công trìnhvấn đề an toàn lao động trong sản xuất bao gồm cả an toàn cho công nhân và an toàncủa thiết bị. Với mỗi công tác đều phải kiểm tra nhắc nhở để cán bộ và công nhân trêncông trường phải tuân thủ các yêu cầu về trang thiết bị bảo hộ lao động. phải đảm bảován khuôn, đà giáo đặc biệt là các công việc trên cao, trên mặt nước và trong nước.12.2.3. Giai đoạn hoàn thiện Khi công trình sắp kết thúc, khi đó có nhiều việc phải hoàn thành tuy khối lượngkhông lớn nhưng lại yêu cầu rất tỉ mỉ, cẩn thận. Mặt khác tâm lý của cán bộ và công nhânthường là mệt mỏi, dễ gây hiện tượng sao nhãng, cẩu thả, các công việc dễ bị chồng chéo,vì vậy cần phải đưa ra một thứ tự hợp lý, kiểm tra đôn đốc làm dứt điểm từng công việcmột. Sau đó căn cứ vào biên bản nghiệm thu cuối cùng để sửa chữa các hư hỏng khiếmkhuyết kịp thời bàn giao đưa công trình vào sử dụng. Chuẩn bị các văn bản để bàn giao công trình bao gồm các văn bản nghiệm thu từngbộ phận, hạng mục và toàn bộ công trình, các kết quả thí nghiệm, các biên bản cuộc họp,các sửa đổi thiết kế… Tổng kết công tác kỹ thuật rút kinh nghiệm để nâng cao trình độ của cán bộ thicông.12-6
  • 157. Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO1) Thi công cọc khoan nhồi – Viện KHCNXD – PGS.PTS Nguyễn Bá Kế - NXBXD – 1999.2) Thi công đóng cọc – Phạm Huy Chính – NXBXDHN – 2004.3) Kỹ thuật thi công công trình đường thủy – NXBXD – Hồ Ngọc Luyện – Lương Phương Hậu – Nguyễn Văn Phúc – 2002.4) Giáo trình Kỹ thuật thi công – BXD – NXBXD – 2000. TLTK-1

×