ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

MỤC LỤC

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 1


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG
I.1

Số liệu đầu vào

- Phạm vi đồ án : Thiết kế thi công cho một trụ cầu dưới sông .
- Nội dung thiết kế :
1.

Trình bày biện pháp thi công chủ đạo.

2.

Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn.

26 (cọc)

+ Chiều
+ Kích
+

sâu cọc đóng trong đất:

Lc = 31m

thước cọc: cọc vuông

30x30 cm

Khoảng cách giữa các cọc :
(3 ÷ 5)D = (3 ÷ 5 ) × 0.3m = ( 0.9 ÷ 1.5 ) m
→ Chọn khoảng cách giữa các cọc là 1.2m
→ Và khoảng cách từ biên bệ trụ tới cọc ngoài cùng là 0.5 m

- Loại địa chất DC1
1.

Lớp 1: Đất cát hạt vừa : h1 = 3 m , γ 1 = 1.62

2.

Lớp 2: Đất cát pha sét dẻo vừa : h2 = 7 m ,

3.


4

2

= 90

= 6.50

= 250

H2 = 5m

MSSV : 1451090125

Trang 2


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

- Chiều sâu mực nước thi công tại tim trụ

Hn =3.4m

I.2 Nội dung thiết kế
I.2.1 Trình bày biện pháp thi công chủ đạo
I.2.2 Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn
1.



Kiểm tra bài toán ván khuôn đáy theo cường độ và biến dạng.
I.2.5 Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ

1.

Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống, khung giằng.

2.

Kiểm tra bài toán ván khuôn thành.

I.3 Lựa chọn các số liệu còn lại
Sơ đồ vị trí các cọc như hình vẽ :
300

500
2200

1200

300

500
500

1200

1200


MSSV : 1451090125

Trang 3


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

+ Chiều cao đáy đài cọc so với mặt đất : Lc2 = Hn – H1 -0.5m=3.4-1.2-0.5= 1.7m
+ Chiều cao bệ cọc : H1 = 1.2m.
+ Chiều dài bệ cọc:

A1 = (13 – 1) × 1.2+ 0.5 × 2 = 15.4 (m)

+ Chiều rộng bệ cọc: B1 =

(m)

+ Chiều cao mũ trụ (chọn từ 1m đến 1.5m):
+ Kích thước mũ trụ : 2 x 14.4m
+ Kích thước thân trụ : 1.6 m x 13.4 m.

Cọc 30x30. Sức chịu tải Ptk = 2,5 T/m.
----------------------------------------

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125



S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 5


ĐAMH THI CÔNG CẦU
−Cần

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

khảo sát địa hình hai bên bờ sông, xem xét hướng gió thổi và dự tính thời gian thi

công để lập vị trí và kế hoạch tập kết vật liệu.
−Chuẩn
−Xây

bị mặt bằng, bãi tập kết vật liệu như : Xi măng, đá, cát, sắt thép…

dựng hệ thống cơ sở hạ tầng,hệ thống đường công vụ, đường nội bộ,bãi chứa vật

liệu cho công trường.Cung cấp điện nước phục vụ cho công tác thi công và sinh
hoạt.
−Do

công trình thi công có tính chất tập trung và xây dựng trong thời gian tương đối

dài. Do đó tổ chức xây dựng lán trại, nhà nghỉ chỗ ăn, sinh hoạt cho công nhân

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

500

15400

Hình 2.2: Sơ đồ đóng cọc
• Bước 2 :
+ Tiến hành đóng cọc ván thép làm vòng vây ngăn nước trong phạm vi bệ trụ.
+ Dùng bơm cao áp xói nước, vét bùn hố móng.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

Diễn giải chi tiết từng công việc như sau:
II.3.1 Chuẩn bị
Đã nêu rõ ở trên.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 7


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

II.3.2 Đóng vòng vây cọc ván thép
Ở đây ta chọn vòng vây cọc ván thép để thi công. Phương pháp này hợp lí về mặt kĩ
thuật vì thuận lợi trong thi công, tiết kiệm vì thi công xong có thể tiến hành tháo dỡ và
dùng lại cho nên đảm bảo yêu cầu về cả hai mặt kinh tế và kĩ thuật. Ở đây,các bệ móng
đều có dạng hình chữ nhật nên ta chọn vòng vây có hình dạng như đáy móng (hình chữ
nhật) nhưng kích thước lớn hơn một ít để đề phòng lệch lạc trong khi đóng cọc ván và
thuận lợi khi thi công lắp ván khuôn bê cọc. Chiều dài cọc ván thép được xác định theo
tính toán. Để đảm bảo hàng rào cọc ván thép khi thi công được kín sít và cọc ván không bị
lệch trong khi đóng thì ta phải có khung định vị . Khung định vị được hàn bằng thép I hoặc
C. Trước khi lắp khung định vị cần hạ 4 cọc định vị ở 4 góc của khung để giữ ổn định cho
khung trong suốt quá trình thi công và định vị chính xác vị trí của khung.
Để đảm bảo điều kiện hợp long cho vòng vây cọc ván được dễ dàng thì ngay từ đầu ta
ghép 2 ÷3 cọc ván thành một nhóm ăn khớp vào các nhóm đã đóng trước, như vậy nhóm
trước sẽ là cọc dẫn cho nhóm sau. Cứ như vậy tiếp tục lắp và đóng cọc ván quanh vòng
vây cho đến khi hợp long với nhóm đầu tiên. Trong quá trình hạ ta tiến hành hạ đều trên

II.3.4 Đổ bê tông móng khối:
Sau khi lớp bê tông bịt đáy đủ cường độ ta hút nước ra khỏi hố móng và làm sạch
hố móng. Sau đó tiến hành đập lộ cốt thép đầu cọc ra từ (20 ÷40) φcọc đối với cọc bê tông
cốt thép tiết diện 30x30. Tiếp theo ta lắp dựng cốt thép, ván khuôn, bố trí mặt bằng đổ bê
tông và đổ bê tông. Công tác chuẩn bị phải tiến hành thận trọng, khẩn trương để trong quá
trình đổ bê tông không có sự cố xảy ra. Để đảm bảo tốt các điều kiện trên phải có dự
phòng về thiết bị, nhân lực.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 9


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ THI CÔNG CỌC VÁN THÉP VA
CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP
III.1 Thiết kế vòng vây cọc ván
III.1.1 Kích thước vòng vây
Chiều sâu sâu mực nước thi công, chọn

Hn = 3.4m

Kích thước vòng vây cọc ván được chọn dựa trên kích thước móng, khoảng cách từ
mặt trong của tường cọc ván đến mép bệ móng > 0,75m, ta chọn 1m, chọn kích thước
vòng vây cọc ván như sau :

thi công:

k: số lượng cọc trong móng, k=26 (cọc)
F: diện tích 1 cọc,
: dung trọng của nước,
: dung trọng của bê tông bòt đáy,
: diện tích mặt bằng trong vòng vây khơng xét đến cọc,

: ma sát giữa cọc với bêtông bòt đáy,
U : chu vi một cọc,
n: hệ số giảm tải, n=0.9

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 11


ĐAMH THI CƠNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Chọn lớp bêtông bòt đáy dày 1.0m
* Phương pháp đổ bêtơng bịt đáy :
Tiến hành đổ bêtơng bịt đáy theo phương pháp vữa dâng :
Bán kính hoạt động của ống :

m



Trang 12


ĐAMH THI CÔNG CẦU


GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Áp lực đẩy của nước :

Trong đó :

=1T/m3

:Dung trọng của nước.

H=3.4m

:Chiều sâu cột nước, từ lớp đáy BTBĐ đến mực nước thi công.

1m

: Bề rộng của dải BTBĐ đang xét.

Nội lực phát sinh trong dầm :

=> căng thớ trên.
Momen kháng uốn của dầm :


nước 2 bên thành cọc ván là như nhau, chỉ có chênh lệch áp lực do đất bùn bị đẩy nổi,
nhưng rất nhỏ, có thế bỏ qua. Sau đó ta tiến hành đổ BT bịt đáy, bằng phương pháp
vữa dâng.
III.1.4.1.2 Giai đoạn 2:
Đã đổ bê tông bịt đáy và hút cạn nước hố móng. Sơ đồ chịu lực của cọc ván thép như
sau
Gọi t là chiều sâu ngàm cọc trong đất, chiều sâu này được tính từ mặt dưới của lớp thứ
1. Giả thiết cọc được cắm vào lớp thứ 1 (0 ≤ t ≤ 3m)(*). Có lớp bêtông bịt đáy, t được
xác định từ điều kiện đảm bảo ổn định chống quay của tường cọc ván quanh tâm O cách
mặt trên lớp bê tông bịt đáy 0.5m (trên hình vẽ).
Tính toán hệ số áp lực đất chủ động và bị động.
 Hệ số áp lực đất chủ động:

-

Hệ số áp lực đất chủ động lớp 1:

-

Hệ số áp lực đất chủ động lớp 2:

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 14


ĐAMH THI CÔNG CẦU



ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Điểm đặt

Mô men gây ra tại tâm O



Mô men gây lật tại tâm O do áp lực đất chủ động gây ra :

− Áp lực nước chủ động:

Điểm đặt

Mô men gây ra tại tâm O



Mô men gây lật tại tâm O do áp lực nước chủ động gây ra :




Mô men gây lật tại tâm O do áp lực chủ động gây ra :

• Tổng Áp lực bị động:
− Áp lực đất bị động:

Mô men gây ra tại tâm O

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 17


ĐAMH THI CÔNG CẦU


GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Mô men giữ tại tâm O do áp lực nước bị động gây ra :




Mô men giữ tại tâm O do áp lực bị động gây ra :

 Điều kiện chống lật tại O

Trong đó:
-

= 0.95: hệ số điều kiện làm việc.

-


Momen uốn lớn nhất trên cọc ván:

s

h

t

Chọn loại cọc Larsen do ACELOR sản xuất.

b

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

b

MSSV : 1451090125

Trang 19


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

+ Chọn loại mặt cắt số PU32, có bề rộng B = 600mm. Mômen tác dụng vào mặt
cắt này là:
+ Mômen kháng uốn của tiết diện là: W = 3200cm3/m. ứng suất lớn nhất trong
cọc cừ thép là:


ng haứ
n goự
c 8 mm

Hỡnh 3.5: Cõy ch to 4 goc
III.2.2 Chn bỳa úng cc vỏn :
Chn bỳa úng cc vỏn thộp l bỳa chn ng( bỳa rung) khụng lm cc vỏn thộp
b cong vờnh cú th s dng c lm sau.
Bỳa chn ng c s dng nhiu trong xõy dng nht l trong xõy dng múng
cu. Cu to ca bỳa chn ng gm nhiu khi lch tõm quay ng b theo hai
hng khỏc nhau nh mt mụ t in. Khi lm vic cỏc khi lch tõm sinh ra cỏc l c li
tõm theo phng bỏn kớnh v i qua tõm quay. Cỏc thnh phn nm ngang tri t tiờu
ln nhau do cỏc bỏnh xe c ụi mt vũng ngc nhau, cỏc lc thng ng gõy ra l c
kớch thớch dc tim cc, thay i theo quy lut hỡnh sin.


Lc thng ng tớnh theo cụng thc sau:

Trong ú:
+

P0: lc kớch thớch(Kn).

+

Mc: momen lch tõm(Kn.m)

+
+


: lực cản của đất tác dụng vào cọc khi đóng đến chi ều sâu thi ết

•

kế .
Với:
Lớp 1: Đất cát hạt vừa

•

= 12 kN/m , h1= 1.6m

hệ số gần đúng kể đến tính đàn hồi của đất, khi đóng cọc ván thép bằng búa
rung tần số cao α = 1

Thay vào (*) ta được:

Lực kích của búa:

> 1.92T => THỎA
+ Điều kiện 2 : Đảm bảo cọc đóng vào đất có hiệu quả.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 22


ĐAMH THI CÔNG CẦU


=408 (vòng. Phút) nên tra bảng 3.10 “ sách Thi công móng trụ mố cầu- Lê Đình Tâm”
chân cọc ván ở lớp đất sét thì A không xác định do đó điều kiện này không cần kiểm tra
Do

+ Điều kiện 3 :Đảm bảo tốc độ đóng cọc.

Trong đó:
−Q0: Trọng lượng cọc, búa chấn động, bệ và tấm gia tải (kg);
−F: Diện tích tiết diện cọc,

(cm2);

−po:

Ap lực cần thiết tác dụng lên cọc tra bảng 3.11 sách Thi công cầu Lê Đình
Tâm;

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 23


ĐAMH THI CÔNG CẦU

−

và

III.3 Biện pháp thi công hệ móng cọc đóng :
III.3.1 Tính toán phân đoạn cọc.
Chiều sâu cọc trong đất là 31 m, chiều dài cọc trên MĐTN là 1.7m . Đáy đài được
đổ trên hệ ván khuôn, giàn giáo chiều sâu ngàm cọc trong đài (kể cả phần thép chờ) là 0.8 m
.Tổng chiều dài cọc là :

Cọc có tiết diện 30x30cm, do đó không thể chế tạo được một cọc có kích thước
như trên mà phải ghép từ nhiều cọc nhỏ lại. Ta dùng loại 3 cọc 11 + 11 + 1 1.5 m ghép
lại. Các vị trí mối nối không nên tập trung trên cùng một mặt phẳng.
Trình tự ghép từ dưới lên trên như sau:
13 cọc: 11m – 11m – 11.5m
13 cọc: 11m – 11.5m – 11m
Với các hình thức ghép nối như trên, ta thực hiện mối nối sao cho v ị trí các m ối n ối ở
1 mặt cắt là ít nhất.
Mối nối cọc được thực hiện thông qua hộp sắt.
Nối cọc cần chú ý các nguyên tắc sau:

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 24


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

-




Vậy: E = 1.75 × a × P = 1.75 × 25 ×104.68 = 4579.75 (kG.m)

4.1.2.

Chọn lựa búa đóng cọc
Bảng 4.1. Thông số các loại búa đóng cọc
Nhãn búa
Vulcan 4N100
Kobe K150
SGN 75
SNG C974
Mitsubishi MB70

-

Trọng lượng (kN)
Phần
Toàn bộ
động
56.9
23.5
358
147.2
75
90
50
204.6
70.5

58.8
381.3
135
185.7

50 ÷ 60
45 ÷ 60
38 ÷60
38 ÷ 60

4.6
8.5
5.5
6.1

E = 5880 (kG.m)
P = 56.9 (kN) = 5.69 (T)

MSSV : 1451090125

Trang 25