BÁO CÁO: THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP pptx

BÁO CÁO: THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG
CỐT THÉP

CHƯƠNG 1 : THI CÔNG MỐ TRỤ CẦU
1.1. THI CÔNG MÓNG NÔNG :
1.1.1 Các biện pháp gia cường nền đất :
Tính tốn và thiết kế cơng trình ln nhằm tận dụng
mức cao nhất khả năng gánh chịu của đất nền thiên nhiên,
kể cả áp dụng các biện pháp tăng cường độ cứng của
tồn thể kết cấu bên trên, nhưng khi đất nền tự nhiên
khơng đủ khả năng gánh đỡ cơng trình, các biện pháp
gia cố nền móng được sử dụng để tăng cường sức chịu tải
của đất nền, nhất là giảm khả năng lún.
Từ xưa đến nay, con người đã sử dụng rất nhiều biện pháp
đề gia cố nền móng, có thể phân ra ba nhóm chính như sau

- Gia cố nền đất :
* Thay thế đất xấu bằng loại đất tốt, tạo các đệm chịu lực.
* Tác động cơ học : đầm chặt, gia tải trước, cố kết trước
( kết hợp với vật liệu thấm hay các cọc vật liệu rời ).

* Tác động hóa học : xi măng – vôi – silicat hóa đất nền.
- Các giải pháp về móng :
* Móng nông : móng đơn, móng băng một hay hai phương,
móng bè.
* Móng cọc : cọc tre, cừ tràm, cọc gỗ, cọc thép, cọc bêtông
cốt thép, cọc khoan nhồi, móng giếng chìm.
* Tường : rọ đá, tường chắn, tường cọc bản, tường barret.
- Các giải pháp hiện đại làm đất có cốt : đưa vào trong đất
những vật liệu chịu kéo tốt hơn để tăng cường khả năng
chịu kéo của đất, vốn rất bé. Các vật liệu đưa vào trong đất
gồm : thanh kim loại, thanh gỗ, vải, sợi, lưới … thường được
gọi là vật liệu địa kỹ thuật.

1.2. THI COÂNG CAÙC LO I MOÙNG COÏC :Ạ
1.2.1 Đóng cọc thép :
Các cọc thép được đóng xuống nền đất theo hai dạng :
- Là vách chắn, dàn giáo tạm thời để thi công công trình,
sau đó rút ( nhổ ) cọc lên.
- Là ống dẫn, thành vách, ống chứa đựng các vật liệu
gia cường nền đất khác như vật liệu rời, bêtông hay bêtông
cốt thép.
Ưu điểm của cọc thép là cứng rắn, có thể vượt qua các
tầng đất, trở ngại, chiều dài không hạn chế ( có thể hàn nối )
nhưng khuyết điểm lớn nhất là bị rỉ sét hư hỏng khi ở trong
nền đất ( không sử dụng thép không rỉ vì giá thành quá cao ).
Các phương pháp hạ cọc là dùng búa rơi tự do, búa máy
diezen đơn đông hoặc song động ( trọng lượng hay lực xung
kích của búa > 3- 5 lần trọng lượng cọc ), búa nén rung động,
ép cọc. Khi dùng cọc ống thép, đường kính thường 30- 60cm,
chiều dày vách ống từ 12- 14mm, đầu ống nhọn để dễ đóng.

1.2.2 Đóng hoặc ép cọc bêtông cốt thép :
a) Cấu tạo cọc bêtông cốt thép đúc sẵn :
Cọc bêtông cốt thép đúc sẵn thường có các tiết diện
hình vuông, tròn hay tam giác ( ít phổ biến ) và chiều dài cọc từ
5 – 25 m. Hiện nay có cọc bêtông đúc ly tâm, cốt thép dự ứng
lực, đường kính từ 30 – 80 cm, đặc biệt lên đến 1,1m.
Chiều dài và tiết diện cọc thường bị giới hạn bởi các thiết bị
vận chuyển và thi công ( đóng, ép cọc ). Giữa chiều dài và
tiết diện cọc còn có sự liên quan đến nhau sao cho đạt được yêu
cầu là khi cẩu lắp và vận chuyển không bị nứt và thi công không
bị gẫy cọc. Cọc thông thường cho ở bảng sau :

TT Chiều dài cọc (m) Tiết dĩện cọc (cm) Mác bêtông (kG/cm
2
)
1
2
3
4
5
6
< 5
5 ÷ 9
10 ÷ 12
13 ÷ 16
17 ÷ 20
> 20
20 x 20
25 x 25

30 x 30
35 x 35
40 x 40
45 x 45
170
170
170 ÷ 200
200 ÷ 250
250 ÷ 300
300 ÷ 350

b) Thi công đóng cọc :
1. Vận chuyển cọc :
- Vận chuyển đi xa ( vận chuyển ngang ) :
+ Dùng ôtô kéo rơmoóc : Khi phải vận chuyển cọc đi xa,
ngoài phạm vi công trường; cọc sẽ được đặt trên hai khúc gỗ
ở các vị trí điểm cẩu để xe đi qua đoạn đường rẽ hoặc đường
gồ ghề thì cọc dễ quay, giảm ma sát nên bớt phải chịu uốn.

+ Dùng hai xe goòng :
khi phải chuyển cọc trong
phạm vi công trường
( vận chuyển tương đối gần ).
Trên xe goòng (1) có bệ quay (3)
có thể quay trên trục quay (2)
để khi qua đường rẽ thì xe dễ lái
và các cọc bêtông cốt thép (4)
đảm bảo được an toàn trong
vận chuyển.
+) Dùng xe bò : khi phải vận chuyển gần, những cọc ngắn

thường treo cọc ở dưới gầm xe để khi thả xuống được dễ dàng.
+) Dùng ống lăn : khi chuyển cọc ở cự ly ngắn ( ≤ 30m ),
đặt cọc trên những ống lăn tròn và chuyển dần theo từng đoạn.

- Vận chuyển lên cao ( vận chuyển đứng ) :
+) Với những cọc dài ( có l ≥ 10m ) có trọng lượng bản
thân lớn thì khi trục lên, trong thân cọc sẽ phát sinh momen
uốn. Để bố trí thép có lợi nhất, phải chọn hai điểm cẩu sao cho
mômen uốn là nhỏ nhất, nghĩa là M
1
= M
2
. Muốn vậy, hai
điểm cẩu phải cách hai đầu cọc một khoảng là 0,21 x l .
b) Với những cọc ngắn ( l < 10m ) thì có thể cẩu cọc lên
từ một điểm và điểm này ở cách đầu cọc một khoảng là 0,3
x l.

2. Lắp cọc vào giá búa :
- Với cọc ngắn : dùng dây ( cáp ) treo cọc của giá búa móc
vào cẩu ở phía đầu cọc rồi kéo từ từ cho cọc dần dần trở thành vị
trí thẳng đứng và ghép vào giá búa.
- Với cọc dài và nặng : phải làm thật cẩn thận theo các
trình tự tiến hành như sau đây :
•
Đẩy xe goòng chở cọc đến gần giá búa.
•
Móc dây ( cáp ) treo cọc (a) của giá búa vào móc cẩu phía
đầu của cọc.
•

Móc dây (cáp) treo búa (b) của giá búa vào móc cẩu phía mũi
của cọc.
•
Cho hai tời kéo các dây ( cáp ) a và b lên cùng một lúc
để cọc được nâng cao dần lên.
•
Chuyển xe goòng đi nơi khác xa khỏi giá búa.
•
Kéo tiếp dây (a) và ngừng kéo dây (b) để cọc dần dần ở vào
tư thế thẳng đứng để ghép vào giá búa.

3. Thi công đóng cọc :
- Trước khi đóng cọc, phải xác định vị trí hàng cọc trên
mặt đất bằng cách căng dây và đóng cọc dấu.
- Khi đóng phải dùng hai máy kinh vĩ đặt vuông góc theo hai
trục vuông góc theo hai trục ngang và dọc của hàng cọc để theo
dõi và kịp thời điều chỉnh khi gặp cọc bị lệch khỏi vị trí thiết kế.
Những nhát đầu phải đóng nhẹ; đến khi cọc đã nằm đúng
vị trí thì mới được đóng mạnh dần lên. Với những nơi đất yếu và
cọc nặng thì lúc đầu phải treo cọc bằng dây để cọc xuống dần
dần và đúng hướng.
- Sơ đồ đóng cọc : Cọc bêtông cốt thép là những cọc
chịu lực nên khi đóng, không đóng theo cách lèn ép đất. Có ba
sơ đồ đóng cọc như sau :
+) Sơ đồ khóm cọc : gồm một số cọc đóng tụm thành
một khóm riêng rẽ, chẳng hạn như cọc dưới móng cột độc lập
hoặc các móng trụ cầu. Ở đây phải bắt đầu đóng từ giữa ra xung
quanh.

Nếu đóng theo hướng ngược lại thì đất ở giữa khóm sẽ bị lèn

chặt dần; lúc đó, việc đóng những cọc giữa sẽ khó khăn và có
khi cọc không xuống đến độ sâu thiết kế hoặc có khi còn làm
trương ( nổi ) những cọc xung quanh lên vì đất đã bị lèn quá giới
hạn làm cho cơ cấu của nền đất đã bị phá hoại.
+) Sơ đồ cọc chạy dài : gồm một hoặc vài hàng cọc chạy dài
song song mà ta thường thấy ở dưới các móng băng liên tục.
Trường hợp này, giá búa được chuyển theo các hàng cọc.
+) Sơ đồ ruộng cọc : gồm nhiều cọc đóng rải trên một
bề mặt rộng, thường dùng ở dưới các móng bè hoặc dùng để gia
cố nền công trình. Ở đây, ta có thể đóng cọc từ giữa ra hai
bên; nếu ruộng cọc lớn thì có thể phân ra thành các khu và trong
mỗi khu cọc sẽ được đóng theo từng nhóm một.
Chú ý : * Đối với loại cọc chống, ta phải đóng sâu tới cao
trình thiết kế của mũi cọc.
* Đối với các loại cọc treo (cọc ma sát) thì phải đóng
cọc cho tới khi đạt được độ chối thiết kế.

- Độ chối của cọc dưới những nhát búa cuối cùng cho biết
khả năng chịu lực của mỗi cọc ở vị trí của nó trong đất.
Độ chối thiết kế được tính theo công thức :
e =
Trong đó :
e- độ chối của cọc dưới một nhát búa tính bằng mét.
m- hệ số an toàn, lấy trong khoảng 0,5 ÷ 0,7 ( 0,5 cho
công trình vĩnh cửu ; 0,7 cho công trình tạm thời ).
n- hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm cọc :
cọc gỗ  lấy n = 100 tấn/m
2
, nếu là cọc bê tông cốt thép
 n = 150 tấn/m

2
, nếu là cọc thép  n = 500 tấn/m
2
,
F- diện tích tiết diện ngang của cọc (m
2
).
Q- trọng lượng chày của búa đóng cọc (tấn).
H- chiều cao búa rơi, sẽ lấy một cách cụ thể như sau :
qQ
,Q
x
F.n
m
P
P
H.Q.F.n.m
+
+






+
290

+ Đối với búa treo, lấy bằng độ rơi thực tế của chày.
+ Đối với búa hơi đơn động. H là đoạn đường đi của chày.

+ Đối với búa hơi song động và búa diezen thì chiều cao
búa rơi lấy bằng , trong đó E là năng lượng thiết kế
của một nhát búa (tấn mét).
P- tải trọng cho phép của cọc (tấn)
q- trọng lượng của cọc ( kể cả phần mũ và đệm cọc - tấn ).
Cần chú ý nữa là khả năng chịu lực của cọc còn tăng lên
sau khi đóng một thời gian; những thời gian này là : từ 3 đến 5
ngày đối với đất cát và từ 10 đến 20 ngày đối với đất thịt.
Vậy cần phải đo độ chối sau khi đóng cọc xong và đo độ
chối sau một thời gian đã để "cọc nghỉ ngơi". Độ chối đo lần
sau là độ chối chính thức để so sánh với độ chối thiết kế. Đo độ
chối bằng máy thủy bình hoặc máy chuyên dùng và thước đo.
Q
E
H=

c) ép cọc :


1.2.3 Thi công cọc khoan nhồi :
a) Chuẩn bị thi công :
- Cọc khoan nhồi, so với cọc đóng ( cọc thép hay BTCT )
có tiếng ồn và chấn động thấp hơn, nhưng lại nhiều hơn
so với ép cọc, do có rất nhiều thiết bị, xe máy thi công
vận chuyển liên tục ngày đêm, nên cần phải chú ý đến vấn đề
hạn chế ảnh hưởng công cộng.
- Xử lý các vật kiến trúc ngầm : đường cấp thoát nước,
đường cáp điện, điện thoại, ống dẫn khí đốt … nếu có.
- Biện pháp cấp thoát nước thi công : Thi công cọc
khoan nhồi thường phải dùng một lượng nước và lượng bùn

rất lớn, cho nên nhất thiết phải chuẩn bị đầy đủ các thiết bị
cấp, thoát nước.
- Cấp điện : tương đối đơn giản vì hầu hết thiết bị thi công
cọc khoan nhồi dùng động cơ đốt trong.
- Chuẩn bị ống dẫn cho việc đổ bê tông dưới nước.

b) Lắp đặt thiết bị thi công :
- Xử lý mặt đất để lắp đặt máy khoan.
- Định vị máy làm cọc.
- Chống trượt khi nhổ ống cho máy khoan kiểu ống.
- Biện pháp xử lý bùn thải.
- Biện pháp xử lý đất thừa.
c) Khoan lỗ :
- Lựa chọn thiết bị khoan lỗ :
+ Phương pháp thi công có ống chống.
+ Phương pháp khoan phản tuần hoàn.
+ Phương pháp khoan lỗ bằng guồng xoắn.
- Chống sụt thành lỗ khi thi công không có ống chống.
- Xử lý cặn lắng trong đáy lỗ.
- Kiểm tra hiệu quả xử lý cặn lắng.

d) Thi công cốt thép :
- Chế tạo khung cốt thép.
- Thả khung cốt thép xuống lỗ cọc.
e) Thi công bê tông :
- Phải tuân theo các quy định về đổ bê tông dưối nước.
- Đổ bê tông vào theo ống dẫn.
- Kiểm tra khối lượng đổ bê tông.
- Đục bỏ bê tông thừa và sửa đầu cọc.
f) Kiểm tra thi công cọc khoan nhồi :

- Kiểm tra khuyết tật của cọc khoan nhồi.
- Kiểm tra chất lượng trong quá trình thi công.
- Kiểm tra chất lượng cọc sau khi thi công .

1.3. THI CONG MO, TRUẽ CAU :
M, tr cu thi cụng bờtụng ton khi, bao gm cỏc khõu :
- Chun b ct liu : khai thỏc, nghin sng, ói ra v
vn chuyn.
- Dng dn dỏo, t mỏy múc thit b phc v thi cụng.
- Lm vỏn khuụn : ch to, vn chuyn, lp t v thỏo d.
- Lm ct thộp : ch to, vn chuyn v lp t ct thộp.
- Lm bờtụng ch trn, vn chuyn, , m v bo dng.
to nờn nhng kt cu bờtụng ton khi cú hỡnh dỏng v
kớch thc theo thit k yờu cu, cn phi lm cỏc vic
chớnh : thi cụng vỏn khuụn, dỏo, ct thộp v bờtụng.
1.3.1 Cụng tỏc vỏn khuụn :

a) Phân loại ván khuôn :
Có 2 cách phân loại như sau :
- Theo vật liệu : có các loại như :
•
Ván khuôn gỗ : thường được sử dụng rộng rãi nhất,
gỗ thường dùng ở nhóm VII hoặc VIII, có chiều rộng nhỏ hơn
hay bằng 20cm, dày ít nhất là 2cm.
•
Ván khuôn tre : tre dùng làm ván khuôn phải thẳng, ít mấu,
chiều dày phải lớn hơn 3cm và thân tre phải có đường kính lớn
hơn 60mm.
•
Ván khuôn thép : được dùng nhiều trong các nhà máy

bêtông cốt thép chế tạo các cấu kiện đúc sẵn, ta thường dùng
loại thép CT-0 và CT-3.
•
Ván khuôn nhựa : đưyợc làm thành các tấm panel chế tạo
sẵn, kích thước 1m.
•
Ván khuôn bêtông cốt thép : thường làm lớp vỏ bọc ngoài
hay ốp mặt

- Theo cách sử dụng : có các loại sau đây :
•
Ván khuôn luân lưu : được chế tạo thành các tấm ván đúng
theo hình dáng, kích thước cho từng bộ phận công trình;
chỉ dùng được 1 lần.
•
Ván khuôn di động ( loại trượt hoặc leo ) gồm 2 loại :
+ Di động dọc : để thi công ống khói, xilô, đài nước,
nhà cao tầng.
+ Di động ngang : để thi công đường hầm ( tuynen )
Khuôn trượt được lắp theo từng đoạn. Khi đổ bêtông xong
một đoạn, sẽ trượt cả đoạn khuôn đến vị trí tiếp theo bằng
hệ thống kích.
Ván khuôn ốp mặt : thường làm bằng bêtông hoặc BTCT,
được đặt hẳn vào công trình ( không dỡ đi ) để làm vật liệu
trang trí.

b) Thiết kế ván khuôn :
•
Ván khuôn dầm ( xà ) có 2 phần là thành và đáy.
Ván khuôn thành chịu lực xô ngang do việc đổ vữa bêtông và

chấn động của đầm gây ra. Thường lấy ván khuôn thành theo
cấu tạo với chiều dày cùng làm việc với nẹp, gông, văng
•
Ván khuôn đáy chịu lực thẳng đứng do trọng lượng của
bêtông, của ván khuôn ( tải trọng tĩnh ) và trọng lượng của
người, của xe, của máy ( tải trọng động ) gây ra. Thường
cấu tạo ván đáy có chiều dày, vì thế nên việc thiết kế ván
khuôn ở đây thực tế là tìm khoảng cách của cột chống ở
dưới ván đáy.
•
Ở đây, coi như 1 dầm liên tục có lực phân bố đều là q và
phải giải quyết các phần sau đây :

•
Xác định tải trọng :
Chia sàn ( theo đường chéo ) và các sàn phải chịu
( chia theo đường 45
0
)
Tải trọng tĩnh (q
t
) : gồm có trọng lượng các loại như :
_ Ván khuôn : 600kg/m
3
_ Bêtông : 2500kg/m
3
_ Bêtông cốt thép : 2600kg/m
3
Tất cả đều nhân với hệ số vượt tải n
t

= 1.1
Tải trọng động (q
đ
): gồm các loại trọng lượng như sau :
_ Người làm việc : 60 kg/người
_ Xe cải tiến 150kg/cái hoặc lấy chung người và xe là
250kg/m dài. Phải nhân với hệ số vượt tải động là n
đ
= 1.4
Cuối cùng xác định được tải trọng q theo công thức
q = q
t
x n
t
+ q
đ
x n
đ

•
Xác định khoảng cách giữa các cột chống ( ký hiệu là l ) :
Do lực tác dụng lên hệ ván khuôn, có :
(1)
Do cấu tạo hệ ván khuôn, được : (2)
W là moment kháng uốn, tính theo công thức
là ứng suất cho phép của gỗ, thường lấy = 150 kg/cm
2
Muốn cho hệ ván khuôn chịu được lực tác dụng, (1) = (2),
do đó có :
Thử lại khoảng cách giữa các cột chống (l) như đã tính theo

độ võng cho phép bằng công thức :
E là module đàn hồi, thường lấy E = 1.1 x 105 (kg/cm
2
)
và J là moment quán tính với
2
1
10
ql
M =
2
M W
σ
=
2
6
bh
W =
σ
10xWx
l
q
σ
=
4
1 1
128 400
ql
f x l
EJ

= ﾣ
3
12
bh
J =

1.3.2 Thi công cốt thép.
1.3.3 Thi công bê tông :
Khối lượng làm bê tông sẽ chiếm từ 45 đến 55% toàn bộ
khối lượng công việc. Công tác bê tông được tiến hành
sau khi đã nghiệm thu ván khuôn và cốt thép.
a) Những yêu cầu đối với bê tông :
Trong thi công, vữa bê tông :
1. Phải được trộn đều, đảm bải sự thống nhất về thành phần
2. Phải đảm bảo đủ số lượng và đúng thành phần cốt liệu,
đúng số hiệu ( mác ) của bê tông.
3. Phải đảm bảo độ sụt đúng theo yêu cầu của thiết kế
quy định.
4. Phải đảm bảo được việc trộn, chuyển và đổ trong một
thời gian ngắn, ít hơn hai tiếng ( giờ ) đồng hồ.