đồ án môn học thi công cầu

Đồ án môn học thi công cầu
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
1
Đồ án môn học thi công cầu
Tiêu chuẩn áp dụng:
1- 22TCN 200-89 : “Quy trình thiết kế công trình và thiết bị phụ trợ thi
công cầu”.
2- TCXDVN 286:2003 : “Đóng và ép cọc-Tiêu chuẩn thi công và nghiệm
thu”.
3- TCXDVN 305:2004 : “Bê tông khối lớn-Quy phạm thi công và nghiệm
thu”.
4- TCXDVN 391:2007 : “Bê tông-Yêu cầu dưỡng ẩm tự nhiên”.
5- TCXDVN 325:2004 : “Phụ gia hóa học cho bê tông”.
6- TCVN 3106:1993 : “Hỗn hợp bê tông nặng-Phương pháp xác định độ
sụt”.
7- TCXDVN 302:2004 : “Nước trộn bê tông và vữa-Yêu cầu kỹ thuật”.
Tài liệu tham khảo:
1- Tính toán thiết kế các công trình phụ tạm để thi công cầu.
Tác giả: Phạm Huy Chính. NXB Xây Dựng.
2- Thi công cọc đóng.
Tác giả: Phạm Huy Chính. NXB Xây Dựng.
3- Sổ tay chọn máy thi công xây dựng.
Tác giả: Nguyễn Tiến Thụ. NXB Xây Dựng.
4- Thi công móng trụ mố cầu.
Tác giả: Nguyễn Trâm, Nguyễn Tiến Oanh, …NXB Xây Dựng.
2
Đồ án môn học thi công cầu
CHƯƠNG I - SỐ LIỆU ĐỒ ÁN
+ Số liệu đồ án như các bản vẽ dưới đây.
3
Đồ án môn học thi công cầu

4
Đồ án môn học thi công cầu
CHƯƠNG II - BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO
II.1 - THI CÔNG HỆ MÓNG CỌC
+ Dùng máy kinh vĩ và máy thủy bình để định vị.
+ Dùng cẩn cẩu 20T treo búa rung đứng trên sà lan 200T có đối trọng đóng cọc
thép hình chữ I làm cột định vị và để lắp dựng hệ khung dẫn hướng bằng các dầm gỗ.
+ Dùng cần cẩu 20T treo giá búa diezen kiểu cột ống dẫn đứng trên sà lan 200T có
đối trọng để thi công đóng cọc.
II.2 - THI CÔNG ĐÀI CỌC
+ Dùng máy kinh vĩ và máy thủy bình để định vị.
+ Dùng cẩn cẩu 20T treo búa rung đứng trên sà lan 200T có đối trọng đóng cọc ván
thép hình lòng máng để làm hệ vòng vây ngăn nước. Hệ cọc ván được đóng sâu xuống
dưới lớp đất sét pha cát trạng thái dẻo vừa, không dùng bê tông bịt đáy.
+ Bố trí hệ ván khuôn thép cho đài cọc.
+ Tổ chức trạm trộn bê tông tại bờ sông và dùng ô tô trộn bê tông đứng trên sà lan
200T đổ bê tông thân trụ bằng máng.
II.3 - THI CÔNG THÂN TRỤ VÀ XÀ MŨ
+ Dùng máy kinh vĩ và máy thủy bình để định vị.
+ Bê tông thân trụ được chia làm 2 phân đoạn đổ là 3m + 4m.
+ Lắp đặt hệ ván khuôn thép để đổ thân trụ.
+ Tổ chức trạm trộn bê tông tại bờ sông và dùng ô tô trộn bê tông đứng trên sà lan
200T đổ bê tông thân trụ bằng máng với phân đoạn 1. Với phân đoạn hai thì kết hợp
dùng bơm bê tông.
5
Đồ án môn học thi công cầu
CHƯƠNG III - THIẾT KẾ HỆ VÒNG VÂY CỌC VÁN THÉP
III.1 - CHỌN LOẠI CỌC VÁN VÀ KÍCH THƯỚC VÒNG VÂY
III.2 - TÍNH TOÁN CHIỀU SÂU ĐÓNG CỌC VÁN
+ Sơ đồ tính, tải trọng tác dụng lấy theo mục 4F ; 4G và phụ lục 4 của quy trình

22TCN 200-89.
6
Đồ án môn học thi công cầu
+ Áp lực chủ động của đất bên ngoài vòng vây:
- Hệ số áp lực đất chủ động của lớp đất thứ nhất (đất cát hạt vừa):
2 2
1
1
21
tan 45 tan 45 0.472
2 2
o
o o
a
ϕ
γ
 
 
= − = − =
 ÷
 ÷
 
 
- Hệ số áp lực đất chủ động của lớp đất thứ hai (đất sét pha cát):
2 2
1
1
9
tan 45 tan 45 0.729
2 2

o
o o
a
ϕ
γ
 
 
= − = − =
 ÷
 ÷
 
 
- Tính các giá trị áp lực đất trên biểu đồ:
( ) ( )
( )
' 2
1 1 1
. . . 1.2* 1.62 1 *4*0.472 1.405 /
a a B a
p n h T m
γ γ λ
= − = − =
( )
( )
( )
( )
( )
''
1 1 2 2
2

. . . . 2. .
1.2* 1*3.5 1.62 1 *4 *0.729 2*1.4* 0.729 2.362 /
a a B B B a a
p n h h c
T m
γ γ γ λ λ
 
= + − −
 
 
= + − − =
 
( )
( )
( )
''
1 1 2 2 2 2 2 2 2
2
. . . . . 2. . . . .
2.362 1.2*1.7*2*0.729 5.336 /
a a B B B a a a a a
p n h h h c p n h
T m
γ γ γ γ λ λ γ λ
 
= + − + − = +
 
= + =
- Hợp lực của áp lực chủ động (xét trên 1m dài tường vây) :
( )

''
' '' '
1 2
1 1 2.362 5.336
. . . *1.405*4 *2
2 2 2 2
2.81 7.698 10.508
a a
a a a a
p p
E E E p h h
T
+
+
= + = + = +
= + =
- Cánh tay đòn của E
a
với tâm quay O:
7
Đồ án môn học thi công cầu
( )
' '
1 2
2
4 2
. . 2.81* 2 7.698*
3 2 3 2
1.624
10.508

a a
a
a
h h
E h E
d m
E
 
 
+ + + +
 ÷  ÷
   
= = =
+ Áp lực bị động của đất bên trong vòng vây:
- Hệ số áp lực đất bị động của lớp đất thứ nhất (đất cát hạt vừa):
2 2
1
1
21
tan 45 tan 45 2.12
2 2
o
o o
a
ϕ
γ
 
 
= + = + =
 ÷

 ÷
 
 
- Hệ số áp lực đất bị động của lớp đất thứ hai (đất sét pha cát):
2 2
1
1
9
tan 45 tan 45 1.37
2 2
o
o o
a
ϕ
γ
 
 
= + = + =
 ÷
 ÷
 
 
- Tính các giá trị áp lực đất bị động trên biểu đồ:
( ) ( )
( )
' 2
1 1 1
. . . 0.8*1.62* 4 0.5 *2.12 9.616 /
n n m n
p n h h T m

γ λ
= − = − =
( )
( )
( )
''
1 1 2 2
2
. . . 2. .
0.8* 1.62* 4 0.5 *1.37 2*1.4* 1.37 8.836 /
n n m n n
p n h h c
T m
γ λ λ
 
= − +
 
 
= − + =
 
( )
( )
( )
1 1 2 2 2 2
'' 2
2 2 2
. . . . 2. .
. . . 8.836 0.8*1.7*2*1.37 12.563 /
n n m n n
n n n

p n h h h c
p n h T m
γ γ λ λ
γ λ
 
= − + +
 
= + = + =
- Hợp lực của áp lực bị động (xét trên 1m dài tường vây) :
( ) ( )
( )
''
' '' '
1 2
1 1 8.836 12.563
. . . *9.616* 4 0.5 *2
2 2 2 2
16.828 21.399 38.277
n n
n n n n m
p p
E E E p h h h
T
+
+
= + = − + = − +
= + =
- Cánh tay đòn của E
n
với tâm quay O:

( )
' ''
1
2
2
4 0.5 2
. .
16.828* 2 21.399*
3 2
3 2
2.21
38.227
m
n n
n
n
h h
h
E h E
d m
E
−
−
 
 
+ +
+ +
 ÷  ÷
   
= = =

+ Áp lực thủy tĩnh của nước:
( )
( )
2
. . 1*1*(3.5 0.5) 4 /
B B B B m
p n h h T m
γ
= + = + =
- Hợp lực của áp lực nước (xét trên 1m dài tường vây) :
( ) ( )
( ) ( ) ( )
' ''
1
1
. . .
2
1
*4* 3.5 0.5 4* 4 0.5 8 14 22
2
B B B B B m B m
E E E p h h p h h
T
 
= + = + + − 
 
 
 
 
= + + − = + = 

 
 
 
- Cánh tay đòn của hợp lực E
B
với điểm tâm quay O là:
( )
'' '
1
1
2
2
. .
2 3
m
B B B B m
B
B
h h
E E h h h h
d h
E
−
 
 
+ + − −
 ÷
 
 
 

= +
 
 
 
( )
( )
4 0.5 2
14* 8* 4 3.5 3.5 0.5
2 3
2 5.11
22
B
d m
 − 
 
+ + − −
 ÷
 
 
 
= + =
 
 
 
+ Áp lực thủy động của nước:
8
Đồ án môn học thi công cầu
- Áp lực thủy động của nước được xác định với giả thiết giảm tuyến tính tới 0 từ
trên mặt nước xuống đáy sông. Áp lực thủy động trên mặt nước chảy:
( )

2
2
2
1 2
. 1*1.2
. . . 0.75*1.4*1* 0.154 /
9.8
B
v v
V
p n K K T m
g
γ
= = =
Trong đó:
n
v
= 0.75 – Hệ số vượt tải.
K
1
= 1.4 – Hệ số hình dạng cọc ván (cọc dạng máng).
K
2
= 1 – Hệ số hình dạng vòng vây (hình chữ nhật).
1 / 3
B
T m
γ
=
- Khối lượng riêng của nước.

V = 1.2 m/s – Vận tốc nước chảy.
g = 9.81 m/s
2
– Gia tốc trọng trường.
- Hợp lực của áp lực thủy động (xét trên 1m dài tường cọc ván):
1 1
. . *0.154*3.5 0.270 ( )
2 2
v v B
E p h T= = =
- Cánh tay đòn của E
v
với tâm quay O là:
( )
1 2
2.
2
2 4 *3.5 8.33
3 3
s
v
h
d h h m= + + = + + =
+ Áp lực sóng:
- Theo kinh nghiệm, chiều sâu ảnh hưởng của sóng bằng 10 lần chiều cao sóng.
Cường độ sóng xác định theo công thức:
( )
2
10 10
. *0.15 0.136 /

11 11
s s
p h T m= = =
- Trong đó h
s
là chiều cao sóng, phụ thuộc vào vận tốc gió, chiều sâu nước và chiều
dài thổi sóng. Chiều cao sóng h
s
tính theo công thức:
( )
10
0.073* * * . 0.073*20*2* 0.05*0.054 0.15
s
h K D m
ω ε
= = =
Trong đó:
10
20 /m s
ω
=
- Tốc độ gió bình quân ở cao độ 1 m trên mặt sông.
D = 50 m = 0.05 km – Chiều dài thổi sóng.
10
0.4*
0.4*0.05
20
1 1 2
D
K e e

ω
−
−
= + = + =
10
1
1
14
14
20
9 19* 9 19* 0.054e e
ω
ε
−
−
−
−
 
 
= + = + =
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
- Chiều sâu ảnh hưởng của sóng:
10* 10*0.15 1.5 ( )
s
H h m= = =
- Hợp lực của áp lực sóng (xét trên 1m dài tường cọc ván):

( ) ( )
11. .
1 11*0.136*0.15
. . 10 0.112
2 2 2
s s
s s s s
p h
E p h h T= + = = =
- Cánh tay đòn của hợp lực sóng E
s
với điểm tâm quay O:
1 2 1 2
10
1 1
. . . . . .10
3 2 3 2
3
11. .
2
s s
s s s s
s B B s
s s
h h
p h p h
d h h h h h h h
p h
−
   

+
 ÷  ÷
   
= + + + = + + −
( )
2 4 3.5 3*0.15 9.05
s
d m= + + − =
+ Kiểm toán ổn định của tường cọc ván:
- Công thức kiểm toán:
.
l g
M m M≤
9
Đồ án môn học thi công cầu
Trong đó:
m = 0.95 – Hệ số điều kiện làm việc.
l
M
- Mô men của các lực gây lật.
l
M
- Mô men của các lực giữ.
- Tính
l
M
:
( )
. . . .
10.508*1.624 22*5.11 0.27*8.33 0.112*9.05 132.748 .

l a a B B v v s s
M E d E d E d E d
T m
= + + +
= + + + =
- Tính
g
M
:
( )
. 38.277*2.21 84.592 .
g n n
M E d T m= = =
- Kiểm toán:
. 132.748 0.95*84.592
l g
M m M≤ ⇒ ≤ ⇒
Không đạt. Vậy ta phải tính lại cho thỏa
bằng cách tăng chiều sâu đóng cọc ván. Nhưng biện pháp hiệu quả nhất là sử dụng một
tầng khung chống. Trong phạm vi đồ án, ta coi như thỏa và kết thúc phần tính chọn
chiều sâu đóng cọc ván thép.
+ Tính chiều sâu phụ thêm
t
∆
khi đóng cọc ván:
- chiều sâu phụ thêm khi đóng cọc ván tính theo công thức:
( ) ( )
( )
38.277 17.508 22
0.05

2. 2*12.563
n a B
n
E E E
t m
p
− + − +
∆ = = = ⇒
chọn
( )
0.5t m∆ =
.
+ Kiểm toán độ bền của cọc ván thép:
- Mômen max phát sinh trong cọc ván thép (tính với 1m dài tường cọc ván) được
tính với sơ đồ kết cấu là congxol có một đầu ngàm tại chiều sâu đóng cọc ván t
o
và đầu
trên tự do chịu các tải trọng tác dụng như hình đã tính. Giải nội lực ta được giá trị mô
men tính toán là:
( )
ax
15.69 .
m
M T m=
- Khả năng chịu lực của 1m dài tường cọc ván:
( )
( )
3 5
* 1460*10 *225 3285*10 .
328.5 .

n x y
n
M S F N mm
M T m
= = =
=
+ Kiểm toán:
( )
ax
1.15
. *328.5 15.69 .
1.1
n m
H
m
M M T m
k
≥ ⇒ ≥ ⇒
Đạt.
Trong đó:
m = 1.15 – Hệ số điều kiện làm việc.
k
H
=1.1 – Hệ số độ tin cậy.
III.3 - TÍNH VÀ CHỌN BÚA RUNG ĐÓNG CỌC VÁN THÉP
III.3.1 - Tính sức chịu tải của cọc ván thép làm vòng vây
+ Lấy cọc ván thép ở góc vòng vây để tính để chọn búa đóng cọc. Cọc được gép từ
1 cọc ván thép nguyên và ½ cọc ván thép khác bằng đường hàn góc như trong bản vẽ.
+ Các đặc trưng của cọc:
- Diện tích mặt cắt ngang: 132.4 cm2.

- Cường độ thép: 225 MPa.
10
Đồ án môn học thi công cầu
- Khối lượng trên 1 m dài cọc: 104 Kg/m
⇒
Khối lượng toàn cọc dài 11 m là
104*11 = 1144 kg.
- Diện tích bề mặt trên 1m dài cọc: 1.08 m2/m (hay chu vi tiết diện ngang thân
cọc là 2.16 m).
+ Sức chịu tải theo đất nền:
( )
( )
1 1
1 1
. . . . . . . . .
dn i i i c i i i xqi c i
P U f L F R f S F R
k k
α α α α
= ∑ + = ∑ +
Trong đó:
1
1.3k =
- Hệ số tin cậy, phụ thuộc vào số lượng cọc trong bệ cọc.
1.08U m=
- chu vi tiết diện ngang thân cọc.
i
α
- Hệ số xét đến ảnh hưởng của chấn động đến đất nền. Với mặt bên
của cọc trong đất cát bão hòa nước

1
α
=
; với đầu dưới của cọc trong đất sét pha cát
0.8
α
=
.
i
f
- Cường độ ma sát tính toán của các lớp đất ở mặt bên cọc. Tra bảng
37 ta có với lớp đất cát hạt vừa
( )
2
4.2 /
i
f T m=
; với lớp đất sét pha cát thì
( )
2
2.9 /
i
f T m=
.
i
L
- Chiều dày mỗi lớp đất cọc xuyên qua (
1 2
4 ; 2.5L m L m= =
).

2 4 2
132.4 132.4*10F cm m
−
= =
- Diện tích tiết diện ngang của cọc.
2
300 /
c
R T m=
- Cường độ tính toán của đất nền dưới mũi cọc tra bảng
38 của 22TCN 200-89.
- Thế số tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:
( ) ( )
4
1
1.08* 1*4.2*4 0.8*2.9*2.5 132.4*10 *300*0.8 21.2
1.3
dn
P T
−
 
= + + =
 
III.3.2 - Chọn búa đóng cọc
+ Sử dụng búa rung để hạ cọc.
+ Lực cản do ma sát của đất lên cọc (không kể hệ số):
( ) ( )
( )
. . . 1.08* 1*4.2*4 0.8*2.9*2.5 24.4
24400

i i i
T U f L T
T kG
α
= ∑ = + =
⇒ =
+ Khối lượng toàn cọc ván thép dài 11 m là
1144
coc
Q kG=
.
+ Chọn sơ bộ búa có trọng lượng
4700
bua
Q kG=
, tần số rung lớn nhất là 1100
vòng/phút.
+ Tra trị số biên độ dao động thích hợp A và Áp lực đơn vị cần thiết lên cọc P trong
Bảng 2 trang 54 của Sổ tay chọn máy xây dựng. Ta có A = 0.8~1.2 (cm) ; P = 1.5 ~ 3
kG/cm2. Chọn trị số biên độ dao động của búa là A = 0.9 cm và áp lực đơn vị cần thiết
lên cọc là P = 2.5 kG/cm2.
+ Mô men cục lệch tâm của búa:
( )
1 1
. . *0.9*5844 6575 .
0.8
o
M AQ kG cm
ξ
= = =

Trong đó
0.8
ξ
=
- Hệ số duy trì dao động tra bảng với loại cọc ván thép.
( )
4700 1144 5844
o bua coc
Q Q Q kG= + = + =
- Trọng lượng búa và cọc.
+ Tính chọn vận tốc góc của cục lệch tâm:
11
Đồ án môn học thi công cầu
( )
. . 1*981*24400
60.3 /
6575
g T
rad s
M
α
ω
= = =
Trong đó:
1
α
=
- Hệ số đàn hồi của đất với cọc ván thép.
2
981 /g cm s=

.
T = 24400 kG – Lực cản ma sát của đất lên cọc.
M = 6575 kG.cm – Mômen cục lệch tâm của búa.
+ Xác định trọng lượng búa tối thiểu:
( )
* 2.5*132.4 331
bua
Q P F kG
= = =
+ Kiểm tra điều kiện trọng lượng búa:
( )
1
2
. 0.15*24870
. 5944 0.5*24870
. 2.5*132.4
3731
5944 12435
331
o
o
P
Q P
P F
kG
β
β
 
≤ ≤ ⇒ ≤ ≤
 

 

⇒ ≤ ≤


 Đạt !
Trong đó:
1 2
0.15; 0.5
β β
= =
- Tra bảng, phụ thuộc vào loại cọc.
( )
2 2
. 6575*60.3
. 1*24400 24870 24400
981
o
M
P T kG
g
ω
α
= ≥ ⇒ ≥ ⇒ ≥
P = 2.5 kG/cm2 – Áp suất cần thiết lên cọc.
F = 132.4 cm2 – Diện tích thiết diện cọc.
( )
4700 1144 100 5944
bua coc tbi
Q Q Q Q kG= + + = + + =

+ Vậy chọn búa nặng
4.7
bua
Q T=
, mômen lệch tâm
6575 kG.cmM
=
, lực kích động
lớn nhất không nhỏ hơn
24870
o
P kG=
. Kiến nghị dùng loại búa NVC-80SS của hãng
NIPPEPIND.
12
Đồ án môn học thi công cầu
CHƯƠNG IV - THI CÔNG HỆ MÓNG CỌC ĐÓNG
IV.1 - PHÂN ĐOẠN CỌC VÀ MỐI NỐI CỌC
+ Mỗi cọc được phân đoạn gồm đốt cọc là 1 đốt 8m, hai đốt 9m và một đốt 10m .
Đốt 9m và 10 mét được sử dụng ở trên, đốt 8m làm đốt mũi cọc. Các cọc gần nhau thì
các đốt 9m và 10 mét trên cùng được hoán đổi để cho các mối nối cọc không cùng cao
độ gây khả năng chịu lực ngang của hệ móng cọc bị giảm yếu.
+ Mối nối giữa các cọc được thực hiện bằng đường hàn góc tại công trường bởi
các tấm thép góc như bản vẽ.
+ Tính tóan mối nối cọc:
- Đầu các đốt cọc được nối bằng phương pháp hàn nối.Các bản nối ốp góc là thép
góc 4L75x75x8, các bản mã ốp là thép tấm 500x100x10 mm, chiều dày đường hàn là
8 mm, các kích thước khác xem chi tiết trong bản vẽ. Việc tính toán đường hàn là tiến
hành kiểm toán lại cường độ của đường hàn khi chịu lực dọc thiên về an tòan là sức
chịu tải của cọc.

- Công thức kiểm toán :
tt tt
dh
F .
h
N g
dh dh
P P
R
L
τ
δ
= = ≤
∑
2 2
1080
16875 ( / ) 150000 ( / )
0.008*8
N
kN m kN m
τ
= = ≤
→ Đạt !
Trong đó :
P
tt
= 1080 kN – Sức chịu tải của cọc.
13
Đồ án môn học thi công cầu
8 0.008

dh
mm m
δ
= =
- Chiều dày đường hàn.
16* 16*0.5 8 ( )
dh dh
L L m= = =
∑
- Tổng chiều dài đường hàn (4 thép góc dài 700 mm
và 4 thép tấm ốp).
2
150000 /
h
g
R kN m=
- Cường độ tính toán của đường hàn.
IV.2 - TÍNH VÀ CHỌN BÚA ĐÓNG CỌC
+Dùng búa đóng cọc điêzen kiểu cột có ống dẫn.
+ Số liệu về cọc phục vụ chọn búa đóng:
- Sức chịu tải của cọc:
108P
=
Tấn.
- Trọng lượng một đốt cọc đóng (gồm cả mũ và đệm cọc): q = 4000 kG.
+ Năng lượng tối thiểu của nhát búa đập E được xác định theo công thức:
( )
( )
( )
1

3
1.75* * * 1.75*25*108*1 4725 .
4725* 9.81*10 46.4
E a P K kG m
E kJ
−
= = =
⇒ = =
Trong đó:
a = 25 kG.m/Tấn- Hệ số.
P = 108 Tấn – Sức chịu tải tính toán của cọc.
1
1K =
- Hệ số chọn búa để đóng cọc xiên (không có cọc xiên).
+ Chọn loại búa đóng cọc có năng lượng một nhát đập là
61
tt
E kJ=
, trọng lượng
toàn phần của búa
7650
n
Q kG=
, trọng lượng phần đập của búa
3500Q kG=
, độ cao
nâng búa lớn nhất
3H m
=
.

+ Kiểm tra hệ số thích dụng của búa:
7650 4000
1.9 6
6100
n
tt
Q q
k
E
+
+
≤ ⇒ = ≤ ⇒
Đạt !
Trong đó:
6k =
- Hệ số chọn búa với búa điêzen kiểu ống.
4000q kG=
- trọng lượng cọc (gồm cả mũ và đệm đầu cọc).
7650
n
Q kG=
- Trọng lượng toàn phần của búa.
61 6100 .
tt
E kJ kG m= =
- Năng lượng một nhất đập của búa đã chọn sơ
bộ ở trên.
+ Vậy dùng loại búa có các thông số kỹ thuật như đã chọn để đóng cọc. Kiến nghị
dùng búa nổ điêzen kiểu ống mã hiệu SP-48A.
+ Tính độ chối khi đóng cọc:

2
1 1
. .
.
*
. ' . '
.
p
n F W
Q q
e
k P k P
Q q
n F
M M
π
π
ε
+
≤
+
 
+
 ÷
 
Trong đó:
' 108P T=
- Tải trọng của cọc theo thiết kế.
2
150 /n T m=

- Hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm cọc và phương pháp
đóng cọc lấy theo Bảng 41.
1
1.3k =
- Hệ số phụ thuộc vào số lượng cọc trong bệ cọc.
2
0.16F m=
- Diện tích tiết diện cọc.
6100 . 610 .
p tt
W E kG m T cm= = =
- Năng lượng xung kích tính toán của búa.
14
Đồ án môn học thi công cầu
7.65Q T
π
=
- Trọng lượng phần xung kích của búa (trọng lượng phần đập
của búa)
4q T=
- Trọng lượng của toàn bộ cọc và đệm đầu cọc.
0.2
ε
=
- Hệ số phục hồi xung kích của búa xung kích.
M = 1 – Hệ số xét đến tác dụng chấn động của búa.
Thế số:
( )
2
150*0.16*610 7.65 0.2 *4

* 0.43 2
1.3*108 1.3*108
7.65 4
150*0.16
1 1
e cm mm
+
≤ = ≥
+
 
+
 ÷
 
IV.3 - MÔ TẢ BIỆN PHÁP ĐÓNG CỌC
+ Dùng máy kinh vĩ và máy thủy bình để định vị.
+ Dùng cẩn cẩu 20T treo búa rung đứng trên sà lan 200 Tấn có đối trọng để đóng
hệ cọc định vị. Loại búa rung sử dụng có trọng lượng
4.7
bua
Q T=
, mômen lệch tâm
6575 kG.cmM
=
, lực kích động lớn nhất không nhỏ hơn
24870
o
P kG=
. Kiến nghị
dùng loại búa NVC-80SS của hãng NIPPEPIND.
+ Lắpdựng hệ khung dẫn hướng bằng gỗ để đóng cọc.

+ Dùng cẩn cẩu 20T gắn giá treo búa điêzen trên sà lan 200T có đối trọng để đóng
cọc. Búa có năng lượng một nhát đập là
61
tt
E kJ=
, trọng lượng toàn phần của búa
7650
n
Q kG=
, trọng lượng phần đập của búa
3500Q kG=
, độ cao nâng búa lớn nhất
3H m
=
. Kiến nghị dùng loại búa SP-48A của Nga. Chú ý khi đóng cọc nhất thiết phải
có đệm đầu cọc để tránh phá hủy đầu cọc.
+ Đóng cọc theo sơ đồ sau:
+ Cọc được đóng đến độ chối thiết kế và cho nghỉ 3-4 ngày sau đó sẽ tiến hành
đóng lại để kiểm tra độ chối giả.
15
Đồ án môn học thi công cầu
CHƯƠNG V - THIẾT KẾ VÁN KHUÔN ĐỔ BỆ CỌC
V.1 - CHỌN VÀ BỐ TRÍ VÁN KHUÔN, KHUNG CHỐNG
+ Quy cách ván khuôn và khung chống xem trong bản vẽ.
+ Biện pháp ván khuôn mô tả như dưới đây:
+ Lấy loại ván khuôn thép tiêu biểu có kích thước 1m x 1m để tính tóan. Các đặc
trưng của tấm ván như hình dưới đây.
+ Gỗ chống sử dụng tối thiểu phải là gỗ nhóm III, có ứng suất cho phép với ép dọc
thớ và uốn tĩnh đều là:
( )

2
, 1 2
* * 120*1.5*1.2 216 /
k n cb
k k kG cm
σ σ
= = =
16
Đồ án môn học thi công cầu
V.2 - KIỂM TOÁN VÁN KHUÔN
V.2.1 - Kiểm toán ván khuôn thành
+ Cắt 1 m dài thành ván theo chiều ngang, theo chiều đứng được đỡ bởi hai dầm gỗ
như bản vẽ biện pháp ván khuôn bệ cọc.
+ Sơ đồ tính:
+ Áp lực của bê tông lên mặt bên của ván khuôn theo Bảng 6:
( )
2
. 2350*(4*0.25) 2350 /p H kG m
γ
= = =
Trong đó:
3
2350 /kG m
γ
=
- Khối lượng thể tích của bê tông tươi.
H – Chiều cao khối đổ bê tông, nhưng lấy không lớn hơn chiều cao dâng
bê tông đổ trong 4h với vận tốc đổ bê tông dâng cao V = 0.3 m/h < 0.5 m/h và sử dụng
đầm dùi có bán kính ảnh hưởng 0.75 m > H.
+ Áp lực do chấn động khi đổ bê tông tươi (xả bê tông theo máng hoặc ống bơm),

theo điều 2.14:
2
400 / .q kG m=
+ Áp lực do đầm bê tông theo 2.14 của 22TCN 200-89:
( )
2
3
400* 400*0.8 320 /f k kG m= = =
Trong đó:
3
0.8k =
là hệ số ảnh hưởng của chấn động cho cấu kiện có chiều rộng >
1.5 m.
+ Các hệ số tổ hợp lấy theo Bảng 19 của mục 5B đều có giá trị
1
c
η
=
.
+ Các hệ số vượt tải lấy theo Bảng 13. Ta có:
1; 1.3; 1.3
p q f
n n n= = =
+ Kiểm toán TTGH 1:
-Tổ hợp tải trọng bất lợi nhất tính mômen giữa nhịp:
( )
( )
( )
( )
2

1 * . . . . *
2350 1.3*400 *0.5
179 .
8 8
1790000 .
p p q q
m n p n q L
M kG m
M N mm
η η
 
+
+
 
= = =
⇒ =
( không lấy áp lực do đầm bê tông vì trong khi đổ bê tông thì không đầm)
- Trong đó:
1
p q f c
η η η η
= = = =
- Hệ số tổ hợp.
L = 0.5 m – Nhịp tính toán.
p , q , f – Các tải trọng đã tính ở trên.
- Khả năng chịu lực của tấm ván theo phương nhịp tính toán:
17
Đồ án môn học thi công cầu
( )
1

. . *24888*220
1.15
4761183 . 1790000 .
n xb y
H
n
m
M W F
k
M N mm M N mm
= =
= ≥ =
 Đạt !
Trong đó :
m = 1.15 – Hệ số điều kiện làm việc.
k
H
= 1 – Hệ số độ tin cậy.
+ Kiểm toán TTGH 2 về độ võng của ván khuôn:
- Công thức giới hạn độ võng:
( )
500
2.5
200 200
L
f mm≤ = =
- Tính độ võng chỉ với tải trọng do áp lực bê tông lỏng :
( ) ( )
( ) ( )
4 4

*1000 . 0.02350*1000 *500
500
0.02 2.5
384 384*200000*1117454 200 200
p L
L
f mm mm
EI
= = = ≤ = =
 Đạt.
Trong đó:
E = 200000 N/mm2 – Mô đun đàn hồi của thép.
I = 1117454 mm4 – Mô men quán tính của tiết diện 1m ván khuôn.
L = 500 mm – Nhịp tính toán.
P = 2350 kG/m2 = 0.02350 N/mm2 – Áp lực của bê tông tươi.
V.2.2 - Kiểm toán thanh gỗ chống
+ Các thanh chống gỗ được bố trí với khoảng cách là 500 mm theo cả hai phương
theo hình trên. Ta gom tải theo 2 phương ngang và phương đứng thì mỗi thanh chống
gỗ chịu trọn phần tải trọng tác dụng lên 1 m2 ván khuôn thành trở thành lực nén trong
thanh chống.
+ Ứng suất nén trong thanh:
( )
( )
( )
( )
( )
2
2
,
. . . . * 1

2350 1.3*400
2870
57.4 /
5*10 50
216 /
p p q q
n
n k n
n p n q m
kG cm
F
kG cm
η η
σ
σ σ
+
+
= = = =
⇒ ≤ =
 Đạt !
V.3 - THIẾT KẾ CÔNG TÁC ĐỔ BÊ TÔNG BỆ CỌC
+ Chọn vận tốc đổ dâng bê tông là : V = 0.3 m/h.
+ Vậy 1h cần có thể tích bê tông là :
( )
3
1
. . 0.3*3.6*12 12.96
h
V V B H m= = =
+ Tổng thể tích bê tông đài cọc:

( )
3
. . 12*3.6*2 86.4
T
V L B H m= = =
+ Số giờ thi công đổ bê tông:
( )
1
86.4
6.7
12.96
T
tc
h
V
T h
V
= = =
+ Chọn loại ô tô trộn bê tông có các thông số kỹ thuật sau:
- Dung tích hình học thùng trộn:
3
6
hh
V m=
.
- Thể tích xuất liệu:
( )
3
* 0.6*6 3.6
xl hh

V k V m= = =
( Hệ số xuất liệu k = 0.6).
- Thời gian đổ bê tông ra: 10 phút.
+ Chọn thờig gian ô tô di chuyển vào sà lan và ra khỏi sà lan trung bình là 10 phút.
18
Đồ án môn học thi công cầu
+ Sà lan dài 30 m, do đó ta bố trí một lúc 2 ô tô tiến vào đổ bê tông xuống đài cọc
bằng máng đổ.
+ Một giờ cần thiết phải có số ô tô vào sà lan là :
1
1
12.96
3.6 4
3.6
h
oto h
xl
V
n
V
= = = ≈
(ôtô).
+ Kiểm tra lại thời gian xem có thỏa mãn 1 h đưa được 4 xe ô tô vào đổ theo yêu
cầu hay không:
- Một lần vào 2 xe, thời gian ra vào mất 10 phút, thời gian đổ mất 10 phút. Trong
thời gian xe xả bê tông và thời gian giãn cách xe ra vào thì công nhân tiến hành san
vữa bê tông. Vậy tổng 2 đợt xe ra vào mất 2*(10+10) = 40 (phút).
- Vậy thời gian còn lại trong 1 h cho việc đầm bê tông là 20 phút với mỗi lần đầm
là 10 phút.
- Kết luận: Với vận tốc đổ dâng bê tông 0.3 m/h và với loại ô tô trộn bê tông đã

trọn cùng với cách bố trí là đạt.
+ Tính toán số đầm dùi cần thiết:
- Tổng diện tích đài cọc là:
( )
2
* 3.6*12 43.2
dc
S B L m= = =
- Giả thiết một vị trí cắm đầm dùi mất 30s, bán kính ảnh hường R = 0.5 m.
- Khi nghỉ xả bê tông, thời gian dùng cho công tác đầm là 10 phút. Để hoàn
thành được công tác đầm cần có tối thiểu số đầm là :
( )
( )
2
2
1
43.2
2.8
60*10
60.
* 3.14*0.5
* 3.14
30
dc
damdui
d
diem
S
n
t

R
t
= = =
   
 ÷
 ÷
 
 
(đầm dùi)
Trong đó:
10
d
t =
phút – Tổng thời gian đầm.
1
30
diem
t s=
- Thời gian để cắm dùi dầm 1 điểm.
R = 0.5 m – Bán kính tác dụng của đầm.
2
43.2
dc
S m=
- Diện tích đài cọc.
Vậy ta chọn 4 đầm dùi.
19
Đồ án môn học thi công cầu
CHƯƠNG VI - THIẾT KẾ VÁN KHUÔN ĐỔ THÂN TRỤ
VI.1 - CHỌN LOẠI VÁN KHUÔN, CỘT CHỐNG, KHUNG GIẰNG

+ Quy cách ván khuôn sử dụng cùng loại với ván khuôn đổ đài cọc.
VI.2 - KIỂM TOÁN VÁN KHUÔN THÀNH
+ Ván khuôn thành của thân trụ sử dụng cùng quy cách với ván khuôn bệ cọc, tính
toán như ở phần bệ cọc với các tải trọng không thay đổi nên không phải tính lại.
VI.3 - THIẾT KẾ CÔNG TÁC ĐỔ BÊ TÔNG THÂN TRỤ
+ Công tác bê tông phân đoạn 1 tính toán tương tự như phần bê tông bệ cọc. Ta tính
toán cho phần phân đoạn 2.
+ Chọn vận tốc đổ dâng bê tông là : V = 0.47 m/h.
+ Vậy 1h cần có thể tích bê tông là :
( ) ( )
2 3
1
. 0.47* 8.4*1.6 3.14*0.8 7.2
h tru
V V S m= = + =
+ Tổng thể tích thân trụ phân đoạn 2:
( )
( )
( )
( )
2 3
1*1
8.4*1.6*4 3.14*0.8 *4 2* 0.5*1*1.6 2* *1.6 65
2
T
V m
 
= + + + =
 ÷
 

+ Số giờ thi công đổ bê tông:
( )
1
65
9
7.2
T
tc
h
V
T h
V
= = =
+ Chọn loại ô tô trộn bê tông có các thông số kỹ thuật sau:
- Dung tích hình học thùng trộn:
3
6
hh
V m=
.
- Thể tích xuất liệu:
( )
3
* 0.6*6 3.6
xl hh
V k V m= = =
( Hệ số xuất liệu k = 0.6).
- Thời gian đổ bê tông ra: 10 phút.
+ Chọn thờig gian ô tô di chuyển vào và ra khỏi vị trí đổ và tiến hành đầm trung
bình là 10 phút.

+ Một giờ cần thiết phải có số ô tô là :
1
1
7.2
2
3.6
h
oto h
xl
V
n
V
= = =
(ôtô).
+ Kiểm tra lại thời gian xem có thỏa mãn 1 h đưa được 2 xe ô tô vào đổ theo yêu
cầu hay không:
- Một lần vào 1 xe, thời gian ra vào mất 10 phút, thời gian đổ mất 10 phút. Trong
thời gian xe xả bê tông và thời gian giãn cách xe ra vào thì công nhân tiến hành san
vữa bê tông. Vậy tổng 2 đợt xe ra vào mất 2*(10+10) = 40 (phút).
- Thời gian trong 1 h cho việc đầm bê tông là 20 phút với mỗi lần đầm là 10 phút
khi ô tô ra khỏi vị trí đổ. Xét thêm thời gian còn lại 20 phút tính đến việc san bêtông
và mất mát thời gian do phải di chuyển ống đổ bê tông.
20
Đồ án môn học thi công cầu
- Kết luận: Với vận tốc đổ dâng bê tông 0.47 m/h và với loại ô tô trộn bê tông đã
trọn cùng với cách bố trí là đạt.
+ Tính toán số đầm dùi cần thiết:
- Tổng diện tích đài cọc là:
( )
( ) ( )

2 2
8.4*1.6 3.14*0.8 16
dc
S m= + =
- Giả thiết một vị trí cắm đầm dùi mất 30s, bán kính ảnh hường R = 0.5 m.
- Khi nghỉ xả bê tông, thời gian dùng cho công tác đầm là 10 phút. Để hoàn
thành được công tác đầm cần có tối thiểu số đầm là :
( )
( )
2
2
1
16
1
60*10
60.
* 3.14*0.5
* 3.14
30
dc
damdui
d
diem
S
n
t
R
t
= = =
   

 ÷
 ÷
 
 
(đầm dùi)  Chọn 2 đầm.
Trong đó:
10
d
t =
phút – Tổng thời gian đầm.
1
30
diem
t s=
- Thời gian để cắm dùi dầm 1 điểm.
R = 0.5 m – Bán kính tác dụng của đầm.
2
16
dc
S m=
- Diện tích thân trụ.
+ Chọn máy bơm bê tông:
- Máy bơm bê tông phải có năng suất kỹ thuật tương ứng với vận tốc đổ bê
tông trung bình của ô tô trong 1 h. Loại ô tô mà ta chọn trung bình đổ 3.6 m3 trong 10
phút, tức là 21 m3 trong 1h Năng suất bơm tối thiểu của máy bơm phải đạt 21 m3/h.
- Chọn máy bơm bê tông loại SB95-A có năng suất kỹ thuật là 30m3/h. Đồng
thời tham khảo thêm trong sổ tay số liệu thống kê năng suất thực tế của loại bơm này
là 13 m3/h hoàn toàn đáp ứng được khối lượng bê tông mà ta đổ trong 1h là 7.2 m3.
21
Đồ án môn học thi công cầu

CHƯƠNG VII - TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ NỔI
22
Đồ án môn học thi công cầu
23
Đồ án môn học thi công cầu
24
Đồ án môn học thi công cầu
25