ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU TRẦN NAM TRUNG K2007 ĐẠI HỌC GTVT TP.HCM

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

Thi Công Cầu
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THI CÔNG MỘT TRỤ CẦU DƯỚI SÔNG
1. Tính toán thiết kế thi công mố trụ cầu dưới sông, nội dung bao gồm:
- Trình bày biện pháp thi cơng chỉ đạo.
- Thiết kế hệ vịng vây cọc ván thép ngăn nước.
- Thiết kế ván khuân đổ bệ cọc.
- Thiết kế ván khuân đổ thân trụ.
2. Các số liệu tính toán.
STT
n
LC1
KTC
DC
H2
Hn
30
11x3
41
30x30
DC1
15
6
Các số liệu địa chất:
DC1: 3 lớp
- Lớp 1: Đất cát hạt vừa dày 4m ,γ = 1.62T/m3,ϕ = 210
- Lớp 2: Đất sét pha cát dẽovừa dày 14m,γ = 1,7T/m3,ϕ = 90

- Lớp 3: Đất sét chặt,γ = 1,78T/m3,ϕ =6.50
3. Giải thích các số liệu
- n : số cọc trong mong: hàng x cột.
- LC1 : chiều dài cọc đóng trong đất (m)
- KTc: kích thước cọc (cm)
- DC : loại địa chất
- H2 : chiều cao thân trụ tính từ đỉnh bệ cọc.( bao gồm cả chiều cao mũ trụ) (m)
- Hn : chiều cao mực nước thi công tại tim trụ(m)
4. các số liệu khác được tự chọn. Hướng dẫn tự chọn:
- LT,LP: khoảng cách từ tim trụ đến bờ trái, bờ phải, choïn sao cho:
LT>=10m LP>=10m
30 ≤ LT+ LP ≤ 60 m
- LC2: chiều cao đáy đài cọc so với mặt đất. Choïn LC 2 = H n − H1 − 0.5m
- A1, B1 : chiều dài và chiều rộng bệ cọc. Chọn tuỳ thuộc vào cách bố trí cọc. Lấy
khoảng cách giữa tim các cọc bằng 3 – 5 lần đường kính cọc.
- H1: chiều cao bệ cọc. Chọn 1m≤H1≤ 2m (lấy tròn 0.1m)
- A2, B2: chiều dài, chiều rộng thâná trụ. Chọn A2 nhỏ hơn A1 từ 0,5m- 1m về mỗi
bên. Chọn B2 nhỏ hơn B1 từ 0,2 – 0,5m về mỗi bên.
- A3, B3: chiều dài chiều rộng mũ trụ. Chọn trong khoảng từ 1-1.5m

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 1-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

-

H3 : chiều cao mũ trụ. Chọn từ 1m- 1,5m. Nếu chọn kích thước mũ trụ bằng thân
trụ thì không để giá trị này.
- Ptk: sức chịu tải tính toán của cọc. Chọn gần đúng:cọc30x30: 2.0T/m
5.Hướng dẫn chi tiết tính toán các nội dung:
1> Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn nước:
- Chọn loại cọc ván, kích thước cọc vây.
- Tính chiều sâu đóng ván, cân nhắc có dùng khung chống, bê tông bịt đáy hay
không? Nếu có thiết kế kèm với cọc ván.
- Tính và chọn búa đóng cọc ván.
2> Trình bày biện pháp thi công hệ móng cọc đóng.
- Tính toán phân đoạn cọc
- Tính toán và chọn búa đóng cọc
- Mô tả biện pháp đóng cọc.
3> Thiết kế ván khuôn đổ bệ cọc
- Chọn loại ván khuôn , bố trí khung chống hoặc hệ đỡ ván khuôn.
- Kiểm tra bài toán ván khuôn đáy theo cường độ và biến dạng.
4> Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ.
- Chọn loại ván khôn, bố trí khung chống, khung giằng.
- Kiểm tra bài toán ván khuôn thành đứng theo cường độ và biến dạng.
Yêu cầu:
Trình bày thuyết minh trên giấy A4, bản vẽ trên giấy A1. trên bản vẽ thể hiện:
- Mặt bằng, mặt đứng vòng vây cọc ván,cac chi tiết của vịng vây cọc ván.
- Sơ đồ biện pháp thi công đóng cọc.
- Bản vẽ chi tiết hệ ván khuôn đổ bệ cọc và thân trụ.

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 2-

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

CHƯƠNG I
BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỉ ĐẠO
I. Trình tự thi coõng.
1. Công tác định vị hố móng .

Vì ở đây mực nớc thi công khá lớn nên công tác định vị phải làm gián tiếp. Tim của các
trụ đợc xác định dựa vào các đờng cơ tuyến nắm trên hai bờ sông và các góc , tính ra theo
vị trí của từng trụ (Phơng pháp tam giác ). Ta phải tiến hành làm cẩn thận và kiểm tra bằng
nhiều phơng pháp để tránh sai số ảnh hởng tới cấu tạo của công trình bên trên thi công sau
này.

2. Chọn búa .
Theo kinh nghiệm đóng cọc, để đóng đợc cọc vào trong đất thì phải chọn búa có năng lợng
xung kích lớn hơn hoặc bằng 25 lần sức chịu tải của cọc đơn .
Hiện nay búa thuỷ lực hay đợc dùng vi những u điểm của nó( năng lợng lớn , gọn nhẹ )
nên ở đây ding búa thuỷ lực .Búa đợc chọn là búa V200A24 của hÃng TWINWOOD
ENGINEERING PTE, LTD . Các thông số của loại búa này sẽ đợc nhắc đến trong phần thiết
kế chi tiết.

3. Chuẩn bị hệ nổi
-Lắp ráp , hạ thuỷ hệ xà lan.
-Lắp dựng giá búa trên hệ nổi .

4. Đóng vòng vây cọc ván thép

Đợc thực hiện theo trình tự sau:
- Dùng búa đóng cọc định vị
- Lắp nẹp vành đai trong
- Dùng búa đóng cọc ván thép theo hình chữ nhật , mỗi cạnh cách đáy bệ 1.0 m
Phơng 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.
ễ đây, các bệ móng đều có dạng hình chữ nhật nên ta chọn vòng vây có hình dạng nh
đáy móng (hình chữ nhật) nhng kích thớc 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 đợc xác định
theo tính toán. Để đảm bảo hàng rào cọc ván thép khi thi công đợc kín sít và cọc ván không
bị lệch trong khi đóng thì ta phải có khung định vị . Khung định vị đợc hàn bằng thép I hoặc
C. Trớc 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. Khung định vị đợc
treo trên hệ các cọc định vị và giàn giáo. Hệ thống khung định vị cấu tạo gồm hai lớp : lớp dới đặt ở mực nớc thấp, lớp trên bố trí ở mực nớc tối đa tuy nhiên nó còn phụ thuộc vào độ sâu
mực nớc, chiều dài cọc ván cũng nh tầm với của thiết bị xỏ và đóng cọc, ở trong trờng hợp
này ta chọn khoảng cách giữa hai lớp là 2m và lớp trên đặt ở cao độ mực nớc thi công.
Sau khi đặt xong khung định vị thì ta tiến hành dùng giá búa đặt trên hệ nổi để hạ cọc. Búa
dùng để hạ cọc là búa thuỷ lực. Để đảm bảo điều kiện hợp long cho vòng vây cọc ván đợc dễ
dàng thì ngay từ đầu ta ghép 2 ữ3 cọc ván thành một nhóm ăn khớp vào các nhóm đà đóng tr-

SVTH: TRN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 3-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

íc, nh vËy nhãm tríc sÏ lµ cäc dÉn cho nhóm sau. Cứ nh 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 toàn chu vi móng tức là hạ mỗi nhóm xuống 2 ữ2.5m thì dừng lại và hạ tiếp nhãm
tiÕp theo cø nh thÕ ®Õn nhãm cuèi cïng. Rèi hạ tiếp nhóm đầu tiên xuống 2 ữ2.5m nữa cứ
nh vậy ta hạ toàn bộ vòng vây tới độ sâu thiết kế.
5. Đổ bê tông bịt máy hố móng:
Sau khi đà hoàn thành công tác lấy đất trong đáy hố móng và làm sạch hố móng ta tiến
hành đổ bê tông bịt đáy hố móng. ở đây đổ bê tông dới nớc bằng phơng pháp vữa dâng. Theo
phơng pháp này thì trớc hết ta dùng các ống tre (hoặc ống thép) có =10ữ15cm đục thông
các đốt với nhau và đầu cuối ống có đục các lỗ có =1.0 ữ1.5 cm đặt cách đều nhau trong hố
móng. Sau đó đổ cốt liệu thô, cỡ hạt tối thiểu là 12.5 mm (tốt nhất là 25 mm) vào hố móng
bằng thùng hoặc ben cho tíi khi b»ng chiỊu dµy thiÕt kÕ cđa líp bê tông bịt đáy, tiến hành
làm phẳng lớp đá này. Sau đó ta luồn các ống bơm bê tông vào các ống tre (ống thép) đà đặt
sẵn trong hố móng cho tới khi chạm đáy hố móng rồi bơm bê tông vào. Vữa bê tông sẽ trào
qua các lỗ đục sẵn ở đầu cuối ống tre và lấp vào khe hở của các viên đá tạo thành một khối
liên kết chặt. Trong quá trình bơm ta phải nâng ống phun vữa từ từ cho đến khi cả khối đá
dăm đợc bơm vữa.
Khi lớp bê tông này đủ cờng độ ta hút nớc ra ngoài, làm sạch hố móng và lắp ván khuôn đổ
bê tông móng mố. Trong quá trình thi công nếu vòng vây không kín thì vẫn phải bố trí máy
bơm hút nớc ra để không ảnh hởng tới chất lợng bê tông đang đổ.

6. Đổ bê tông bệ móng :
Đổ bêtông bằng máy bơm bêtông đặt ở bờ thông qua hệ nổi.
Sau khi lớp bê tông bịt đáy ®đ cêng ®é ta hót níc ra khái hè mãng và làm sạch hố móng.
Sau đó tiến hành đập lộ cốt thép đầu cọc ra từ (20 ữ40) cọc đối với cọc bê tông cốt thép tiết
diện 30x30. Tiếp theo ta lắp dựng cốt thép, ván khuôn, bố trí mặt bằng và đổ bê tông. Công
tác chuẩn bị phải tiến hành thận trọng, khẩn trơng 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.
* Ghép ván khuôn hố móng:
Do kích thớc của hố móng lớn, khối lợng bê tông lớn và hình dạng móng đơn giản nên ta
có thể dùng ván khuôn gỗ nhng do với kết cấu cầu này, do có nhiều trụ nên để có thể quay
vòng đợc ván khuôn và tiết kiệm vật liệu gỗ thì ta dùng ván khuôn thép lắp ghép để thi công.
Kích thớc các tấm lắp ghép là 1mx2m, ghép ván khuôn phải đảm bảo yêu cầu là phẳng, khít.
Trong quá trình đổ bê tông không để vữa, xi măng chảy ra, kích thớc phải đúng với thiết kế .
* Đổ bê tông :
Sau khi lắp xong cốt thép (theo thiết kế) thì ta tiến hành đổ bê tông. Vì đây là công trình
cầu lớn nên ta có thể dùng một trạm trộn ngay chân công trình để cấp bê tông cho toàn công
trình. Từ trạm trộn ta dùng đờng ống để bơm bê tông tới các vị trí thi công. ở đây để tiết
kiệm vật liệu xi măng thì ta có thể ném vào trong bê tông một lợng đá hộc <=20% thể tích
của bê tông. Đá ném ở đây có kích thớc > 20cm khoảng cách giữa các hòn đá phải < 20cm để
bê tông có thể tràn vào và lấp kín khe hở giữa các viên đá. Làm đợc nh vậy ta sẽ tiết kiệm đợc
30 ữ50 kg xi măng /1m3 bê tông.
Theo hồ sơ thiết kế trụ là trụ dặc , bê tông toàn khối nên công tác chủ yếu khi thi công
trụ là ván khuôn và công tác bê tông toàn khối ,khối lợng công việc thi công rất lớn . Để
thuận tiện cho việc lắp dựng ván khuôn ta dự kiến sử dụng loại ván khuôn lắp gép ván khuôn
đọc chế tạo sẵn từng khối nhỏ trên bờ sau đó chở ra và tiến hành lắp ráp dựng thành ván
khuôn
Công tác bê tông đợc thực hiện nhờ 2 máy trộn và sử dụngdầm dùi để đầm bê tông có bán
kính tác dụng R = 0.7m

SVTH: TRN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 4-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VểNH

1) Trình tự thi công
1, chuyên chở các khối án đà đợc lắp sẵn trên bờ ra vị trí trụ , tiến hành lắp dựng ván
khuôn theo thiết kế và tính toán
2) đổ bê tông vào ống trớc khi đổ bê tông phải kiểm tra ván khuôn lại lần nữa nớc tới đều
lên thành ván khuôn
3) Tiến hành đổ bê tông thành từng lớp 40cm đầm ở các vị trí cách nhau <1.75R = 1.3m
thời gian đầm khoảng 50s cho 1 vị trí đầm , đến khi thấy nớc xi măng nổi lên thì đừng đầm
yêu cầu khi đầm phải cắm sâu vào lớp cũ 4-5m và để đầm liên tục không nghỉ trong thời
gian >4h để đảm bảo toàn khối tránh phân tầng
4) bảo dỡng bê tông sau 12h có thẻ tới nớc nếu trời mát tới 3 lần / ngày còn nếu trời
nắng có thể tăng lần tứoi lên và đồng thời cũng phải có biện pháp che chắn hợp lí
Khi cờng dộ đạt thì cho phép tháo rỡ ván khuôn quá trình tháo ngợc lại
8. Lắp đặt ván khuôn,cốt thép và đổ bêtông mũ trụ:
Sau khi lắp xong ván khuôn và cốt thép (theo thiết kế) thì ta tiến hành đổ bê tông. Từ trạm
trộn ta dùng đờng ống để bơm bê tông tới các vị trí thi c«ng.

CHƯƠNG II
TÍNH VÒNG VÂY CỌC VÁN NGĂN NƯỚC
I.

CÁC SỐ LIỆU TỰ CHỌN:

1. Khoảng cách từ tim trụ đến các bờ trái, bờ phải (L T, LP):
Chọn theo điều kiện sau:
+ L T ≥ 10m, L P ≥ 10m
L = 20m
⇒ T


+ 30m ≤ L T + L P ≤ 60m
L P = 40m
2. Chiều cao cọc phía trên mặt đất (LC2):
3. Chọn LC 2 = H n − H1 − 0.5m
Với 1m<=H1<=2m nên ta chọn H1=1.5m.
Vậy ta chọn chiều cao cọc phía trên mặt đất là LC2 = 4.0m

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 5-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

4. Chiều dài và chiều rộng bệ cọc (A1, B1, H1):
+ Khoảng cách giữa các cọc theo chiều dài và chiều rộng: a = 1.2m (lấy 4xd)
+ Chiều dài bệ cọc:
+ Chiều rộng bệ cọc:
+ Chiều cao bệ cọc:

A1 = 13000 mm
B1 = 3400mm

H1 = 1.5m ∈ [ 1m;2m ]

5. Chiều dàivà chiều rộng thân trụ (A2, B2):

A 2 = 13000 mm
+ Chiều dài thân trụ:
B2 = 2400mm
+ Chiều rộng thân trụ:
6. Chiều dài và chiều rộng, cao mũ trụ (A3, B3, H3):
A 3 = 13000 mm
+ Chiều daøi mũ trụ:
B3 = 3400mm
+ Chiều rộng mũ trụ:
H 3 = 1.5m ∈ [ 1m;1.5m ]
+ Chiều cao mũ trụ:
7. Sức chịu tải tính tốn của cọc (Ptk):
Đối với cọc 30x30cm, chọn Ptk = 2T/m (theo số liệu gợi ý).

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 6-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

MẶT CHÍNH TRỤ

MẶT BÊN TRỤ

13000
1000

500

500

13500
1500

13500
1500

1/2 MẶT BẰNG MÓNG TRỤ
1200 500

1/2 MẶT BẰNG THÂN TRỤ

500 1200

3400

2400

1500

11000

1500

1000

3400

500 1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200 500

13000

HÌNH 1: BỐ TRÍ CHUNG TRỤ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 7-

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

II. LỰA CHỌN CỌC VÁN VÀ KÍCH THƯỚC VÒNG VÂY :

• NHẬN XÉT:
Căn cứ vào kích thước của khối móng cần thi công, chiều sâu mực nước thi công và
điều kiện địa chất tại khu vực thi công ta kiến nghị:
• Dùng vòng vây cọc ván thép có khung chống để giữ ổn định cho hệ cọc ván
• Sử dụng bê tông bịt đáy để ngăn nước vào hố móng giúp thuận tiện cho quá trình
thi công bệ cọc, thân trụ.
1. LỰA CHỌN LOẠI CỌC VÁN:
Cọc ván sử dụng loại vòng vây cọc ván thép đơn có hình dáng lòng máng. Kích thước
loại cọc ván được chọn phụ thuộc vào tính toán đảm bảo cọc ván thép đủ ổn định và độ
bền.
Ta chọn sơ bộ cọc ván thép loại Lacxen do Singapor sản xuất có các kích thước và
đặc trưng hình học cơ bản như sau:
+ B = 400mm
H = 204.5mm
+ d = 14.8mm
t = 12mm
+ Khối lượng trên đơn vị dài: 74Kg/m
+ Mômen quán tính của 1m tường cọc khi các cọc cùng chịu uốn:
I x = 39600cm 4

204.5

12

+ Mômen kháng của 1m tường cọc ván khi các cọc cùng chịu uốn:
Wx = 2200cm3

14.
8

400

Hình 2: Cấu tạo cọc ván thép lựa chọn
2. KÍCH THƯỚC VÒNG VÂY:

Kích thước vòng vây cọc ván trên mặt bằng phụ thuộc vào hình dạng và kích thước
của bệ móng, nhưng cần đảm bảo khoảng cách từ mặt trong của tường cọc ván đến mép
bệ móng ≥ 0.75m (đối với móng công trình toàn cọc thaúng).

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 8-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

Trên mặt đứng, đỉnh vòng vây phải cao hơn mực nước thi công tối thiểu là 0.7m.
MẶT BẰNG CỌC VÁN THÉP
Chi tiết II

Chi tiết I

1500

Chi tiết III

Hệ vành đai
Bệ cọc

6400

3400

Thanh giằng ngang

Thanh nẹp đứng
1500

Cọc ván

1500

13000

1500

16000

Kích thước vịng vây cọc ván thép

III. TÍNH CHIỀU SÂU ĐÓNG CỌC VÁN:

6.0m

1m

III.1./.Tính toán cọc ván đóng vào trong đất.
Ta tiến hành đóng cọc ván vào trong đất sau đó dùng thanh chống chống thành cọc
ván, thanh chống được đặt cách mép trên của cọc ván 1m, hút lớp bùn trong cọc ván ra
sau đó đổ bêtông bịt đáy trong nước theo phương pháp đổ bêtông trong nước, hút nước
hết nước ở phía trong cọc ván ra ngoài.
Giả sử cọc ván được đóng vào lớp 1(đất cát hạt vừa) một đoạn là t thiết kế vòng vây
có đổ bê tơng bịt đáy,ta có sơ đồ tính tốn như sau
đđ

P
1
O
P
2

P
3

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

LỚP bt bịt đáy
5
P P
4

LỚP SÉT PHA CÁT
t

- 9-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

Điều kiện ổn định của cọc ván:

M gl
Mg

=m

(*)

Trong đó:
M gl : tổng momen quay quanh O do áp lực đất bị động
M g : tổng momen quay quanh O do áp lực đất chủ động và áp lực

nước
m : hệ số an toàn

m = 0.8

M gl gồm có các lực P2,P3
M g gồm có các lực P1,P4,P5

III.1.1./.Tính

M gl

γ1 = γ d1 − γ n = 1.62 − 1 = 0.62T / m 3
Ta coù
. Ap lực thủy tỉnh và áp lực đất chủ động của lớp 1
P2 = (Hn + h1 ) × γ n × t
P2 = (6.0 + 1.0) × t = 7t T/m

Điểm đặt của P5 so với điểm o là
d 2 = 0.5t + 0.5m
1
P3 = × t × n 2 × γ n × t × K p3
2

(

)

Trong đó:
n 2 hệ số vượt tải đối với áp lực đất bị động n 2 =0.8
K p2 hệ số áp lực đất bị động của lớp 1

ϕ 

21 

K p1 = tg2  45o + 1 ÷ = tg2 45o + ữ = 2.11
2
2


Vaọy
1
P3 = ì t × n 2 × γ 2 × t × K p
2

(

1

)

1
= × t × 0.8 × ( 0.62 × t × 2.11) = 0.523t 2 T / m
2
+Điểm đặt của lực P3 so với điểm o là :
2
d 3 = 0.5 + t
3

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 10-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU

BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

Ta có mômem gây lật cho cọc ván là
M gl = P2 × d 2 + P3 × d 3
2 

= 7t × ( 0.5t + 0.5 ) + 0.523t 2 ì 0.5 + t ữ
3

= 0.348t 3 + 3.761t 2 + 3.5t

*

Tính

Mg

M g gồm có các lực, P1 , P4, P5

Là các lực áp lực chủ động của đất và áp lực nước

-Giá trị của P1

2
2
1
1
P1 = × ( H n + h1 ) × γ n = × ( 6.0 + 1.0 ) × 1

2
2

= 24.5

( T / m)

+Điểm đặt của P1 so với điểm o là :
1
d1 = (6.0 + 1.0) − 0.5 = 2.16 m
3

-Giá trị của P4

ϕ 

21 
K a1 = tg2  45o − 1 ÷ = tg2  45o − ÷ = 2.11
2
2 


P4 =

1
× t × n1 × ( γ 2 × t × K a1 )
2

1
= × t × 1.2 × ( 0.62 × t × 2.11)

2
= 0.785t 2 (T / m)
+Điểm đặt của P4 so với điểm o là :
2
d 4 = 0.5 + t m
3

-Giá trị của P5

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 11-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

P5 = h b × ( γ b − γ n ) × ( t + 0.5) × K a × n1
= 1 × ( 2.5 − 1) × ( t + 0.5 ) × 2.11 × 1.2
= 3.798t + 1.899

( T / m)

+Điểm đặt của P5 so với điểm o là :
d5 = 0.5 + 0.5t m

Do đó :
M g = P × d1 + P4 × d 4 + P5 × d 5

1
2 

= 24.5 × 2.16 + 0.785t 2 ì 0.5 + ì t ữ+ ( 3.798t + 1.899 ) × ( 0.5 + 0.5t )
3 

= 0.523t 3 + 2.291t 2 + 2.848t + 80.95
Thay vào phương trình (*) ta được:
M gl

0.348t 3 + 3.761t 2 + 3.5t
=
= 0.8
M g 0.523t 3 + 2.291t 2 + 2.848t + 53.869

Đưa về phương trình bậc ba sau :
0.07t 3 − 1.928t 2 − 1.221t + 43.095 = 0

Giải phương trình bậc ba ta có kết quả

Ta có nghiệm phù hợp là t=3.8m

 t = 3.8

↔  t = −4.652
 t = −27.35


-Chọn chiều sâu cọc ván đóng vào lớp thứ hai là t=3.8m
-Chiều dài cọc ván thiết kế là lcọc ván=1+6.0+1.0+3.8= 11.8 m

III.2./.Tính toán bề dày của lớp bêtông bịt đáy .
Mục đích:
-Giữ ổn định nền dưới đáy móng chống áp lực đẩy nổi
-Ngăn kín nước từ đáy móng
-Tạo mặt bằng thi cơng bệ móng

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 12-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

Ta chọn kích thước hố móng :
A 4 = 14(m)
B4 = 5(m)
Đảm bảo khoảng cách tĩnh giữa vòng vây và bề mặt của hệ móng ≥ 60cm
a/ Chiệu dầy lớp bê tơng bịt đáy
Ω × hn × γ n
hbt ≥
≥ 1(m)
0.9γ bt × Ω 0 × γ bt + κ × u × [ τ ]
Với:
Ω = 14 × 5 = 70(m 2 ) la diện tích vịng vây
h n = 6.0(m) la chiều cao tính từ mực nước đến vị trí lớp bê tơng bịt đáy
Ω0 = Ω − Κ × F
Ω0 = 70 − 33 × 0.3 × 0.3 = 67.03(m 2 )

K = 33 àla số lượng cọc trong móng
u = 0.3 × 4 = 1.2(m) chu vi cọc
[ τ] = 10(T / m) lực ma sát giữa cọc và bê tơng bịt đáy
Ω× hn × γ n
hbt ≥
≥ 1(m)
0.9γ bt × Ω 0 × γ bt + κ × u × [ τ ]
hbt ≥

70 × 6.0 ×1
= 0.76(m)
0.9 × 67.03 × 2.5 + 33 × 1.2 × 10

⇒ Để đảm bảo chất lượng đổ bê tơng dưới nước chọn h bt = 1(m)
b/ Tính số ống thép đổ bê tông bịt đáy
Đổ lớp bê tông bịt đáy bằng phương pháp vữa dâng với các ống đổ có đường kính
D=250(m) võ ống dày 4(mm).ống được nối với nhau bằng những đoạn ống có chiều dài là 12(m)
Ta có bán kính hiệu quả của ống là R=2(m)
Diện tích vùng bê tong đổ ống là:
F = π× R
Diện tích bê tong cần đổ là:

F = 3.14 × 22 = 12.56
Fm = Ω0 = 62.3(m 2 )

Số ống cần đổ là:
n=

Fn 67.03
=

= 5.33
F 12.56

Chọn 6 ống để đổ lớp bê tông này

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 13-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

PHƯƠNG PHÁP TC BỆ TRỤ TỶ LỆ 1/50
ống đổ BT bịt đáy

Bơm nước ra khỏi hố móng

MNTC+6m

Bê tông bịt đáy M200

Cọc định vị
Cọc ván thép

33 cọc BTCT 30x30

III.3/Kiểm toán độ bền của cọc ván thép :

Sơ đồ tính:
Được coi như dầm mút thừa một nhịp giản đơn, có gối trên là là thanh chống, gối
dưới được giả định ở độ sâu h dưới đáy hố móng;
• Tải trọng tính toán:
Chỉ xét áp lực ngang chủ động của đất và nước từ gối giả định dưới trở lên.
Giải theo chương trình SAP 2000 ta có biểu đồ nội lực:
•

P
1

P P
2
3

O
P P
5
4

3.8m

6m

1m

Sơ đồ tính kiểm toán cọc ván thép

Biểu đồ momen(T/m)

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 14-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

Biểu đồ lực cắt(T)

Kiểm tra điều kiện chịu lực của cọc ván
Ta có moomen lớn nhất của cọc ván tại vị trí bê tông bịt day và có giái trị laø
Mmax=49.36 (T.m)=493.6x10^4 (Kg.cm)
Với cọc ván thép đã chọn trước ta có momen kháng uốn là:W = 2200(cm 3)
⇒ Ứng suất lớn nhất tại vị trí có bêtơng bịt đáy là:
M
σ=
W
493.6104
=
2200
 kG 
= 2243.63  2 ÷
 cm 
 kG 
Mà cọc ván này làm với thép AII có [ σ ] = 2800  2 ÷
 cm 
⇒ σ < [ σ ] ⇒ đảm bảo khả năng chịu lực

III 4./.Tính toán khung chống và vành đai
Ta dự tính chỉ bố trí một vành đai tại vị trí thanh chống. Nên sơ đồ tải trọng của vành đai có
dang sau :

6400

1500

3400

1500

q

2500

5500

5500

2500

16000

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 15-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU

BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

Hình 7: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên vành đai
• Sơ đồ tính của vành đai là dầm liên tục ,có các gối trung gian là điểm tựa của nó vào
các tyhanh chống , hai gối biên là điểm tựa lên hai vành đai vng góc vơia chúng
III.4.1 Thanh vành đai dài
Sơ đờ tính

N1

N3
2500

N4
5500

N3
5500

N1
2500

16000

-

Giai bằng chương trình SAP 2000 ta có kết quả

-

Mơmem (T.m)

-Lực cắt (T)

-Phản lực gối (T)

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 16-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

III.4.2 Thanh vành đai ngắn
Sơ đờ tính

q
N2

N5
1500

N5
3400

N2
1500

6400

-

Giai bằng chương trình SAP 2000 ta có kết quả
Mơmem (T.m)

-Lực cắt (T)

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 17-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

-Phản lực gối (T)

III.4.3 Kiểm tốn theo cường đợ
Do tính chất đối xứng từ kết quả trên ta tính được phản lực gối
N1 = 3.03 (T)
N 2 = 3.11 (T)
N 3 = 8.79 (T)
N 4 = 7.17 (T)

N 5 = 8.53 (T)
Để đơn giản bố trí ,ta chọn thanh vành đai dài và ngắn có cùng tiết diện 2 chử C400

MÔMEM lớn nhất tác dụng lên vành đai là

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

M max = 8.79(T.m)

- 18-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

Thép 2 C400 làm bằng thép CT3 có :

[ σ ] = 2200

(Kg / cm 2 )

W = 2 × 761 = 1522 (cm 3 )
F = 2 × 61.5 = 123 (cm 2 )
Ứng suất lớn nhất phát sinh trong vành đai là

σ max

M

8.79×10
= max =
Wx

1522

5

= 577.53 (Kg / cm 2 )

σ max ≤ [ σ ] ⇒ Vậy khung đảm bảo khẳng năng chịu lực
II.4.4 Tính tốn thanh chống
Thanh chống được tính với sơ đồ chụi nén . Lực tác dụng lên thanh chống bằng lực bằng
phản lực của vánh đai
N max = N 4 = 7.17 (T)

σ max

N
= max =
F

7.17×104
123

= 582.92 (Kg / cm 2 )

Vậy thanh chóng đảm bảo khẳn năng chui lực

III. 4.5 Chọn búa để hạ cọc ván thép.

Với chiều sâu chôn trong đất là 3.8 ta chọn chiều dài cọc ván là
1 + 6.0+3.8 = 10.8 (m)
Do ta chọn cọc thép chữ U với lực là PU6. Có khối lượng cọc trên 1(m) là 45,6(kg)
Do địa chất khơng có cho lực cản chống cắt nên ta giả sử như sau:
Lớp 2

( )

τ = 1.4 T m

Vậy ta có
Trọng lượng cọc là: 45,6x10.8= 492.48
Lực chống cắt của đất

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 19-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

T = ∑ h i .τ i

= 3.8 × 1.4
= 5.32 ( T )

Lực kích động của búa phải đảm bảo

P0 ≥ α .T
Do hạ cọc thép tấm nên α = 1
⇒ P0 > 3500 ( kG )
Tính các thơng số cơ bản thông qua các điều kiện đảm bảo hiệu năng đống cọc
M
ÑQ c ≥ A 0
∫
0
Giả sử trọng lượng búa là 2000(kg) ta có
Q0 = 492.48+2000=2492.48(kg)
A0 = 5(m) là biên độ suy thích hợp

Đ1
∫=
⇒ Mc ≥

 kG 
.Q 0 .A 0 = 2492.48 ì 0,5 = 1246.24
ữ
cm 
Đ
∫
1

Vận tốc góc của khối quay lệch âm

ω=

g.T
Mc

981 × 3500
1246.24
= 52.48
⇒Tần số rung là n = 9,55 x 52.48= 501.18 (lần/phút)
Vậy ta chọn búa taọ ra lực P0 > 3500(kG)
Nhưng đề nghị dùng máy đào gàu sấp để thi công.
=

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 20-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

CHƯƠNG III:
BIỆN PHÁP THI CÔNG HỆ ĐÓNG CỌC
III.1./.Phân đoạn cọc
Chiều sâu cọc trong đất là 41m, lớp bêtông bịt đáy dày 1m,chiều cao đáy đài so
với mặt đất là 4m, chiều sâu ngàm cọc trong đài (kể cả phần thép chờ) là 1m, tổng chiều
dài cọc là 49m. 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 các loại cọc 13m,12m, 11m
ghép lại,trong đó có 2 cọc 13m.Các vị trí mối nối không nên tập trung trên cùng một mặt
phẳng,đđảm bảo mối nối so le nhau.
Mối nối cọc được thực hiện thông qua hộp sắt như hình vẽ dưới:

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 21-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

70 20

25

70
20 70

240

25

D

Đường hàn liên tục

512
44

600

D

44

CHI TIẾT NỐI CỌC

Hàn tay (h = 10mm)

20
20

20

20

MC D - D

20

260
300

20

20

260

260

20

20

20

20

260
300

20

HỘP THÉP ĐẦU CỌC

Cọc đóng được thi công ngoài công trường, khi thi công cần phải chú ý một số
điểm sau:
Tuân thủ những qui định chung về thi công bêtông : cốt thép không được xê
dịch, đảm bảo chiều dày của lớp bêtông bảo vệ.
Các vị trí móc cẩu phải được bố trí đúng chỗ, đổ bêtông phải liên tục từ mũi
lên đến đỉnh
Đầm bêtông bằng loại đầm cỡ nhỏ thao tác nhanh với cự ly dày đặc, mặt
trên không có ván khuôn thì cần phải có biện pháp bảo quản và thi công để tránh
rạn nứt chân chim và không đúng kích thước
Đầu cọc phải được đúc thẳng mặt và thẳng hướng tâm tim coïc

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 22-

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

Khi cất hoặc cẩu cọc thì cần phải móc cẩu đúng vị trí , trường hợp không có
thì buộc cáp vào vị trí khác theo hình vẽ sau:

0.3L

0.207L

0.207L

III.2./. Biện pháp đóng cọc:
Búa đóng cọc và các cọc được tập kết trên xà lan hoặc phao nổi. Phao nổi phải
chọn sao cho có thể chịu được tải trọng do lực đóng cọc, trọng lượng búa, cọc và các
dụng cụ thiết bị khác gây ra. Nếu tải trọng quá lớn, có thể ghép nhiều phao vạn năng
tiêu chuẩn lại thành hệ phao, phao KC chẳng hạn.
Bên trên phao giá búa được đặt vào neo chặt lại ở một đầu. Do bố trí giá đóng
cọc ở một đầu phao nên khi đóng cọc có hiện tượng chìm ở không đều của phao. Để khắc
phục cần phải bố trí một bộ phận đối trọng ở đầu bên kia tốt nhất là làm đối trọng có thể
di chuyển được trên mặt phao bằng các vật nặng trên các xe goòng chạy trên các đường
ray. Khi chọn phao phải tính đến vấn đề này. Phương pháp này nhiều khi giá búa bị
chòng chành khó đóng cọc chính xác đúng vị trí.
Đối với trường hợp cụ thể của bài thiết kế, kích thước hố móng không rộng lắm
(3.4m) kiến nghị bố trí giá búa đặt trên 2 xà lan 2 xà lan được ghép song song bởi 2 dầm
liên kết kiểu dàn thép, tạo thành 1 hệ nổi. Khoảng cách thông thủy giữa 2 xà lan phụ
thuộc chiều rộng hố móng. Hệ thống nổi được neo giữ tại vị trí đóng cọc bằng các dây

neo liên kết với các bàn tời điều chỉnh. Trên 2 xà lan đặt 1 cầu di động có thể dịch
chuyển dọc theo trục của xà lan, trên cầu di động đặt giá búa có thể di động ngang thẳng
góc với trục của xà lan. Phương pháp này đóng cọc nhanh hơn đồng thời phao ổn định và
dễ định vị cọc.
Phương pháp thi công đóng cọc được thể hiện qua hình vẽ sau:

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 23-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

SƠ ĐỒ, BIỆN PHÁP THI CÔNG ĐÓNG CỌC

Giá búa

Búa

Cọc

Giàn liên kết

Hệ phao nổi

HỆ PHAO NỔI

Hố móng

Dây neo

Đường ray

II.3./.Trình tự đóng cọc:
Trình tự đóng cọc cần phải căn cứ vào số lượng cọc và sơ đồ bố trí cọc trên mặt
bằng, khoảng cách tương đối giữa các và kích thước hố móng và bố trí cho thích hợp.
Thường thường khi đóng cọc thời gian di chuyển gía búa, quay giá thay đổi độâ nghiêng
đóng cọc chiếm phần lớn thời gian so với thời gian đóng cọc vào đất. Ngoài ra việc bố trí
trình tự đóng cọc cần đảm bảo cho chất lượng của công trình đúng như yêu cầu của thiết
kế.
Nếu trong hố móng có các cọc đứng và cọc nghiêng nên đóng cọc đứng trước cọc
nghiêng đóng sau.
Khi số lượng nhiều mà khoảng cách các cọc lại ngắn thì trình tự đóng cọc có ảnh
hưởng rất nhiều đến độ chặt của đất, khi đóng cọc theo từng dãy thì đất sẽ bị dồn và ép
chặt theo hướng tiến của đường đóng cọc, đồng thời mặt đất cũng bị phồng lên theo
hướng này. Hiện tượng này có thể gây ra sự chuyển dịch của công trình hoặc khối đất
gần những dãy đóng cọc cuối cùng của hố móng làm ảnh hưởng đến chất lượng của công
trình xung quanh.

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 24-


ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
BẢO

GVHD : Th.S VÕ VĨNH

Nếu đóng cọc theo vòng trôn ốc từ ngoài vào trong sẽ gây ra hiện tượng nén chặt
đất ở giữa và những cọc cuối cùng rất khó đóng cho đúng độ sâu thiết kế.
Do cọc trong móng được phân bố theo chiều dài do đó ta chọn phương pháp đóng
cọc theo hàng.

1200 500
500 1200

3400

SƠ ĐỒ ĐÓNG CỌC

500 1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200 500

13000

Khi đóng cọc cần thực hiện theo trình tự các bước sau:
Chuẩn bị mặt bằng
Lắp dựng giá búa, khung dẫn hướng.
Dựng cọc và đặt búa lên đầu cọc, định vị tim cọc
Đóng chậm giai đoạn đầu và liên tục theo dõi độ nghiêng của đầu cọc
Đóng đều ở giai đọan cuối và theo dõi độ chói của cọc, phải dừng đóng
khi đã đạt đến độ chói.
Chờ 3 ngày sau đóng lại để kiểm tra độ chói.
Chú ý trong quá trìng đóng cọc thì trên đầu cọc cần phải bố trí đệm đầu
cọc có kích thước và hình dạng như sau:

Đệm búa

Đệm cọc: bao tải
gai, xơ dừa...

>35cm
> 3cm

SVTH: TRẦN NAM TRUNG - CĐ07N3058

- 25-