đồ án kiến trúc xây dựng Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH
1.1.1.Vị trí công trình
Cống lấy nước tại vị trí Vân Cốc thuộc cụm công trình đầu mối Hát Môn-Đập Đáy.
Được xây dựng tại thôn Vân Đình, xã Cẩm Đình, huyện Phúc Thọ, tỉnh Hà Tây. Cống Vân
Cốc dự kiến xây dựng ở bên phải cống phân lũ Vân Cốc hiên có .Công trình cách mép bờ
hữu sông Hồng khoảng 700m, cách vị trí K1+400 trên đê Vân Cốc về phía hạ lưu khoảng
300m.
1.1.2.Nhiệm vụ công trình
Cống lấy nước Vân Cốc kết hợp với các cống lấy nước khác như cóng Bến Mắm,
cống Liên Mạc, cống Tắc Giang làm các nhiệm vụ chính sau:
1. Khôi phục dòng chảy sông Đáy vào mùa kiệt luôn có nước kết hợp với giao thông
thủy.
2. Tham gia phân lũ sông Hồng vào sông Đáy thuận lợi, an toàn để tham gia giảm mực
nước sông Hồng tại Hà Nội khi lũ lớn xảy ra.
3. Đảm bảo nguồn nước cho phục vụ nhu cầu sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh
hoạt, cải tạo đất, cải tạo môi trường sinh thái sông Đáy.
1.1.3.Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình
1.Các thông số thiết kế cơ bản
- Cấp công trình : Cấp I
- Tần suất thiết kế : Bảo đảm cấp tưới P=75%.Ứng với đảm bảo P=75% ta có:
Mực nước sông Hồng tại vị trí Vân Cốc +5,35m.
Mực nước sông Đáy tại vị trí hạ lưu đập Đáy +4,28m.
-Mực nước sông Hồng khi phân lũ tại Vân Cốc là +15,62 m, ứng với mực nước tại Hà
Nội là +13,4 m.
-Mực nước đảm bảo yêu cầu không gây ngập lụt vùng hạ lưu Đập Đáy là +10,74m.
-Lưu lượng thiết kế lấy nước mùa kiệt Q
TK
=36,24 m

3
/s.
2.Quy mô và kết cấu công trình
Vị trí: nằm trên đê phân lũ Vân Cốc. Tim cống cách vai phải cống phân lũ Vân Cốc
cũ 240m về phía thượng lưu. Toàn bộ thân cống là một khối đơn nguyên bằng bê tông cốt
thép.
Kết cấu: cống hở, 2 tầng gồm 3 khoang trong đó 2 khoang cửa lâý nước và một
khoang cửa thông thuyền và kênh dẫn thượng, hạ lưu.
- Kênh dẫn thượng lưu: Dài 700m, cửa vào mở rộng để thuận thủy lực dòng chảy, trục
kênh dẫn làm với phương dòng chảy sông Hồng góc 45
o
.
Cao trình đáy kênh +2,50m. Mặt cắt kênh hình thang, chiều rộng đáy B=25m, hệ số mái
m=3. Đoạn đầu dài 520m được gia cố mái bằng đá lát, đoạn tiếp theo dài 50m được gia cố
bằng tấm bê tông cốt thép M200 dày 0,2m có lỗ thoát nước và lớp lọc ngược.
Bể lắng cát dài 50m, rộng 25m, dày 0,4m, bằng BTCT M200, cao trình đáy +2,00. Phía
bên phải kênh dẫn đắp bờ con trạch cao độ +15,00 được gia cố bằng đá lát trong các ô
đổ bê tông tại chỗ để giảm bồ lắng cửa vào.
Đoạn đê tràn thượng lưu cống Vấn Cốc có cao trình đỉnh +17,00.
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
1

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
- Cửa vào: Sân làm bằng bê tông cốt thép liền khối M200, sân có cao trình mặt trên +2,5
chiều rộng là 25,00m, chiều dài là 30,00m, dày 0,60m. Chân khay bố trí ở hai đầu của sân
trước sâu 60cm và rộng 60cm.
Hai bên tường chắn đất lượn cong để cho dòng chảy vào thuận, đỉnh tường từ cao trình
+10,00 ÷ +7,00 (m) xuống cao trình +2,50(m). Móng được đóng cọc BTCT M300 có kích
thước 40×40 cm dài 1200(cm).
-Thân cống: Toàn bộ cống là 1 đơn nguyên bằng BTCT M200. Hai khoang cửa lấy nước

bố trí ở phía tả có kết cấu 2 tầng, mỗi tầng bố trí 2 của phẳng. Kích thước b×h = 6× 5m.
Tầng dưới để lấy nước mùa kiệt, cao trình đáy +3,00.Tầng trên để lấy nước mùa lũ, cao
trình đáy +9,50. Cửa thông thuyền bố trí phía bờ hữu có 1 cửa cung kích thước 8×8 m.,cao
trình đáy +3,00. Thân cống dài 24m, rộng 25m, chiều dày bản đáy 2,00m. chiều dày trụ bin
1,8m. Chân khay thượng lưu có cừ thép dài 12,00m để chống xói ngầm. Xử lý nền móng
thân cống bằng cọc BTCT M300 kích thước 40×40×1200 cm. Trên cống làm đường giao
thông có chiều rộng mặt cầu 8m, chiều dài thân cầu 25m. Đỉnh cống có tháp điều khiển.
-Cửa ra kết hợp với sân tiêu năng: là sân làm bằng bê tông cốt thép liền khối M200. Cao
trình đáy bể +1,00, chiều rộng 25m, chiều dài 30m, chiều dày 1,2 m. Đoan cuối sân dài 8m
bố trí lỗ thoát nước, lớp lọc ngược. Hai bên là tường chắn đất lượn cong cho dòng chảy ra
được thuân, đỉnh tường từ cao trình +10,00 ÷ +7,00 xuống cao trình +1,00 bằng BTCT
M200.
Giữa cửa lấy nước và khoang thông thuyền có tường hướng dòng dày 0,6m. Cao trình
đỉnh từ +10,00 ÷ +7,00 dài 20m bằng BTCT M200. Xử lý nền móng bằng cọc BTCTM300
có kích thước 40×40×1200 (cm).
- Sân sau: cao trình đáy bằng +3,00 bằng BTCT M200 chiều dài 30m, chiều rộng 25m,
chiều dày 0,4m.
- Đoạn kênh dẫn hạ lưu: dài 165m, đáy gia cố bằng tấm BTCT M200 đổ tại chỗ dày
0,2m và gia cố mái bằng tấm BTCT M200 dài 100m, gia cố bằng đá lát trong các khung
BTCT đổ tại chỗ dài 30m và gia cố bằng rồng đá dài 35m. Cao trình đáy +3,00, chiều rộng
đáy 25m.
- Liên kết giữa thân cống, cửa vào, bể tiêu năng bằng khớp nối SYKA.
- Hệ thống cơ khí:
+ Gồm 2 tầng cửa, tầng trên và tầng dưới mỗi tầng có 2 khoang cửa, với kích thước:
B×H = 6×5 (m), ∆H = 12,6m (Tầng dưới).
B×H = 6×5 (m), ∆H = 6,1m (Tầng dưới ).
+ 1 khoang thông thuyền có kích thước :
B×H = 8×8 (m), ∆H =12,6m.
Các của van bằng thép hợp kim thấp 09Mn2 (kể cả khe cửa). Theo TCVN3104-79,các
chi tiết quan trọng như trục bánh xe, trục bản lề cối, ắc chốt liên kết giữa piston và cửa, giữa

piston và bệ đỡ bằng thép không gỉ.
+ Bảo vệ bề mặt các cửa bằng cách phun kẽm và phủ ngoài bằng sơn epoxy.
+ Điều khiển vận hành cửa phẳng và cửa thông thuyền bằng xilanh thủy lực.
- Hệ thống cung cấp điện:
Có đường dây cao thế và trạm biến áp:Đường dây 35 KV Vân Cốc.
+ Xây dựng mới đường dây trên tuyến cũ từ cột 51 đến 69, dây dẫn loại AC70, cột bê
tông li tâm, xà thép mạ kẽm, sứ.
+ Xây mới trạm biến áp công suất 160 KVA-35(22)/0,4 KV, lắp đặt 1 máy biến thế 160
KVA-35(22)/0,4KV và các thiết bị đồng bộ.
+ Hạ thế :Xây mới trạm phát điện Điêzen dự phòng công suất 100 KW-3pha-380V. Lắp
đặt hệ thống điện hạ thế cung cấp điện cho hệ thống đóng mở các cửa cống, chiếu sáng,
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
2

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
quản lý và sinh hoạt. Lắp đặt các thiết bị đo lường, quan sát, thông tin liên lạc và quản lý.
3. Tiến độ thi công: Căn cứ vào khối lượng và quy mô công trình, dự kiến thời gian
thi công là một năm nhưng phải hoàn thành trước 30/5 để đảm bảo chống lũ.
1.2.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT VÀ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN.
1.2.1.Đặc điểm địa hình.
Khu vực xây dựng cụm công trình đầu mối Hát Môn – Đập Đáy nằm trong phạm vi dài
khoảng 2000(m) và rộng khoảng 1500 (m). Bắt đầu từ mép bờ hưu sông Hồng và qua đê
tràn Vân Cốc tới vị trí K2 trên đê Ngọc Tảo.
Bề mặt địa hình nhìn chung khá bằng phẳng và dốc thoải 5 ÷ 10
0
từ thượng lưu về hạ
lưu và từ cống phân lũ Vân Cốc hiện có về kênh tiêu Ngọc Tảo. Cống lấy nước tại Vân Cốc
thuộc khu vực trồng lúa mầu bị phân cách bởi các hổ nước, hệ thống công trình thủy lọi
hiện có và một số khu dân cư xã Cẩm Đình.
Cao độ mặt đất tự nhiên dao động từ +11,8(m) đến +10,7(m), các khu đồng ruộng ngập

nước sâu từ 1,00(m) đến 2,00(m). Cao độ mặt đê tràn Vân Cốc đoạn từ vị trí KO đến
K3+300 là +15,00(m) đến 17,3 (m). Cao độ mặt đê Ngọc Tảo ở vị trí K2 là +17,00(m). Vực
Sanh ở sát hạ lưu đê Ngọc Tảo tại vị trí K2 có cao độ đáy vực là -2,00(m).
Nhìn chung khu vực xây dựng cụm công trình đâu mối Hát Môn- Đập Đáy có đặc
điểm địa hình khá thuận tiện cho công tác thi công các công trình đầu mối.
1.2.2.Đặc điểm địa chất .
Theo kết quả khảo sát địa chất, địa tầng ở giai đoạn nghiên cứu khả thi và thiết kế
kỹ thuật, từ trên xuống dưới khu vực xây dựng có các lớp đất sau :
a.Lớp đất trồng trọt: Đất á sét – sét lẫm vật hữu cơ và rễ cây màu xám nâu, nâu đen,
trạng thái dẻo mềm, dẻo chảy, kết cấu kém chặt. chiều dày từ 0,2 – 0,5m.
b.Lớp 1a: Đất đắp đường rải nhựa, đường bờ thửa: Đất sét - á sét nặng màu nâu, xám
nâu. Trong đất có chỗ lẫn vón kết Latêrit màu đen, mềm bở. Trạng thái nửa cứng, kết cấu
kém chặt. Phân bố ở đường 83 và đường bờ thủa, chiều dày 0,2 – 1m.
c.Lớp 2: Đất sét – á sét nặng màu nâu, xám nâu, xám ghi, xám nhạt. Trạng thái nửa cứng
dẻo cứng, có nơi cứng, kết cấu chặt vừa. Phân bố rộng khắp khu vực công trình. Chiều dày
lớp từ 5,0 ÷ 6,0m nguồn gốc bồi tích (aQ).
d. Lớp 2a: Đất sét nặng - sét màu nâu, xám nâu, xám ghi, xám nhạt. Trạng thái dẻo chảy
chảy, kết cấu kém chặt vừa - kém chặt. Phân bố rộng khắp khu vực công trình. Chiều dày từ
0,3÷3,0m. Nguồn gốc bồi tích (aQ).
e.Lớp 3: Đất á sét nặng - sét có nơi là á sét trung màu nâu, nâu nhạt. Trạng thái dẻo chảy
chảy, kết cấu kém chặt. Phân bố dưới dạng các thấu kính mỏng nằm xen kẹp với lớp 2a.
Chiều dày lớp từ 0,5÷1,5m nguồn gốc bồi tích (aQ).
g.Lớp 4b: Đất á sét nhẹ có xen kẹp thấu kính á cát màu nâu, nâu nhạt, nâu xám. Trạng
thái dẻo chảy - chảy, kết cấu kém chặt. Phân bố dưới dạng các thấu kính mỏng. Chiều dày
lớp từ 0,5 ÷ 3,0m nguồn gốc bồi tích (aQ).
h.Lớp 5: Cát hạt nhỏ - thô chứa hạt bụi và vảy mica nhỏ, màu xám nâu, xám đen. Trong
lớp có nơi xen kẹp các thấu kính mỏng á cát, sét - á sét nặng, hỗn hợp cuội sỏi cát, bão hòa
nước. Kích thước hạt lớn dần theo độ sâu (từ cát hạt nhỏ đến thô), kết cấu từ kém chặt tăng
lên chặt vừa. Giá trị xuyên tiêu chuẩn : N = 7-25 búa/30cm, phân bố rộng khắp khu vực
công trình. Chiều dày thăm dò từ 14,5 -24,2m, nguồn gốc bồi tích (aQ).

i.Lớp 6: Đất á sét nặng - sét màu nâu gụ, nâu nhạt, vàng nâu. Trạng thái nửa cứng - dẻo
cứng, kết cấu chặt vừa. Giá trị xuyên tiêu chuẩn: N=8-11 búa/30cm. Phân bố ở các vị trí hố
khoan máy: VC2, VC3, VC5 và VC6. Chiều dày lớp từ 2.5-4.0m, nguồn gốc bồi tích (aQ).
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
3

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
k.Lớp 7: Hỗn hợp cuội sỏi cát chứa sét, hỗn hợp cuội sỏi cát đến hỗn hợp cát cuội sỏi
màu nâu nhạt, xanh nhạt, xám đen, xám vàng, xám xanh. Cuội có kích thước 20-60 mm
chiếm 30 - 40%, sỏi kích thước 2 - 20mm,chiếm 30 - 40%, cát nhỏ - vừa chiếm 20-30%, đất
sét chiếm 0.0-10%. Thành phần cuội sỏi cát chủ yếu là thạch anh cứng chắc. Cuội sỏi tương
đối tròn cạnh, đất sét dẻo mềm - dẻo chảy. Bão hòa nước, kết cấu chặt vừa -rất chặt. Giá trị
xuyên tiêu chuẩn: N=58-72 búa/30cm. Phân bố ở các vị trí hố khoan máy từ VC2 đến VC8.
Chiều dày thăm dò 4.5-5.1 (m) nguồn gốc bồi tích (aQ).
1.2.3.Đặc điểm địa chất thủy văn.
a.Nguồn nước mặt: Khu vực cống lấy nước Vân Cốc chủ yếu là nước sông Hồng Vực
Sanh và kênh tiêu Ngọc Tảo.
b.Nguồn nước ngầm: Trên cơ sở kết quả khảo sát địa chất cho thấy nước ngầm tồn tại
trong lớp cát hạt nhỏ - vừa (lớp 5) và lớp hỗn hỗn hợp cuội sỏi cát chứa set, hỗn hợp cuội
sỏi cát đến hỗn hợp cát cuội sỏi (lớp 7) có nguồn gốc bồi tích thềm sông (aQ) là lớp thấm
nước mạnh, có hệ số thấm lớn (K=5×10
3
cm/s). Cao độ mực nước ngầm xuất hiện từ 4.5
-6.5m. Cao độ MNN ổn định từ 6.5-11.0m. Cao độ mực nước sông Hồng: +10.0m.
Nhìn chung nước dưới đất tồn tại trong lớp 5 và 7, thuộc loại nước có áp thấp, chiều
cao cột nước áp lực từ 0.0m – 1.0m đến 4.0m – 6.0m. Mực nước ngầm dao động theo mùa
và có quan hệ thủy lực với nước sông Hồng.
1.2.4. Đánh giá điều kiện địa chất công trình.
Trên cơ sở kết quả khảo sát địa chất, đặc điểm phân bố các lớp đất và dự kiến bố trí
cao độ đáy móng cống. Sơ bộ tiến hành đánh giá điều kiện địa chất công trình của cống Vân

Cốc như sau:
+ Cao độ mặt đất khu vực cống: Từ +11.09m đến +10.70m. Cao độ đáy móng cống
dự kiến:-0.5m (Đáy móng cống được đặt sâu vào trong lớp 5 từ 3.0m đến 5.0m).
Mái đất đào ở hố móng cống có chiều cao 11.0m, phải đào qua các lớp đất sau:
+ Lớp 2 và 2a: Có cường độ kháng cắt tương đối thấp.
+ Lớp 3 và 4b: Có cường độ kháng cắt kém, đất mềm yếu (trạng thái dẻo chảy-chảy).
Cần mở mái thoải hơn để tránh sạt lở.
+ Lớp 5: Có khả năng chịu tải của công trình. Khả năng chịu tải dần theo độ sâu (giá
trị xuyên tiêu chuẩn ở dưới móng cống N = 8-25 búa/30cm, giá trị xuyên tiêu chuẩn trung
bình ở dưới móng cống N
tb
=16 búa/30cm).Do lớp 5 chứa nước áp lực, chiều cao cột nước áp
lực trong mùa khô từ 5 ÷ 6m, mực nước dao động theo mùa và có quan hệ thủy lực với sông
Hồng. Đáy hố móng nằm trong lớp 5 là lớp đất thuộc loại cát đùn, cát chảy, có hệ số thấm
lớn. Bởi vậy khi thiết kế hố móng cần căn cứ vào tính chất địa chất của từng lớp đất để chọn
giải pháp thiết kế hợp lý đảm bảo an toàn và ổn định cho mái hố móng.
+ Lớp 6: Có cường độ kháng cắt tương đối thấp, khả năng chịu tải thấp (Giá trị
xuyên tiêu chuẩn dưới móng cống N=8-11 búa/30cm, giá trị tiêu chuẩn trung bình trung
bình ở dưới móng cống N
tb
=10 búa/30cm) và ở sâu dưới đáy móng cống từ 13.0 -16.0 (m).
+Lớp 7:Có khả năng chịu tải lớn (giá trị xuyên tiêu chuẩn ở dưới móng cống: N=58-
72 búa/30cm, giá trị xuyên tiêu chuẩn trung bình ở dưới móng cống N
tb
= 62 - 63
búa/30cm.) và ở sâu dưới đáy móng cống từ 17.0m – 18m. Bởi vậy khi thiết kế xử lý móng
cống cần quan tâm đến khả năng sử dụng cọc chịu lực đối với lớp 7.
1.2.5.Điều kiện khí tượng thủy văn.
Dự án cụm công trình đầu mối Hát Môn – Đập Đáy nằm trong vùng đông bằng Bắc Bộ
nên mang đặc điểm chung của khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa đông lạnh và mùa mưa

nắng nóng mưa nhiều và thường xuyên xuất hiện các trận mưa lớn. Những nét chủ yếu về
khí hậu được thể hiện qua đo nhiều năm tại trạm đo Sơn Tây như sau:
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
4

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
- Mưa: Đây là vùng có lượng mưa trung bình, theo số liệu thống kê, thì tổng lượng mưa
trung bình nhiều năm (1958 ÷ 1998) tại Sơn Tây có lượng mưa la 1762,6 (mm). Số ngày
mưa trong năm khoảng 130 ÷ 140 (ngày). Tháng VII, VIII, IX là những tháng có lượng mưa
lớn nhất năm
Bảng lượng mưa trung bình tháng trong năm Bảng 1.1
th¸ng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII n¨m
tb 22,4 22,5 42,4 97,2 209,2 266,8 315,4 282,7 225,1 160,6 61,0 17,4 1765
- Nhiệt độ không khí: Nhiệt độ trung bình nhiều năm 23,30
0C
nhiệt độ thấp nhất vào tháng
2 và 3 là 4,5
0C
và nhiệt độ thấp nhất vào tháng VI, VII lên đến 41
0C

Bảng nhiệt độ trung bình ,lớn nhất, nhỏ nhất Bảng 1.2
th¸ng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII n¨m
tb 15,9 17,1 20,1 23,7 27,1 28,6 28,8 28,2 27,1 24,6 21,1 17,6 23,3
cn 31,4 33,3 36,7 37,2 39,9 41,0 39,7 37,9 35,4 33,9 33,0 30,1 41,0
tn 4,6 5,4 4,5 13,0 17,4 20,4 19,5 19,8 17,2 15,8 9,2 5,1 4,5

- Độ ẩm không khí: Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm là 84% . Ba tháng màu xuân là
thời kỳ ẩm ướt nhất, độ ẩm trung bình lên tới 87%, các tháng mùa thu và đầu mùa đông là
thời kỳ khô hạn nhất trong năm, độ ẩm trung bình là 80% và độ ẩm thấp nhất có thể xuống

tới 60%.
Bảng độ ẩm trung bình và thấp nhất tháng Bảng 1.3
th¸ng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII n¨m
tb 83 85 87 87 84 83 83 85 85 83 81 81 84
tn 66 70 72 72 65 65 64 67 65 62 60 61 66
- Bốc hơi: theo số liệu thống kê nhiều năm lượng bốc hơi bình quân nhiều năm đạt 81,61
(mm). Các tháng mùa mưa từ tháng V đến tháng VII là tháng có lượng bốc hơi lớn nhất năm
có thể lên tới 87,50 (mm). Và tháng mùa xuân từ tháng II đến tháng IV là tháng có lượng
bốc hơi nhỏ, tháng nhỏ nhất xuống tới 50,90 (mm).
Lượng bốc hơi bình quân tháng trong năm (mm) Bảng 1.4
THÁNG I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII NĂM
BQ 57,1 50,9 55,2 60,9 84,8 83,6 67,5 68,5 65,4 72,0 66,3 63,9 851
- Gió bão: hướng gió chính trong mùa hè là gió Tây Nam và Đông

-

Nam. Vào mùa đông
thường có gió Bắc và Đông Bắc, tốc độ gió trung bình 1,80 (m/s) và tốc độ gió lớn nhất có
thể đạt 34 (m/s). Từ tháng VII đến tháng IX là những tháng có bão, các cơn bão đổ bộ vào
vùng này thường gây ra mưa lớn trong thời gian vai ba ngày liên tiếp.
Tốc độ gió trung bình và lớn nhất tháng (m/s) Bảng 1.5
THÁNG I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII NĂM
TB 1,8 2,1 2,2 2,3 2,0 1,8 1,9 1,6 1,6 1,5 1,5 1,8 1,8
LN 13,0 16,0 17,0 20,0 34,0 24,0 25,0 24,0 24,0 21,0 16,0 15,0 34,0
- Ánh nắng: số giờ nắng trong năm dao động trong khoảng 1600

÷

1700 giờ. Các tháng
mùa hè từ tháng V đến tháng X là những tháng nắng nhất trong năm, khoảng 160

÷

170 giờ
mỗi tháng. Tháng II và tháng III là tháng ít nắng nhất, chỉ đạt khoảng 50 giờ mỗi tháng.
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
5

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
Số giờ nắng trung bình tháng trong năm (giờ) Bảng 1.6
THÁNG I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII NĂM
TB 74,6 50,5 55,0 93,9 188,6 169,7 200,0 178,3 183,2 167,6 139,7 118,9 1617,0

* Bảng các chỉ tiêu cơ lý đất nền:
Bảng 1
CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ ĐẤT NỀN DÙNG TRONG TÍNH TOÁN
TÊN LỚP
CHỈ TIÊU
KÍ
HIỆU
ĐƠN VỊ LỚP 1 LỚP 2 LỚP 2A LỚP 3
◦ Thành phần hạt
%
1. Sét - 26,90 30,90 29,40 23,30
2. Bụi - 41,60 37,00 35,90 35,20
3. Cát - 31,50 32,10 34,70 41,50
4. Cuội, Sỏi - - - - -
◦ Giới hạn Atterberg
%
1. Giới hạn chảy Wt 39,12 40,19 38,24 36,85

2. Giới hạn lăn Wp 24,9 25,47 24,66 23,89
3. Chỉ số dẻo W
N
14,22 14,72 13,85 12,96
◦ Độ Đặc
B -0,053 0,204 0,610 0,918
◦ Độ ẩm thiên nhiên
We % 24,14 28,48 32,95 35,97
◦ Dung trọng ướt
gw T/m
3
1,78 1,81 1,79 1,77
◦ Dung trọng khô
gc
T/m
3
1,42 1,41 1,35 1,30
◦ Tỷ trọng
∆
2,71 2,71 2,72 2,70
◦ Độ lỗ rỗng
n % 47,09 48,02 50,50 51,72
◦ Tỷ lệ lỗ rỗng
ε
0,890 0,924 1,020 1,071
◦ Độ bão hoà
G % 73,51 83,56 87,85 90,20
◦ Lực dính
C KG/cm
2

0,10 0,16 0,08 0,04
◦ Góc masát trong
ϕ
0
11,00 10,00 6,00 5,00
◦ Hệ số ép lún
a
1-2
cm
2
/KG 0,037 0,038 0,043 0,098
◦ Hệ số thấm
K cm/s 5*10
-5
5*10
-5
5*10
-5
8*10
-5
Ghi chú: lớp 3 có hệ só ép lún a
0,5-1,0
=

0,098 cm
2
/KG
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
6

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
Bảng 1
CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ ĐẤT NỀN DÙNG TRONG TÍNH TOÁN
TÊN LỚP
CHỈ TIÊU
KÍ
HIỆU
ĐƠN VỊ LỚP 4a LỚP 4b LỚP 5 LỚP 6
◦ Thành phần hạt
%
1. Sét - 19,30 9,80 1,10 23,80
2. Bụi - 33,30 20,90 3,70 29,20
3. Cát - 47,40 69,30 94,90 47,00
4. Cuội, Sỏi - - - 0,30 -
◦ Giới hạn Atterberg
%
1. Giới hạn chảy Wt 31,07 26,93 - 32,56
2. Giới hạn lăn Wp 20,17 18,25 - 21,22
3. Chỉ số dẻo W
N
10,90 8,68 - 11,34
◦ Độ Đặc
B 0,728 0,887 - 0,232
◦ Độ ẩm thiên nhiên
We % 28,10 25,95 37,60 23,13
◦ Dung trọng ướt
gw
T/m
3
1,86 1,79 1,83 1,93

◦ Dung trọng khô
gc T/m
3
1,45 1,42 1,33 1,57
◦ Tỷ trọng
∆
2,69 2,68 2,67 2,68
◦ Độ lỗ rỗng
n % 46,02 46,97 - 41,61
◦ Tỷ lệ lỗ rỗng
ε
0,853 0,886 - 0,715
◦ Tỷ lệ lỗ rỗng lớn nhất
ε
max
- - 1,135 -
◦ Tỷ lệ lỗ rỗng trung bình
ε
tb
- - 1,003 -
◦ Tỷ lệ lỗ rỗng nhỏ nhất
ε
min
- - 0,639 -
◦ Độ chặt tương đối
D - - 0,272 -
◦ Độ bão hoà
G % 88,65 78,52 - 86,68
◦ Lực dính
C KG/cm

2
0,10 0,05 0,00 0,12
◦ Góc masát trong
ϕ
0
11,00 11,00 24,00 10,00
◦ Góc nghỉ khô
ϕ
0
- - 36,10 -
◦ Góc nghỉ ướt
ϕ
0
- - 26,05 -
◦ Hệ số ép lún
a
1-2
cm
2
/KG 0,029 0,024 - 0,018
◦ Hệ số thấm
K cm/s 10
-4
7*10
-4
5*10
-3
7*10
-5
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

7

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ TIÊU NƯỚC HỐ MÓNG VÀ HẠ GIẾNG KIM
2.1.THIẾT KẾ CẤU TẠO HỐ MÓNG
2.1.1.Xác định phạm vi hố móng và cao trình đáy móng cống.
Dựa vào bản vẽ thiết kế của công trình ta xác định các kích thước và cao trình chính
của công trình như sau. Đáy hố móng được phân chia
thành 3 phần bao gồm kết cấu cống, sân trước (cửa vào) và
sân sau (cửa ra).
+ Sân trước: Theo tài liệu thiết kế là sân làm bằng bê
tông cốt thép M200 liền khối có tường dẫn dòng, phần đầu
mở ra hai bên bờ cắm vào bờ kênh dẫn có chiều rộng
B=54,40 m.Chiều rộng đoạn kết nối với thân cống có chiều
rông b = 41,60 m. Chiều dài sân trước là 30m. Cao trình
mặt sân trước là +2,5, lớp bê tông dày 0,6 và cộng thêm
10cm bê tông lót cao trình mặt dưới bản đáy sân trước
+1,80.
+Sân sau: Theo tài liệu thiết kế thủy công, sân sau
có tường dẫn dòng mở ra hai bên bờ cắm vào bờ kênh dẫn.
Kích thước chiều rộng và chiều dài giống sân trước. Cao
trình mặt trên +1,00. Chiều dày sân 1,2m và lớp bê tông lót
dày 10 cm nên cao trình mặt dưới bản đáy sân sau -0,30. Hình 2.1.1
+ Thân cống: Thân cống là đơn nguyên bằng bê tông cốt
thép M200. Có 3 khoang với 2 khoang lấy nước có kích thước B×H
= 5×6 (m).Gồm 2 tầng, tầng dưới để lấy nước mùa kiệt, cao trình
đáy +3,0. Tầng trên lấy nước mùa lũ cao trình đáy +9,50. Một
khoang thông thuyền có cửa van cung kích thước khoang B×H =
8×8 (m), cao trình đáy +3,0. Thân cống dài 24m,chiều rộng thân

cống tính cả phần trụ bin giữ và trụ bin bên là 27,20m. Cao trình
trên bê mặt cống là +3,00. Cao trình đáy cống kể cả phần bê tông
lót dày 10 cm là +0,9
Từ kích thước của các bộ phận cửa trước, cửa sau, thân
cống ta có kích thước cơ bản sau: Hình 2.1.2
+ Chiều dài công trình tính từ đầu tường cánh thượng lưu đến cuối bể tiêu năng là 84m.
+ Chiều rộng tính từ hai đầu móng giằng là 79,2m.
+ Chiều rộng bản đáy cống 27,2m.
+ Chiều rộng tường rằng số 1 là 16 m.
+ Chiều rộng tường rằng số 2 là 10 m.
+ Chiều rộng chỗ cửa ra và cửa vào của cống tính từ mép chỗ ngoài cùng của tường
cánh là 54,4 m.
+ Cao trình đáy tường giằng số 1 là +5,1.
+ Cao trình đáy tường giằng số 2 là +2,9.
+ Cao trình đáy cống là +0,9.
+ Cao trình đáy chân răng là -0,6.
Dựa vào các kích thước cơ bản ta vẽ được đường viền hố móng như hình 2.3 sau :
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
8

b=2720
th©n cèng
a=2400
trô pin
B¶N §¸Y S¢N TR¦íC
T¦êNG C¸NH TH¦îNG L¦U
5440
4160
ỏn tt nghip Thit k t chc thi cụng cng Võn Cc

8400
5440
7920
3000 2400 3000
Hỡnh 2.1.3
thun tin cho thi cụng t ng vin ỏy múng cụng trỡnh v khi m múng ta
ly lu khụng v mi chiu t 2 ữ 3 (m) ta cú cỏc phng ỏn chn phm vi ỏy múng
nh sau:
Phng ỏn 1: ỏy múng l mt hỡnh ch nht cú kớch thc 86ì90 (m).
Phng ỏn 2: ỏy h múng l mt a giỏc cú cỏc cnh nh sau:

5800
9000
2600
8600
Hỡnh 2.1.4
S b ta xỏc nh din tớch ỏy h múng cho tng phng ỏn nh sau:
+ Phng ỏn 1 ỏy h múng cú din tớch l S
1
=7740(m
2
)
+ Phng ỏn 2 ỏy h múng cú din tớch l S
2
= 6844 (m
2
).
So sỏnh 2 phng ỏn 1 v phng ỏn 2 thỡ khi lng o múng phng ỏn 1 nh
hn tuy cú khú khn v thi cụng phc tp hn phng ỏn 1. gim khi lng o p
mt cỏch ỏng k ta chn phm vi m múng theo phng ỏn 2.

2.1.3.Cu to h múng ca phng ỏn.
Theo phng ỏn 2 ó chn, phm vi m múng tng i ln. T cao trỡnh t nhiờn ta
o n cao trỡnh +7,0 vi h s mỏi m = 1,5 ti cao trỡnh ny ta lm c rng 2,5m, sau ú ta
úng hng c th nht v h ging kim th nht di 10m. Sau ú ta o n cao trỡnh +5,6m
vi h s mỏi m = 1.5 v c rng 2,5m úng hng c th 2 v o n cao trỡnh +3,0 ta h
h thng ging kim th 2 di 10m. Cu to chi tit v ng lờn xuụng h múng th hin
trong bn v s 1.
Do phm vi m múng tng i ln v thun tin cho quỏ trỡnh thi cụng o múng
ta m hai ng lờn xung h múng, chiu rng ca ng ph thuc vo cp cụng trỡnh v
loi xe vn chuyn t. ng thi cụng
c chia lm hai loi loi ng ngoi
h múng v ng trong h múng.
- ng ngoi h múng: L ng ra
vo phm vi h múng. Theo sỏch giỏo
trỡnh thi cụng tp 1 i vi loi ng
ụi ngoi cụng trng cp 1 chiu rng
GVHD:PGS.TS.Lờ ỡnh Chung Sinh viờn:Nguyn Vn Ngc
9

.Mặt cắt ngang đ ờng
50 900 50
2
2
3.Phần đ ờng cho xe qua
1
3
1.Lề đ ờng
2.Rãnh thoát n ớc
Hình 2.1.5
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc

đường từ 7 ÷ 10(m). Chọn chiều rộng mặt đường B = 900(cm) và phần lề đường là 1m. Cấu
tạo như hình 2.1.5
- Đường trong phạm vi hố móng: Là đường tạm thời ngắn hạn, chỉ sử dụng trong quá
trình đi lại vận chuyển đất trong hố móng. Đường trong hố móng chỉ cần sử dụng máy ủi
san bằng phẳng mặt đất gồ ghề tạo đường cho thi công. Theo “giáo trình thi công” tập 1
đường trong hố móng với công trình cấp 1 thi bề rộng đường từ 6,5 ÷ 9,5 (m).Chọn bề rộng
đường B = 9(m).
Đối với đường lên xuống công trình ta mở hai đường lên xuông có bề rộng cả phần lề
đường là 10 (m) độ dốc lên xuống là 10%.
2.1.2.Thiết kế bảo vệ hố móng.
* Mục đích
Nền công trình là lớp đất cát hạt nhỏ tương đối yếu và lại nằm dưới mực nước ngầm,
hố móng tương đối sâu do đó để cho mái hố móng được ổn định trong suốt quá trình thi
công ta phải bảo vệ hố móng.
*Yêu cầu
Tiến hành thi công bảo vệ hố móng ta phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Hố móng được ổn định.
- Quá trình thi công được dễ dàng và thuận tiện.
- Các biện pháp bảo vệ hố móng không làm ảnh hưởng đến quá trình thi công.
- Giá thành thi công rẻ.
* Phân đợt thi công hố móng.
Dựa vào đặc điểm của công trình thủy công, địa chất và địa chất thủy văn công trình
ta phân quá trình đào móng làm 4 đợt để thuận tiện cho công tác thi công bảo vệ hố móng
và gia cố nền móng. Ta phân thành các đợt sau:
- Đợt 1: Đào móng từ cao trình +11,5 đến cao trình +7.
- Đợt 2: Đào móng từ cao trình +7 đến cao trình +5,6. Khi đào móng kết thúc đợt 2 ta tiến
hành đóng cọc cừ dài 12m từ cao trình +5,6 đến cao trình -6,4 để bảo vệ hố móng và đóng
cọc sử lý nền ở các tường giằng.
- Đợt 3: Đào móng dưới sự bảo vệ của hàng cọc cừ, ta đào từ cao trình +5,6 đến cao trình
+2,5. Khi đào móng xong đợt 3 ta tiến hành đóng cọc sử lý nền móng, đóng hệ thống cừ ở

dưới đáy bản đáy công trình.
- Đợt 4: Đào móng từ cao trình +2,5 đến đáy móng.
* Lựa chọn phương án bảo vệ hố móng.
Do hố móng tương đối sâu từ cao trình +11,50 đến cao trình -0,60 cho nên hố móng
phải được thiết kế sao cho ổn định trong suốt thời kỳ thi công. Mặt khác mực nước ngầm
khá cao so với đáy móng công trình (mực nước ngầm +6,5) cho nên khi thiết kế bảo vệ hố
móng cần có biện pháp tiêu nước ngầm trong thời kì đào đất và phải đảm bảo cho hố móng
thi công trong điều kiện khô ráo và mái hố móng luôn ổn định. Để đảm bảo các điều kiện thi
công và thi công đúng tiến độ, giá thành thi công là rẻ nhất ta có các phương án sau:
- Phương án 1: Hai hàng cừ và một hệ thống giếng kim.
- Phương án 2: Hai hàng cừ và hai hệ thống giếng kim.
- Phương án 3: Mở móng tự nhiên và hai hệ thống giếng kim
- Phương án 4: Dùng tường vây chống thấm và hệ thống giếng có bơm hút sâu.
Khi mở móng phải chọn mái hố móng hợp lý sao cho quá trình thi công mái không bị
sạt lở. Mái hố móng phụ thuộc vào các yếu tố như:
- Loại đất.
- Chiều sâu hố móng.
- Độ cao mực nước ngầm.
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
10

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
- Điều kiện bảo vệ hố móng.
Với từng phương án khác nhau và điều kiện bảo vệ hố móng mà ta chọn hệ số mái
sao cho thích hợp. Để lựa chọn phương án hợp lý nhất ta phân tích từng phương án để chọn
phương án hợp lý nhất.
a. Phương án 1
Nội dung: Theo phương án này ta đào từ cao trình tự nhiên đến cao trình +7,00 thì ta
đóng một hệ thống hàng cừ thép thứ nhất dài 6m để bảo vệ hố móng, sau đó tiếp tục đào
móng đến cao trình +5,6. Dọc theo đường viền hố móng tại cao trình +6,6 ta đóng một hàng

cừ thứ 2 dài 12m để bảo vệ hố móng. Tiếp tục đào hố móng đến cao trình +2,5. Tại cao
trình +3,0 ta hạ hệ thống giếng kim đến cao trình -7,0. Do hố móng được 2 hàng cừ bảo vệ
nên khi chọn mái hố móng ta có thể chọn độ dốc của mái lớn hơn so với phương án khác.
Ta chọn hệ số mái hố móng như sau : m
1
= 1,5 , m
2
= 2
+11.5
+8.0
+7.0
+5.6
+3.0
+2.5
-6.4
-7.0
+6.5
MN ngÇm lín nhÊt
Hµng cõ dµi 6m
Hµng cõ dµi 12m
m

=

1
.
5
m

=

2
GiÕng kim dµi 10m
Hình 2.1.5.Sơ đồ hố móng với 2 hàng cừ và 1hệ thông giếng kim
* Ưu điểm :
- Do có 2 hàng cừ bảo vệ nên hố móng tương đối nhỏ, khối lượng đào nhỏ và mái hố
móng ổn định và có hệ số mái nhỏ.
- Hệ thống giếng kim hạ sâu từ cao trình +7 nên mực nước ngầm hạ thấp do đó quá trình
đào móng đợt 4 rất thuận lợi.
*Nhược điểm
- Khó thi công giai đoạn đầu đặc biệt là giai đoạn 2 do mực nước ngầm cao.
- Thi công bảo vệ hố móng phức tạp hơn vì phải thi công thêm tường cừ, trong quá trình
sử dụng dễ gây ra chân không trong ống tích thủy, không an toàn cho thi công đất
b.Phương án 2.
Nội dung của phương án 2 tương tự phương án 1 song khác ở chỗ tại cao trình +7,0 ta
bố trí thêm hệ thống giếng kim nữa từ cao trình +7,0 đến cao trình -3,0.
Hµng giÕng kim thø 2
m

=

1
.
5
m

=

1
.

5
Hµng cõ dµi 12m
Hµng cõ dµi 6m
MN ngÇm lín nhÊt
+6.5
-7.0
-6.4
+2.5
+3.0
+5.6
+7.0
+8.0
+11.5
Hµng giÕng kim thø 1
Hình 2.1.6.Sơ đồ hố móng với 2 hàng cừ và 2 hệ thống giếng kim
* Ưu điểm
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
11

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
- Hố móng khô giáo và mái tương đối ổn định.
- Khối lượng đào nhỏ vì hệ số mái nhỏ.
- Hạ thấp mực nước ngầm xuống sâu và tương đối ổn định.
* Nhược điểm
- Thi công phức tạp và tốn kém.
- Số lượng giếng kim lớn gây khó khăn cho bố trí, giá thành tăng…
c.Phương án 3.
Nội dung: Theo phương án này không sử dụng cọc cừ để bảo vệ hố móng mà chỉ bố trí
hệ thống giếng kim để hạ thấp mực nước ngầm. Trong trường hợp này mái hố móng phải rất
thoải để đảm bảo điều kiện ổn định, đặc biệt từ cao trình +5,6 trở xuống là lớp đất cát hạt

nhỏ rất yếu. Hệ số mái ta chọn như sau: m
1
=2, m
2
=2,5, m
3
= 3
+6.0
+7.0
+5.6
+2.5
+6.5
m

=

2
m

=

2
.
5
m

=

3
+11.5

-4.0
-7.0
+3.0
Hµng giÕng kim thø 1
Hµng giÕng kim thø 2
MN ngÇm lín nhÊt
Hình 2.1.7. Sơ đồ hố móng với 2 hệ thông giếng kim
* Ưu điểm
- Thi công mở móng đơn giản .
- Không tốn thiết bị bảo vệ hố móng.
* Nhược điểm
- Khối lượng đào móng rất lớn do đó giá thành sẽ tăng lên.
- Mái rễ bị mất ổn định do không có thiết bị bảo vệ mái.
d. Phương án 4
Nội dung: Theo phương pháp này thì bảo vệ hố móng và hạn chế nước ngầm thấm vào
hố móng ta bố trí một hệ thống tường vây bằng xi măng và bentonit xung quanh hố móng ở
cao trình +7,0, để tiêu nước ngầm ta cũng bố trí một hệ thống giếng lớn ( giếng có bơm hút
sâu) ở xung quanh hố móng ở cao trình đáy móng.
+11.5
MN ngÇm lín nhÊt
+6.5
+7.0
+5.6
m

=

1
.
5

m

=

1
.
5
m

=

1
.
5
GiÕng kim hót s©u
Tuêng chèng thÊm b»ng
bª t«ng vµ bentonit dµy 0.6
Hình 2.1.8.Sơ đồ móng với tường vây và hệ thống giếng lớn
* Ưu điểm
- Diện tích mở móng nhỏ, khối lượng đào móng không lớn.
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
12

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
- Đảm bảo hố móng luôn kho giáo.
- Đảm bảo tốt điều kiện kỹ thuật.
* Nhược điểm
- Thi công tương chống thấm khó khăn và tốn kém.
- Ảnh hưởng thi công khi thi công bản đáy do có hệ thống giếng hút sâu và sau khi thi
công xong khó sử lý giếng hút sâu.

Do đặc điểm cấu tạo địa chất hố móng nằm trên lớp đất cát hạt nhỏ yếu dễ thấm nước
mà hố móng lại nằm rất sâu và mực nước ngầm rất cao nên phương án bảo vệ hố móng phải
đảm bảo được yêu cầu là mái hố móng ổn định, mực nước ngầm được hạ xuống thấp để
thuận tiện cho thi công, phạm vi mở móng nhỏ. Từ những yêu cầu trên ta thấy có phương án
2 và phương án 4 là khả thi và phải tính toán để lựa chọn phương án tối ưu. Do thời gian có
hạn nên ta chỉ tính cho phương án 2.
2.2.THIẾT KẾ TIÊU NƯỚC HỐ MÓNG
2.2.1. Nhận xét chung.
Theo tài liệu địa chất thủy văn cống lấy nước Vân Cốc có đáy nằm dưới mực nước
ngầm cả mùa lũ và mùa kiệt. Theo tài liệu mực nước ngầm mùa kiệt lớn nhất ở cao trình
+3,0, còn mực nước ngầm mùa lũ lớn nhất ở cao trình +6,5. Khi thi công hố móng và đáy
móng do công trình nằm dưới mực nước ngầm nước sẽ ngấm vào hố móng làm cho hố
móng bị ngập nước, làm hạ thấp cường độ đất nền, tính nén co tăng lên, công trình sẽ bị lún
quá lớn hay tăng trọng lượng bản thân tạo ra ứng suất phụ ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn
cho công trình. Mặt khác do đặc điểm địa chất thủy văn khu vực nền móng có hiện tượng
cát chảy địa chất lớp 5 và cột nước áp lực nên sẽ gây sạt lở hố móng và có khả năng gây
hiện tượng đẩy bục lớp đất nền móng gây khó khăn cho việc thi công. Do đó khi thi công
phải có biện pháp hạ thấp mực nước ngầm và thoát nước mặt tích cực để hố móng luôn
được khô ráo.
2.2.2.Tài liệu cần thiết cho thiết kế tiêu nước hố móng
- Tài liệu mưa trung bình tháng của vùng.
- Tài liệu về địa chất thủy văn .
- Hệ số thấm của đất nền.
* Yêu cầu của thiết kế tháo nước hố móng.
- Chọn phương án tiêu nước thích hợp cho từng thời kỳ thi công.
- Xác định lượng nước, cột nước cần tiêu.
- Bố trí hệ thống tiêu nước và thiết bị tiêu nước thích hợp với từng thời kỳ thi công.
2.2.3.Thiết kế hệ thống tiêu nước mặt và nước ngầm
2.2.3.1.Với nước mặt.
Thiết kế hệ thống tiêu nước trên mặt sao cho làm ảnh hưởng ít nhất tới quá trình thi

công hố móng và các hạng mục công trình. Nước mặt bao gồm nước đọng lại trong hố
móng, nước mưa rơi xuống, nước thấm ra từ bốn bên mái và đáy móng, nước tiết ra trong
quá trình thi công đât và nước thi công…Để tiêu nước mặt hố móng cần sử dụng hệ thống
rãnh có mặt cắt hình thang, chữ nhật…dẫn về hố tập trung để bơm tiêu.
Để tiêu nước mặt trong hố móng cần ta chia nước mặt thành 2 loại theo vị trí tập trung
nước: nước mặt ngoài phạm vi hố móng và nước mặt trong phạm vi hố móng.
a. Nước mặt ngoài phạm vi hố móng: Để tiêu nước mặt ngoài hố móng tránh nước tập
trung chảy vào trong phạm vi hố móng gây sạt lở hố móng và gây ngập lụt hố móng. Ta
thiết kế hệ thống mương rãnh hứng nước và dẫn thoát nước bao vây toàn bộ hố móng.
Mương phải được bố trí cách mép ngoài cùng của hố móng đủ rộng để cho ô tô, máy đào,
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
13

ỏn tt nghip Thit k t chc thi cụng cng Võn Cc
mỏy xỳci li vn chuyn. Hỡnh dng, kớch thc v dc ỏy rónh mng ph thuc
vo loi t v lng nc cn tiờu. Thụng thng rónh mng cú mt ct ngang hỡnh thang
chn mng chớnh sõu 1m ỏy rng b = 0,3m tr lờn, dc i = 0,002. Kờnh nhỏnh thng
sõu 0,3ữ0,5m, ỏy rng b = 0,3m, dc i = 0,002.

thoát n ớc mặt ngoài hố móng
mặt cắt ngang m ơng vây quanh hố móng để
m=1
+10,50
50 5050
+11,50
1500
1000

b.Nc mt trong phm vi h múng:
Rónh dn nc trong phm vi h múng v h tp trung nc c o trc tiờn, nc

mt trong phm vi h múng c tp trung vo rónh thoỏt nc cú mt ct hỡnh ch nht,
ỏy rng 50 cm chiu sõu rónh 50 cm, h s mỏi m = 0, dc ỏy rónh 1% ữ 5% v dn
vo ging tp trung cú cỏc cnh gia c bng cỏc thanh chng, ỏy ging tp trung thng
phi thp hn ỏy mng 1(m) din tớch thng 1,5 ì 1,5 (m).
2.2.3.2.Vi nc ngm.
Theo ti liu a cht thy vn mc nc ngm mựa l cao nht n nh cao trỡnh
+6,5 v mựa kit mc nc ngm cao nht n nh cao trỡnh +3,5. h thp mc nc
ngm ca h múng ta b trớ h thng ging kim võy quanh h múng. Mt h thng b trớ
cao trỡnh +7,0 v mt h thng b trớ cao trỡnh +3,0.
Trong thi k o múng t 1 t cao trỡnh mt t t nhiờn n cao trỡnh +7,0(m), do
cao trỡnh mc nc ngm ln nht cao trỡnh +6,5(m) nờn giai on ny ta khụng cn phi
tiờu nc ngm. Ta ch b trớ h thng tiờu nc mt phũng trong trng hp tri ma.
Khi o múng n cao trỡnh +7,0(m) ta b trớ h thng ging kim th nht h thp mc
nc ngm xung thun li cho quỏ trỡnh o múng tip theo. H thng ging th nht cú
nhim v h thp mc nc ngm t cao trỡnh +6,5(m) n cao trỡnh +2,0(m) cho quỏ
trỡnh o múng t 3 c thun tin. H thng ging kim th 2 cú nhim v h thp mc
nc ngm t cao trỡnh +2,0 n cao trỡnh thit k -1,6(m).
2.2.4.Tớnh toỏn v xỏc nh lu lng cho h thng
S tớnh toỏn:
t
2
t
1
S
01
S
h
S
1
-1.6

S
02
S
H
1
H
2
A
2
A
1
Đ ờng hạ thấp mực n ớc ngầm
Trục hố móng
Hàng giếng kim thứ 1
+11.5
+7.0
+5.6
+3.0
+2.5
+6.5
Hàng giếng kim thứ 2
2.2.4.1. Tớnh toỏn cho h thng ging th nht
GVHD:PGS.TS.Lờ ỡnh Chung Sinh viờn:Nguyn Vn Ngc
14

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
Để tính toán cho hệ thống giếng kim thứ nhất ta đưa về trường hợp tính tương đương
với một giếng lớn có bán kính tính đổi là A và trị số hạ thấp mực nước ngầm là S
1
Theo hình vẽ ta có độ sâu hạ thấp mực nước ngầm: S = S

01
+ ∆S (2.2.1)
Trong đó:
- S
0
là trị số hạ thấp mực nước tại tâm hố móng so với mực nước ngầm, hệ thống giếng
thứ nhất có nhiệm vụ hạ thấp mực nước ngầm tại tâm hố móng đến cao trình +2,0(m) theo
hình vẽ ta có S
01
= 6,5 – 2.0 = 4,5 (m).
- ∆S là trị số phụ thuộc vào kích thước hố móng, tính chất của đất, kích thước của giếng,
của ống lọc, độ sâu và khoảng cách của chúng có thể tính theo công thức kỹ thuật sau:
∆S =
0,3.q 1,32.l
.lg
l.k r
(2.2.2) [Kỹ thuật thi công đât và nền móng]
Trong đó:
- q là khả năng hút nước của một giếng, q được xác định theo công thức [Giáo trình thi
công T
1
- tr58]
q = F × V = (π×φ×l) ×V (m
3
/ngày đêm) (2.2.3)
q = 3,14×0,05×1×86,5 = 13,58 (m
3
/ngày đêm)
Với: F - là diện tích mặt ngoài của ống lọc
φ - Lấy theo bán kính của giếng đối với giếng hút sâu được hạ bằng phướng

pháp thủy lực, thường đường kính giếng φ = 38 ÷ 50mm.Lấy φ = 50 mm.
l - Chiều dài ống lọc thường dài l=1m.
r - Bán kính ống giếng kim r = 0,02m.
V - Tốc độ nước có thể thấm vào ống lọc và được xác định theo công thức
kính nghiệm sau:
V = 60
4
k
= 60.
4
4,32
= 86,5 (m/ngày đêm)
K –Là hệ số thấm trung bình của của lớp đất K = 0,005(cm/s) = 4,32 (m/ng.đ)
∆S =
02,0
1.32,1
lg.
32,4.1
58,13.3,0
= 1,73 (m)
Vậy ta có độ sâu hạ thấp mực nước ngầm ở tâm hố móng là
S
1
= 4,5 + 1,73 = 6,23(m)
a.Xác định chiều sâu hạ giếng kim
Chiều sâu hạ giếng được tính theo công thức: [Giáo trình thi công T
1
- ĐHTL]
L = Z + S
01

+ ∆S + ∆h + l + h
0
(2.2.4)
Trong đó :
Z- Khoảng cách từ tim ống tập trung (lấy đường kính ống tập trung φ =120mm) đến mực
nước ngầm ban đầu Z = 0,06 + (7,0 - 6,5) = 0,56 (m).
S
0
- Khoảng cách từ mực nước ngầm ban đầu đến mực nước ngầm sau khi hút ổn định
S = 6,5 - 2,0 = 4,5 (m).
∆S - Độ sâu phải hạ thêm mực nước ở trong giếng. Theo tính toán ở trên ∆S = 1,73 (m).
∆h - Cột nước tiêu hao khi nước chảy qua ống lọc lấy từ 0,5 ÷ 1m.
l - Chiều dài phần lọc l = 1m.
h
0
- Độ ngập nước của phần lọc. Lấy h
0
= 0,5m.
Tính được L = 0,56 + 4,5 + 1,73 + 1 + 1 + 0,5 = 9,29 (m).
Theo điều kiện chế tạo của giếng kim chọn chiều dài giếng kim là 9,5m.
b.Xác định nước thấm vào hố móng
Lưu lượng thấm vào hố móng được tính theo công thức: [Giáo trình thi công T
1
-
ĐHTL]:
Q = Q’ + Q” (2.2.5)
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
15

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc

Trong đó:
- Q’ Lưu lượng nước thấm vào giếng phần không áp và được tính theo công thức gần
đúng sau : [Giáo trình thi công T
1
- ĐHTL]:
Q’ =
1 1 1
1 1
1
1,36.K.(2H -S ).S
A +R
lg
A
(2.2.6)
- Q” Lưu lượng nước thấm vào giếng phần có áp.Được tính theo công thức gần đúng sau:
[GTTC - ĐHTL]
Q” =
01 1
1 1
1 1
2,72.S t K
A +R
lg
A -t /2
(2.2.7)
Trong đó:
- K là hệ số thấm trung bình của lớp đất địa chất K = 4,32 (m/ng.đ)
- R
1
là bán kính ảnh hưởng của hệ thống giếng thứ nhất. R

1
được xác định theo công thức:
R = 2×S
1
×
K.H
(2.2.8)
Với H là chiều sâu tính từ mực nước ngầm ban đầu đến đầu giếng kim H = 6,5 -(-3) =9,5(m)
R = 2×6,23×
5,9.32,4
= 79,82 (m)
- A
1
Bán kính giếng tính đổi của hệ thống giếng thứ nhất. Được xác định theo công thức:
A =
1
F
π
=
14,3
7858
= 50 (m). (2.2.9)
Với F
1
là diện tích hố móng phần giếng kim thứ nhất bao bọc
Do chiều dày tầng thấm tương đối lớn ta xác định vùng ảnh hưởng tới giếng.Theo [Kỹ thuật
thi công đất và nền móng] ta có:
01
1
S 4,5

=
H 9,5
= 0,474 ⇒
a
1
T
H
= 1,674 ⇒ T
a
= 1,62 × H
1
= 1,674 × 9,5 =15,9 (m)
Theo sơ đồ ta có t
1
= T
a
- H
1
= 15,9 - 9,5 = 6,4 (m).
Thay vào ta tính được Q’ =
50
82,7950
lg
23,6).23,65,9.2.(32,4.36,1
+
−
= 1138 (m
3
/ng.d)
Q =

2,72.4,5.6,4.4,32
50 79,82
lg
50 6,4 / 2
+
−
= 764 (m
3
/ng.d)
Vậy tổng lưu lượng chảy vào hố móng là Q
1
= Q’ + Q” = 1138 + 764 = 1902 (m
3
/ng.d)
c. Xác định số lượng giếng và khoảng cách giữa các giếng
Số lượng giếng kim được xác định bằng công thức sau :[Giáo trình thi công T
1
- ĐHTL]:
n =
Q
q
.m (2.2.10)
Trong đó: q - Là khả năng hút nước của mỗi giếng q = 13,58 (m
3
/ng.d)
Q - Lưu lượng mạch cần làm khô Q = 1902 (m
3
/ng.d)
m - Hệ số dự trữ lấy. Do có hàng cừ bảo vệ nên nước thấm vào hố móng bị hạn
chế, lấy m = 1,3.

Suy ra n =
1902
13,58
.1,3 = 182 (giếng)
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
16

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
Trong thực tế người ta thường lấy dư ra so với thiết kế 10% ÷ 15% số lượng giếng.
Vậy chọn số giếng hàng thứ nhất là 200 giếng.
Khoảng cách giữa các giếng được xác định theo công thức: [Giáo trình thi công T
1
-
ĐHTL] :
e =
P
n
=
346
200
= 1,73 (m) (2.2.11)
Với P = 346 (m) là chu vi bố trí giếng kim
n – là số lượng giếng quanh hố móng.
Lấy khoảng cách giữa các giếng e = 1,7 (m).
2.2.4.2.Tính toán cho hệ thống giếng thứ 2
Kết cấu giếng kim cấp 2 hoàn toàn toàn giống với kết cấu giếng kim cấp 1. Giếng kim
cấp 2 hạ từ cao trình +3,0(m) đến cao trình -7,0(m). Có chức năng chủ yếu hạ thấp mực
nước ngầm cho đợt đào đất thứ 3 và hạ thấp mực nước ngầm thường xuyên cho giai đoạn 2
(giai đoạn thi công các kết cấu cống) trong mùa mưa. Giếng kim cấp 2 có phương pháp hạ
hoàn toàn giống giếng kim cấp 1.

Hệ thống giếng kim cấp 2 được bố trí trên cao trình +3,0 và dự tính hạ sâu xuống 9
đến 10m. Nhưng vì tầng địa chất nằm khá sâu nên tính toán thiết kế với hệ thống giếng
không hoàn chỉnh. Hệ thống giếng kim cấp 2 được thiết kế hạ thấp mực nước ngầm cho giai
đoạn đào đợt 3 và thiết kế sao cho mực nước ngầm ban đầu tính toán trùng với mực nước
ngầm sau khi hút ổn định của hệ thống giếng kim thứ nhất. Tức từ cao trình +2,0(m) hút ổn
định hơn đáy hố móng chỗ sâu nhất (chân khay bản đáy cống cao trình - 0,6 m) ít nhất 1(m).
Bài toán đặt ra máy bơm sẽ hút từ cao trình mực nước ban đầu ổn định +2,0 (m) đến cao
trình -1,6(m)
Các thông số để tính toán cho hệ thống giếng kim thứ 2 bao gồm:
S
02
= 3,6 (m)
S
2
= S
02
+ ∆S = 3,6 + 1,73 = 5,33 (m)
A = 44,69(m)
Còn t
2
= 1,6 m
Bán kính ảnh hưởng R = 2× S×
K.H
= 2×5,33×
0,9.32,4
= 66,47 (m)
Từ đó ta tính được
Q’ =
2 2 2
2 2

2
1,36.K.(2H -S ).S
A +R
lg
A
=
69,44
47,6669,44
lg
33,5).33,50,9.2.(32,4.36,1
1
+
−
= 1002 (m
3
/ng.d)

Q” =
02 2
2 2
2 2
2,72.S t K
A +R
lg
A -t /2
=
2,72.3,6.1,6.4,32
44,69 66,47
lg
44,69 1,6 / 2

+
−
=168 (m
3
/ng.d)
Tổng lưu lượng vào hệ thống hai giếng Q
2
= 1002 + 168 =1170 (m
3
/ng.d)
Tính tương tự như trên ta có n = 112 giếng, e = 2,45 (m)
Trên thực tế nếu ta bố trí hệ thống giếng với khoảng cách như vậy thi không hợp lý vì
phạm vi ảnh hưởng hút nước của giếng kim rất bé từ 1,5 đến 1,7m, khi đó nếu bố trí hệ
thống giếng như vậy thì một phần nước sẽ đi qua hai giếng làm cho hố móng không được
khô ráo ảnh hưởng đến thi công. Thông thường bố trí hệ thống giếng kim cách nhau khoảng
1,7 m là hợp lý.
*Bố trí hệ thống giếng kim.
Có 2 hình thức bố trí hệ thống hoạt động của giếng kim:
- Hai hệ thống hoạt động đồng thời.
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
17

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
- Hai hệ thống hoạt động độc lập.

1,7(m)
HÖ thèng giÕng thø nhÊt
HÖ thèng giÕng thø nhÊt
Hình 2.2.2.Bố trí hệ thống giếng kim

Khi hai hai hệ thống giếng hoạt động đồng thời thì ta bố trí hệ thống giếng kim trên mặt
bằng so le nhau để đảm bảo khoảng cách giữa các giếng của hai hệ thống là từ 1,5 đến 1,7m.
như hình 2.2.2
Khi hai hệ thống giếng hoạt động độc thì khi thi công hệ thống giếng thứ nhất xong, hệ
thống giếng thứ nhất có nhiệm vụ hạ thấp mực nước ngầm từ cao trình +6,5(m) xuống cao
trình +2,0(m) để thuận tiện cho đào móng đợt 3. Sau khi đào móng đợt 3 xong ta bố trí hệ
thống giếng kim thứ hai có tổng số giếng của hai hệ thống cộng lại, còn hệ thống giếng thứ
nhất không cần thiết nữa. Khi đó nước trong thời kỳ thứ thường xuyên chỉ có hệ thống
giếng thứ hai hoạt động.
Từ các nhận xét trên ta chọn phương án bố trí theo phương án hai hệ thống giếng làm
việc đồng thời.Vậy hệ thống giếng thứ nhất là 176 giếng, hệ thống thứ hai chọn là 112 giếng
Để cho hệ thống hoạt động an toàn ta dự trữ 30 chiếc.
2.2.4.3. Phương pháp thi công giếng kim:
Giếng kim được hạ bằng phương pháp xói nước. Nước ở bơm cao áp được bơm vào
thân ống, van bị đẩy xuống, nước chui ra từ chân ống, xói đất. Dưới tác dụng trọng lượng
bản thân giếng kim sẽ được hạ dần xuống cao trình thiết kế. Sau đó đổ cát thô, sỏi nhỏ
xuống xung quanh giếng tới mặt nước ngầm làm tầng lọc. Khi đổ cát sỏi vẫn phải bơm nước
liên tục sao cho cát sỏi có thể lắng xuống được mà vách đất xung quanh giếng không bị sụt
lở. Trên miệng lỗ xung quanh giếng kim lèn chặt đất sét để khong cho không khí lọt vào lớp
cát sỏi và ống lọc.
Áp lực nước khi hạ giếng kim, với loại đất vùng xây dựng cống Vân Cốc là loại đất á sét
pha cát – sét nặng dính thì áp lực p =6 ÷ 8 at. Khi bơm hút nước, van bi sẽ bịp kín chân ống
hút, nước sẽ thấm qua tầng lọc, các lớp dưới lọc chảy vào trong ống lọc rồi bị hút lên. Khi
nhổ giếng kim lên cũng phải xói nước như khi hạ. Nên dùng cần cẩu hoặc pa lăng xích để
nhổ lên.
2.2.5.Chọn thiết bị máy bơm cho phương án.
+ Đối với hệ thống giếng kim thứ nhất với lưu lượng Q
1
= 1902(m
3

/ng.d) =
79,25(m
3
/h) và cột nước cần bơm H ≤ 10 (m). Với cột nước và lưu lượng như vậy tra sổ tra
máy bơm do công ty chế tạo bơm Hải Dương sản xuất, với máy bơm chất sệt dùng trong
giếng khoan chon 4 máy bơm LTSĐ 24 - 6 có các thông số như sau:

Thông số kỹ thuật máy bơm LTSĐ24-6 Bảng 2.2.1
Kí hiệu
Thông số kỹ thuật và kích thước cơ bản
Q
(m
3
/h)
H
(m)
n
(v/ph)
N
đ.cơ
(KW)
D
h
(mm)
D
x
(mm)
LTSĐ 24 - 6 24 6 980 5,5 100 65
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
18

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
+ Đối với hệ thống giếng kim thứ hai với lưu lượng Q
2
= 1170 (m
3
/ng.đ) =
48,75(m
3
/h).Cột nước cần bơm 10m ≤ H ≤ 20m. Với cột nước và lưu lượng cần bơm như
vậy tra sổ tra máy bơm do công ty chế tạo bơm Hải Dương sản suất, với máy bơm chất sệt
dùng trong giếng khoan, chọn 2 máy bơm LTSĐ 40 - 24 có các thông số sau:

Thông số kỹ thuật máy bơm LTSĐ40-24 Bảng 2.2.2
Kí hiệu
Thông số kỹ thuật và kích thước cơ bản
Q
(m
3
/h)
H
(m)
n
(v/ph)
N
đ.cơ
(KW)
D
h
(mm)

D
x
(mm)
LTSĐ 40-24 40 24 1450 15 80 80
2.2.6. Lựa chọn và tính toán chiều sâu đóng cừ
Do hố móng sâu mực nước ngầm cao nên để giảm kích thước hố móng, giảm khối
lượng đào đắp hố móng ta mở móng kết hợp đóng cừ. Ta đóng hai hàng cừ hàng thứ nhất tại
cao trình +8,0(m) gia cố mái lần thứ nhất, hàng cừ thứ 2 tại cao trình +5,6(m) gia cố mái lần
thứ 2. Để chọn loại cừ ta tính toán chiều dài cừ theo phương pháp Blum. Tính mô men uốn
lớn nhất M
max
từ đó tính được mô men chống uốn. Tra [Sổ tay thiết kế nền và móng] ta chọn
được loại cừ bằng thép do các nhà máy Liên Xô sản xuất.
Điều kiện an toàn của cừ là: W
cừ
≥
max
M
R

* Tính toán chiều dài cừ. (Theo phương pháp Blum – [Thiết kế và thi công hố móng sâu])
Đối với hàng cừ thứ nhất ta chọn chiều dài là 6m vì lực sô ngang không đáng kể và độ
sâu đào thấp nên ta không tính toán.
Đối với hàng cừ thứ hai: Cừ được đóng xuống dưới tác dụng của lực xô ngang (P) từ cao
trình +5,6(m) đến cao trình đáy cống +1,0(m). Lực tác dụng của đất bao gồm hai thành
phần:
+ Phần phía trên điểm C có chiều ngược chiều với lực P và phần phía dưới cùng chiều
với lực P. Từ đó ta có sơ đồ bài toán như hình 2.2.4

t

0
h
+1,0
+5,6
F
P
E
2b
t
+1,0
C
P
Cõ thÐp
λγτ
O
u
Mmax
x
m
l
Hình 2.2.4: Sơ đồ tính toán chiều sâu cừ.
Phần ngược chiều với P phân bố tuyến tính đến độ sâu t
0
có cường độ lớn nhất λγ
1
t
0
trong đó:
λ: là hệ số áp lực đất : λ = λ
b

- λ
c
= 2,37 – 0,42 = 1,95
λ
b
: là hệ số áp lực đất bị động : λ
b
= tg
2
(45
0
+ϕ/2) = tg
2
(45
0
+24
0
/2) = 2,37
λ
c
: là hệ sô áp lực đất chủ động : λ
c
= tg
2
(45
0
- ϕ/2) = tg
2
(45
0

– 24
0
/2) = 0,42
Trong đó ϕ là góc ma sát trong của lớp đất 5 là ϕ = 24
0

γ
1
: là trọng lượng riêng của đất γ = 1,83 (t/m
3
).
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
19

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
Khi đó hợp lực F =λγ
2
0
t
2
= 1,95×1,83×
2
0
t
2
= 1,785t
0
2
(t/m
3

)
Phần lực cùng chiều với áp lực chủ động phía trên coi như phân bố đều, lực lớn nhất có
cường độ λγ
1
t
0
= 1,95 × 1,83 × t
0
= 3,57t
0
.
Áp lực chủ động P bỏ qua ma sát giữa đất với cừ có cường độ lớn nhất P
a
= λ
c
.γ.h
Với h = 4,6m, γ = 1,83 (t/m
3
), λ
c
= 0,42
Ta tính được P
a
= 0,42×1,83×4,6 = 3,53 (t/m
3
)
Suy ra P = 0,5.Pa.h = 0,5.3,53.4,6 = 8,13 (t/m
3
)
Phương trình hình chiếu lên phương ngang ta có:

E = F – P = 0,5λ.γ.t
0
– P (2.2.12)
- Phương trình mô men với điểm O ta có:
F.
0
t
3
- P.(
h
3
- t
0
) = O (2.2.13)
Biến đổi ta được phương trình:
t
0
3
– 13,6.t
0
– 62,88 = O (2.2.14)
Giải gần đúng được t
0
= 5,09 (m). Thay vào phương trình (2.2.12) ta được:
E = 2b. λ.γ.t
0

2b =
0
E

. .tλ γ
= 0,5 t
o
-
0
P
. .tλ γ
= 0,5.5,09 -
8,13
1,95.1,83.5,09
= 2,09 (m)
Chiều sâu đóng cừ yêu cầu: t = t
0
+b/2 = 5,09 + 2,09/ 2 = 6,135 (m)
Do đó chiều dài cừ L = 4,6 + 6,135 = 10,735 (m)
Trong thực tế chỉ có các loại cừ tiêu chuẩn dài 6m, 12m do đó ta chọn loại cừ đủ chiều
dài an toàn là 12 m.
*Chọn loại cừ:.
- Cừ đảm bảo điều kiện ổn định khi thỏa mãn điều kiện sau:
W
cừ
≥
max
M
R
Trong đó: W
cừ
là mô men chống uốn của cừ. Theo loại cừ đã chọn ta có W
cừ
= 114 (cm

3
)
R là cường độ của cừ. Với cừ thep lấy R = 2100(daN/cm
2
)
M
max
là mô men uốn lớn nhất của cừ thép.
- Tính toán M
max.
(Sơ đồ tính toán như hình 2.2.4).
Theo sơ đồ bài toán ta có: a =
2.4,6
3
=3,07 (m) là điểm đặt của P
l = h + u =4,6 + 0,99 = 5,59 (m)
Theo phương pháp Blum: x
m
=
2.P 2.8,13
. 1,83.1,95
=
γ λ
= 2,13 (m) (2.2.15)
Từ đó ta tính được Mô men uốn lớn nhất:
M =
m
m
. .x
P.(l x a)

6
γ λ
+ − −
(2.2.16)
Thay số ta tính được M = 81,3(5,59 +2,13 – 3,07) -
3
18,3.1,95.2,13
6
= 351,68 (kN/cm
2
)
Điều kiện ổn định của cừ là W
cừ
≥
max
M
R

Suy ra W
cừ
≥
4
351,68.10
2100
=1674,7 (cm
3
)
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
20

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
Tra bảng (10 – 2) “sổ tay thiết kế nền và móng” ta chọn kiểu cọc cừ bằng thép do các
nhà máy Liên Xô sản xuất ta chọn loại cừ Π-IV có dạng mặt cắt như sau:

d
t
B
H
h
Hình 2.2.3. Kích thước cơ bản của cừ
Theo sổ tay thiết kế nền và móng ta tra với cừ IIIK – I có các thông số cơ bản của cừ
như sau:
Thông số cơ bản của cừ Bảng 2.2.2
Số hiệu
Diện tích tiết
diện F(cm)
Trọng lượng 1m
dài (kG
2
)
Mô men quán
tính I (cm
4
)
Mô men
chống uốn
W (cm
3
)
Π - IV

490 74 3900 2200
2.3.THIẾT KẾ ĐÀO MÓNG
Trong xây dựng công trình thủy lợi cụm công trình đầu mối Hát Môn - Đập Đáy công
tác đào đất (đào đất hố móng cống Vân Cốc ) chủ yếu sử dụng các máy móc thiết bị cơ giới
là chính. Khối lượng đất được đào bằng máy móc cơ giới chiếm tỷ lệ tới 95% ( đào hố
móng, đường thi công hố móng…) tổng khối lượng đất đào. Phần còn lại được đào bằng
phương pháp thủ công (đào đất đệm bản đáy cống công trình, sân trước, sân sau và rãnh
thoát nước …).
Các tầng đất khu vực xây dựng công trình là loại đất á sét đến sét nặng bão hòa nước
nên luôn ở trạng thái tính dính lớn, riêng lớp 5 và lớp 7 đất thuộc loại cát – á cát hạt nhỏ
đây là tầng chứa nước ngầm lớn nhất. Hố móng luôn thi công trong điều kiện nước ngầm có
áp. Khi thi công đến đâu ta có biện pháp bảo vệ hố móng và biện pháp hạ thấp mực nước
ngầm đến đó đảm bảo hố móng khô ráo.
2.3.1.Xác định phạm vi mở móng cho từng giai đoạn.
Từ phương án bảo vệ hố móng và biện pháp tiêu nước hố móng ta xác định phạm vi
mở móng cho từng giai đoạn như sau:
- Đợt 1: Đào móng từ cao trình mặt đất tự nhiên đến cao trình +7,0(m) bằng máy xúc gầu
xấp và ô tô tự đổ, khi đào đất đến cao trình +7,0(m) kết hợp thi công đóng hàng cừ thứ nhất
dài 6(m) vây quanh hố móng, hệ thống giếng kim và các thiết bị bơm nước để tiêu nước hố
móng cho công tác đào đất đợt 2.
- Đợt 2: Đào đất từ cao trình +7,0(m) đến cao trình +5,6 (m) bằng máy xúc gầu sấp kết
hợp với ô tô tự đổ, khi đào đất đến cao trình này ta kết hợp thi công hàng cừ thứ hai dài 12m
để bảo vệ hố móng và tiến hành đóng cọc âm để xử lý nền.
- Đợt 3: Đào móng từ cao trình +5,6 (m) đến cao trình +2,5 (m) bằng máy đào gầu sấp
kêt hợp với ô tô tự đổ, khi đào đến cao trình +3,0 (m) ta tiến hành hạ hệ thống giếng kim
cấp 2, hệ thống bơm tiêu nước và tiếp tục thi công đến cao trình +2,5 (m).
- Đợt 4: Đào đến cao trình đáy móng công trình bằng đào thủ công để tránh việc biến
dạng và phá hoại của kết cấu đất nền từng hạng mục thiết kế sân trước, bản đáy và sân sau.
Phần còn lại được tỉa bằng phương pháp thủ công:
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

21

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
+2.5
+5.6
+7.0
+11.5 +11.5
+7.0
+5.6
+3.0
Ph¹m vi ®µo mãng ®ît 1
Ph¹m vi ®µo mãng ®ît 2
Ph¹m vi ®µo mãng ®ît 3
Ph¹m vi ®µo mãng ®ît 4
Hình 2.3.1.Phạm vi mở móng cho từng giai đoạn
2.3.2.Tính toán khối lượng đất đào hố móng cho từng giai đoạn
Theo tài liệu “báo cáo địa chất” thì cao trình mặt đất tự nhiên khu vực xây dựng cống
Vân Cốc khá bằng phẳng, cao trình mặt đất tự nhiên dao động từ cao trình +10,0(m) đến cao
trình +11,8(m) ta lấy giá trị trung bình là +11,5(m) để thiết kế và tính toán. Mặt khác kết cấu
cống phần có cao trình thấp nhất của bản đáy cống ở vị trí chân khay của bản đáy cống là
- 0,6 (m) chiều sâu hố móng sâu 12,1(m) > 10(m) nên ta bố trí hai cơ. Một cơ ở cao trình
+7,0(m), cơ rộng 2,5m. Một cơ ở cao trình +5,6(m) có chiều rộng 2 (m). Trên cơ bố trí hệ
thống thoát nước.
2.3.2.1. Thi công đào đất hố móng đợt 1
Đây là đợt đào có khối lượng là lớn nhất do đó thời gian đào hố móng đợt 1 cũng
chiếm nhiều nhất. Đào đất hố móng đợt 1 từ cao trình mặt đất tự nhiên đến cao trình +7,0
(m). Vì lớp đất đợt 1 từ bắt đầu từ mặt đất tự nhiên nên mặt địa hình hố móng có tính chất
gồ ghề gây khó khăn cho sự di chuyển của máy móc. Do đó cần có biện pháp sử lý mặt
bằng cho máy móc thiết bị làm việc được thuận tiện.
Mặt khác địa chất hố móng đợt 1 từ mặt đất tự nhiên đến cao trình +7,00(m) là đất á

sét nặng – á sét, lực kháng cắt thấp có độ dính tương đối lớn và đặc biệt là có lớp đất trên
cùng là loại đất sét nặng hữu cơ gây trơn và dính khi có bão hòa nước. Đường thi công dải
một lớp cát sỏi cho mặt đường và biện pháp chống trơn khác. Khi đào đất đến cao trình +8,0
ta tiến hành hạ hàng cừ thứ nhất. Khi thi công đến cao trình thiết kế +7,0 ta hạ hệ thống
giếng kim thứ nhất. Đào đất đợt 1 không có biện pháp hạ thấp mực nước ngầm do khoảng
đào nằm trên mực nước ngầm. Mặt khác ta chọn thời gian thi công là mùa kiệt mực nước
ngầm nằm khá sâu. Ta chỉ bố trí hệ thống tiêu nước mặt để phòng có mưa:

11.5
6663
7546
425531584257
372128763723

Hình 2.3.2. Đào hố móng đợt 1
- Khối lượng đào móng đợt 1 được tính theo công thức gần đúng sau:
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
22

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
V
1
=
1 2
(S S )
.h
2
+
(m
3

) (2.3.1)
Trong đó: S
1
là diện tích phần bao ngoài hố móng cao trình +11,5 (m), S
1
= 11567(m
2
).
S
2
là diện tích phần bao hố móng cao trình +7,0(m), S
2
= 9025 (m
2
).
h là chiều cao lớp đào, h = 11,5 – 7 = 4,5 (m).
Tính được V
1
=
(11567 9025)
.4,5
2
+
= 46332 (m
3
)
2.3.2.2. Thi công đào đất hố móng đợt 2: Sơ đồ như hình 2.3.3.
Đào móng từ cao trình +7,0 (m) đến cao trình +5,6 (m). Vì lớp đất đào đợt 2 bắt đầu từ
mặt đất đào đợt 1 nên mặt bằng cũng khá gồ ghề gây khó khăn cho sự di chuyển máy móc
cần có biện pháp sử lý mặt bằng, cho máy ủi ủi tạo mặt bằng cho máy móc thiết bị làm việc

vận chuyển.
Địa chất hố móng từ cao trình +7,0(m) đến cao trình +5,6 (m) là đất á sét pha cát, á cát.
Lực kháng cắt tương đối thấp độ dính tương đối nhỏ và đặc biệt lớp sét nặng gây trơn và
dính khi có bão hòa nước. Tại cao trình +5,6 (m) ta hạ hàng cừ thứ 2 để chuẩn bị đào móng
đợt 3.

3723 2876 3721
3359 2684 3357
6663
6062
Hình 2.3.3.Đào hố móng đợt 2
Ta có: V
2
=
1 2
(S S )
.h
2
+
Trong đó
+ S
1
diện tích hố móng tại cao trình+7,0 (m), S
1
= 9025(m
2
).
+ S
2
diện tích hố móng tại cao trình +5,6 (m), S

2
= 7473 (m
3
).
+ h chiều cao lớp đào h = 7,0 -5,6 = 1,4m.
Suy ra : V
2
=
1 2
(S S )
.h
2
+
=
(9025 7473)
.1,4
2
+
= 11548 (m
3
)
2.3.2.3. Thi công đào đất hố móng đợt 3: Sơ đồ như hình 2.3.4

+5.6
+2.5
+5.6
3201 2600 3199
5800
Hình 2.3.4. Đào hố móng đợt 3
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc

23

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
Đào thẳng đứng từ cao trình +5,6(m) xuống cao trình 2,5 m. Đào hố móng đợt 3 bắt đầu
sau khi hàng cừ thứ hai được hạ, đóng cọc gia cố nền và hạ hệ thống giếng kim thứ 2 tại
caotrình +3,0 (m). Do khối đào đợt 3 nằm dưới mực nước ngầm nên công tác tiêu nước hố
móng phải được chú trọng. Ngoài ra còn phải chú ý tới hiện ượng cát chảy, mạch đùn…
Do đó phải chú trọng cả tiêu nước mặt và tiêu nước ngầm.
Ta có V
3
= S × H
Trong đó S là diện tích hố đào S = 6844 (m
2
)
H chiều cao khối đào h = 5,6 – 2,5 = 3,1 (m)
Từ đó tính được V
3
= 6844 × 3,1 = 21216 (m
3
)
2.3.2.4. Thi công đào đất hố móng đợt 4:
Đợt 4 đào từ cao trình + 2,5 xuống đến cao trình đỉnh cọc bằng máy sau đó đào thủ công
đến cao trình đáy móng công trình. Khối lượng đào phần này bao gồm ba phần:

8600
5800
9000
3200 2600 3200
V
1

V
2
V
3
Hình 2.3.5 Đào đất hố móng đợt 4
+ Phần đất ở sân trước V
I
+ Phần đất ở bản đáy cống V
II
+ Phần đất ở bể tiêu năng V
III
Giới hạn các phần như hình 2.3.5
Phần đất ở sân trước không phải đào sâu thêm vì cao trình đỉnh cọc ở cao trình +2,5m
Phần hố móng bể tiêu năng phải đào đến cao trình đầu cọc là +0,3m. Vậy chiều dày đất
phải đào là h = 2,5 – 0,3 = 2,2 (m). Khối lượng đất phải đào tính theo công thức:
V
III
= S×h = 2304 × 2,2 = 5068,8 (m
3
)
Phần hố móng ở bản đáy cống phải đào đến cao trình đỉnh cọc là +1,5 (m). Chiều dày
lớp đất phải đào là 2,5 – 1,5 = 1m. Cộng thêm khối lượng đào đât thủ công từ cao trình
+1,5m đến cao trình +1,0m. Khối lượng đất được tính theo công thức:
V
II
= S × h = 2236 × (1+0,5) = 3354 (m
3
)
Vậy tổng khối lượng đào đất đợt 4: V
4

= 5069+3354 = 8423(m
3
)
Ta có bảng thống kê khối lượng đất đào trong các đợt như sau:
Bảng 2.3.1
Đợt Khối lượng(m
3
)
1 46332
2 11548
3 21216
4 8423
Tổng 87519
2.3.3.Cường độ thi công đào móng
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
24

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công cống Vân Cốc
Để xác định cường độ thi công đào móng ta phải căn cứ vào thời gian thi công công trình
và thiết bị máy móc của đơn vị thi công.Thời gian thi công công trình là 1 năm và thời gian
thi công đào hố móng thường chiếm 10% - 15% thời gian thi công công trình, để đẩy nhanh
tiến độ thi công và ít ảnh hưởng tới các công việc khác ta kết hợp quá trình đào móng với
các công việc bảo vệ hố móng với các công việc bảo vệ hố móng, bố trí hệ thống tiêu nước,
xử lý nền. Thời gian đào móng các đợt là 45 ngày và được chia như sau:
- Đợt 1: 22 ngày.
- Đợt 2: 5 ngày.
- Đợt 3: 8 ngày.
- Đợt 4: 10 ngày.
Từ khối lượng và thời gian đào đât ta có cường độ thi công đào móng như sau:
- Đợt 1 Q

1
=
1
1
V 46332
T 22
=
= 2106 (m
3
/ngày)
- Đợt 2 Q
2
=
2
2
V 11548
T 5
=
= 2309,6 (m
3
/ngày)
- Đợt 3 Q
3
=
3
3
V 21216
T 8
=
= 2652 (m

3
/ngày)
- Đợt 4 Q
4
=
4
4
V 8423
T 10
=
= 842,3 (m
3
/ngày)
Từ đó ta có bảng cường độ thi công đào móng các đợt như sau:

Cường độ đào đất các đợt Bảng 2.3.2
Đợt đào 1 2 3 4
Cường độ
(m
3
/ngày)
2106 2309,6 842,3 842,3
2.3.4. Chọn máy và số lượng xe máy
Để chọn được loại máy đào thích hợp ta căn cứ vào khối lượng thi công đào. Trong
công tác đào hố móng chủ yếu dùng các máy móc và thiết bị [sổ tay máy làm đất]: máy đào
một gầu model 320C dung tích gầu 1,5 (m
3
), máy ủi Model D6R XL cùng kết hợp với ô tô
vận chuyển tự đổ khớp quay Model 725 dung tích thùng có ngọn 13,6 (m
3

).
- Chọn máy ủi: máy ủi có nhiệm vụ tạo mặt đường thi công, tạo mặt bằng công trường và
làm công việc phụ trợ cho máy đào và ô tô vận chuyển. Do đó chỉ cần 1 máy ủi để đảm
nhận toàn bộ công việc trên công trường. Tra trong [sổ tay máy làm đât] Chọn 1 máy ui
Model D6R XL có dung tích làm việc 6,6 (lit).

Các thông số kỹ thuật của máy ủi model D6R XL Bảng 2.3.3
Thông số kỹ thuật Đơn vị Model
Công suất bánh đà 138KW 175hp
Trọng lượng hoạt động biến mô phanh li hợp KG 19000
Chiều rộng guốc xích tiêu chuẩn mm 560
Diện tích tiếp xúc đất với xích tiêu chuẩn m
2
3,16
Chiều cao tới đỉnh m 3,2
Chiều dài toàn bộ kể cả lưỡi ủi m 4,78
Chiều rộng (không có ngõng trục - xích tiêu chuẩn) m 2,44
Loại lưỡi thẳng m 5,17
GVHD:PGS.TS.Lê Đình Chung Sinh viên:Nguyễn Văn Ngọc
25