Chương 7 Thi công công trình bến

Chương 7. Thi công công trình bến
7-1
Chương 7
THI CÔNG CÔNG TRÌNH BẾN
7.1. Khái niệm chung
7.1.1. Khái niệm về phương pháp thi công lắp ghép
Công trình bến lắp ghép là công trình bến được tạo nên bằng sự liên kết các mảnh
kết cấu đã được chế tạo sẵn với nhau.
Phương pháp thi công lắp ghép có các ưu điểm sau:
- Do các cấu kiện được chế tạo sẵn trong các nhà xưởng nên có thể áp dụng được
các biện pháp thi công tiên tiến, chất lượng được đảm bảo, cải thiện điều kiện
làm việc cho công nhân;
- N
ăng suất lao động cao cho nên giảm được giá thành xây dựng;
- Thời gian chịu ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên ít nên tốc độ thi công nhanh.
Nhược điểm:
- Đòi hỏi trình độ thi công cao, các phần công việc thi công đều phải đòi hỏi độ
chính xác lớn;
- Khó khắc phục các sai sót trong quá trình thi công;
- Việc áp dụng phương pháp thi công lắp ghép yêu cầu người thiết kế phải nắm
vững các tính chấ
t chịu lực của từng bộ phận công trình để phân chia công trình
thành các bộ phận kết cấu hợp lý;
- Đòi hỏi các thiết bị thi công như cẩu lắp, vận chuyển phải có sức chuyên chở,
sức nâng, tầm với lớn.
7.1.1.1. Phương pháp thi công
1) Phân chia công trình thành các cấu kiện
Khi phân chia công trình thành các cấu kiện phải quan tâm đến các vấn đề sau:
- Phải đảm bảo các mối nối phải nằm ở những vị trí có ứng suất hoặc biến dạng là
nhỏ nhất, đảm bảo tối đa tính toàn khối của công trình;
- Phù hợp với sức nâng, tầm với, sức chuyên chở của các thiết bị máy móc;

- Với các kết cấ
u khi chế tạo phải bố trí các chi tiết để làm liên kết và phải có các
dự trữ sai số thoả đáng.
2) Tiến hành chế tạo các cấu kiện
3) Cẩu, vận chuyển và lắp dựng các cấu kiện
Khi cẩu, vận chuyển và lắp dựng các cấu kiện phải tính toán về mặt thiết bị (kích
thước, khả năng chuyên chở…).
Lập trình trình tự lắp ghép (trình tự thi công)
để việc di chuyển của các thiết bị là ít
nhất, các công việc không bị chồng chéo lên nhau. Công việc trước tạo điều kiện thuận
lợi cho công việc sau và phải đảm bảo các điều kiện an toàn về kết cấu và an toàn lao
động.

Chương 7. Thi công công trình bến
7-2
4) Cố định tạm thời

Hình 7.1. Sơ đồ biện pháp cố định tạm thời.
5) Điều chỉnh về vị trí và cao độ
Việc điều chỉnh về vị trí và cao độ được thực hiện nhờ các thiết bị cẩu lắp và các
máy móc đo đạc (máy kinh vĩ, máy thuỷ bình, dây nước). Nếu các cấu kiện chưa đúng vị
trí thì phải điều khiển phương tiện căn cứ vào ch
ỉ dẫn của máy đo đạc để điều chỉnh vị trí.
Sau khi đã điều chỉnh đúng vị trí thì tiến hành điều chỉnh về cao độ.
Sau khi điều chỉnh được về vị trí và cao độ cần cố định tạm thời bằng các liên kết
(bằng các tấm đệm thép) được hàn liên kết chắc chắn.
6) Liên kết mối nối
Việc liên k
ết mối nối giữa các cấu kiện được thực hiện theo 2 phương pháp:
- Liên kết khô: Dùng phương pháp hàn hoặc bulông.

Hình 7.2. Liên kết khô.
- Liên kết ướt: Liên kết mối nối bằng bêtông.

Hình 7.3. Liên kết ướt.
Khi xử lý mối nối ướt cần phải đảm bảo:
- Liên kết giữa cốt thép với cốt thép;
Chương 7. Thi công công trình bến
7-3
- Liên kết giữa cốt thép với bêtông;
- Liên kết giữa bêtông cũ với bêtông mới.
Để đảm bảo các điều kiện trên, khi tiến hành xử lý mối nối cần phải:
- Đảm bảo chiều dài đường hàn nối cốt thép và bề mặt cốt thép phải sạch;
- Đục nhám bề mặt bêtông cũ, tẩy những hòn đá bong chân, những miếng bêtông
bị nứt vỡ;
-
Phun rửa mối nối bằng vòi nước cao áp, vệ sinh mối nối sạch sẽ, làm kín ván
khuôn, sau đó tưới một lớp mỏng nước ximăng rồi đổ bêtông liên kết.
7.1.2. Khái niệm về phương pháp thi công đổ tại chỗ
7.1.2.1. Ưu điểm của phương pháp
- Phương pháp này đảm bảo được tính toàn khối của công trình;
- Kỹ thuật thi công đơn giản;
- Sửa chữa những sai sót của quá trình thi công trước đơn giản hơn;
- Không cần các thiết bị cẩu lắp có sức nâng lớn.
7.1.2.2. Nhược điểm
- Mặt bằng thi công chật hẹp do phương tiện và người tập trung đông vào cùng
một thời điểm;
- Chi phí xây dựng cao;
- Phải tính toán hệ thống ván khuôn đà giáo;
- Khối lượng bê tông đổ lớn do đó không thể đổ một lần, vì vậy ta phải chia thành

nhiều đợt đổ. Khi đổ đợt tiếp theo phải vệ sinh bề mặt của đợt đổ trước cẩn thận;
- Cấu kiện có kích th
ước lớn, do đó khi thi công bê tông phải thiết kế mạch
ngừng. Công việc này cần đảm bảo độ chính xác vì tại vị trí này cường độ của
bê tông không đồng nhất, cho nên nếu ta bố trí mạch ngừng vào vị trí có nội lực
lớn thì chất lượng của công trình không đảm bảo;
- Thi công bê tông hoàn toàn ở ngoài trời do đó cần có kỹ thuật thi công và bảo
dưỡng bê tông tốt;
- Chịu tác động của sự dao động mự
c nước và của thời tiết;
- Khó áp dụng được các biện pháp thi công tiên tiến, khó có điều kiện cải thiện
điều kiện làm việc của công nhân.
7.1.3. Khái niệm về phương pháp thi công kết hợp
Phương án này ta tận dụng các ưu điểm và hạn chế nhược điểm của hai phương án
trên. Đối với các kết cấu chịu lực chính, có thể cho phép thi công đổ bê tông tại chỗ thì ta
tiến hành đổ bê tông tại chỗ để đảm bảo tính toàn khối của công trình. Với những cấu
kiện phụ hoặc không cho phép thi công tại chỗ thì ta có thể thi công lắp ghép để đảm bảo
tiến độ thi công toàn công trình.
Chương 7. Thi công công trình bến
7-4
7.2. Thi công công trình bến trên nền cọc
7.2.1. Thi công công trình bến trên nền cọc vuông
7.2.1.1. Trình tự thi công theo mặt cắt ngang

Hình 7.4. Trình tự thi công công trình bến trên nền cọc vuông theo mặt cắt ngang.
1) Nạo vét: để tạo mái dốc và đào hố móng;
2) Đổ cát lớp đệm;
3) Đóng cọc;
4) Thi công dầm ngang;
5) Đổ đá lòng bến và chân khay;

6) Thi công dầm dọc;
7) Thi công bản mặt cầu;
8) Thi công bản tựa tàu;
9) Thi công tầng lọc ngược;
10) Thi công công trình sau bến;
11) San lấp sau b
ến;
12) Thi công lắp đặt bích neo, đệm va;
13) Thi công lớp mặt bến, hoàn thiện, bàn giao công trình.
7.2.1.2. Các biện pháp kỹ thuật thi công
1) Nạo vét
Tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất, khối lượng và điều kiện đổ đất mà có thể
lựa chọn phương tiện thi công (tàu cuốc, tàu hút, gầu ngoạm).
Khi đào thì đào theo dạng bậc thang, chiều sâu mỗi lớp không nhỏ hơn 0,5m và lấy
mái dốc từ (1:3)
÷
(1:4) để đảm bảo ổn định cho đất khi đóng cọc. Để đào được mái dốc
theo thiết kế ta cần phải dựng các chập tiêu theo chiều ngang và theo chiều dọc để điều
chỉnh tàu nạo vét theo đúng tuyến.
2) Đổ cát đệm
Chương 7. Thi công công trình bến
7-5
Tác dụng của lớp đệm cát là để gia tải nền đất yếu và chống lại hiện tượng trồi bùn
khi đổ đá làm giảm góc nội ma sát của đá.
Đổ cát thường dùng cần trục mắc gầu ngạm hoặc dùng máng để tránh hiện tượng
cát trôi gây hao hụt nhiều, cần chọn thời điểm có dòng chảy yếu. Khi đổ phải hạ gầu hoặc
miệng máng xuống gần sát vớ
i cao độ thiết kế mới tiến hành đổ.
3) Đóng cọc và phá đầu cọc
Căn cứ vào sơ đồ đóng cọc và tính năng của giá búa mà ta định ra trình tự đóng cọc

cho hợp lý.
Theo trình tự đóng cọc và điều kiện địa hình bố trí hệ thống định vị.
Căn cứ vào điều kiện địa hình và thuỷ văn mà lựa chọn mực nước đ
óng cọc và
chiều cao giá búa, thời gian thi công cho thích hợp.
Căn cứ vào điều kiện địa chất, chiều dài cọc để chọn quả búa và chiều cao giá búa.
Xác định cao độ cần phá, đánh dấu trên từng thân cọc, phương tiện sử dụng là máy
thuỷ bình, mia, thước thép, dây nước, thước đo nước (thuỷ chí). Theo phương thẳng
đứng, cao độ phá đầu cọc luôn lớn hơn cao độ đáy dầm từ 5
÷
7cm.
Để tiến hành phá đầu cọc phải tạo sàn công tác làm mặt bằng cho công nhân đứng,
thường sử dụng xà kẹp bằng gỗ bắt bulông ôm chặt thân cọc, trên đó gác hệ thống dầm
và ván sàn.

Hình 7.5. Cao độ đục phá đầu cọc.
4) Thi công dầm ngang
Dầm ngang có thể được chế tạo sẵn để thi công bằng phương pháp lắp ghép hoặc đổ
tại chỗ.
* Thi công bằng phương pháp lắp ghép:
Chương 7. Thi công công trình bến
7-6

Hình 7.6. Thi công dầm ngang bằng phương pháp lắp ghép.
1. Dầm; 2. Thép chữ C; 3. Cốt chờ của cọc; 4. Cọc.
Theo phương pháp này, dầm ngang được chế tạo sẵn trong các công xưởng rồi được
liên kết với đầu cọc đã đóng tại công trường. Để liên kết dầm với đầu cọc thì trên thân
dầm ngang phải để sẵn các lỗ có kích thước rộng hơn tiết diện ngang của cọc theo mỗi
bên t
ừ 7,5

÷
10cm.
Tại vị trí của lỗ ở trên thân dầm, người ta đặt thêm thanh thép C hoặc I để tăng độ
cứng cho dầm và tỳ lên trên đầu cọc.
Dầm ngang được vận chuyển xuống công trình bằng xà lan rồi dùng cần trục nổi
cẩu đặt vào vị trí, sau khi điều chỉnh về vị trí và cao độ phải tiến hành cố định tạm thời
sau đó cẩu lắp ván khuôn, đặt thêm cốt thép rồ
i đổ bêtông liên kết.
Ưu điểm của phương pháp là thi công tại hiện trường trong thời gian ngắn nên khắc
phục được những ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên, chất lượng cấu kiện tốt, tuy nhiên nó
đòi hỏi phải có xà lan, cần trục lớn, đồng thời khó khắc phục sai số do đóng cọc, đục phá
đầu cọc.
* Thi công bằng phương pháp đổ tại chỗ:

Hình 7.7. Thi công dầm ngang bằng phương pháp đổ tại chỗ.
1. Cọc; 2. Xà kẹp gỗ; 3. Bulông bắt xà kẹp; 4. Dầm ngang; 5. Dầm dọc;
6. Ván đáy; 7. Ván thành; 8. Thanh nẹp đứng; 9. Thanh nẹp dọc;
10. Thanh chống xiên; 11. Cốt thép dầm; 12. Cốt thép chờ của cọc.
Chương 7. Thi công công trình bến
7-7
Xác định cao độ bắt xà kẹp, lắp dầm ngang, dầm dọc, bản đáy. Quá trình này phải
liên tục kiểm tra cao độ mặt ván đáy để tiến hành điều chỉnh.
Sau khi kiểm tra xong cao độ, độ vững chắc của hệ thống ván đáy xong thì tiến
hành lắp dựng cốt thép của dầm.
Sau khi kiểm tra cốt thép xong thì tiến hành lắp dựng ván thành liên kết thanh nẹp
dọc, thanh chống xiên, thanh nẹp đứng.
Sau khi ki
ểm tra, nghiệm thu ván khuôn và cốt thép để có thể tiến hành đổ bêtông
thì cần kiểm tra về vật liệu, thiết bị, nhân lực.
Để đảm bảo quá trình đổ bêtông được an toàn cần phải kiểm tra ván khuôn về độ

bền, độ cứng và độ ổn định.
Chọn đường kính bulông theo điều kiện:
2/. PfNF
ms
≥=
(7.1)
_N
Lực siết bulông;
f
_ Hệ số ma sát (
f
= 0,45: giữa bêtông và gỗ);
P
_ Tải trọng từ bên trên truyền xuống (bêtông chưa đông
kết, ván khuôn, cốt thép, người và thiết bị thi công).
Từ
N
có thể tính ra được đường kính của bulông:
γ
.R
N
F
bl
=
(7.2)
R
_ Cường độ của thép làm bulông;
γ
_ Hệ số điều kiện làm việc.
Từ đó có thể tính ra tiết diện thanh gỗ và kích thước long đen.

Nếu không đủ phải làm thêm một tầng xà kẹp nữa. Trường hợp trọng lượng bên trên
truyền vào xà kẹp quá lớn có thể tăng thêm một tầng xà kẹp hoặc chia bêtông bên trên
thành nhiều lớp đổ có chiều cao thấp hơn. Khi lớp dưới đủ cường độ thì mới đổ lớp bên
trên.
5) Đổ đá lòng bến
Sau khi đổ dầm ngang đạt 50% cường độ thì tiến hành đổ đá lòng bến, có thể sử
dụng nhân lực thủ công hoặc cần trục. Để đảm bảo ổn định của nền cọc cần có các biện
pháp liên kết toàn bộ nền cọc thành một hệ khung.
Đổ đá lên đến mái dốc thì cần cho nhân lực lát đá cẩn thận theo thiết kế, khi đổ
đá
phải đổ xung quanh cọc không được chênh lệch quá 1m (có thể làm biến dạng hoặc gãy
cọc). Đổ đá đến chân tầng lọc ngược thì phải lập tức vừa thi công tầng lọc ngược, vừa đổ
đá.
6) Thi công dầm dọc
* Thi công lắp ghép
Chương 7. Thi công công trình bến
7-8

Hình 7.8. Thi công dầm dọc bằng phương pháp lắp ghép.
Dầm dọc được thi công bằng phương pháp lắp ghép thì tại vị trí liên kết giữa dầm
dọc và dầm ngang thì dầm ngang được chế tạo sẵn lỗ chờ đặt dầm dọc. Khi cẩu lắp dầm
dọc vào vị trí thì tiến hành liên kết cốt thép chờ của dầm ngang với dầm dọc, dầm dọc với
dầm dọc, làm ván khuôn, vệ
sinh mối nối rồi tiến hành liên kết mối nối.
• Thi công đổ tại chỗ

Hình 7.9. Lắp đặt cốt thép
dầm ngang mở rộng cầu tàu.

Hình 7.10. Buộc cốt thép dầm,
bản cầu tàu.

Hình 7.11. Lắp đặt ván khuôn dầm cầu tàu.


Chương 7. Thi công công trình bến
7-9



Hình 7.12. Đổ bêtông dầm ngang, dầm dọc cầu tàu.



Hình 7.13. Vị trí mạch ngừng khi thi công dầm
theo phương pháp đổ tại chỗ.
Vị trí mạch ngừng: mạch ngừng được đặt tại vị trí có mômen nhỏ nhất (M=0), tại vị
trí 1/4 hoặc 3/4 nhịp dầm. Căn cứ vào đó để thiết kế ván khuôn dầm và tổ chức đổ
bêtông dầm ngang tại chỗ.
Với dầm ngang và dầm dọc thi công bằng phương pháp đổ tại chỗ thì được ti
ến
hành thi công đồng thời (tức là làm cả dầm ngang và dầm dọc cùng lúc).
7) Thi công bản mặt cầu
* Phương pháp thi công lắp ghép

Hình 7.14. Mặt bằng thi công lắp ghép bản mặt cầu.

Chương 7. Thi công công trình bến
7-10

Hình 7.15. Thi công bản mặt cầu theo phương pháp lắp ghép.
Phân chia bản mặt cầu, đánh số thứ tự các vị trí, căn cứ vào việc phân chia, trình tự
thi công theo mặt bằng để có kế hoạch thi công đúc sẵn bản mặt cầu cho thích hợp.
Sau khi bêtông bản mặt cầu đủ cường độ thì tiến hành cẩu lắp.
Bản mặt cầu kê trên các dầm ngang và dầm dọc, để tiện cho công tác lắp ghép và
liên kết ta chia m
ặt cầu thành các tấm có chiều dài bằng khoảng cách giữa hai dầm ngang
cộng thêm 5cm và sai số khi đóng cọc. Nếu ô bản có chiều rộng lớn thì tuỳ thuộc vào sức
nâng của cần trục mà người ta chia thành từng tấm có chiều rộng thích hợp.
e
_ Khoảng cách giữa hai mép của bản mặt, được lấy theo điều kiện liên kết của cốt
thép.
Khi lắp đặt bản mặt cầu vào vị trí, điều chỉnh cao độ rồi tiến hành liên kết cốt thép
chờ của bản với bản và của bản với dầm.
Trên mặt cầu thường có các lỗ thông hơi làm bằng ống nhựa đặt trong bản làm giảm
áp lự
c không khí khi nước lên cao làm kín khung dầm ngang và dầm dọc.
* Phương pháp đổ tại chỗ