ĐỒ ÁN THI CÔNG cầu GỒM FIE CAD VÀ THUYẾT MINH

ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

MỤC LỤC

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 1


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG
I.1

Số liệu đầu vào

- Phạm vi đồ án : Thiết kế thi công cho một trụ cầu dưới sông .
- Nội dung thiết kế :
1.

Trình bày biện pháp thi công chủ đạo.

2.

Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn.

3.

Thiết kế công tác đóng cọc.

4.

Thiết kế ván khuôn đổ bệ cọc.

5.

Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ.

- Qui mô công trình :
+ Số

hàng cọc:

13

+ Số

cột:

2

+ Số

lượng cọc:

26 (cọc)

+ Chiều
+ Kích
+

sâu cọc đóng trong đất:

Lc = 31m

thước cọc: cọc vuông

30x30 cm

Khoảng cách giữa các cọc :
(3 ÷ 5)D = (3 ÷ 5 ) × 0.3m = ( 0.9 ÷ 1.5 ) m
→ Chọn khoảng cách giữa các cọc là 1.2m
→ Và khoảng cách từ biên bệ trụ tới cọc ngoài cùng là 0.5 m

- Loại địa chất DC1
1.

Lớp 1: Đất cát hạt vừa : h1 = 3 m , γ 1 = 1.62

2.

Lớp 2: Đất cát pha sét dẻo vừa : h2 = 7 m ,

3.

Lớp 3: Đất sét dẻo cứng : h3 = 8m , γ 3 = 1.78

4.

Lớp 4: Đất cát pha sét :h4 = ∞m ,

- Chiều cao thân trụ tính từ đỉnh bệ cọc :

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

γ4

,
γ2

= 1.76

1

= 210

= 1.7

,
,

,

3

4

2

= 90

= 6.50

= 250

H2 = 5m

MSSV : 1451090125

Trang 2


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

- Chiều sâu mực nước thi công tại tim trụ

Hn =3.4m

I.2 Nội dung thiết kế
I.2.1 Trình bày biện pháp thi công chủ đạo
I.2.2 Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn
1.

Chọn loại cọc ván, kích thước vòng vây.

2.

Tính chiều sâu đóng cọc ván, cân nhắc có dùng khung chống, bê tông bịt đáy
hay không, nếu có thiết kế với cọc ván.

3.

Tính và lựa chọn búa đóng cọc ván.

I.2.3 Thiết kế công tác đóng cọc
1.

Tính toán phân đoạn cọc.

2.

Tính và lựa chọn búa đóng cọc.

3.

Mô tả biện pháp đóng cọc.
I.2.4 Thiết kế ván khuôn đổ bệ cọc

1.

Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống hoặc bệ đỡ ván khuôn.

2.

Kiểm tra bài toán ván khuôn đáy theo cường độ và biến dạng.
I.2.5 Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ

1.

Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống, khung giằng.

2.

Kiểm tra bài toán ván khuôn thành.

I.3 Lựa chọn các số liệu còn lại
Sơ đồ vị trí các cọc như hình vẽ :
300

500
2200

1200

300

500
500

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

500

15400

Hình 1.1: Sơ đồ bô tri cọc trong bệ móng
+ Khoảng cách từ tim trụ đến bờ trái, bờ phải như sau : Lt = 20m: Lp = 40m
+ Chiều sâu mực nước thi công tại tim trụ :Hn=3.4 m

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 3


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

+ Chiều cao đáy đài cọc so với mặt đất : Lc2 = Hn – H1 -0.5m=3.4-1.2-0.5= 1.7m
+ Chiều cao bệ cọc : H1 = 1.2m.
+ Chiều dài bệ cọc:

A1 = (13 – 1) × 1.2+ 0.5 × 2 = 15.4 (m)

+ Chiều rộng bệ cọc: B1 =

(m)

+ Chiều cao mũ trụ (chọn từ 1m đến 1.5m):
+ Kích thước mũ trụ : 2 x 14.4m
+ Kích thước thân trụ : 1.6 m x 13.4 m.

Cọc 30x30. Sức chịu tải Ptk = 2,5 T/m.
----------------------------------------

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 4


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

CHƯƠNG II : BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO
Trong quá trình thi công cần làm những công tác sau:
 Công tác định vị hố móng
 Công tác chuẩn bị mặt bằng, bố trí công trường
 Thi công trụ cầu
II.1 Công tác định vị hố móng
Vì ở đây mực nước thi công thay đổi khá lớn trên suốt mặt cắt ngang của sông nên ở
những nơi có mực nước nông, không có thông thuyền để xác định vị trí tim trụ có thể dựa
trên những cầu tạm bằng gỗ, trên đó tiến hành đo đạc trực tiếp và đánh dấu vị trí dọc và
ngang của móng. Để tránh va chạm trong thi công làm sai lệch vị trí thì nên có các cọc
định vị đóng cách xa tim móng. Khi đo đạc bằng máy, có thể dựa trên những sàn đặt trên
các cọc gỗ chắc chắn, đóng xung quanh các cọc định vị này.
Với những móng đặt ở những chỗ nước sâu, công tác định vị phải làm gián tiếp. Tim
của các trụ được xác định dựa vào các đường cơ tuyến nắm trên hai bờ sông và các góc α,
β tính ra theo vị trí của từng trụ (Phương pháp tam giác ). Ta phải tiến hành làm cẩn thận
và kiểm tra bằng nhiều phương pháp để tránh sai số ảnh hưởng tới cấu tạo của công trình
bên trên thi công sau này.

Hình 2.1: Xác định tim trụ cầu bằng phương pháp tam giác
II.2 Công tác chuẩn bị mặt bằng, bố trí công trường
−Cần

bố trí mặt bằng hợp lý để công việc thi công được tiến hành thuận lợi.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 5


ĐAMH THI CÔNG CẦU
−Cần

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

khảo sát địa hình hai bên bờ sông, xem xét hướng gió thổi và dự tính thời gian thi

công để lập vị trí và kế hoạch tập kết vật liệu.
−Chuẩn
−Xây

bị mặt bằng, bãi tập kết vật liệu như : Xi măng, đá, cát, sắt thép…

dựng hệ thống cơ sở hạ tầng,hệ thống đường công vụ, đường nội bộ,bãi chứa vật

liệu cho công trường.Cung cấp điện nước phục vụ cho công tác thi công và sinh
hoạt.
−Do

công trình thi công có tính chất tập trung và xây dựng trong thời gian tương đối

dài. Do đó tổ chức xây dựng lán trại, nhà nghỉ chỗ ăn, sinh hoạt cho công nhân

viên, xây dựng chỗ vui chơi giải trí, nhà vệ sinh.
II.3 Thi công trụ cầu
Sau khi đã tiến hành các bước tổng quát như trên như : xác định vị trí tim trụ cầu, chuẩn
bị nguyên thiết bị vật liệu,... quá trình thi công trụ được tiến hành theo các bước sau:
• Bước 1 :
+ Định vị xà lan, nạo vét đất trong phạm vi thi công trụ.
+ Vận chuyển cọc, búa, và cần cẩu đến vị trí thi công, dựng khung định vị, làm các hệ
cụm đầu cọc ở các tầng của khung định vị.
+ Dùng cẩu lắp giá búa, tiến hành đóng cọc đến đúng cao độ thiết kế , đóng đúng số
cọc thiết kế. Trong quá trình đóng cọc phải thường xuyên theo dõi độ nghiêng của
cọc và độ chối của cọc.
300

500

1

2200

1200

300

500
500

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

1200

500

15400

Hình 2.2: Sơ đồ đóng cọc
• Bước 2 :
+ Tiến hành đóng cọc ván thép làm vòng vây ngăn nước trong phạm vi bệ trụ.
+ Dùng bơm cao áp xói nước, vét bùn hố móng.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 6


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

+ Đổ đá mi và cát tạo phẳng .
• Bước 3 :
+ Tiến hành đổ bêtông bịt đáy theo phương pháp đổ bêtông trong nước (phương pháp
vữa dâng).
+ Kiểm tra cao độ các lớp cát đệm, đặt các lồng thép theo kỹ thuật.
+ Xếp đá 4x6 theo đúng qui trình kỹ thuật.
+ Kiểm tra cao độ của các lớp đá đã xếp, thả vòi bơm vào ống.
+ Bơm vữa theo các vị trí đã qui định, trong quá trình bơm luôn kiểm tra sự lan tỏa của
vữa xi măng thông qua các ống lồng.
+ Khi lớp bê tông đạt cường độ tiến hành hút nước làm khô hố móng.
• Bước 4 :
+ Đập đầu cọc và xử lý cốt thép đầu cọc, vệ sinh đáy móng.
+ Dựng ván khuôn, lắp cốt thép bệ cọc, tiến hành đổ bê tông bệ cọc.
+ Khi bê tông bệ cọc đạt 70% cường độ, tiến hành thi công phần thân trụ.
+ Trong suốt quá trình thi công phải tiến hành bảo dưỡng bê tông cho đến khi bê tông
đạt cường độ thì tháo dỡ ván khuôn và các thiết bị thi công.
• Bước 5 :
+ Dựng ván khuôn xà mũ, lắp cốt thép, tiến hành đổ bê tông mũ trụ.
+ Dựng ván khuôn, lắp cốt thép, tiến hành đổ bê tông đá kê gối.
+ Hoàn thiện trụ.

Diễn giải chi tiết từng công việc như sau:
II.3.1 Chuẩn bị
Đã nêu rõ ở trên.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 7


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

II.3.2 Đóng vòng vây cọc ván thép
Ở đây ta chọn vòng vây cọc ván thép để thi công. Phương 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. Ở đây,các bệ móng
đều có dạng hình chữ nhật nên ta chọn vòng vây có hình dạng như đáy móng (hình chữ
nhật) nhưng kích thước 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 được xác định theo
tính toán. Để đảm bảo hàng rào cọc ván thép khi thi công được kín sít và cọc ván không bị
lệch trong khi đóng thì ta phải có khung định vị . Khung định vị được hàn bằng thép I hoặc
C. Trước 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.
Để đảm bảo điều kiện hợp long cho vòng vây cọc ván được dễ dàng thì ngay từ đầu ta
ghép 2 ÷3 cọc ván thành một nhóm ăn khớp vào các nhóm đã đóng trước, như vậy nhóm
trước sẽ là cọc dẫn cho nhóm sau. Cứ như 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 ÷2.5m thì dừng lại và hạ tiếp nhóm tiếp
theo cứ như thế đến nhóm cuối cùng. Rồi hạ tiếp nhóm đầu tiên xuống 2 ÷2.5m nữa cứ
như vậy ta hạ toàn bộ vòng vây tới độ sâu thiết kế.
II.3.3 Đổ bê tông bịt máy hố móng:
Sau khi đã 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 dưới nước bằng phương pháp vữa
dâng. Theo phương pháp này thì trước hết ta dùng các ống tre (hoặc ống thép) có
φ=10÷15cm đục thông các đốt với nhau và đầu cuối ống có đục các lỗ có φ=1.0 ÷1.5 cm
đặt cách đều nhau trong hố móng. Sau đó đổ cốt liệu thô, cỡ hạt tối thiểu là 12.5mm (tốt
nhất là 25 mm) vào hố móng bằng thùng hoặc ben cho tới khi bằng chiều dày thiết kế của
lớp 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) đã 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 được bơm vữa.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 8


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Khi lớp bê tông này đủ cường độ ta hút nước 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 nước ra để không ảnh hưởng tới chất lượng bê tông đang đổ.

II.3.4 Đổ bê tông móng khối:
Sau khi lớp bê tông bịt đáy đủ cường độ ta hút nước ra khỏi hố móng và làm sạch
hố móng. Sau đó tiến hành đập lộ cốt thép đầu cọc ra từ (20 ÷40) φcọc đối với cọc bê tông
cốt thép tiết diện 30x30. Tiếp theo ta lắp dựng cốt thép, ván khuôn, bố trí mặt bằng đổ bê
tông và đổ bê tông. Công tác chuẩn bị phải tiến hành thận trọng, khẩn trương 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.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 9


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ THI CÔNG CỌC VÁN THÉP VA
CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP
III.1 Thiết kế vòng vây cọc ván
III.1.1 Kích thước vòng vây
Chiều sâu sâu mực nước thi công, chọn

Hn = 3.4m

Kích thước vòng vây cọc ván được chọn dựa trên kích thước móng, khoảng cách từ
mặt trong của tường cọc ván đến mép bệ móng > 0,75m, ta chọn 1m, chọn kích thước
vòng vây cọc ván như sau :

Hình 3.1: Kich thước vòng vây
Trên mặt đứng, đỉnh vòng vây phải cao hơn mực nước thi công tối thiểu là 0.7m. Chọn
là 1m. Vậy cọc ván phải có chiều cao tính từ mặt đất là 4.4m.
-Chọn chiều dài vòng vây :
-Chọn chiều rộng vòng vây :
III.1.2 Chọn loại cọc ván
Tổng chu vi cọc vòng vây cọc ván cần thiết là (17.4+4.2)x2=43.2(m). chọn lọai cọc
ván do Luxembourg sản xuất. Còn cụ thể loại nào thì sau khi xác định được nội lực ta sẽ
chọn sau.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 10


ĐAMH THI CƠNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

III.1.3 Xác định bề dày lớp BT bịt đáy
Lớp bê tơng bịt đáy được xác định từ điều kiện : Áp lực đẩy nổi của nước lên lớp bê
tơng phải nhỏ hơn lực ma sát giữa bê tơng với hệ cọc và trọng lượng lớp bê tơng bịt đáy.
Bề dày lớp bêtơng bịt đáy :

Trong đó:
: diện tích mặt bằng trong vòng vây,
H: chiều sâu cột nước tính từ đáy lớp BTBĐ đến mực nước

thi công:

k: số lượng cọc trong móng, k=26 (cọc)
F: diện tích 1 cọc,
: dung trọng của nước,
: dung trọng của bê tông bòt đáy,
: diện tích mặt bằng trong vòng vây khơng xét đến cọc,

: ma sát giữa cọc với bêtông bòt đáy,
U : chu vi một cọc,
n: hệ số giảm tải, n=0.9

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 11


ĐAMH THI CƠNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Chọn lớp bêtông bòt đáy dày 1.0m
* Phương pháp đổ bêtơng bịt đáy :
Tiến hành đổ bêtơng bịt đáy theo phương pháp vữa dâng :
Bán kính hoạt động của ống :

m

Diện tích hoạt động của một ống :

Số ống cần thiết :

(ống)

Chọn 6 ống.
* Sau khi xác định bề dày lớp BTBĐ đủ điều kiện ổn định, ta kiểm tra điều kiện cường độ
cho lớp BTBĐ :
Tách 1 dải BTBĐ rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo hướng thượng-hạ lưu có chiều dài
nhịp bằng khoảng cách giữa 2 cọc ván thép.



Trọng lượng bản thân của lớp BTBĐ:

Trong đó :

=2.35 T/m3 :Dung trọng của lớp BTBĐ.
Hb=1 m

: Bề dày của lớp BTBĐ

1m

: Bề rộng của dải BTBĐ đang xét.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 12


ĐAMH THI CÔNG CẦU


GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Áp lực đẩy của nước :

Trong đó :

=1T/m3

:Dung trọng của nước.

H=3.4m

:Chiều sâu cột nước, từ lớp đáy BTBĐ đến mực nước thi công.

1m

: Bề rộng của dải BTBĐ đang xét.

Nội lực phát sinh trong dầm :

=> căng thớ trên.
Momen kháng uốn của dầm :

Yêu cầu ứng suất kéo phát sinh trong BTBĐ phải nhỏ hơn ứng suất kéo cho phép của BT,

sử dụng BT mác 150 =>

theo TCVN 5574-2012 Kết cấu bê tông cốt

thép – Tiêu chuẩn thiết kế

Vậy lớp BTBĐ thỏa mãn điều kiện cường độ .
III.1.4 Tính độ ổn định của kết cấu vòng vây cọc ván trong các giai đoạn thi
công
III.1.4.1 Gỉa sử cọc ván thép đóng xuống lớp 2 và không làm bê tông bịt đáy và
không làm khung chống.
III.1.4.1.1 Giai đoạn 1: Vòng vây đã được đóng đến đáy sông, hút hết bùn và
đổ bêtông bịt đáy.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 13


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Với cách bố trí cọc định vị như trên thì cọc định vị không có tác dụng chịu lực, mà áp
lực sẽ truyền hết vào cọc ván thép.
Ở giai đọan này ta đào bỏ lớp bùn trong vòng vây cọc ván bằng gầu ngoạm, nên mực

nước 2 bên thành cọc ván là như nhau, chỉ có chênh lệch áp lực do đất bùn bị đẩy nổi,
nhưng rất nhỏ, có thế bỏ qua. Sau đó ta tiến hành đổ BT bịt đáy, bằng phương pháp
vữa dâng.
III.1.4.1.2 Giai đoạn 2:
Đã đổ bê tông bịt đáy và hút cạn nước hố móng. Sơ đồ chịu lực của cọc ván thép như
sau
Gọi t là chiều sâu ngàm cọc trong đất, chiều sâu này được tính từ mặt dưới của lớp thứ
1. Giả thiết cọc được cắm vào lớp thứ 1 (0 ≤ t ≤ 3m)(*). Có lớp bêtông bịt đáy, t được
xác định từ điều kiện đảm bảo ổn định chống quay của tường cọc ván quanh tâm O cách
mặt trên lớp bê tông bịt đáy 0.5m (trên hình vẽ).
Tính toán hệ số áp lực đất chủ động và bị động.
 Hệ số áp lực đất chủ động:

-

Hệ số áp lực đất chủ động lớp 1:

-

Hệ số áp lực đất chủ động lớp 2:

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 14


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

- Hệ số áp lực đất chủ động lớp 3:

-

Hệ số áp lực đất chủ động lớp 4:

 Hệ số áp lực đất bị động

- Hệ số áp lực đất bị động lớp 1:

- Hệ số áp lực đất bị động lớp 2:

- Hệ số áp lực đất bị động lớp 3:

- Hệ số áp lực đất bị động lớp 4:

• Xác định áp lực đất chủ động, bị động và áp lực nước tác dụng lên cọc ván thép.
• Áp lực chủ động:
− Áp lực đất chủ động:
Hệ số vượt tải của áp lực đất chủ động : na=1.2
+ Áp lực đất chủ động do lớp 1 tác dụng lên cọc ván :

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 15

ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Điểm đặt

Mô men gây ra tại tâm O



Mô men gây lật tại tâm O do áp lực đất chủ động gây ra :

− Áp lực nước chủ động:

Điểm đặt

Mô men gây ra tại tâm O



Mô men gây lật tại tâm O do áp lực nước chủ động gây ra :




Mô men gây lật tại tâm O do áp lực chủ động gây ra :

• Tổng Áp lực bị động:
− Áp lực đất bị động:

Hệ số vượt tải của áp lực đất chủ động : np=0.8

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 16


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Áp lực đất bị động do lớp 1 tác dụng lên cọc ván :

Điểm đặt:
Mô men gây ra tại tâm O



Mô men giữ tại tâm O do áp lực đất bị động gây ra :

− Áp lực nước bị động:

Điểm đặt

Mô men gây ra tại tâm O

Điểm đặt

Mô men gây ra tại tâm O

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 17


ĐAMH THI CÔNG CẦU


GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Mô men giữ tại tâm O do áp lực nước bị động gây ra :




Mô men giữ tại tâm O do áp lực bị động gây ra :

 Điều kiện chống lật tại O

Trong đó:
-

= 0.95: hệ số điều kiện làm việc.

-

: momen của lực gây lật đối với trục quay của cọc ván thép.

-

: momen của lực giữ đối với trục quay của tường cọc ván thép.
Thay thay các momen vào bất phương trình trên, ta được:

Chọn t=1.6m thay vào công thức ta được:

Đảm bảo điều kiện ổn định lật
Kết luận: Từ điều kiện (0 ≤ t ≤ 3m), ta nhận t = 1.6 m
Vậy chiều sâu cọc đóng trong đất là 1.6 (m)
Tổng chiều dài cọc: 1.6+ 3.4+1= 6 m
III.2 Kiểm tra độ bền của các bộ phận vòng vây :
III.2.1 Kiểm tra cọc ván thép :
Kiểm tra về mặt cường độ của tường cọc ván, hay đi thiết kế tường cọc ván có cường độ để
chịu lực do các áp lực gây ra.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 18


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Trị số momen uốn lớn nhất trong tiết diện ngang của tường lấy bằng momen

Momen uốn lớn nhất trên cọc ván:

s

h

t

Chọn loại cọc Larsen do ACELOR sản xuất.

b

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

b

MSSV : 1451090125

Trang 19


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

+ Chọn loại mặt cắt số PU32, có bề rộng B = 600mm. Mômen tác dụng vào mặt
cắt này là:
+ Mômen kháng uốn của tiết diện là: W = 3200cm3/m. ứng suất lớn nhất trong
cọc cừ thép là:

+ Ứng suất cho phép của thép là:
để làm hố móng.

. Vậy sử dụng loại cọc trên

+ Tổng chiều dài của cọc là: L = 6 (m)
+ Chu vi vòng vây là (17.4+4.2 )x2=43.2 m. Vậy ta đóng như sau :
Phương ngang ta đóng 29 cọc.
Phương dọc đóng 7 cọc .
Tổng cộng đóng (29+7 )x2=72(cọc).

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 20


AMH THI CễNG CU

GVHD : Th.S Vế VNH BO

Ngoi ra cũn úng 4 cc gúc ch to 4 gúc

cửứlasen haứ
n goự
c
100x100x10

ủửụứ

ng haứ
n goự
c 8 mm

Hỡnh 3.5: Cõy ch to 4 goc
III.2.2 Chn bỳa úng cc vỏn :
Chn bỳa úng cc vỏn thộp l bỳa chn ng( bỳa rung) khụng lm cc vỏn thộp
b cong vờnh cú th s dng c lm sau.
Bỳa chn ng c s dng nhiu trong xõy dng nht l trong xõy dng múng
cu. Cu to ca bỳa chn ng gm nhiu khi lch tõm quay ng b theo hai
hng khỏc nhau nh mt mụ t in. Khi lm vic cỏc khi lch tõm sinh ra cỏc l c li
tõm theo phng bỏn kớnh v i qua tõm quay. Cỏc thnh phn nm ngang tri t tiờu
ln nhau do cỏc bỏnh xe c ụi mt vũng ngc nhau, cỏc lc thng ng gõy ra l c
kớch thớch dc tim cc, thay i theo quy lut hỡnh sin.


Lc thng ng tớnh theo cụng thc sau:

Trong ú:
+

P0: lc kớch thớch(Kn).

+

Mc: momen lch tõm(Kn.m)

+
+

: vn tc gc, (tn s,1/s).
g: gia tc trng trng (9.81m/s2).

Phng phỏp s dng h cc vỏn ( cc c Lassen) vo trong t cỏt hiu qu nh t
hin nay vn l phng phỏp rung.
-

Bỳa rung s dng loi BII-80 cú cỏc thụng s sau

S fgfgfgfSVTH : HUNH TH HU

MSSV : 1451090125

Trang 21


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Q=8.9 T : Trọng lượng búa .
M=3500 kGcm : Momen lệch tâm lớn nhất.
=408 (vòng/phút)=43 rad/s
III.2.2.1 Ta phải kiểm tra để đảm bảo một số điều kiện sau để có thể hạ cọc vào trong
đất
+ Điều kiện 1 : Lực kích động phải đủ lớn để hạ cọc vào trong đất, tức là phải lớn
hơn lực cản của đất ở độ sâu thiết kế của cọc

(*)
Trong đó :

: lực cản của đất tác dụng vào cọc khi đóng đến chi ều sâu thi ết

•

kế .
Với:
Lớp 1: Đất cát hạt vừa

•

= 12 kN/m , h1= 1.6m

hệ số gần đúng kể đến tính đàn hồi của đất, khi đóng cọc ván thép bằng búa
rung tần số cao α = 1

Thay vào (*) ta được:

Lực kích của búa:

> 1.92T => THỎA
+ Điều kiện 2 : Đảm bảo cọc đóng vào đất có hiệu quả.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 22


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

Trong đó:
−

: hệ số.
+

=0.8 đối với cọc bê tông cốt thép;

+

=1.75 đối với cọc ống;

+

=1 đối với các cọc khác;

−Mc: momen tĩnh của búa chấn động, (kNm);
−Q0: trọng lượng cọc, búa chấn động, bệ búa, (Kg);
−A:

biên độ dao động xem bảng 3.10,(m) (“ sách Thi công móng tr ụ m ố c ầu” của
thầy Lê Đình Tâm)
:

Trọng lượng của búa, cọc, thiết bị treo buộc, (Kn)- - -----

Thế vào công thức ta được:

=408 (vòng. Phút) nên tra bảng 3.10 “ sách Thi công móng trụ mố cầu- Lê Đình Tâm”
chân cọc ván ở lớp đất sét thì A không xác định do đó điều kiện này không cần kiểm tra
Do

+ Điều kiện 3 :Đảm bảo tốc độ đóng cọc.

Trong đó:
−Q0: Trọng lượng cọc, búa chấn động, bệ và tấm gia tải (kg);
−F: Diện tích tiết diện cọc,

(cm2);

−po:

Ap lực cần thiết tác dụng lên cọc tra bảng 3.11 sách Thi công cầu Lê Đình
Tâm;

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 23


ĐAMH THI CÔNG CẦU

−

và

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

:Hệ số phụ thuộc vào loại cọc;
+

=0.15 và

=0.5: Đối với cọc ván thép;

+

=0.3 và

=0.6: Đối với cọc nhẹ( gỗ, ống thép);

+

=0.4 và

=1: Đối với cọc nặng( cọc ống bê tông cốt thép). Muốn hạ

cọc tốt cần có trọng lượng

;

Thay số vào ta được:
suy ra

Chọn búa như trên là hợp lý .

III.3 Biện pháp thi công hệ móng cọc đóng :
III.3.1 Tính toán phân đoạn cọc.
Chiều sâu cọc trong đất là 31 m, chiều dài cọc trên MĐTN là 1.7m . Đáy đài được
đổ trên hệ ván khuôn, giàn giáo chiều sâu ngàm cọc trong đài (kể cả phần thép chờ) là 0.8 m
.Tổng chiều dài cọc là :

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 loại 3 cọc 11 + 11 + 1 1.5 m ghép
lại. Các vị trí mối nối không nên tập trung trên cùng một mặt phẳng.
Trình tự ghép từ dưới lên trên như sau:
13 cọc: 11m – 11m – 11.5m
13 cọc: 11m – 11.5m – 11m
Với các hình thức ghép nối như trên, ta thực hiện mối nối sao cho v ị trí các m ối n ối ở
1 mặt cắt là ít nhất.
Mối nối cọc được thực hiện thông qua hộp sắt.
Nối cọc cần chú ý các nguyên tắc sau:

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

MSSV : 1451090125

Trang 24


ĐAMH THI CÔNG CẦU

GVHD : Th.S VÕ VĨNH BẢO

-

Vị trí mối nối không nằm trong vùng có momen trên thân cọc lớn.

-

Không quá 2/3 mối nối nằn trên 1 mặt cắt ngang.

-

Đoạn cọc chia ra phải thỏa mãn các điều kiện dài của thép.

III.3.2 Tính và chọn búa đóng cọc :
Tính toán chọn búa đóng cọc theo TCVN 9394 – 2012.
4.1.1.

-

Năng lượng cần thiết tối thiểu của nhát búa đập E
E = 1.75 × a × P (kG.m)
Trong đó:
E: năng lượng đập của búa (kG.m)
a: hệ số bằng 25 (kG.m/T)
P: khả năng chịu tải của cọc được quy định trong thiết kế (T)
(T)
Với:
P0 = 2.5(T/m) × 33.5m = 83.75 (T)
k: hệ số đồng nhất của đất, lấy k = 0.8
m: hệ số điều kiện làm việc, m = 1 (cọc đài thấp, 26 cọc)

(T)



Vậy: E = 1.75 × a × P = 1.75 × 25 ×104.68 = 4579.75 (kG.m)

4.1.2.

Chọn lựa búa đóng cọc
Bảng 4.1. Thông số các loại búa đóng cọc
Nhãn búa
Vulcan 4N100
Kobe K150
SGN 75
SNG C974
Mitsubishi MB70

-

Trọng lượng (kN)
Phần
Toàn bộ
động
56.9
23.5
358
147.2
75
90
50
204.6
70.5

Chọn búa Vulcan 4N100 có:
Năng lượng xung kích của búa:
+ Trọng lượng búa:
Hệ số hiệu dụng của búa đóng cọc
+

4.1.3.

S fgfgfgfSVTH : HUỲNH THẾ HẬU

Độ cao
rơi (m)

Năng
lượng
(kN.m)

Số nhát/
phút

Chiều
cao
(m)

2.48
2.59
3
2.59

58.8
381.3
135
185.7

50 ÷ 60
45 ÷ 60
38 ÷60
38 ÷ 60

4.6
8.5
5.5
6.1

E = 5880 (kG.m)
P = 56.9 (kN) = 5.69 (T)

MSSV : 1451090125

Trang 25