ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU ( thuyêt minh + bản vẽ )

Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

THIẾT KẾ MÔN HỌC: THI CÔNG CẦU
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THI CÔNG CHO MỘT TRỤ
GIỮA SÔNG

CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH
I.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG
TRÌNH :
I.1.1. Khí tượng
-

Công trình thuộc khu vực đông nam bộ - trong vùng
nhiệt đới gió mùa, nên khí hậu chia làm 2 mùa rõ
rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ
tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình
hàng năm vào khoảng 26°C – 27°C;
- Khí hậu ít biến động, ít có thiên tai do khí hậu (không
gặp thời tiết quá lạnh hay quá nóng, ít trường hợp
mưa lớn, ít bão và bão nếu có cũng chỉ là bão
nhỏ, ngắn…).
I.1.2. Nắng :
-

Sau khu vực miền Nam Trung Bộ thì khu vực tuyến đi
qua là nơi

có số giờ nắng cao thứ hai của Việt
Nam. Trung bình hàng ngày có khoảng 7 giờ nắng,
tháng có số giờ nắng cao nhất là tháng 3 với trung
bình ngày là hơn 9 giờ và thấp nhất là tháng 6 với
trung bình ngày là hơn 5 giờ.
I.1.3. Mưa:
-

-

Khu vực tuyến đi qua nằm trong vùng mưa XVIII. Phân
bố mưa trong năm tập trung vào thời kỳ từ tháng
V đến tháng XI - thời kỳ thònh hành của gió mùa
Tây Nam. Tổng lượng mưa của thời kỳnày chiếm
khoảng 85% tổng lượng mưa năm. Ngược lại, trong thời
kỳ từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau - thời kỳ thònh
hành của gió Đông – Đông Bắc, lượng mưa tương đối
ít, chỉ chiếm 15% tổng lượng mưa năm.
Phân bố mưa có sự biến động khá lớn từ năm
này qua năm khác, nhất là về lượng mưa. Lượng mưa
của năm mưa nhiều nhất có thể gấp 2 hoặc hơn 2
lần lượng mưa của năm mưa ít nhất.

SVTH:
Trang 1


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

I.1.4. Chế độ ẩm:
-

Biến trình độ ẩm trong năm tương ứng với biến trình
mưa, thời kỳ mưa nhiều độ ẩm lớn và vào thời kỳ
mùa khô độ ẩm nhỏ.
- Tổng lượng bốc hơi trung bình năm lên tới gần 1700
mm. Biến trình năm của lượng bốc hơi trung bình
ngược với biến trình năm của độ ẩm không khí.
Hàng năm, tháng III là tháng có lượng bốc hơi lớn
nhất tới 215 mm và tháng X là tháng có lượng bốc
hơi nhỏ nhất khoảng 100 mm.
I.1.5. Gió
-

Trên đòa hình bằng phẳng của vùng đồng bằng, gió
đổi chiều rõ rệt theo mùa và có hướng thònh hành
khá phù hợp với hướng gió mùa toàn khu vực. Vào
mùa đông, hướng gió thònh hành là Đông Bắc còn
vào Mùa hạ, hướng gió thònh hành là Tây Nam hoặc
Tây, đó là 2 hướng chiếm ưu thế tuyệt đối trong
mùa gió mùa mùa hạ.
- Dựa vào biểu đồ hoa gió ta có thể xác đònh được
hướng gió chính của từng mùa (để xác định điểm đặt vật liệu
cho cơng trình)
I.1.6. Nhiệt độ

-

Đặc điểm nổi bật trong chế độ nhiệt của khu vực
là có nền nhiệt độ khá cao và hầu như không thay
đổi trong năm. Nhiệt độ trung bình năm đạt tới 27°C.
Biến trình năm của nhiệt độ có dạng xích đạo với
hai cực đại ứng với thời gian mặt trời đi qua thiên
đỉnh và hai cực tiểu vào thời gian độ cao mặt trời
nhỏ nhất.
- Qua các tháng nhiệt độ biến thiên rất ít. Chênh
lệch giữa nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất và
tháng lạnh nhất vào khoảng 3 – 4°C. Dao động ngày
đêm của nhiệt độ khá mạnh với biên độ dao động
ngày đêm vào khoảng 7 đến 8°C.
I.1.7. Nước
-

Kết quả phân tích mẫu nước sông tại khu vực cầu
được đánh giá như sau:
0 Tên nước : Bicacbônát clorua kali natri manhê canxi
- Nước có tính chất : ăn mòn lớn nên ta phải có
biện pháp bảo vệ công trình.

SVTH:
Trang 2


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

I.1.8. Thủy văn
Là sông cấp IV nên có nhiều thuyền bè qua lại,
tần suất dao động tương đối
I.1.9. Đòa chất .
Đòa chất gồm ba lớp:
Lớp 1: đất cát hạt vừa dày 5.5m, γ = 1.73T/m3, ϕ = 220.



Từ đó ta tra được ε =0.75 trạng thái cát hạt trung

Lớp 2: đất sét pha cát dẻo vừa dày 7.5m, γ =
3
1.82T/m , ϕ = 100.
Từ đó ta tra được ε =0.91, c=0.148(kg/cm2) (0.5< Il ≤ 0.75)
trạng thái á sét
Lớp 3: đất sét chặt γ = 1.89T/m3, ϕ = 7.50.



Từ đó ta tra được ε =0.77, c=0.486(kg/cm2)(0.25< Il ≤ 0.5)
trạng thái đất dẻo cứng
I.2 QUI MÔ CỦA CÔNG TRÌNH
I.2.1. Công nghệ xây dựng.
Cầu bê tông cốt thép được xây dựng bằng công
nghệ đà giáo di động(MSS).

I.2.2. Khổ cầu.
o chiều rộng phần xe chạy : 2x3.5 = 7 (m)
o Lề bộ hành
o Lan can
o Dải an toàn

: 2x1 = 2(m)
: 2x0.25 = 0.5(m)
: 2x0.25 = 0.5(m)

o Tổng cộng mặt cắt ngang cầu là 10(m).
I.2.3. Số liệu thiết kế.
+ Số cọc trong móng:

5 cọc khoan nhồi.

+ Chiều dài cọc đóng trong đất: Lc = 45 m.
+ Đường kính cọc:

d=1m.

+ Công trình cầu thi công gồm 7 nhịp: 50m + 50m + 50m
+50m + 50m + 50m +50m
+ Khổ thông thuyền : 40x6(m)
SVTH:
Trang 3


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

I.2.4. Vò trí xây dựng cầu .
+ Trụ cầu: Công trình nằm trong vùng ngập nước, mực
nước khi thi công cách mặt đất tự nhiên sâu xói khoảng
3m
+Vò trí cầu được xác đònh dựa trên tim tuyến và tim
của dòng chảy.Cầu được xây dựng vuông góc với dòng
chảy
I.2.5.Mố và trụ cầu .
Ta chọn mố cho cầu là loại mố nặng chữ U.
Ta chọn trụ cho cầu là loại trụ đặc thân hẹp.
I.2.6. Bản mặt cầu .
Ta dùng công nghệ đà giáo di động cho dầm hộp nên
tận dụng mặt trên của dầm hộp làm bản mặt cầu. Phía
trên lớp bê tông bản mặt cầu còn có cấu tạo của các
lớp như sau :
+
+
+
+

Lớp bê tông nhựa dày : 50mm
Lớp bảo hộ cho lớp phòng nước dày : 40mm
Lớp phòng nước dày : 10mm
Lớp mui luyện tạo độ dốc ngang 2% có chiều dày
trung bình : 40mm

I.3. SƠ BỘ NGUYÊN VẬT LIỆU- MẶT BẰNG BỐ TRÍ
VẬT LIỆU- MÁY MÓC THI CÔNG.
I.3.1. Sơ bộ về nguyên vật liệu.
a) Công tác chuẩn bò.
-

Tiếp nhận các hồ sơ thiết kế kết cấu, thiết kế thi
công, dự toán công trình.
cụ thể hóa nguồn cung cấp vật tư, kết cấu đúc sẵn.
Mở tài khoản ngân hàng kí kết hợp đồng.
Xây dựng láng trại, tổ chức đời sống cho cán bộ
công nhân viên tại công trường.
Làm đường trong công trình và đường vào công trình.
Tổ chức bãi tập kết vật liệu và cất kiện đúc sẵn.
Lắp ráp các thiết bò cơ giới, trụ tạm.
Giải phóng mặt bằng để thi công.
Lắp dặt mạng lưới đo đạc.
Tổ chức bãi sản xuất, mặt bằng sản xuất tại công
trường.
Chuẩn bò sẵn một số lượng cần thiết về vật liệu và
các cấu kiện lắp ghép đủ để khởi công công trình
đúng thời gian.

SVTH:
Trang 4


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

-



GVHD: Th.s

xây dựng hệ thống cung cấp điện nước, thông tin,
chiếu sáng …
Làm các bến sông phụ, cầu tạm, cầu chống thi công.

b) Nguồn cung cấp và vận chuyển vật liệu.
-

Công trình xây dựng cách các cơ sở sản xuất vật liệu
không xa, vật liệu ở đây dễ sản xuất và khai thác,
đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật.
Đường vận chuyển tương đối thuận lợi rất tốt cho việc
vận chuyển bằng xe cơ giới.
+ Cốt thép được vận chuyển dưới dạng cuộn, thanh
và đảm bảo không hen gỉ.
+ Kho vật liệu thép không được cách quá 100m.
+ Thép hình được xếp thành chủng loại, thiết kế
riêng biệt.
+ Khi bốc xếp không được quăng mạnh, khi cẩu can
phải có biện pháp chống cong vênh và bảo vệ
sơn chống gỉ.
+ Xi măng được vận chuyển bằng ô tô. Kho chứa xi
măng phải đảm bảo chống ẩm.

I.3.2. Mặt bằng bố trí vật liệu.
Để san ủi mặt bằng thi công có thể dùng máy ủi
và nhân công, mặt bằng can phải bằng phẳng đủ rộng
để bố trí máy thi công và phương tiện vận chuyển. mép
bờ sông chuẩn bò bãi bến cẩu xếp cho hệ nổi vận
chuyển ra vò trí thi công.
I.3.3.Máy móc thi công.
Đơn vò thi công phải có đầy đủ các chủng loại máy thi
công : cần trụcï, máy đào, giàn giáo, hệ nổi,……..
I.3.4. Nhân lực và tình hình đòa phương.
Đơn vò thi công phải có đội ngũ cán bộ có năng lực
và nhiều kinh nghiệm, bên cạnh đó cũng phải có đội ngũ
công nhân lành nghề với số lượng đông để có thể đảm
bảo tiến độ thi công và chất lượng công trình theo đúng
thời gian.
Việc thi công của đơn vò thi công được sự giúp đỡ của
công ty, bộ phận chủ quản, các cơ quan về mặt kinh tế
cũng như tinh thần và đặt biệt là sự ủng hộ của nhân
dân đòa phương.

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ THI CÔNG
SVTH:
Trang 5


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

II.1. Nội Dung Thiết Kế :
1. Thiết kế vòng vây cọc ván thép ngăn nước:
 Chọn loại cọc ván và kích thước vòng vây.
 Tính chiều sâu đóng cọc ván, cân nhắc có dùng
khung chống, bê tông bòt đáy, nếu có thiết kế
kèm với cọc ván.
2. Mô tả biện pháp thi công cọc:
3. Thiết kế ván khuôn đổ bê tông móng và thân trụ:
 Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống và bệ
đỡ ván khuôn.
 Thiết kế ván khuôn đổ bê tông móng và
thân trụ.
4. Lựa chọn biện pháp đổ và bảo dưỡng bê tông.
5. Tính toán thi công kết cấu nhòp.
6. Lập bảng tiến độ thi công cho trụ và kết cấu nhòp.
II.1.1. Thông Số Móng Và Mực Nước Thi Công.
II.1.1.1.Kích thước móng.
-

-

Móng gồm có 5 cọc khoan nhồi được bố trí theo
chiều ngang cầu là 3 cọc và theo chiều dọc cầu là 2
cọc.( như hình vẽ bên dưới ).
Khoảng cách từ tim cọc tới tim cọc phải ≥ 3D.
Khoảng cách từ tim cọc tới mép bệ cọc phải ≥
1.5D. cọc có đường kính là 1m nên 1.5×1 = 1.5m. => ta
chọn khoảng cách từ tim – mép bệ là 1.5m.

-

Chiều cao bệ móng là 2m.

-

Khoảng cách cọc ngàm vào bệ là : 0.8m

SVTH:
Trang 6


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

Mặt bằng bố trí cọc và kích thước bệ cọc như hình vẽ dưới:

II.1.1.2.Mực nước thi công .
-

-

Thông số mực nước :
+ Mực nước cao nhất (MNCN= +4m), tính từ mặt đất
sau xói.

+ Mực nước thi công = mực nước tự nhiên (MNTC =
+3m`), tính từ mặt đất sâu xói.
+ Ta chọn mực nước sau xói bằng cao độ của đỉnh
bệ móng cho thuận lợi cho việc tính toán.
Chiều dài nhòp: với công nghệ đà giáo di động và
sông cấp IV nên ta chọn chiều dài nhòp là 50m.

II.1.2.SƠ LƯC CÁC BƯỚC THI CÔNG:
II.1.2.1.Công tác đònh vò hố móng:
II.1.2.2. Công tác đo đạc:
a. Mục đđích.
- Nhằm đảm bảo vị trí ,kích thước của tồn bộ công trình cũng như
các bộ phận kết cấu đđược thực hiện trong suốt thời gian thi
công.
b. Nội dung.
SVTH:
Trang 7


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

-

Xác đònh lại việc kiểm tra trên thực đđịa các mốc cao độ
và mốc đđỉnh.

-

Cắm lại các mốc trên thực đđịa đđể đđịnh vị tim cầu ,đđường
trục của các trụ mố vàđđường dẫn đđầu cầu.

-

Kiểm tra lại hình dạng vêà kích thước các cấu kiện chế tạo tại
công trường.

-

Định vị các công trình phụ tạm phục vụ thi công.

-

Xác đđịnh tim trụ cầu bằng phương pháp giao hội ít nhất 3
phương ngắm từ 3mốc cố đònh của mạng lưới.

c. Tầm quan trọng.
- Công tác đo đạc phải đlàm trước một bước vì nó ảnh
hưởngđđến :
+ Tiến đđộ thi công.
+ Chất lượng công trình.
+ Tính kinh tế.
II..1.2.3.Định vị tim mố:
- Công tác đònh vò tim trụ nhằm đảm bảo cho trụ nằm
đúng vò trí mà ta thiết kế khi thi công việc này được
tiến hành đầu tiên và luôn kiểm tra quá trình thi

cồng.Để xác đònh được chính xác ta dùng phương pháp
tam giác để đo đạc và đònh vò
-

Trình tự như sau :
+ Trước hết cắm được trục của trụ qua 2 điểm chính
xác là 2 tim mố (dựa và hệ thống cọc mốc của lưới
tam giác ta xác đònh được tim mố là điểm O ta lấy
cách Mố 1 một khoảng 10m vì sau này còn thi công
mố )
+ Từ điểm O ta mở 1 góc 900 so với phương vuông góc
của tim cầu về 2 phía lấy 2 điểm A và B cách O 1
khoảng cố đònh OA = OB = 20m
+ Gọi C là tim của trụ số 1 mà ta cần thi công trụ ta
có:
OC 43
=
= 2.15
- Tg α =

OA 20
⇒ α = arctg 2.15 = 65.06 0

+ Tương tự cho trụ 2 và 3 tương ứng với D và E
OD 76
=
= 3.8
OA 20
⇒ α = arctg 3.8 = 75.26 0

- Tg α =

SVTH:
Trang 8

OE 109
=
= 5.45
OA 20
⇒ α = arctg 5.45 = 79.6 0

- Tg α =


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.s



20m

A

20m

O

C

MÔ
1

T1

D
T2

E

TRỤC TIM CẦ
U

T3

B

Hình : Xác đònh tim trụ cầu bằng phương pháp tam giác
Vậy đặt máy kinh vó I tại vò trí O hướng theo tim cầu,đặt
máy kinh vó II tại A hướng về O,sau đó mở 1 góc α .giao
hai hướng đó tai C là tim của trụ 1 và tương tự

-

-

Kiểm tra lại vò trí C bằng cách đặt máy kinh vó số II tại
B hướng máy về O rồi mở 1 góc α .giao 2 hướng cảu
máy 1 và 2 ta xác đònh được tim của trụ.Công tác đònh
vò tim trụ phải nhằm đảm bảo đúng vò trí và kích

thước của trụ cần thi công được thực hiện trong quá
trình thi công.Để đònh vò tim trụ ta dùng phương pháp tam
giác được nêu trên hình vẽ

II.1.2.4.Công tác chuẩn bò mặt bằng, bố trí công
trường, an toàn lao động
-

-

-

-

-

-

Bố trí mặt bằng hợp lý để công việc thi công được
tiến hành thuận lợi.
Khảo sát đòa hình hai bên bờ sông, hướng gió thổi và
dự tính thời gian thi công để lập vò trí và kế hoạch tập
kết vật liệu. (Dựa vào biể đồ hoa gió)
Chuẩn bò mặt bằng, bãi tập kết vật liệu như : Xi măng,
đá, cát, sắt thép…
Xây dựng hệ thống hệ thống công cộng. Như đường
tạm,nước sinh hoạt cho công nhân.điện chiếu sáng
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,một cách cố đònh.
Vềø mặt an toàn lao động.thì có bảo hiểm anh toàn lao
động cho công nhân,cùng với các trang thiết bò khi thi
công trên cao

SVTH:
Trang 9


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

II.1.3.Thi công trụ cầu:
-

Sau khi đã tiến hành các bước tổng quát như trên như :
xác đònh vò trí tim trụ cầu, chuẩn bò nguyên thiết bò
vật liệu, …….quá trình thi công trụ được tiến hành theo
các bước sau:

*Bước 1
+ Đònh vò xà lan, nạo vét đất trong phạm vi thi công trụ.
+ Vận chuyển cọc, búa, và cần cẩu đến vò trí thi công,
dựng khung đònh vò, làm các hệ cụm đầu cọc ở các tầng
của khung đònh vò.
+ 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.

Hỉnh : Sơ đồ đóng cọc theo từng hàng
*Bước 2:
+ Tiến hành đóng cọc thép làm vòng vây ngăn nước trong
phạm vi bệ trụ.
+ Dùng bơm cao áp sói nước, vét bùn hố móng.
+ Đổ đá mi và cát tạo phẳng .
* Bước 3 :
SVTH:
Trang 10


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

+ Tiến hành đổ bêtông bòt đáy theo phương pháp đổ
bêtông trong nước (phương pháp vữa dâng).
+ Bơm vữa theo các vò trí đã qui đònh, 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 bến khi bê tông đạt cường độ thì tháo dỡ ván
khuôn và các thiết bò 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.
II.1.5.Thi công kết cấu nhòp:
+ Chọn phương án thi công hợp lý.
+ Chọn cẩu để lắp dầm kết cấu nhòp.
+ Thi công lớp bê tông bản mặt cầu,và ống dẫn nước.
+ Thi công lan can lề bồ hành.
+ Thi công lớp tạo mui luyện.lớp phòng nước.bê tông
ASPHALT
+ Hoàn thành quá trình thi công
II.2.Chọn loại cọc ván và tính toán vòng vây .
Căn cứ vào điều kiện đòa chất, căn cứ vào mực
nước thi công, vào quy mô của khối móng cần thiết kế, ta
dùng vòng vây cọc ván thép có khung chống, có lớp BT
bòt đáy phủ kín đáy để ngăn nước vào hố móng trong

quá trình hút nước trong hố móng ra.
II.2.1.Kích thước vòng vây :
- Chiều sâu sâu mực nước thi công, chọn
Hn =3m
- 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 > 1m , chọn kích thước cọc như sau :
SVTH:
Trang 11


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

- Trên mặt đứng, đỉnh vòng vây phải cao hơn mực nứơc thi
công tối thiểu là 0.7m. Chọn là 0.7m.
=> Vậy cọc ván phải có chiều cao tính từ mặt đất là 3.7m.
II.2.2Thông số kỹ thuật cọc ván thép và loại cọc
vám thép:
Chọn loại cọc ván kiểu Jlapcek IV có các thông số sau:
- Tổng chiều dài cọc ván cần thiết là (11 + 8)x2=38m. chọn
lọai cọc ván do Hàn Quốc sản xuất.

SVTH:
Trang 12

Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

II.2.3. Tính chiều dày lớp bê tông bòt đáy.
Trước hết cần xác đònh phạm vi hay diện rộng của lớp
BT bòt đáy, lớp BT bòt phủ kín đáy của hố móng. Kích thước
đáy hố móng được xác đònh sao cho có thể thi công thuận
tiện một cái bể chứa đủ số lượng cọc như đề cho.
Bề dày lớp bê tông bòt đáy: Lớp bê tông bòt
đáy được xác đònh từ điều kiện : Áp lực đẩy nổi của nước
lên lớp bê tông phải nhỏ hơn lực ma sát giữa bê tông với
hệ cọc và trọng lượng lớp bê tông bòt đáy.
- Bề dày lớp bêtông bòt đáy tính theo công thức :
h bd ≥

H.S.γ n
(n.SO .γ c + k.U.τ).m

Trong đó :
K :số cọc khoan nhồi, K = 5
H :chiều sâu cột nước tính từ đáy lớp bêtông bòt
đáy đến mực nước thi công
=> H =(3+2+hbd) =(5+hbd)m
S :diện tích hố móng : S = 8 × 11 = 88m 2
S0 =(diện tích hố móng - diện tích cọc)

=> So = S − k × Sc = 88 − 5 ×

3.14 × 1.02
= 84.075m 2
4

γ c =2.5 T/m3 (trọng lượng bê tông )
γ n : dung trọng của nước, γ n = 1T / m 3
τ : ma sát giữa cọc với bêtông bòt đáy, τ = 10T / m 2
U : chu vi một cọc, U = D × 3.14 = 1.0 × 3.14 = 3.14m
n = 0.9 (hệ số giảm tải)
m = 0.9 (hệ số làm việc)
Thay tất cả số liệu vào cơng thức ta công thức :
( 5 + h bd ) × S × γ n
h bd ≥
(n × SO × γ c + k × U × τ) × m
5 × S× γn
h bd ≥
[ (n × SO × γ c + k × U × τ) × m ] − S
=>
5 × 88 × 1
=
= 1.9m
[ (0.9 × 84.075 × 2.5 + 5 × 3.14 ×10) × 0.9] − 88
Chọn lớp bêtông bòt đáy dày 2m
Thể tích bê tông cần đổ là:
V = F × Hbd = 88× 2=176 m3
SVTH:
Trang 13

Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

II.2.4.Sau khi xác đònh bề dày lớp BTBD đủ điều kiện
ổn đònh, ta kiểm tra điều kiện cường độ cho
lớp BTBD :
Tách 1 dải BTBD rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo
hướng thượng-hạ lưu có chiều dài nhòp bằng khoảng
cách giữa 2 cọc ván thép.

q1
q2

 Trọng lượng bản thân của lớp BTBD :
q1 = γ b × Hbd × 1= 2.5× 2× 1= 5
γ b = 2.5 T/m3

Trong đó :

:Dung trọng của lớp BTBD.

Hbd= 2 m

: Bề dày của lớp BTBD

1m

: Bề rộng của dải BTBD đang

xét.
 Áp lực đẩy của nước :
q2 = γ × H × 1= 1× 7× 1= 7
γ = 1T/m3 :Dung trọng của nước.

Trong đó :

H=7m

:Chiều sâu cột nước, từ lớp đáy
BTBD đến mực nước thi công.( 5 + 2 =
7 m)

1m

: Bề rộng của dải BTBD đang xét.

 Nội lực phát sinh trong dầm :
M max =

q1 − q 2 2 5 − 7
×l =
× 112 = −30.25(T.m) => căng thớ trên.
8
8

 Momen kháng uốn của dầm :
W=

b × h BTBD 2 1 × 2 2
=
= 0.67(m3 )
6
6

Yêu cầu ứng suất kéo phát sinh trong BTBD phải nhỏ hơn
US kéo cho phép của BT, sử dụng BT mác 300 =>
[σ]kbt = 10 kG / cm 2
SVTH:
Trang 14


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

σk =



GVHD: Th.s

M max 30.25
=
= 45.15T / m 2 = 4.515kG / cm 2 < [σ]btk = 10 kG / cm 2
W
0.67

Vậy lớp BTBD thỏa mãn điều kiện cường độ
II.3. Nội dung quy trình đổ BTBD:
- Đổ bêtông vào phểu, phểu phải có nút giữ, khi
bêtông đủ lượng tính toán thì cắt dây giữ nút sau đó đổ
liên tục, vừa đổ vừa nâng dần ống lên theo chiều thẳng
đứng, tuyệt đối không được dòch chuyển ngang. Đầu ống
luôn ngập trong bêtông 1 khoảng theo quy đònh.
- Phương pháp này cho năng suất cao và đảm bảo chất
lượng hơn cả vì hạn chế mặt tiếp xúc giữa bêtông và
nước..
II.3.1 Thiết bò đổ BTBD:
- Ống đổ: được làm bằng thép là những ống lắp ghép
từng đoạn có tiết diện hình tròn đường kính D = 20cm, chiều
dày ống δ = 4mm.
- Phểu: được làm bằng thép có bề dày δ = 4mm xung
quanh có nẹp bằng sắt góc để tăng cường độ cứng.
- Nút giữ: được làm bằng thép lá hoặc bằng cao su. Yêu
cầu nút giữ là dễ tụt xuống và nổi lên trên mặt nước
sau khi ra khỏi ống.
- Khi đổ BT bòt đáy :
+ Phểu phải đủ thể tích để chứa mẻ trộn đầu tiên,
có khối lượng và có đủ áp lực để thắng áp lực nước để
đẩy nước trong hố móng ra ngoài
+ Thể tích phểu < 3m3 và > 1.5 lần thể tích ống để
đảm bảo áp lực, khối lượng và vận tốc của bêtông khi
đổ.
+ Số lượng ống phụ thuộc vào diện tích hố móng, bán
kính tác dụng và năng suất máy trộn bêtông
+ Đảm bảo năng suất đổ bêtông qua ống > 0.3 ÷ 0.4

m bêtông trên 1 diện tích hố móng và đổ trong 1h.
3

+ Bán kính tác dụng R < 3 ÷ 4m, chọn R = 3m, số ống là
4 bố trí 1 hàng.
SVTH:
Trang 15


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

+ Cường độ của BT bòt đáy chọn cao hơn cường độ
thiết kế 15 ÷ 20%, bêtông có độ sụt lớn để dễ xuống và
không bò tắc, độ sụt = 18 ÷ 20cm.
+ Đổ bêtông dưới nước phải chuẩn bò chu đáo, đổ
liên tục và càng nhanh càng tốt.
+ Sau khi bêtông đạt cường độ ≥ 50Kg/cm2 thì tiến hành
hút nước
II.3.2 Tính toán ổn đònh vòng vây cọc ván thép.
Để thi công vòng vây cọc ván thép người ta chế tạo
sẵn các vòng vành đai trên bờ sau đó đưa ra vò trí thi công
bằng cần cẩu, và các cọc đònh vò. Tường cọc ván được gia
cố bằng các vành đai hình chữ nhật và bằng các thanh
chống ngang dọc, thanh chéo ở góc cùng với các tầng van
chống ổn đònh.

Để hạ cọc ván thép vào đất ta sử dụng hệ thống
búa đóng đặt trên xà lan, để tránh các hàng cọc không
bò nghiêng kép kín theo chu kì thì đặt toàn bộ tường hay một
đoạn vào khung dẫn hướng đóng, quá trình đóng cọc ván
thép được chia từng giai đoạn, các bộ phận tiếp xúc giữ
cọc với cọc được bôi trơn trước khi đóng,các khe hở thì được
bôi đất sét vào.
Do mặt NTC tới chiều sâu của đáy hố móng >3m nên
ta dùng 2 tầng van chống và giữa các tầng van chống cách
nhau 2.5m.
Kích thước vòng vây cọc ván thép như hình vẽ :

SVTH:
Trang 16


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

BỐTRÍ CỐ
T THÉ
P CỌC
TL 1:50

THANH CHỐ
NG CHÉ

O I40

HỆVÀ
NH ĐAI I40

CỌC CHỐ
NG I40

H? Thu Nu?c

Nguyên tắc tính toán vòng vây cọc ván thép:
- Vòng vây cọc ván thép được coi là tuyệt đối cứng.
- Tính cho giai đoạn 2 : hố móng đã được đổ lớp bê
tông bòt đáy và nước trong hố móng đã được hút
cạn, vòng vây cọc ván thép có xu hướng xoay quanh
điểm O tại vò trí thanh chống thứ 2.
Xét giai đoạn 2:
So sánh các thông số của các lớp đòa chất.
+ Sự khác nhau của góc ma sát trong φ
ϕ1tc − ϕ 2tc
22 − 10
×100% =
× 100% = 54.54%
tc
ϕ1
22

+ Sự khác nhau của dung trọng γ
γ1 − γ 2
1.73 − 1.82

×100% =
×100% = 5.2%
γ1
1.73

+ Sự khác nhau của lực dính C
γ1 − γ 2
1.73 − 1.82
×100% =
× 100% = 5.2%
γ1
1.73

+ Sự khác nhau của hệ số rỗng ε
ε1 − ε 2
0.75 − 0.91
×100% =
× 100% = 21.3%
ε1
0.75
SVTH:
Trang 17


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

Do các thông số của hai lớp đất chênh nhau >20% suy ra ta
phải tính riêng từng lớp.
-

Đối với đất nằm nằm trong nước ta tính theo dung trọng
đẩy nổi
γ dn =

-

( ∆ − 1) γ n
1+ ε

+ ∆ là tỷ trọng của đất ∆ = 2.7 (T/m3)
+ γ n là dung trọng của nước γ n = 1 (T/m3)
+ ε là độ rỗng của từng lớp :
Các hệ số
+ Hệ số vượt tải của áp lực đất chủ động : na = 1.2
ϕ

λa = tg 2  450 − ÷
2


+ Hệ số vượt tải của áp lực đât bò động : nb = 0.8
ϕ

λb = tg 2  450 + ÷


2

+ Hệ số vượt tải của áp lực thủy tónh : n = 1
Đối với lớp đất 1 ta có:
ϕ 
22 


λa1 = tg 2  450 − 1 ÷ = tg 2  450 − ÷ = 0.45


2
2 

ϕ 
22 


λb1 = tg 2  450 + 1 ÷ = tg 2  450 + ÷ = 2.2
2
2 



Đối với lớp đất 2 ta có:
( ∆ − 1) γ n = ( 2, 7 − 1) ×1 = 0.89 T
γ dn 2 =
m3
1+ ε2

1 + 0,91
ϕ 
10 


λa 2 = tg 2  450 − 2 ÷ = tg 2  450 − ÷ = 0.7

( )

2 
2


ϕ 
10 


λb 2 = tg 2  450 + 2 ÷ = tg 2  450 + ÷ = 1.42
2 
2



Sơ đồ tính toán vòng vây cọc ván thép.

SVTH:
Trang 18


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu

NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

E1
O

P1
E11
E12

E3
P3

P 12 P 11=P 1

E41
E6

E51 E7
P6

E2
E61

P7

E42 E52 E71

E72

E62

P2

P 62 P 61 P 4 P 5

P 71

P 72

Phân tích lực:
-

p lực thủy tónh gồm : E1,E2

-

Áp lực đất chủ động gồm : E3,E4,E6,E61,E62

-

Áp lực đất bò động gồm : E5,E7,E71,E72

-

Lực gây lật gồm : E11,E12, E2,E3,E4,E6,E61,E62

-

Lực giữ gồm : E1,E5,E7,E71,E72
Ta tính tính được áp lực (P) tác dụng vào ván

-

khuôn :
P1 = γ n h1 = 1× 2.5 = 2.5 ( T / m 2 )

-

P11 = P1 = γ n h1 = 1× 2.5 = 2.5 ( T / m 2 )

-

P12 = ( γ n h − P11 ) = 1× 5.5 − 2.5 = 3 ( T / m 2 )

-

P2 = ( P11 + P12 ) = 2.5 + 3 = 5.5 ( T / m 2 )

-

P3 = γ dn1 × h3 ×η a × λa1 = 0.971× 2.5 ×1.2 × 0.45 = 1.31( T / m 2 )

-

P4 = P41 = P42 = γ dn1 × h4 ×ηa × λa1 = 0.971× 2.5 × 1.2 × 0.45 = 1.31( T / m 2 )

-

P5 = P51 = P52 = ( γ c − γ n ) × h5 ×ηb × λb1 = 1.5 × 2 × 0.8 × 2.2 = 5.28 ( T / m 2 )

-

P6 = γ dn1 × h6 ×η a × λa1 = 0.971× 3 × 1.2 × 0.45 = 1.57 ( T / m 2 )

SVTH:
Trang 19


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU
-



GVHD: Th.s

P61 = γ dn1 × h61 ×η a × λa 2 = 0.971× 3 × 1.2 × 0.7 = 2.45 ( T / m 2 )
P62 = γ dn 2 × h62 ×ηa × λa 2 = 0,89 × ( t − h7 ) ×1, 2 × 0, 7 − Ca 2 × c

= 0.89 × ( t − 1.5 ) ×1.2 × 0.7 − 1.67 × 0.148 = 0.75t − 0.87 ( T / m 2 )

-

-

P7 = γ dn1 × h7 ×ηb × λb1 = 0.971× 1.5 × 0.8 × 2.2 = 2.56 ( T / m 2 )

-

P71 = γ dn1 × h7 ×ηb × λb 2 = 0.971× 1.5 × 0.8 × 1.42 = 1.65 ( T / m 2 )
P72 = γ dn 2 × h72 ×ηb × λb 2 = 0.89 × ( t − h7 ) × 0.8 × 1.42 − C × c

= 0.89 × ( t − 1.5 ) × 0.8 ×1.42 − 2.38 × 0.148 = 1, 01t − 1.87 ( T / m 2 )

-

Từ ta tích được tất cả các lưc E tác dụng vào ván
khuôn như sau:
1
1
P1 × h1 = × 2.5 × 2.5 = 3.125 ( T / m 2 )
2
2

-

E1 =

-

E11 = P1 × h11 = 2.5 × 3 = 7.5 ( T / m 2 )

-

1
1
E12 = × P12 × h12 = × 3 × 3 = 4.5 ( T / m 2 )

2
2

-

E21 = P2 × h6 = 5.5 × 3 = 16.5 ( T / m 2 )

-

E22 = P2 × ( t − h6 ) = 6 × ( t − 3) = 6t − 18 ( T / m 2 )

-

E3 =

-

E41 = P4 × h6 = 1.31× 3 = 3.93 ( T / m 2 )

-

E42 = P4 × ( t − h7 ) = 1.31× ( t − 1.5 ) = 1.31t − 1.965 ( T / m 2 )

-

E51 = P5 × h7 = 5.28 × 1.5 = 7.92 ( T / m 2 )

-

E52 = P5 × ( t − h7 ) = 5.28 × ( t − 1.5 ) = 5.28t − 7.92 ( T / m 2 )

-

-

1
1
P3 × h3 = ×1.31× 2.5 = 1.64 ( T / m 2 )
2
2

1
1
E6 = × P6 × h6 = × 1.57 × 3 = 2.355 ( T / m 2 )
2
2

E61 = P61 × ( t − h7 ) = 2.45 × ( t − 1.5 ) = 2.45t − 3.675 ( T / m 2 )
E62 =

1
c2
× P62 × ( t − h7 ) − Ca 2 × c × H + D ×
2
γ dn

1
0.1482
× ( 0.75t − 0.87 ) × ( t −1, 5 ) −1.67 × 0.148 × ( t −1.5 ) + 2 ×
2

0.89
= ( 0.38t 2 − 0.9975t + 0.6525 ) − ( 0.25t − 0.37 ) + 0.049 ( T / m 2 )
=

-

= ( 0.38t 2 −1.25t +1.07 ) ( T / m 2 )
-

1
1
E7 = × P7 × h7 = × 2.56 × 1.5 = 1.92 ( T / m 2 )
2
2

SVTH:
Trang 20


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU
-



GVHD: Th.s

E71 = P71 × ( t − h7 ) = 1.65 × ( t − 1.5 ) = 1.4t − 2.5 ( T / m 2 )
1
c2

E72 = × P72 × ( t − h7 ) − Cb 2 × c × H + D ×
2
γ dn 2
1
0.1482
= × ( 1.01t − 1.87 ) × ( t − 1.5 ) − 2.38 × 0.148 × (t − 1.5) + 2 ×
2
0.98
2
2
= ( 0,51t − 2.63t + 0.76 ) − ( 0.35t − 0.53) + 0.049 ( T / m )

-

= 0,51t 2 − 2.98t + 1.34 ( T / m 2 )

Từ ta tích được tất cả các lưc M tác dụng vào ván
khuôn như sau:
-

-

-

-

1
1
M 1 = × E1 × h1 = × 3.125 × 2.5 = 2.60 ( T / m 2 )
3

3
1
1
M 11 = E11 × h11 = × 7.5 × 3 = 11.25 ( T / m 2 )
2
2
2
2
M 12 = × E12 × h12 = × 4.5 × 3 = 9 ( T / m 2 )
3
3
1

1

M 21 = E21 ×  × h6 + 3 ÷ = 16.5 ×  × 3 + 3 ÷ = 74.25 ( T / m 2 )
2

2


-

1
1

M 22 =  × t − × h7 + 6 ÷× E22 = ( 0.5t + 5.25 ) × ( 6t − 18 ) = 3t 2 + 22.5t − 94.5 ( T / m 2 )
2
2


-

2

2

M 3 =  × h3 + 0.5 ÷× E3 =  × 2.5 + 0.5 ÷× 1.64 = 3.55 ( T / m 2 )
3

3


-

1

M 41 =  × h6 + 3 ÷× E41 = 4.5 × 3.93 = 17.68 ( T / m 2 )
2


-

1
1 1



M 42 =  t − × h7 + 7 ÷× E42 =  0,5t − × 3 + 7.5 ÷× ( 1.31t − 1.965 )
2

2 2




-

M 51 = E51 × ( 0.5 × h7 + 4.5 ) = 7.92 × 5.25 = 41.58 ( T / m 2 )

-

1 1

M 52 = E52 ×  t − × h7 + 6 ÷ = ( 5.28t − 7.92 ) × ( 0.5t + 5.25 )
2 2


-

= 0.655t 2 − 8.8t + 11.79 ( T / m 2 )

= 2.64t 2 + 23.76t − 41.58 ( T / m 2 )

2

2

M 6 =  h6 + 3 ÷× E6 =  × 3 + 3 ÷× 2.355 = 11.775 ( T / m 2 )
3


3

M 61 = ( 0.5t − 0.5h7 + 6 ) × E61 = ( 0.5t + 4.5 ) × ( 2.45t − 3.675 )

-

= 1.225t 2 + 9.19t − 16.54 ( T / m 2 )

SVTH:
Trang 21


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

-



GVHD: Th.s

2 2

2

M 62 =  t − h7 + 6 ÷× E62 =  t + 5 ÷× ( 0.38t 2 − 1.25t + 1.07 )
3 3

3


= 0.2t 3 + 1.07t 2 − 5.54t + 5.35 ( T / m 2 )

-

2

2

M 7 =  h7 + 4.5 ÷× E7 =  ×1.5 + 4.5 ÷×1.92 = 10.56 ( T / m 2 )
3

3


-

1 1

1

M 71 =  t − h7 + 7, 0 ÷× E71 =  t + 4.5 ÷× (1.4t − 2.5) = 0.7t 2 + 5.05t − 11.25 ( T / m 2 )
2 2

2


-

2 2


2

M 72 =  t − h7 + 6 ÷× E72 =  t + 4.5 ÷× ( 0,51t 2 − 2.98t + 1.34 )
3 3

3

= 0,34t 3 + 0,31t 2 − 12.52t + 6.03 ( T / m 2 )

Tổng momen gây lật:
-

ΣM lât = M 11 + M 12 + M 21 + M 22 + M 3 + M 41 + M 42 + M 6 + M 61 + M 62
ΣM lât = 11.25 + 9 + 74.25 + ( 3t 2 + 22.5t − 94.5 ) + 3.55 + 17.68 + ( 0.655t 2 − 8.8t + 11.79 )
+11.775 + ( 1.225t 2 + 9.19t − 16.54 ) + ( 0, 25t 3 + 1.07t 2 − 5.54t + 5.35 )
= 0.2t 3 + 4.95t 2 + 17.35t + 33.605

Tổng momen giữ:
-

ΣM lât = M 1 + M 51 + M 52 + M 7 + M 71 + M 7
ΣM giu = 2.60 + 41.58 + ( 2.64t 2 + 23.76t − 41.58 ) + 10.56 + ( 0.7t 2 + 5.05t − 11.25 ) +

( 0,34t
-

3

+ 0,31t 2 − 12.52t + 6.03) = 0.34t 3 + 3.65t 2 + 16.29t + 7.94

Điều kiện ổn đònh:
ΣM lât ≤ mΣM giu

Trong đó: m được tra trong bảng phụ thuộc vào:
Mm =

hn
3
=
= 0.6m
hn + hm 3 + 2

Từ đó ta tra bảng => m =1.05
ΣM lât ≤ mΣM giu

=>

0.2t 3 + 4.95t 2 + 17.35t + 33.605 ≤ 1.05 × ( 0.34t 3 + 3.65t 2 + 16.29t + 7.94 )

=> 0.2t 3 + 4.95t 2 + 17.35t + 33.605 = 0.4t 3 + 3.83t 2 + 17.1t + 8.34
= 0.2t 3 − 1.12t 2 − 0.25t − 25.27
t1 = 7.8m

=> t2 = −1.11m
t = −1.11m
3

SVTH:
Trang 22

Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

 Vậy ta chọn chiều sâu cọc ván thép ngàm
vào đất là t2= 8m
Vậy tổng chiều dài coc ván thép can là :8+7.7=15.7m
II.3.3Kiểm toán nội lực cọc ván thép:
Dựa vào sơ đồ tầng văng chống ta có biểu đồ phân bố
lực tập trung sau:

Từ sơ đồ lực trên ta sử dụng phần mềm MIDAS chạy ra được
nội lực sau:

SVTH:
Trang 23


Thuyt minh ủo aựn xaõy dửùng cau
NGUYN èNH MU

SVTH:
Trang 24

GVHD: Th.s


Thuyết minh đồ án xây dựng cầu
NGUYỄN ĐÌNH MẬU



GVHD: Th.s

Kiểm toán cường độ cọc ván thép.

Ta có sơ đồ tính cọc ván thép là dầm giản đơn được kê lên
3 gối là 2 tầng thanh chống, và điểm O cách mặt trên lớp
bê tông bòt đáy 0.5m vế phía dưới.
Dùng phần mềm midas ta xác đònh được
M max = 88.5( KN .m) = 8.85(T .m)

Ta có : σ max =

M max 8.85 ×105
=
= 402.27(kG / cm 2 ) ≤ Ru = 2100( kG / cm 2 )
W
2200

 Vậy cọc ván thép đủ khả năng chòu lực
II.4. Biện pháp thi công cọc khoan nhồi.
Theo điều kiện đòa chất lớp trên là đất cát hạt vừa, lớp
thứ 2 là đất sét pha cát dẻo vừa, lớp thứ 3 là đất sét chặt

và vò trí thi công ở nơi có nước mặt nên ta chọn phương
pháp khoan lỗ dùng ống vách.
Chiều dài cọc khoan nhồi là 45m, tính từ đáy bệ móng.
SVTH:
Trang 25