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

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

CHƯƠNG I : ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH.VÀ TÌNH HÌNH ĐỊA
CHẤT THỦY VĂN NƠI THI CÔNG
I.1.KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH :

I.1.1.Thủy văn
Cơng trình thi cơng cầu qua sơng X thuộc huyện thanh chương tỉnh Nghệ an. Khí hậu ở
vùng này chia làm 2 mùa rõ rệt. Mùa nắng bắt đầu từ tháng 3 đến tháng 9. Nhiệt độ trung
bình từ 250C đến 330C. Trong thời gian này mực nước trên sơng là nhỏ nhất, rất có lợi cho
việc thi cơng cầu. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 10 đến hết tháng 2 năm sau. Vào mùa này mực
nước thường dâng cao, kèm theo những đợt mưa kéo dài gây khó khăn cho việc thi cơng,
nhiệt độ trung bình khoảng 180C đến 220C.
Từ tài liệu khí hậu như trên ta có nhận xét sau: Nếu thi cơng vào mùa mưa thì rất bất lợi
vì trong mùa mưa việc triển khai cơng việc tiến hành thi cơng các hạng mục cơng trình sẽ gặp
rất nhiều khó khăn như trời mưa gió, mực nước sơng dâng cao v.v... Từ đó dẫn đến việc tiến
độ thi cơng khơng đuợc đảm bảo, chất lượng cơng trình thấp, việc bảo quản trang thiết bị máy
móc vật liệu gặp nhiều khó khăn trở ngại nên dẫn đến việc kéo dài thời gian thi cơng cơng
trình, làm tăng giá thành xây dựng cầu. Do vậy chọn thời gian thi cơng cầu vào tháng 6,7 là
hợp lý nhất.

Đây là con sông cấp V nên tần suất dao động
nhỏ.thuyền bè nhỏ qua lại và đủ điều kiện cho
cây trôi
I.2.QUY MÔ, TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

I.2.1.Quy mô công trình

Cầu BTCT vónh cửu.
I.2.2.Tiêu chuẩn kỹ thuật

Áp dụng hệ thống khung tiêu chuẩn đã được Bộ
GTVT phê duyệt tại Quyết đònh số 2529/QĐ-BGTVT
ngày 14/8/2007 về việc xây dựng công trình
I.2.3.Tải trọng

Hoạt tải thiết kế HL93+3(kN) theo Tiêu chuẩn thiết
kế cầu 22TCN272 - 05.
I.2.4.Tónh không thông thuyền
Sông cấp V nên tónh không thông thuyền là (25x3.5)m.

SVTH :

Trang 1


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

I.2.5.Khổ cầu

Hiện tại thiết kế có quy mô mặt cắt ngang như
sau :
Chiều rộng phần xe cơ giới
: 2x3.5
= 7.00

(m)
Phần bồ hành
: 2x1
= 2.00
(m)
Lan can
: 2x0.25
= 0.5(m)
Dải an toàn
: 2x0.25
= 0.50 (m)
Tổng cộng
:
= 10.00(m)
I.3.GIẢI PHÁP THIẾT KẾ
I.3.1.Vò trí cầu

Vò trí cầu được xác đònh trên tim tuyến và tim
dòng chảy của sông. Tim tuyến vuông góc với tim
dòng chảy.
I.3.2.Sơ đồ cầu và chiều dài cầu

Sơ đồ kết cấu nhòp như sau : 3x33(m). Chiều dài cầu
L=99(m) tính đến mép sau tường ngực mố.
I.3.3.Mố và trụ cầu:
Mố cầu ta chọn mố nặng chữ U.
Trụ ta chọn trụ đặc thân hẹp.
I.4.KẾT CẤU NHỊP:
I.4.1.Dầm chủ

Dầm BTCT DƯL 40MPa căng sau tiết diện chữ “I”, với
khẩu độ nhòp là 33(m), chiều cao dầm là 1.20(m),
khoảng cách giữa các tim dầm là 2 (m).
I.4.2.Mặt cầu
- Mặt cầu cấu tạo từ 4 lớp :
+ Bản mặt cầu bằng BTCT 30Mpa đổ tại chỗ trên hệ
ván khuôn để lại bằng BTCT 30Mpa chiều dày
200mm
+ Lớp mui luyện tạo dốc 2% chiều dày trung bình 40mm
+ Trên bản mặt cầu được phủ lớp phòng nước dày
4mm;
+ Lớp bê tông ASPHALT dày 60mm.
SVTH :

Trang 2


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

I.4.3.Lan can
Gồm 2 phần:

1 : Gờ lan can bằng BTCT 30MPa.
2 : Thép khung
+ Kích thước hình học như sau

I.4.4.Hệ thống thoát nước mặt cầu

+ Các cửa thu nước mặt cầu bố trí dọc theo bó vỉa
cách nhau khoảng
8 ~ 10(m) và xả trực tiếp
ra ngoài thông qua ống nhựa Φ100(mm).
I.4.5.Khe co giãn
+ Khe co giãn cao su rộng 50mm
I.5.KẾT CẤU PHẦN DƯỚI
I.5.1.Kết cấu mố
Gồm có 2 mố
- Kết cấu mố dạng tường chắn bằng BTCT 30Mpa đổ
tại chỗ;
- Mỗi mố gồm 28 cọc BTCT 40Mpa tiết diện 40x40cm,
chiều dài cọc là 37m(chưa bao gồm phần đập đầu
cọc và phần cọc ngàm vào bệ).
- Tim bệ mố theo phương ngang cầu đặt vuông góc
với tim dọc cầu;
- Sau mố đặt bản quá độ dài 5m bằng BTCT 30MPa
trên suốt chiều rộng phần xe chạy.

SVTH :

Trang 3


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

- Mái taluy của tứ nón và trong phạm vi 15m đường
đầu cầu được gia cố đá hộc xây vữa 10Mpa, chân
khay taluy bằng đá hộc xây vữa 10Mpa;
- Vật liệu đắp tứ nón đầu mố cùng loại với vật
liệu đắp nền đường.
I.5.2.Kết cấu trụ
Cầu gồm 2 trụ
- Kết cấu trụ dạng đặc thân hẹp(hay là hình ova)
bằng BTCT 30Mpa đổ tại chỗ.
- Móng mỗi trụ gồm 28 cọc BTCT 30Mpa tiết diện
40x40cm, chiều dài cäc với trụ là 37(chưa bao gồm
phần đập đầu cọc và phần cọc ngàm vào bệ).
- Hệ móng: cọc đóng BTCT đúc sẵn 40 MPa, kích thước mặt cắt cọc
40x40cm. Chiều dài cọc được quy định trong bản vẽ và quyết định chính
thức khi có kết quả thi cơng cọc thử.

SVTH :

Trang 4


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

CHƯƠNG II : ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ NGUỒN CUNG CẤP
NGUYÊN VẬT LIỆU MẶT BẰNG BỐ TRÍ VẬT LIỆU
XÂY DỰNG – MÁY MÓC THI CÔNG
II.1.CHUẨN BỊ VẬT LIỆU VÀ NGUỒN CUNG CẤP

VẬT LIỆU:

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 tại ngân hàng,ký kết hợp đồng.
Xây dự láng trại,tổ chức đời sống cho công nhân tại
công trình.
Làm đường trong công trình và đường vào công trình.
Tổ chức kho bãi tập kết nguyên liệu,cấu kiện đúc
sẵn.
Lắp ráp các thiết bò cơ giới kết cấu,đà giáo phụ
tạm.
Giải phóng mặt bằng thi công lân can.
II.1.1.nguồn cung câp nguyên vật liệu:
Công trình xây dựng cách các cơ sở sản xuất không
xa.Đường vận chuyển tương đối thuận lợi cho việc vận
chuyển vật liệu bằng cơ giới.
Vật liệu ở đây dễ sản xuất và khai thác.đảm bảo
các yêu cầu về kỹ thuật
II.1.2.Vận chuyển vật liệu:
Cốt thép được vận chuyển tới công trình dưới dạng
cuộn,thanh và phải đảm bảo chất lượng không bò hen gỉ.
Kho vật liệu thép không cách xa quá 100m.
Thép hình được thiết kế theo chủng loại,thiết kế riêng.
Khi bốc xếp chú ý không quăng, khi cẩu nặng cần
có biện pháp bảo vệ,chống cong vênh và bảo vệ sơn
chống gỉ.

SVTH :

Trang 5


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

II.2.CHUẨN BỊ MẶT BẰNG VÀ VẬT LIỆU:
Để san ủi mặt bằng thi công thì có thể sử dụng bằng
máy san,máy ỉu kết hợp với công nhân.Mặt bằng cần
phải bằng phẳng đủ rộng để bố trí các máy móc thi công
các phương tiện vận chuyển,ở mép bở sông chuẩn bò bến
bãi.Cẩu xếp cho các phao vận chuyển ra vò trí thi công
Vật liệu được tập kết về kho bãi tai công trường.có
thể dùng các phương tiện thô sơ để vận chuyển vật liệu
tới bãi thi công (nếu cần)
II.3.MÁY MÓC THI CÔNG:
Đơn vò thi công phải đảm bảo máy móc đầy đủ cho
quá trình thi công nếu thiếu thì có thể đi thuê từ công ty
khác nhằm đảm bảo tiến độ thi công.Bao gồm các máy
như sau (Máy đóng cọc.Máy đào,Cần trục,Cẩu lắp……)và
các thiết bò lao lắp và thi công móng và trụ cầu.nhân
công có tay nghề cao.
II.4.NHÂN LỰC VÀ TÌNH HÌNH ĐỊA PHƯƠNG:
Đơn vò thi công có độ ngũ cán bộ kỹ thuật cao có
năng lực và kinh nghiệm.nhiệt tình công tác.Bên cạch đó
đội ngũ công nhân lành nghề với số lượng đông đảo
nên có thể đảm bảo tiến độ thi công và chất lượng kỹ

thuật của công trình theo đúng thời gian quy đònh
Việc thi công của đơn vò được sự trợ giúp của công
ty.và sự ủng hộ của đòa phương.Dân cư trong khu vực ổn
đònh tham gia và bảo vệ tài sản và trật tự an ninh xung
quanh công trình cao.

SVTH :

Trang 6


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

CHƯƠNG III : SỐ LIỆU VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG
III.1.SỐ LIỆU ĐẦU VÀO VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG:
III.1.1.PHƯƠNG PHÁP VÀ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT .
Phương pháp thi công cẩu lắp
Số nhòp : 3 nhòp
Thông số móng 28 cọc đóng 40x40 (cm)
Chiều dày cọc nằm trong đất tinh từ đáy bệ L=37m
Số lớp đòa chất <đòa chất 1> thiết kế trụ giữa sông
Thông số đòa chất gồm có 3 lớp đòa chất như sau:
+ Lớp 1 : cát hạt vừa dày 5.5m, γ = 1.73 T/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 = 1.82
T/m3 , 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 = 1.89 T/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
III.1.2.THÔNG SỐ MÓNG VÀ MỰC NƯỚC THI CÔNG:
III.1.2.1.Kích thước móng:
Móng 28 cọc ta bố trí như sau theo chiều rộng (song song
với nhòp cầu) ta chọn 4 cọc.theo chiều dài (vuông góc với
kết cấu nhòp cầu) ta chon 7 cọc
Khoảng cách từ tim – tới – tim không được nhỏ hơn
750mm hay 2.5D chiều rộng cọc (chọn giá trò lớn) kích thước
cọc 40x40cm nên 2.5D = 2.5x0.4= 1m
=> Vậy ta chọn khoảng cách từ tim – tới – tim bằng
1.2m
Khoảng cách tư tim cọc tới tới mép bê tông móng
lớn hơn 225mm
SVTH :

Trang 7


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

=> Vậy ta chọn khoảng cách từ tim – tới – mép bê
tông móng như sau:
+ Theo chiều dài thì ta chọn từ tim – tới – mép là
400mm

+ Theo chiều rộng thì ta chọn từ tim – tới – mép là
450mm
Đỉnh của cọc thiết kế ngàm vào trong bệ móng
300mm
=> Vậy ta chọn khoảng cách khoảng cách cọc ngàm
vào bệ là 500mm
Chiều dày bệ móng 1.5m
Kích thước móng được biểu thò bằng hình sau:

III.1.2.2.Kích thước trụ:

Dựa vao kích thước móng ở trên ta xác định được kích thước móng dựa theo các
thơng số sau.
a ≥ 0.5 => chon a = 1.5m
b ≥ 0.5 => chon b = 1.0m

Chiều rộng(a) và chiều dài(b) bệ 

=> Kích thước trụ như sau (1.5x6)m
III.1.2.3.Chon mực nước thi cồng khổ thông thuyền
chiều dài nhòp,khổ cầu
Thông số mực nước :

SVTH :

Trang 8


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

+ Mực nước cao nhất (MNCN = +5.5m.) tính từ mặt đất
sau sói
+ Mực nước thi công ta chọn (MNTC=MNTT =+4m) tính
từ mặt đất sau sói
+ Mực nước thấp nhất (MNTN = +2.5m) tính từ mặt
đất sau sói
Khổ thông thuyền :
+ Sông cấp V nên khổ thông thuyền là (25x3.5)m
Chiều dài nhịp:

+ Dầm BTCT DƯL 40MPa căng sau tiết diện chữ “I”,
với khẩu độ nhòp là 33(m), chiều cao dầm là
1.20(m), khoảng cách giữa các tim dầm là 2 (m).
+ Chiều dài toàn cầu là (3x33=99)m
Khổ cầu:

+ Hiện tại thiết kế có quy mô mặt cắt ngang như
sau :
Chiều rộng phần xe chạy
: 2x3.500
= 7.00 (m)
Phần bồ hành
: 2x1
= 2.00
(m)
Lan can
: 2x0.25

= 0.5 (m)
Dải an toàn
: 2x0.25
= 0.50
(m)
Tổng cộng
:
= 10.00(m)
III.1.3.SƠ LƯC CÁC BƯỚC THI CÔNG:
III.1.3.1.Công tác đònh vò hố móng :
III.1.3.1.1.Cơng tác đo đạc:
mục đích.
Nhằm đảm bảo đúng vị trí ,kích thước của tồn bộ cơng trình cũng như các bộ
phận kết cấu được thực hiện trong suốt thời gian thi cơng.
Nội dung.
Xác định lại và kiểm tra trên thực địa các mốc cao độ và mốc đỉnh.
Cắm lại các mốc trên thực địa để định vị tim cầu ,đường trục của các trụ mố và
đường dẫn đầu cầu.
Kiểm tra lại hình dạng và kích thước các cấu kiện chế tạo tại cơng trường.
Định vị các cơng trình phụ tạm phục vụ thi cơng.
SVTH :

Trang 9


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

Xác định tim trụ cầu bằng phương pháp giao hội ít nhất 3 phương ngắm từ 3mốc
cố đònh của mạng lưới.
Tầm quan trọng.
Cơng tác đo đạc phải đi trước một bước vì nó ảnh hưởng đến :
+ Tiến độ thi cơng.
+ Chất lượng cơng trình.
+ Tính kinh tế.
III.1.3.1.2.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 công. 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 90 0 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
- Tg α =

OE 109
=
= 5.45
- Tg α =

⇒ α = arctg 3.8 =

⇒ α = arctg 5.45 = 79.6 0

OA

SVTH :

20

75.26 0

OA

20

Trang 10


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

20m

A

20m

O

C
MÔ
1

T1

D
T2

E
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
III.1.3.2.- 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 biểu đồ hoa gió)
Chuẩn bò mặt bằng, bãi tập kết vật liệu như : Xi
măng, đá, cát, sắt thép…
Xây dựng 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.
Vè 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 11


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

III.1.3.3.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 :
+ 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
SVTH :

Trang 12


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

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.
III.1.3.4.Thi công kết cấu nhòp:
+ Chọn xà lan (hệ nổi).
+ 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

CHƯƠNG IV : THI CÔNG
IV.1.THIẾT KẾ VÒNG VÂY CỌC VÁN THÉP
IV.1.1.Kích thước vòng vây :
- Chiều sâu sâu mực nước thi công, chọn
H n =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 > 1m , chọn kích thước cọc
SVTH :

Trang 13


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

như sau

BỆMÓ
NG

vò
ng vâ
y cọc vá
n thep

- 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 4.7m.
IV.1.2.Thông số kỹ thuật cọc ván thép và loại cọc

ván thép:
Chọn loại cọc ván kiểu Jlapcek IV có các thông số sau:
- Tổng chiều dài cọc ván cần thiết là (10 +
6,5)x2=33m. chọn lọai cọc ván do Hàn Quốc sản xuất.

SVTH :

Trang 14


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

L

IV.2.Thi công đổ bề dày lớp BT bòt đáy :

IV.2.1.Tính toán chiều dày 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 :
h bd ≥

H.S.γ n
(n.SO .γ c + k.U.τ).m

Trong đó :
K :số cọc BTCT, K = 28
H :chiều sâu cột nước tính từ đáy lớp bêtông
bòt đáy đến mực nước thi công
=> H =(4+1.5+hbd) =(5.5+hbd)m
S :diện tích hố móng, S = 10 × 6,5 = 65m 2
S0 =(diện tích hố móng - diện tích cọc)
2
=> So = S − k × Sc = 65 − ( 28 × 0.16 ) = 60,52m

γ c =2.5 T/m3 (trọng lượng riêng bê tơng)
γ n : dung trọng của nước, γ n = 1T / m3

τ : ma sát giữa cọc với bêtông bòt đáy, τ = 12T / m 2

U : chu vi một cọc, U = 4 × 0, 4 = 1,6 m
n = 0.9 (hệ số giảm tải)
m = 0.9 (hệ số làm việc)
Thay tất cả số liệu vào cơng thức ta có:

SVTH :

Trang 15


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

h bd ≥

GVHD: Th.S

( 5.5 + h bd ) × S × γ n
(n × SO × γ c + k × U × τ) × m

h bd ≥

=>
=

5,5 × S × γ n
[ (n × SO × γ c + k × U × τ) × m ] − S

5,5 × 65 × 1
= 0,66m
[ (0,9 × 60.52 × 2,5 + 28 ×1,6 ×12) × 0,9] − 65

Chọn lớp bêtông bòt đáy dày 1.2m
IV.2.2.Phương pháp đổ bêtông bịt đáy :
IV.2.2.1.Nội dung:
Đổ bê tông vào phếu.phếu phải có nút giữ,khi bê
tông đủ lượng mà ta tinh toán thì cắt day giữ nút sau đó
đổ liên tục vừa đổ vừ nâng ống lên theo chiều thẳng
đứng.không được dòch chuyển ngang, đầu ống luôn ngập
trong bê tông 1 khoảng theo quy đònh để cho bê tông tránh
phân lớp
Phương pháp này cho năng suất và hiệu quả cho chất
lượng công trình vì hạn chế mặt tiếp xúc giữa bê tông và
nước
IV.2.2.2.Thiết bò:
Tiến hành đổ bêtông bòt đáy theo phương pháp vữa
dâng :
Bán kính hoạt động của ống : R = 2.5 m.
2
Diện tích hố móng F = B × L = 6,5 × 10 = 65 ( m )

Diện tích hoạt động của một ống : Fo = π × R 2 = π × 2.52 = 19.63
m2

Số ống cần thiết : n =

F
65

=
= 3.31 (ống)
Fo 19.63

Chọn 4 ống.
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.

SVTH :

Trang 16


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

Nút giữ (bằng xốp): được làm bằng thép lá hoặc bằng cao su. u cầu nút
giữ là dễ tụt xuống và nổi lên trên mặt nước sau khi ra khỏi ống.
Khi đổ BT bịt 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 ngồi
+ Thể tích phểu < 3m3 và > 1,5 lần thể tích ống để đảm bảo áp lực, khối lượng
và vận tốc của bêtơng khi đổ.
+ Số lượng ống phụ thuộc vào diện tích hố móng, bán kính tác dụng và năng
suất máy trộn bêtơng
+ Đảm bảo năng suất đổ bêtơng qua ống > 0,3 ÷ 0,4 m3 bêtơng trên 1 diện tích

hố móng và đổ trong 1h.
+ Bán kính tác dụng R (< 3 ÷ 4)m, chọn R = 2.5m, số ống là 4 bố trí 1 hàng.
+ Đổ bêtơng dưới nước phải chuẩn bị chu đáo, đổ liên tục và càng nhanh càng
tốt.
+ Sau khi bêtơng đạt cường độ ≥ 50% thì tiến hành hút nước
IV.2.3.Sau khi xác đònh bề dầy 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.

q2

q2
phân tích lực tập trung ta có:
Trọng lượng bản thân của lớp BTBD :
q1 = γ b × H b × l = 2,5 ×1, 2 ×1 = 3T / m

Trong đó : γ b =2,5 T/m3
Hb=1,2 m
SVTH :

: Trọng lượng riêng của bê tơng.
: Bề dầy của lớp BTBD
Trang 17


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

L=1m

GVHD: Th.S

: Bề rộng của dải BTBD đang xét.

Áp lực đẩy của nước :
q2 = γ × H × l = 1× 6, 7 × 1 = 6, 7T / m

Trong đó : γ =1T/m3 :Dung trọng của nước.
H=6,7m
:Chiều sâu cột nước, từ lớp đáy BTBD đến mực nước
thi cơng.
L=1m
: Bề rộng của dải BTBD đang xét.
Nội lực phát sinh trong dầm :
M max =

q 2 ( q1 − q2 ) 2 3 − 6, 7
×l =
×l =
× 6,52 = −19.54(Tm)
8
8
8

=> căng thớ trên.
Momen kháng uốn của dầm :
b.hb 2 1.1, 22

W=
=
= 0, 24 (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 ]btk = 10 kG / cm 2

σk=

M max 19,54
=
= 81, 4T / m 2 = 8,14 kG / cm 2 < [σ ]btk = 10 kG / cm 2
W
0, 24

Vậy lớp BTBD thỏa mãn điều kiện cường độ .
IV.3.TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CỌC VÁN THÉP:
Để thi công vòng vây cọc ván thép,thì các tầng vành
đại được chế tạo sẵn 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 vành đai hình chữ nhật và bằng thanh chống
ngang dọc và chéo ở góc cùng với những tầng ván
chống cố đònh,Các bộ phận được gia cố một cách thận
tiện cho quá trình thi công dẽ dàng.
Để hạ cọc ván thép vào đất ta sử dụng hệ thống
búa,giá búa đặt trên xà lan,để tránh các hành cọc
không bò nghiêng và khép kín theo chu kỳ thì đặt toàn bộ

tường hay một đoạnvào vò trí khung dẫn hướng.đóng cọc
được chia từng giai đoạn,các bộ phận tiếp giữa cọc và cọc
được bôi trơn khi đóng.khe hở thì cần được nhét đất sét
vào để tránh sự rò rỉ của cốt thép.
SVTH :

Trang 18


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

Do chiều sâu từ MNTC tới đáy hố lớp bê tông bòt
đáy > 3m nên ta chọn 2 tầng van chống khoảng cách giữa
các tầng van chống là 2m
Kích thước và hình dạng vòng vây như sau:

Cọc vá
n thé
p.

Thanh chố
ng
khung ngang

Cọc vá
n thé
p.

IV.3.1.Các nguyên tắc tính toán:
IV.3.1.1.Vòng vây cọc được xem là tuyệt đối
cứng.
đây ta cọc vòng vây cọc ván thép có 1 tầng khung
chống do đó cần kiểm tra về mặt ỏn đònh vò trí và độ bề
của các bộ phận trong vòng vây.Ta chỉ xét trường hợp có
bê tông bòt đáy là Giai đoạn 2;
+ Giai đoạn 2:Hố móng lúc này đã có bê tông bòt
đáy.Nước trong vòng vây đã hút cạn.cọc ván có xu
hướng xoay quanh điểm O tại vò trí thanh chống.
Xét giai đoạn 2:
Xác đònh chiều sâu ngàm cọc ván:
Thông số đòa chất được nêu ở trên múc (III.1.1)
Ta xem như cọc ván thép được đóng qua lớp 1 và nằm
ở lớp thứ 2:
So sánh 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
22
ϕ1
SVTH :

Trang 19

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

+ 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 :
c1 − c2
0 − 0,148
×100% =
× 100% = 14.8%
c1
0

+ Sự khác nhau của hệ số rỗng ε :
ε1 − ε 2
0, 75 − 0,91
× 100% =
× 100% = 21,33%
ε1
0, 75

Sự khác nhau của ϕ,γ , ε .c giữa 2 lớp đất > 20% nên khi

tính toán ta không thể quy về lớp tương đương được:
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 : n b = 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:
γ dn1 =

( ∆ − 1) γ n ( 2, 7 − 1) ×1
1 + ε1

=

1 + 0, 75

( m)

= 0,971 T

3

ϕ 
22 


λa1 = tg 2  450 − 1 ÷ = tg 2  450 − ÷ = 0, 45
2
2 



SVTH :

Trang 20


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

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

Đối với lớp đất 2 ta có:
γ dn 2 =

( ∆ − 1) γ n = ( 2, 7 − 1) ×1 = 0,89
1+ ε2

1 + 0,91

(T m )
3

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



IV.3.1.2.Sơ đồ tính như sau:
MNTC = +4m

E1
O

P1
E11
E 12

E3
P 12

P3

P 11=P 1

E4
E5

E6
P6

E2
E61

E7
P7

E4 E5

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
SVTH :

Trang 21


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

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 ) = 6,0 − 2,5 = 3,5 ( T / m 2 )
P2 = ( P11 + P12 ) = 2,5 + 3,5 = 6,0 ( T / m 2 )
P3 = γ dn1 × h3 ×η a × λa1 = 0,971× 2 ×1, 2 × 0, 45 = 1, 05 ( T / m 2 )
P4 = γ dn1 × h4 ×η a × λa1 = 0,971× 2 ×1, 2 × 0, 45 = 1, 05 ( T / m 2 )
P5 = ( γ c − γ n ) × h5 ×ηb × λb1 = 1,5 ×1, 2 × 0,8 × 2, 2 = 3,17 ( T / m 2 )
P6 = γ dn1 × h6 ×η a × λa1 = 0,971× 3,5 ×1, 2 × 0, 45 = 1,84 ( T / m 2 )
P61 = γ dn1 × h61 ×η a × λa 2 = 0,971× 3,5 × 1, 2 × 0, 7 = 2,85 ( T / m 2 )
P62 = γ dn 2 × h62 × η a × λ a 2 = 0,89 × ( t − h7 ) × 1,2 × 0,7 = 0,89 × ( t − 2,8 ) × 1,2 × 0,7 = 0,7t − 2,09 ( T / m 2 )

P7 = γ dn1 × h7 ×ηb × λb1 = 0,971× 2,8 × 0,8 × 2, 2 = 4, 79 ( T / m 2 )

P71 = γ dn1 × h7 ×ηb × λb 2 = 0,971× 2,8 × 0,8 ×1, 42 = 3, 09 ( T / m 2 )
P72 = γ dn 2 × h72 × η b × λb 2 = 0,89 × ( t − h7 ) × 0,8 × 1,42 = 0,89 × ( t − 2,8) × 0,8 × 1,42 = 1,03t − 2,83 ( T / m 2 )

Từ đó ta tích được tất cả các lưc E tác dụng vào van khn như sau:
E1 =

1
1
P1 × h1 = × 2 × 2,5 = 2,5 ( T / m 2 )
2
2

E11 = P1 × h11 = 2,5 × 3,5 = 8,75 ( T / m 2 )
E12 =

1
1
× P12 × h12 = × 3,5 × 3,5 = 6,13 ( T / m 2 )
2
2

E2 = P2 × ( t + 0, 7 ) = 6 × ( t + 0, 7 ) = 6t + 4, 2 ( T / m 2 )
E3 =

1
1
P3 × h3 = ×1, 05 × 2 = 1, 05 ( T / m 2 )
2
2

E4 = P4 × ( t + 0, 7 ) = 1, 05 ( t + 0, 7 ) = 1, 05t + 0, 74 ( T / m 2 )
E5 = P5 × t = 3,17t ( T / m 2 )

SVTH :

Trang 22


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

1
1
E6 = × P6 × h6 = × 1,84 × 3,5 = 3, 22 ( T / m 2 )
2
2

E61 = P61 × ( t − h7 ) = 2,85 × ( t − 2,8 ) = 2,85t − 7,98 ( T / m 2 )
1
1
× P62 × ( t − h7 ) = × ( 0,7t − 2,09 ) × ( t − 2,8) = ( 0,35t 2 − 2,1t + 2,93) ( T / m 2 )
2
2
1
1
E7 = × P7 × h7 = × 2,8 × 4, 79 = 6, 71( T / m 2 )
2
2

E62 =

E71 = P71 × ( t − h7 ) = 3, 09 × ( t − 2,8 ) = 3, 09t − 8, 65 ( T / m 2 )

1
1
E72 = × P72 × ( t − h7 ) = × ( 1,03t − 2,83) × ( t − 2,8) = ( 0,52t 2 − 2,83t + 3,96 ) ( T / m 2 )
2
2

Ta tích được tất cả các momen (M) tác dụng vào van khn như sau:
M1 =

1
1
× E1 × h1 = × 2,5 × 2,5 = 2,08 ( T / m 2 )
3
3

1
1
E11 × h11 = × 8,75 × 3,5 = 15,3 ( T / m 2 )
2
2
2
2
M 12 = × E12 × h12 = × 3,5 × 6,13 = 21,33 ( T / m 2 )
3
3

M 11 =

1
1

M 2 =  t + × 0,7 ÷× E2 + 3.5 = ( 0,5t + 0,35) × ( 6t + 4, 2 ) + 3,5 = 3t 2 + 4, 2t + 4,97 ( T / m 2 )
2
2

2

2

M 3 =  × h3 ÷× E3 + 1,5 =  × 2 ÷× 1,05 + 1,5 = 2,9 ( T / m 2 )
3
3




1
1

M 4 =  t + × 0,7 ÷× E4 + h11 = ( 0,5t + 0,35) × ( 1,05t + 0,74 ) + 3,5 = 0,525t 2 + 4,94t + 3, 22 ( T / m 2 )
2
2

M 5 = E5 × ( 0,5t ) + 4, 2 = 3,17t × 0,5t + 4, 2 = 1,59t 2 + 4, 2 ( T / m 2 )
2 
2


M 6 =  h6 ÷× E6 =  × 3,5 ÷× 3,22 + 3,5 = 11,01 ( T / m 2 )
3
3





M 61 = ( 0,5t − 0,5h7 ) × E61 + 7 = ( 0,5t − 1, 4 ) × ( 2,85t − 7,98 ) = 1, 43t 2 − 7,98t + 11,17 ( T / m 2 )
2 2 
2 2 
M 62 =  t − h7 ÷ × E62 =  t − h7 ÷ × ( 0,35t 2 − 2,1t + 2,93) + 7 = 0,23t 3 − 2,12t 2 + 5,89t + 1,52 ( T / m 2 )
3 3 
3 3 

2 
2

M 7 =  h7 ÷× E7 + 4, 2 =  × 2,8 ÷× 6,71 + 4, 2 = 16,73 ( T / m 2 )
3 
3

SVTH :

Trang 23


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

1 
1
1

M 71 =  t − h7 ÷× E71 + 7 =  t − 1, 4 ÷× ( 3,09t − 8,65) + 7 = 1,545t 2 + 8,66t − 19,11 ( T / m 2 )
2 
2
2

2 2 
2 
M 72 =  t − h7 ÷ × E72 + 7 =  t ÷ × ( 0,52t 2 − 2,83t + 3,96 ) + 7 = 0,35t 3 − 1,9t 2 + 2,65t + 7 ( T / m 2 )
3 3 
3 

Tổng momen gây lật:
ΣM lât = M 11 + M 12 + M 2 + M 3 + M 4 + M 6 + M 61 + M 62
ΣM lât = 15,3 + 21,33 + ( 3t 2 + 4,2t + 4,97 ) + 2,9 + ( 0,525t 2 + 4,94t + 3, 22 )
+11,01 + ( 1, 43t 2 − 7,98t + 11,17 ) + ( 0, 23t 3 − 2,12t 2 + 5,89t + 1,52 )
= 0, 23t 3 + 2,8t 2 + 7,05t + 71, 42

Tổng momen giữ:
ΣM giu = M 1 + M 5 + M 7 + M 71 + M 72
ΣM giu = 2,08 + ( 1,59t 2 + 4, 2 ) + 16,73 + ( 1,545t 2 + 8,66t − 19,11)

+ ( 0,35t 3 − 1,9t 2 2,65t + 7 ) = 0,35t 3 + 1, 24t 2 + 11,31t + 10,9

Điều kiện ổn đònh:
ΣM lât ≤ mΣM giu

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

hn
4
=
= 0, 73m
hn + hm 4 + 1,5

Từ đó ta tra bảng => m =1.08
ΣM lât ≤ mΣM giu

=>

0, 23t 3 + 2,84t 2 + 7,05t + 71, 4 ≤ 1,08 × ( 0,35t 3 + 1,235t 2 + 11,31t + 10,9 )

=> 0,15t 3 − 1, 46t 2 + 5, 2t − 59,6 = 0
t1 = 10m

=> t2 = −0, 22m (khơng thoa )
t = −0,22m ( khơng thoa )
3

=> Vậy ta chọn chiều sâu cọc ván thép ngàm vào
đất là t1=10m.

SVTH :

Trang 24


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU
NGUYỄN ĐÌNH MẬU

GVHD: Th.S

Kiểm tốn cường độ ổn định của cọc ván thép:
Từ các thông số kỹ thuật cọc ván thép và loại cọc ván
thép.
Dựa vào phần mềm Midas ta tinh ra được momem:

Điều kiên:
σ max =

M max
≤ Ru
Wx

Trong đó:
+ Ru : là cường độ tính toán của thép khi chiệu
uốn,Ru = 2100(kG/cm2)
σ max =

M max 8, 46 × 105
=
= 384,55 ( kG / cm 2 ) ≤ Ru = 2100 ( kG / cm 2 )
Wx

2200

=> Vậy điều kiện về cường độ ổn định của cọc ván thép được đảm bảo.
IV.3.2.Chọn búa đóng cọc ván:
Phương pháp sử dụng để hạ cọc ván ( cọc cừ Lassen)
vào trong đất cát hiệu quả nhất hiện nay vẫn là phương
pháp rung. Búa rung sử dụng là loại NVC-80SS của
hãng Nipped IND có các thông số sau :
Q=4,7 : Trọng lượng búa .
M=4100 kGcm : Momen lệch tâm lớn nhất.
ω =1100 (vòng/phút)=115 rad/s
A = 9,5mm
Ta phải kiểm tra để đảm bảo một số điều kiện sau
để có thể hạ cọc vào trong đất.

SVTH :

Trang 25