Giáo trình Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu - Chương 8: Thi công móng - Nguyễn Ngọc Tuyển

Nội dung text: Giáo trình Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu - Chương 8: Thi công móng - Nguyễn Ngọc Tuyển

1. 9/16/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Bộ môn Cầu và Công trình ngầm Website: Website: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MỐ TRỤ CẦU TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN Website môn học: Hà Nội, 8‐2013 CHƯƠNG V Thi công móng 295 1
2. 9/16/2013 Nội dung chương 5 • 5.1. Phân loạimóngvàcáccôngtác • 5.2. Thi công hố móng – 5.2.1. Thi công móng nông đào trần – 5.2.2. Thi công móng nông gia cố vách – 5.2.3. Thi công hố móng sử dụng vòng vây cọcván – 5.2.4. Thi công ở nơicónướcmặt – 5.2.5. Đào đấttronghố móng • 5.3. Thi công móng cọc chế tạosẵn – 5.3.1. Thi công cọcthép – 5.3.2. Thi công cọcBTCT đúc sẵn • 5.4. Đổ bê tông dướinước – 5.4.1. Phương pháp thủ công – 5.4.2. Phương pháp mởđáy – 5.4.3. Phương pháp ống rút thẳng đứng – 5.4.4. Phương pháp vữadâng • 5.5. Thi công móng cọc khoan nhồi. • 5.6. Thi công móng giếng chìm và giếng chìm hơi ép 296 5.1. Phân loạimóngvàcáccôngtác • Phân loại: – Móng trên cạnvàmóngdướinước – Móng nông và móng sâu • Móng sâu có nhiềuloại – Móng cọc đóng (ép) – Móng cọc đào nhồi – Móng cọc khoan nhồi – Móng giếng chìm – Móng giếng chìm hơiép 297 2
3. 9/16/2013 Phân loại móng và các công tác (t.theo) • Các công tác thi công móng nông: – Thi công hố móng – Thi công bệ mố hoặcbệ trụ • Các công tác thi công móng cọc: – Thi công cọc – Thi công đài cọc(bệ mố hoặcbệ trụ) 298 5.2. Thi công hố móng • Hố móng trên cạn: – Hố móng đào trần – Hố móng có ván lát – Hố móng dùng vòng vây cọcván • Hố móng dướinước: – Vòng vây đất – Vòng vây đáhộc – Vòng vây bao tảicát – Vòng vây cọcvángỗ (đơn/kép) – Vòng vây cọcvánthép – Vòng vây thùng chụp 299 3
4. 9/16/2013 5.2.1. Thi công móng nông đào trần – Phạmvi áp dụng: • Khi cao độ nướcngầmthấphơn đáy hố móng • Đấttương đốichắcchắn, đồng chấtvàcóđộ ẩmnhỏ • Trong phạmvi đào đất không có các công trình khác 300 Thi công móng nông đào trần (t.theo) – Mộtsốđộdốcmáiđấtgiớihạn (dùng để tham khảo): Tỷ số chiều cao trên chiềungangcủataluyvới các trường hợp độ sâu hố móng khác nhau: Tên loại đất < 1,5 m1,5‐3m 3‐5m Đất đắpcóđộ ẩmtự nhiên 1 : 0,25 1 : 11 : 1,25 Cát, sỏi ẩm không bão hòa nước1 : 0,50 1 : 11 : 1 Cát pha sét có độ ẩmtự nhiên 1 : 0,25 1 : 0,67 1 : 0,85 Sét pha cát có độ ẩmtự nhiên 1 : 01 : 0,5 1 : 0,75 Đấtsétcóđộ ẩmtự nhiên 1 : 01 : 0,25 1 : 0,50 Đất đárời1 : 01 : 0,1 1 : 0,25 Đất đáchặt1 : 01 : 01 : 0,10 301 4
5. 9/16/2013 Thi công móng nông đào trần (t.theo) – Các tảitrọng thi công, tĩnh tải đất đắpcầnphải đặtxaméphố móng tốithiểulà1m. Độ dốccủa taluy trong trường hợpcó tĩnh tảivàhoạttải ở mép mố tham khảo ở bảng sau: Tên đấtTaluycủaváchhố móng Khi có tĩnh tải ở mép hố Khi có hoạttải ở mép hố Cát, cuội, sỏi1 : 11 : 1.25 Cát pha sét 1 : 0.67 1 : 1 Sét pha cát 1 : 0.5 1 : 0.75 Đấtsétlẫncátđá1 : 0.33 1 : 0.67 Nham thạch 1 : 01 : 0 302 Thi công móng nông đào trần (t.theo) – Đốivớimóngsâuvàrông, đào trong đất có nhiềulớpthìcó thểđào trần thành nhiềucấp, mỗicấp cao không quá 2‐3m. – Mái dốcmỗicấptùytheođiềukiệncủa đất đá 303 5
6. 9/16/2013 5.2.2. Thi công móng nông gia cố vách – Khi thi công hố móng trong nền đắp, đất cát quá ẩm thì nhất thiếtphảigiacố vách. Móng có vách chống dùng ván lát ngang: 304 Thi công móng nông gia cố vách (t.theo) – Khi đấttốtcóthể sử dụng những ván gỗ bề rộng lớn để lát. Đốivới đất không tốtcóthể sử dụng tấmgỗ bề rộng nhỏ hơn để lát dầnxuống khi đào. – Cạnh trên củavánốp đầutiênnênbố trí cao hơnmiệng hố móng ít nhất 15cm. – Sau khi xây dựng xong có thể lấphố và tháo ván ốpdầntừ dướilên. – Nếuhố móng không sâu (H<3m), đấtthuộcloại dính và không thấmnước, ván gỗ có thểđặtthưa(vídụ cách nhau một quãng hở 10‐20cm) để tiếtkiệmvậtliệu. 305 6
7. 9/16/2013 Thi công móng nông gia cố vách (t.theo) – Mộtsố sơđồbố trí các thanh chống ngang. 306 Thi công móng nông gia cố vách (t.theo) KếthợpthéphìnhI và ván ngang – Thép hình I đượchạ trước vào trong đấtnềntheo chu vi hố móng vớikhoảng cách 1.2 đến1.5m. – Việchạ thép hình I có thể đượctiếnhànhbằng búa đóng, búa rung, hoặckhoan tạolỗ trướcvới độ sâu chân cọcbằng hoặcthấphơn đáy hố móng. 307 7
8. 9/16/2013 Thi công móng nông gia cố vách (t.theo) – Đào đấtvàlắpdầncácván gỗ vào khe giữahaicánh chữ I. – Khi đóng các nêm ở hai bên cánh, ván sẽốpsátvàovách đất. Sau đó dùng các nẹp đứng, tiếtdiệnnhỏđóng vào ván để hãm không cho nêm bị tuột, lỏng. – Phương án này có cấutạo chắcchắn, thi công nhanh chóng và thuậntiện để gia cố vách hố móng. 308 5.2.3. Thi công hố móng sử dụng vòng vây cọcván – Có thể áp dụng cho thi công hố móng trên cạnnhưng phương pháp này đặcbiệtcóhiệuquả khi thi công các hố móng: • Trong trường hợpmứcnướcngầmcaohơn đáy hố móng, đấtngậmnướcdễ bị sạtlở; • Đặcbiệt khi thi công móng ở nơicónước thì ngoài việc phảigiacố thành hố móng thì việcngănnướcmặtlàyêu cầurất quan trọng. 5.2.3.1. Phân loạiVVCV theo kếtcấu đỡ cọcván – Loạitựđứng; – Loại có thanh chống (hoặc khung chống); – Loại có thanh neo. 309 8
9. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Vòng vây cọcvántựđứng: 310 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Vòng vây cọc ván có thanh chống, khung chống: 311 9
10. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) Vòng vây cọc ván có khung chống 312 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) Vòng vây cọc ván có khung chống 313 10
11. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) Vòng vây cọc ván có khung chống 314 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Vòng vây cọc ván có thanh neo: 315 11
12. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) 5.2.3.2. Phân loạitheovậtliệulàmcọcván: – Cọcvángỗ; – CọcvánBTCT; – Cọc ván thép và cọc ống thép; 316 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) • Vòng vây cọcvángỗ: – Sử dụng vớihố móng không sâu quá 4‐5m vì gỗđểchế tạocọccũng chỉ có độ dài hạnchế (khoảng 6‐8m). – Cọcvángỗ thích hợp vớicácloại đấttương đốiyếu và không lẫn các chướng ngạivật như gỗ, đá v.v 317 12
13. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Cấutạovòngvâycọcvángỗ 318 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Ưu điểm: • Chế tạo đơngiản; • Thi công tương đốinhẹ nhàng. – Nhược điểm: • Chiều dài hạnchế; • Cường độ tương đốithấp; • Độ khít củacáckhemộng ngănnướckém; • Không sử dụng được nhiềulần; • Hạ cọc ván gỗ trong sỏi, cuộivàsétcứng thường gặp nhiềukhókhăn – Phạmvi sử dụng: • Hiệnnay hầunhư không đượcsử dụng nhằm đáp ứng yêu cầubảovệ môi trường. 319 13
14. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) • Vòng vây cọcvánBTCT: – CọcvánBTCT thường chỉ dùng để thi công móng trong trường hợptường cọcvánđược dùng kếthợplàmộtbộ phậncủa công trình hoặclàmtường cừ cốđịnh để bảovệ móng. – RấtítkhicọcvánBTCT dùng để làm các vòng vây tạmthời trong thi công móng cầu. – Nhược điểm: kích thướclớn, trọng lượng nặng – Để giảmkhốilượng có thể sử dụng cọcvánBTCT dựứng lực: • Hiệnnay ở ViệtNam đãsảnxuất đượccừ ván dựứng lực (công ty Vina‐PSMC tạiNghiSơn). 320 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Cọcváncừ BTCT dựứng lựcchuẩnbị xuấtxưởng: ‐Đểtiệnchovận chuyểnbằng ô tô, chiềudàicọcván BTCT dựứng lực thông thường chỉ dài 12m ‐ Vớichiềudàilớn hơnphải chuyên chở bằng phương tiện đặcbiệthoặc sử dụng đường thủy. 321 14
15. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Lắp đặt ống nước cao áp vào đầubéccủacọc: ‐ CọcBTCT dựứng lực đượchạ bằng phương pháp rung kếthợpxói nước. => cầncấutạo ống nước cao áp trong thân cọc để sử dụng nướccao áp xói đấttạimũi cọc. 322 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Kiểmtraáplựcnướctrướckhihạ cọcvánBTCT dựứng lực: 323 15
16. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Hạ cọcvánBTCT dựứng lựcbằng rung kếthợpxói: Cầnkiểm tra quan sát bằng máy kinh vĩ và bằng mắt thường trong quá trình hạ cọc, đảm bảo cọc hạ theo phương thẳng đứng cả 2 phương ngang và phương dọc. Tránh trường hợp đóng cọc xéo theo 2 phương. 324 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Hàng cọcvánBTCT dựứng lựcsaukhihạđếncaođộ thiếtkế: 325 16
17. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) • Vòng vây cọcvánthép: – Sử dụng rấtphổ biếntrongxâydựng cầunhấtlàkhi: • Chiềusâucắmvàođất> 6m với đấtnềnlàđấtsỏivàsét; • Các hố móng sâu (h>5m); • Chiềusâunướclớnhơn2m; • Ở những vị trí phải đóng qua lớp đất đácứng mà cọcvángỗ, BTCT không đóng xuống được. – Do thành cọccóchiềudàytương đốimỏng và làm bằng vật liệucócường độ cao nên cọc ván thép có thểđóng qua được lớpsỏicuộivànhững lớp đá không quá rắn. – Các khớpmộng trong vòng vây cọc ván thép rấtchặtchẽ, có khả năng chịu kéo (xé) lớnvàbảo đảmngănnướctốthơn nhiềuso vớicácloạicọc ván khác. 326 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Mặtbằng móng sử dụng vòng vây cọc ván thép: 327 17
18. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Mặtbằng móng sử dụng vòng vây cọc ván thép: 328 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) Chi tiếtvòngvâycọc ván thép: Khung dÉn h−íng Cäc Cäc Cäc v¸n thÐp cÊu t¹o cäc gãc Khung dÉn h−íng §Öm t¹m thêi Thép góc 329 18
19. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) Chi tiếtvòngvâycọc ván thép: 330 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) Chi tiếtvòngvâycọc ván thép: 331 19
20. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Vòng vây cọc ống thép: 332 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) Khung dẫnhướng củavòngvâycọc ống thép 333 20
21. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) Mặtbằng cấutạovòngvâycọc ống thép 334 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) Mặtbằng cấutạovòngvâycọc ống thép cầuNhậtTân 335 21
22. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) Cấutạomốinốigiữa2 ống thép liềnkề 336 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Vòng vây cọc ván thép kếthợpcọcthépđịnh hình: 337 22
23. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) 5.2.3.3. Mộtsố yêu cầu chính đốivớihố móng sử dụng vòng vây cọcván – Trên mặtbằng: kích thướccủaVVCV lớnhơnkíchthướcthiết kế củamóngítnhất là 30cm (ở phần đổ BT trong nước) và phải phù hợpvớiviệcbố trí ván khuôn (ở phần đổ BT trên cạn) – Khi cọcchịulực đóng xiên thì đầucủacọcváncáchcọcmóng không nhỏ hơn1m (khi không sử dụng bê tông bịt đáy) và không nhỏ hơn0.5m (khi sử dụng bê tông bịt đáy). – Đỉnh vòng vây cọcváncaohơnmựcnướcngầm0.3m và cao hơnmựcnướctrênsông0.7m. – Cọc ván thép có thể nốidàibằng các bảnthépốphaibênvà dùng liên kếthànhoặc đinh tán để có chiềudàitới35‐40m. 338 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Nếulớp đấtítthấm nướcnằm không sâu lắmthìtốtnhấtnên đóng chân cọcvántới lớp đó. – Nướcchỉ lọtvàohố móng qua các khe hở không khít giữacáccọc ván. – Phảibố trí thuậntiệnchoviệcbơmcạnnướckhỏihố móng và tránh hiệntượng cát trồilêntừđáy hố móng. 339 23
24. 9/16/2013 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Nếulớp đấtítthấmnước nằm ở sâu, để đảmbảo cường độ và ổn định cho công trình cọcván, chân cọcvánphảihạ xuống dướicaođộ đáy móng một đoạnbằng t (m). • Đốivới đất dính, cát thô, sỏicuộithì: t ≥ 1m • Đốivới đấtsétchảy, sét dẻochảyhoặcá sét và á cát, hoặc bùn no nước, hoặccáthạtnhỏ, cát mịnthì: t ≥ 2m – Nếu có dùng lớplótngănnướcthìchiềusâuđóng cọcván không nhỏ hơn1m trong mọiloại đất. 340 Thi công hố móng sử dụng VVCV (t.theo) – Để giảmbớtchiềudàicọc ván thì có thể hạ cao độ của đỉnh tường xuống thấphơn mặt đấttự nhiên, gầntới mứcnướcngầm(phảicao hơnmựcnướcngầmtối thiểu0.3m) => Khi đó, phầnhố móng phía trên có thểđào trần không vách chống. 341 24