Giáo trình Xây dựng Cầu - Chương 4: Thi công Bê tông dưới nước - Nguyễn Văn Mỹ

Nội dung text: Giáo trình Xây dựng Cầu - Chương 4: Thi công Bê tông dưới nước - Nguyễn Văn Mỹ

1. Giáo trình Xây dựng Cầu Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ CHƯƠNG VI: THI CÔNG BÊTÔNG DƯỚI NƯỚC 1
2. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước - Công tác đổ bêtông dưới nước được tiến hành khi không hút cạn được nước trong các trường hợp sau: + Xây dựng móng nông, móng cọc. + Bịt đáy cọc ống, giếng chìm, các loại vòng vây. Không hút được nước là do: + Nước chảy vào hố móng quá lớn. + Có hiện tượng cát chảy. - Các phương pháp đổ bêtông trong nước: thùng mở đáy, đổ dồn nước, đổ bằng bao tải, vữa dâng, Hình 6.1 Bêtông bịt đáy2 rút ống thẳng đứng.
3. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước VI.1.1 Phương pháp thùng mở đáy: - Dùng loại thùng đặc biệt chứa đầy bêtông tươi rồi cẩu hạ xuống nước tới đáy hố móng, tiến hành mở đáy để giải phóng bêtông. Mở đáy có nhiều cách: thùng được lắp chốt phía ngoài rồi thợ lặn trực tiếp mở đáy; hoặc dùng dây đứng trên bờ mở đáy. Thïng ®æ - Chú ý kiểm tra chắc chắn nắp đã D©y më ®¸y được mở hết trước khi kéo thùng lên khỏi mặt nước không để tình trạng bêtông rơi trong nước; nên chọn thể tích thùng bằng thể tích bêtông cần đổ. - Cách này cho chất lượng không Hình 6.2 Thùng mở đáy3 cao và áp dụng khi khối lượng ít.
4. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước VI.1.2 Phương pháp đổ dồn nước: - Cách đổ là mẻ đầu tiên được trộn với khối lượng lớn và đổ tập trung vào góc hố móng sao cho mặt bêtông lộ ra khỏi mặt nước và cũng tại chỗ đó đổ bêtông liên tục để đùn các lớp đã tiếp xúc với nước tiến về phía trước. - Phương pháp này cho chất lượng không cao và áp dụng khi khối lượng ít và mực nước thấp. Hình 6.3 Đổ dồn nước 4
5. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước VI.1.3 Phương pháp đổ bằng bao tải: - Bêtông đựoc cho vào bao tải và buộc bằng dây thừng dễ tháo, sau đó hạ nhẹ nhàng bao tải dần sát đáy hố móng và cuối cùng đứng trên bờ kéo dây mở bao tải, bêtông tụt xuống. Nên đổ nhiều bao tải cùng 1 lúc, hết đợt này đến đợt khác nhưng phải hết sức nhẹ nhàng tránh xáo động. - Phương pháp này cho chất lượng không cao và áp dụng khi khối lượng ít và mực nước thấp. Bao t¶i 5 Hình 6.4 Đổ bằng bao tải
6. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước VI.1.4 Phương pháp vữa dâng: - Thực hiện bằng cách đặt các ống thẳng đứng vào hố móng, đáy ống sát mặt nền, tiến hành đổ đá sỏi hoặc đá có kích thước 20-30 cm xung quanh ống, sau đó đổ đầy vữa ximăng cát vào trong ống cho đến khi ống đầy thì nhấc dần ống lên 1 cách từ từ để vữa tràn ra lắp đầy khe đá. - Các ống đặt cách nhau 4-6 m, để ống không bị đá bịt miệng vòi cần đưa miệng ống vào trong lò xo bố trí dưới đáy hố móng. Vữa ximăng cát có tỷ lệ 1:2.5, trong cát không lẫn quá 3% hạt sét. - Cách này thi công đơn giản năng 6 suất cao, áp dụng khối lượng lớn. Hình 6.5 Vữa dâng
7. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước VI.1.5 Phương pháp rút ống thẳng đứng: - Đổ bêtông vào phểu, 2 trong phểu đã có nút giữ. 3 Khi bêtông đủ lượng tính toán thì thả dây giữ nút, 1 D©y gi÷ nót bêtông tụt xuống. Sau đó PhÓu Nót / CÇu đổ liên tục vừa đổ vừa P0.8 m nâng dần ống lên theo phương thẳng đứng sao cho ống đổ ngập trong bêtông ít nhất 0.8 m, tuyệt đối không được dịch chuyển ngang. Hình 6.6 Rút ống thẳng đứng 7
8. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước - Phương pháp này cho chất lượng tốt độ chặt cao và đồng nhất. Nó được áp dụng mực nước tương đối sâu, khối lượng bêtông lớn và thường được dùng nhất. - Muốn bêtông tràn ra ngoài cần đảm bảo ống đổ có chiều cao cần thiết. Chiều cao ống đổ tính từ mực nước đến miệnh ống là: h1 r 0.64H trong đó r = bán kính hoạt động. H = chiều cao tính từ mực nước đến đáy lớp BTBĐ. 8 Hình 6.7 Thiết bị đổ bêtông
9. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước - Ống đổ (Watertight tube): + Có thể làm bằng gỗ hoặc thép, tiết diện vuông hoặc tròn, ống gồm nhiều đoạn 1-2 m nối lại. B A-A A chi tiÕt b   mm §Öm roan cao su  A D = 20 - 30 mm 1 - 2 m + Bề dày thành ống 4-6 mm, khi đổ bằng bêtông kiểu rung thì dày 6-10 mm. Hình 6.8 Ống đổ 9
10. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước +Đường kính ống đổ có thể tham khảo (theo AASHTO không 1 kW. Nếu chiều dài ống 20 m thì gắn thêm đầm rung ở giữa ống nhưng chú ý mối nối nguồn điện đến đầm rung phải được bịt kín. 10
11. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước - Phểu (Hopper): + Phểu được gắn với ống đổ có thể làm bằng gỗ bịt tôn hoặc bằng thép với bề dày không < 4 mm và được tăng cường bằng các thép góc. C-C C C ThÐp gãc P Hình 6.9 Phểu 11
12. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước + Góc phểu không chiều dài 1 đốt ống đổ dài nhất cộng thêm 1 m. 12
13. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước - Nút giữ/Cầu: + Để cho bêtông không tiếp xúc với nước trong giai đoạn đầu phải dùng nút giữ dạng quả cầu bằng bao tải, bao bì với mặt cưa, Nó được treo tới miệng phểu trước khi đổ đầy bêtông vào phểu. + Yêu cầu nút phải dễ tụt xuống và nổi lên mặt nước sau khi ra khỏi ống. - Chú ý: + Chuẩn bị nền: ++ Thường phần lớn người ta lấy đất ra khỏi hố móng trước khi hạ cọc vì có thể sử dụng được thiết bị đào đất có năng suất cao và không ảnh hưởng đến cọc. 13
14. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước ++ Nếu phải đào đất sau khi đóng cọc trong điều kiện ngập nước thì tốt nhất là dùng máy hút bùn thủy lực hay khí nén, hoặc có khi dùng gàu ngoạm. ++ Sau khi kết thúc đào đất cần vét dọn đáy móng để những cao độ lồi lõm cục bộ không chênh lệch so với thiết kế quá 0.3 m. Đặc biệt cần chú ý cẩn thận cao độ tại chỗ tiếp giáp với vòng vây và mặt bên cọc vì rất dễ dò nước khi hút nước hố móng. + Số lượng ống đổ phụ thuộc vào diện tích hố móng, bán kính tác dụng ống đổ và năng suất đổ bêtông: ++ Đảm bảo năng suất đổ qua ống không < 0.3- 0.4 m3/m2/1h. ++ Bán kính tác dụng tính toán ống đổ R: 14
15. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước R 6. k . I 6 m trong đó k = chủ số đảm bảo độ lưu động của vữa bêtông, không < (0.7-0.8)h. I = tốc độ đổ bêtông (m/h), không < 0.3m3 /m2.h Khi không có số liệu thì có thể lấy R = 3-4.5 m. ++ Số lượng ống đổ sao cho bêtông đùn ra khỏi ốngVßng trßn R phủ được toàn bộ diện tích đổ èng ®æ bêtông, bêtông đùn ống này chờm sang phạm vi đổ bêtông của không kia. Nói chung chúng 15 được xác định theo hình vẽ sau: Hình 6.10 R và số ống đổ
16. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước + Để tăng nhanh tốc độ ngưng kết của bêtông có thể cho thêm phụ gia. + Trước khi thi công bệ móng cần phá bỏ lớp mặt bêtông bịt đáy từ 10-15 cm vì có chất lượng xấu và thường là lớp vữa cát nổi lên và bề mặt bêtông lồi lõm. - Kỹ thuật đổ bêtông dưới nước: + Mác bêtông dưới nước nên cao hơn mác thiết kế khoảng 10%, bêtông có độ sụt SN = 10 - 20 cm để dễ xuống và không bị tắc. + Cốt liệu có kích thước lớn nhất không > 40 mm, không < 0.25 đường kính ống đổ. Tốt nhất dùng bêtông sỏi với 25% đá dăm. 16
17. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước + Khi đổ bêtông cần chủ bị chu đáo, đổ liên tục cho đến xong càng nhanh càng tốt. Khi đổ phải tuân theo các quy định chặt chẽ để bảo đảm chất lượng. + Nếu ống bị tắc dùng que sắt thông ngay, hoặc có thể nâng hạ ống nhưng ống phải ngập trong bêtông. + Kỹ thuật đổ: 5-10 cm 17 20-30 cm 20-30 cm Hình 6.11 Kỹ thuật đổ
18. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.1 Các phương pháp đổ bêtông dưới nước 18 Hình 6.12 Bêtông bịt đáy sau khi hút nước
19. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.2 Tính toán bề dày lớp bêtông bịt đáy VI.1.1 Điều kiện 1: - Trọng lượng bêtông bịt đáy phải thắng được sức đẩy nổi của nước. h h x x Hình 6.13 Điều kiện 1 Cäc  n .h n. b .x  n .h x n. b trong đó x = chiều dày lớp BTBĐ (m). h = chiều cao từ MNTC đến đáy lớp BTBĐ. 19 3 b, n = dung trong bêtông và nước (t/m ).
20. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.2 Tính toán bề dày lớp bêtông bịt đáy n = hệ số tải trọng lấy bằng 0.9. Ta thấy công thức trên chưa xét đến ma sát giữa cọc và bêtông bịt đáy:  n .h.F k.n. b .x.F k.m.u.x.  n .h.F x (n. b .F m.u. ).k trong đó F = diện tích hố móng (m2). m, u = số lượng và chu vi cọc (m).  = lực ma sát đơn vị giữa cọc và bêtông (t/m2). k = hệ số lấy bằng 0.9. */Trong mọi trường hợp chiều dày lớp BTBĐ không < 1 m. 20
21. Giáo trình Xây dựng Cầu VI.2 Tính toán bề dày lớp bêtông bịt đáy VI.1.2 Điều kiện 2: - Lớp bêtông bịt đáy phải đảm bảo ổn định cường độ. A-A A x A 1 m Hình 6.14 Điều kiện 2 Ta cắt 1 m rộng bêtông bịt đáy để tính và được xem là dầm đơn giản có nhịp là khoảng cách giữa 2 tường cọc ván. 1 p  h  x M p l2 n b max 8 ' Mmax M r  M n  f t S trong đó S = môđun tiết diện. 21 1/2 f’t = cường độ kéo khi uốn, lấy 0.63(f’c) .
22. Thank You for Your Regards! & Questioned??? 22