CONDUONGXAYDUNGPHIATRUOC

BÀI GIẢNG MÔN HỌC

THI CÔNG CÔNG TRÌNH

Tên môn học: THI CÔNG CÔNG TRÌNH

Mã số môn học: TN357

Số tín chỉ: 4 TC

Phân phối tiết học: 45 tiết lý thuyết

15 tiết bài tập

Các môn học tiên quyết: Cơ Học Ðất, Vật Liệu Xây Dựng, Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép, Kết Cấu Thép Gỗ, Nền Móng Công Trình, Kinh Tế Xây Dựng và một số môn khác. Môn này là môn tổng hợp, nên sinh viên được nghiên cứu sau cùng.

Hình thức đánh giá:

CBGD đăng ký giảng:

- GV-KS Nguyễn Văn Tâm

- GV-KS Trần Hoàng Tuấn

Tài liệu tham khảo

Mục đích và nội dung môn học:

Môn thi công công trình gồm hai phần:

A. Kỹ thuật thi công giới thiệu cho sinh viên những công tác về đất, cách thi công, tính toán khối lượng đào đắp, công tác nổ mìn, đóng cọc, cừ, công tác cốp pha, cốt thép, công tác đúc bê tông, công tác lắp ghép cấu kiện, công tác hoàn thiện công trình.

B. Tổ chức thi công giúp sinh viên lập tiến độ (ngang, dây chuyền, sơ đồ mang). Thiết kế tổng bình đồ công trình, tổ chức cung ứng vật tư, bố trí kho bãi, điện nước, lán trại phục vụ thi công.

Khi học xong môn này sinh viên thực hiện đồ án môn học có hai phần: kỹ thuật thi công và tổ chức thi công.

Nội dung:

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VÀ TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG ĐẤT

1.1 Những dạng công trình đất

- Dạng tạm thời: hố móng, rãnh đặt đường ống kỹ thuật (nước, điện, cáp quang...)

- Dạng vĩnh cửu: nền đường, nền công trình

- Dạng tập trung: hố móng

- Chạy dài: nền đường ô tô, đường ngầm, kênh...

1.2 Những dạng thi công đất

Thi công hạng mục đất là định hình và làm tăng độ chặt của đất. Thường chúng ta đào, đắp, san, lấp, đầm ... trong điều kiện trên bờ hay dưới nước.

1.3 Phân cấp đất trong thi công

- Đất trong thi công bằng thủ công phân làm 09 cấp

- Đất trong thi công bằng cơ giới thi phân làm 04 cấp.

Tham khảo trong định mức xây dựng cơ bản hay thủy lợi.

Mục đích của việc phân cấp đất?

1.4 Tính khối lượng hố móng

Nguyên tắc tính khối lượng đất là phân chia thành nhiều khối có hình dạng hình học đơn giản để dễ tính khối lượng, sau đó cộng những khối đó lại.

Khối lượng hố móng có mặt trên và mặt dưới hình chữ nhật thì tính như sau: phân thành các hình lăn trụ và các hình tháp để tính thể tích rồi cộng dồn lại.

Tổng quát:

Trong đó:

a,b: là chiều dài và chiều rộng mặt đáy

c,d: chiều dài và chiều rộng mặt trên

Xác định đúng độ dốc của mái đất cá ý nghĩa gì trong thi công?

1.5 Tính khối lượng công trình đất chạy dài

1.6 - Tính khối lượng san bằng khu đất

1.6.1 - San bằng khu đất theo một cao trình cho trước

Các bước tiến hành:

- Trên bình đồ diện tích cần san bằng vẽ hệ thống lưới ô vuông có cạnh (10-100m). tại mỗi góc lưới ghi cao trình đen( cao trình đất tự nhiên), cao trình đỏ ( cao trình thiết kế ) thường thì không cần ghi vì nó cố định.

- Cao trình đen được xác định theo hai cách:

+ Nếu bình đồ được xây dựng bằng trắc đạc theo lưới thì hiển nhiên chúng ta đã có cao trình tại các mắt lưới.

+ Nếu chỉ có các đường đồng mức thôi thì cao trình đen được xác định bằng phương pháp nội suy.

- Chia khu đất thành các khối lăng trụ có dạng tam giác. Khi đó có hai trường hợp:

+ Tất cả ba cao trình đen đều lớn hơn hay nhỏ hơn cao trình đỏ

+ Có một hay hai cao trình đen lớn hơn hay nhỏ hơn cao trình đỏ.

1.6.2 - San bằng với điều kiện thể tích đào bằng thể tích đắp

- Trước hết tìm cao trình trung bình H, cũng là cao trình của khu đất sau khi san bằng.

- Dùng lưới ô vuông để chia khu đất và sau đó chia các hình vuông thành hai tam giác.

- Tính cao trình san bằng H

Ho : cao trình san bằng

(Hn : cao trình đen tại các đỉnh có các nút ma ở đó có n đỉnh tam giác

n: số lượng ô vuông trên khu đất

Cách tính khối lượng san lấp tham khảo sách kỹ thuật thi công.

1.8- Phân bố khối lượng đất đào đắp và xác định khoảng cách vận chuyển

đất trung bình

Trong công tác thiết kế và thi công công tác đất, yếu tố hướng và khoảng cách vận chuyển có ý nghĩa quan trọng. Nắm chắc hai yếu tố này ta sẽ lập được phương án thi công hợp lý và có hiệu quả kinh tế cao. Co nghĩa là chúng ta sẽ tìm ra khoảng di chuyển ngắn nhất, rồi từ đó tính số ca máy it nhất cho san lấp.

Hướng vận chuyển đất từ vùng đào đến vùng đắp, nhưng chúng ta rất khó xác định bằng trực quan được mà phải tính toán cụ thể.

Thông thường khoảng cách vận chuyển tính từ trọng tâm khối đất đào và vùng đất đắp.

Chúng ta có thể áp dụng (cách 1) để thi công đất khi bạt mái đồi phục vụ làm đường

Cách 1:

; ;

Cách 2:

Diện tích giới hạn bởi hai đường cong đào và đắp chính là công vận chuyển khối đất từ nơi đào sang nơi đắp, ký hiệu là W.

Vì:

Cách 3: áp dụng cho công trình chạy dài

CHƯƠNG 2: CÔNG ĐẤT

2.1- Dọn dẹp và khai quang mặt bằng

2.1.1- Giải phóng mặt bằng

a) Dọn cây nhỏ

- Khi đào: cần chặt các cây nhỏ ra ngoài khu đất, chúng ta có thể dùng sức người để giải phóng bụi rậm. Ngoài ra, sử dụng máy ủi mang bàn gạt hoặc máy kéo có trang bị bộ phận cắt cây. Khi dùng máy ủi thì cho lưỡi dao của bàn gạt húc sâu xuống đất khoảng 15 cm đến 20 cm. Nếu dùng máy kéo thì hạ lưỡi dao ở bộ phận cắt xuống sát mặt đất và cho máy chạy số một.

- Khi đắp: trong trường hợp mặt đất đắp thấp hơn thì có thể để nguyên và đắp bình thường, nếu bụi rậm to và dày thì nên làm vệ sinh như trên rồi đắp.

b) Dọn cây lớn

- Khi đào: thường dùng sức người cưa tay hay cưa máy để hạ cây. Sau đó nhổ gốc cây bằng máy ủi, máy kéo, dùng mìn hay dùng tời.

- Khi đắp: chúng ta quan tâm đến bề dày lớp đất đắp.

v Đắp nền cao xâp xỉ 1 m thì cần nhổ cây.

v Đắp nền cao 2 đến 2,5 m thì chỉ cần phải cưa sát mặt đất.

2.1.2- Tiêu nước bề mặt

Việc tiêu nước bề mặt để hạn chế không cho nước chảy vào hố móng công trình. Kết cấu mương thoát nước phụ thuộc vào đặc tính của đất, đặc điểm công trình đất củng như điều kiện thủy văn. Tất cả đều đáp ứng yêu cầu thoát hết nước sau mỗi cơn mưa không để ngập và xói lở. Nếu không thoát nước tự chảy được thì dùng máy bơm tháo nước. hố móng

2.2- Định vị vị trí công trình

Trước khi thi công bên giao thầu phải bàn giao cọc mốc chuẩn, hướng công trình và độ cao cho bên thi công. Cọc mốc chuẩn thường làm bằng bê tông đặt ở vị trí không vướng vào công trình và được bảo vệ trong quá trình thi công.

2.3- Chống tường hố đào

Trong quá trình đào đất, tùy vào đặc tính cơ lý của đất mà mà quyết định đào thẳng đứng hay theo độ dốc tự nhiên. Nhưng khi đào với độ dốc tự nhiên, khối lượng đất đào cũng như đất đắp lại tăng lên nhiều. Ngoài ra, có một số trường hợp chúng ta cần bảo vệ công trình xung quanh thì phải có vách chống bảo vệ hố đào.

Sau đây có một vài giải pháp chống vách phổ biến:

· Chống bằng ván lát ngang

· Chống bằng ván lát đứng

· Chống bằng ván cứ thép hay ván cừ gỗ Hình 2-1. tiêu nước

· Giằng chéo giữ mái đất

Tất cả các phương pháp neo nói trên đều phải được tính toán kiểm tra theo từng diều kiện cụ thể.

Hình 2-2. Phương pháp neo gia cố thành hố móng

Hình 2-3. Chống tường bằng ván lát ngnag

Hình 2-4. Dùng thanh chống chéo tăng

cường cho thanh chống đứng

2.4- Các biện pháp hạ mực nước ngầm để đào đất

Hình 2-5. Dùng kết hợp hai tầng kim lọc

Hình 2-6- Thiết bị hạ lọc nông

1- Ống tập trung nước; 2- đoạn ống ngắn;

3- Khớp nối; 4- Ống hút nước

2.5- Tổ chức đào đất thủ công

Công tác đào đất bằng thủ công thường được áp dụng cho những hạng mục làm đất với khối lượng nhỏ hay những điều kiện không thể dùng máy thi công được.

Phương pháp thủ công, nghĩa là dùng sức người, được trang bị những dụng cụ: cuốc, xẻng, búa... để đào đắp đất đá.

2.6- Đào, vận chuyển đất bằng cơ giới

- Phương pháp cơ giới, dùng máy làm đất để cắt phá đất ra khỏi khối nguyên thể của nó.

- Phương pháp cơ giới thủy lực, dùng súng bắn nước phun ra những tia nước có áp lực lớn, xói lỡ đất, hoặc dùng tàu hút bùn để đào vét những lớp đất ở dưới nước.

- Phương pháp nổ mìn, dùng thuốc nổ để phá vở đất và bắn văng đi xa.

- Phương pháp cơ giới, dùng máy làm đất để cắt phá đất ra khỏi khối nguyên thể của nó.

- Phương pháp cơ giới thủy lực, dùng súng bắn nước phun ra những tia nươc có áp lực lớn, xói lỡ đất, hoặc dùng tàu hút bùn để đào vét những lớp đất ở dưới nước.

- Phương pháp nổ mìn, dùng thuốc nổ để phá vở đất và bắn văng đi xa.

2.6.1- Đào đất bằng máy đào gầu thuận (gầu ngửa)

2.6.1.1- Đặc điểm:

Máy đào gầu thuận có tay cầm và tay gầu khá ngắn nên chắc, khoẻ, đào được hố sâu và rộng. Máy chỉ làm việc trong điều kiện đất khô, dùng có hiệu quả nhất khi đất đào cần chuyển đi xa.

Ngược lại, nhược điểm của của máy đào gầu thuận phải đào những đường lên xuống cho máy cho máy đào di chuyển và đườg đi cho xe vận chuyển đất đi. Nơi có mạch nước ngầm thì không dùng được máy đào gầu thuận.

2.6.1.2. Các kiểu đào

Thông thường có hai cách đào là đào ngang và đào dọc.

a) Đào dọc

Trong trường hợp này máy đào và ôtô chạy dọc theo khoang đào. Đào thành từng khoang dài. Khi đào đất được đầy gầu thì máy quay đổ đất vào xe ôtô và chuyển đi nơi khác. Đào dọc thông thường áp dụng cho những hố móng lớn, kênh mương hay lòng đường. Ngoài ra chúng ta có thể chia đào dọc ra hai loại là đào dọc đổ bên và đổ sau.

- Đào dọc đổ bên: xe ôtô đứng ngang với máy đào và chạy song song với đường đi của máy đào. Cách này được sử dụng cho mọi loại xe.

- Đào đổ sau: xe ô tô dừng sau máy đào. Khi vào lấy đất ô tô phải chạy lùi ra phía sau trong rãnh đào. Ta dùng cách này khi thi công các rãnh hẹp. Khược điểm của phương pháp này là khi đổ đất vào ô tô thì máy đào phải quay nửa vòng do đó tăng thời gian làm việc của máy đào.

b) Đào ngang

Đào ngang là đường di chuyển của xe chở đất vuông góc với trục của máy đào. Nếu hố móng sâu quá chiều cao đào đất lớn nhất của máy đào thì phải chia ra làm nhiều tầng để thi công.

2.6.2- Đào đất bằng máy đào gầu nghịch (gầu xấp)

2.7- Đắp, đầm lèn đất bằng thủ công, cơ giới

Đắp đất và đầm đất là một công việc nặng nhọc và phức tạp. Chất lượng công trình đất ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng công trình đặt trên nó. Đắp đất phải đảm bảo nền đất đạt độ chặt thiết kế và lún đều.

Do đó tùy theo công trình cụ thể mà đề ra yêu cầu đắp đất và đầm đất khác nhau. Đắp đất và đầm đất không đúng kỹ thuật dẫn đến lãng phí vật liệu, nhân công , máy móc và tiến độ thi công.

2.7.1- Đất dùng trong san lấp đất

a. Những tính chất của đất ảnh hưởng đến thi công đất

- Độ ẩm

+ Khối lượng riêng

+ Công đào đắp

+ Ổn định mái dốc

w(5% đất khô

5%(w(30% đất ẩm vừa ( thi công tốt)

30%(w đất ướt

- Độ chặt

Hệ số đầm chặt:

Đất càng chặt thì các tính chất cơ học cũng tăng theo như góc ma sát trong ((), lực dính(C), sức chịu tải.

- Độ dốc mái đất phụ thuộc vào các yếu tố sau:

+ Góc ma sát trong

+ Lực dính

+ Độ ẩm

+ Mực nước ngầm

b. Đất dùng để đắp

Đất dùng để đắp phải đảm bảo về cường độ, độ ổn định lâu dài và độ lún đồng đều cho công trình.

c. Đất không dùng để đắp

- Đất phù sa, cát chảy, đất bùn, đất bụi, đất mùn. Khi gặp ẩm thì các loại đất vừa nêu giảm khả năng chịu lực đi rất nhiều.

- Đất thịt và đất sét ướt, vì nó khó thoát nước trong quá trình đầm.

- Đất chứa hơn 5% thạch cao, đất thấm muối mặng. Những loại đất này dễ hút nước và ẩm ướt.

- Đất chứa nhiều rễ cây, rơm rác, đất thực vật (đất trồng trọt) vì nhựng loại này theo thời gian xác thực vật phân hủy làm độ lún theo thời gian của công trình rất lớn. Nhiều khi là nguyên nhân lún lệch của một số công trình xây dựng.

2.7.2- Những yêu cầu kỹ thuật về đắp đất

a. Công tác chuẩn bị

Mặt đất cần đắp phải được dọn sạch cỏ, rễ cây, rác bẩn, cũng như các chất hửu cơ khác. Tiến hành tiêu nước, vét bùn. Trước khi đắp phải sới bề mặt lớp đất củ lên, nếu quá khô cần tưới ẩm để lớp đất củ và mới liên kết tốt với nhau.

b. Trình tự đắp

- Đất đắp phải đổ thành từng lớp nằm ngang với chiều dày đã tính toán trước. Chỗ thấp đắp trước (phù hợp cho loại máy thi công và loại đất đắp), chỗ cao đắp sau.

- Nếu đất lầy từ nhiều nguồn khác nhau, tức khác loại đất. Nên đắp thành từng lớp khác nhau và đảm bảo thoát nước trong đất tốt. Đất khó thoát nước được đắp bên đưới, còn đất dể thoát nước được đắp bên trên thì bề mặt mỗi lớp san phẳng ngang được. Trường hợp ngược lại thì mặt mỗi lớp đất phải có độ dốc từ giữa ra hai bên.

Hình 2-7. Các cách đắp đất

Lấp móng, đường ống phải lấp theo từng lớp đều hai bên để tránh áp lực đất chủ động sinh ra khi đầm đất từ một phía làm dịch chuyển cấu kiện của công trình.

c. Khống chế chiều cao đất đắp

- Khi đắp nền rộng, sân bải phải chia thành từng ô. Tại các gốc ô có các cọc gỗ với vạch sơn ứng với chiều dầy từng lớp đắp.

Chúng ta dùng máy bình chuẩn hay máy kinh vĩ đễ theo dõi quá trình san lấp.

Hình 2-8. Bố trí lưới cao độ trong quá trình san lấp

2.7.3- Những yếu tố ảnh hưởng đến công tác đầm đất

Khả năng chịu lực của đất phụ thuộc vào độ chặt của nó ( độ chặt của đất được thể hiện qua dung trọng khô của đất). Nếu dung trọng khô của đất tăng lên có nghĩa là khả năng chịu lực của đất tăng lên. Nhiều kết quả thí nghiệm và thực nghiệm cho thấy:

- Đối với nhiều loại đất khác nhau, nếu chế độ đầm giống nhau ( cùng năng lượng đầm) thì dung trọng khô cực đại (k max của chúng khác nhau. Điều đó chứng tỏ khả năng chịu lực của chúng cũng khác nhau.

Hình 2-9. Đồ thị thí nghiệm đầm chặt

- Đối với một loại đất, nếu chiều dày lớp rải là cố định và cùng độ ẩm thì dung trọng khô cũng tăng lên theo số lần đầm.

Hình 2-10. Quan hệ giữa dung trọng khô và số lần đầm

- Nếu chiều dày lới rải khác nhau, mà muốn đạt được một dung trọng xác định nào đó thì số lần đầm cũng thay đổi. Chiều dày lớp đầm càng lớn thì số lần đầm cũng tăng theo. Nhưng chiều dày này cũng có giới hạn, vì chiều sâu mà ở đó ứng suất của thiết bị đầm tạo ra là có gới hạn.

Hình 2-11. Quan hệ giữa dung trọng khô và số lần đầm

Để đạt được độ chặt thiết kế, hệ số đầm chặt K (tỷ số giữa dung tọng khô sau khi đầm và dung trọng khô lớn nhất tiêu chuẩn) thì độ ẩm là nhân tố ảnh hưởng đến công tác đầm đất.đất tơi xốp có ba thành phần chính:

+Các hạt rắn

+Nước

+Không khí

Hình 2-12. Sơ đồ đầm chặt

Khi đầm các hạt đất bị ép xít lại gần nhau, đồng thời đẩy khí ra ngoài làm các lỗ hổng giảm xuống. Tiếp tục đầm thì nước bị đẩy ra ngoài, nhưng đối với các loại đất dính thì việc đó không thực hiện được trong thời gian ngắn (thời gian đầu).

Đất khô, lực ma sát giữa các hạt đất lớn, muốn đầm chặt phải tốn nhiều công, đôi khi không thực hiện được.

Đất đủ ẩm, ma sát giữa hạt đất giảm làm chúng chuyển dịch dễ dàng,công đầm ít, hiệu qủa đầm cao.

Nếu lượng nước quá thừa, nghĩa là chiếm chỗ toàn bộ trong các lỗ hở, lúc này lực ma sát giảm đi nhiều, lực ma sát không còn nữa, lực dính kết giữa các hạt không còn,đất chảy, không thể đầm chặt được.

Bảng 2.1: Độ ẩm tối thuận của một số loại đất

Loại đất	Độ ẩm tối thuận (op
Đất cát hạt to Đất cát hạt nhỏ và đất cát pha sét Đất sét pha cát xốp Đất sét pha cát chặt và đất sét	7¸ 10 12 ¸ 15 15 ¸ 18 18 ¸ 25

- Nếu đất quá khô thì phải tăng độ ẩm.

+ Xác định độ ẩm tự nhiên của đất (o

+ Lượng nước tưới ngay trên bãi lấy đất cần đầm để đạt (op

V = (w_op - w_o ) . h . g (lít/m2) (1.1)

+ Lượng nước tưới vào mặt đất khô ở trên

V = (w_op - w_o ) .(h/a). g (lít/m2) (1.2)

V: lượng nước cần cho mỗi m2 trong khoảng đất tưới (lít/ m2)

w_op: độ ẩm sau khi tưới (độ ẩm tối thuận).

w_o: độ ẩm đất tự nhiên (trước khi thưới nước).

h: chiều dày lớp cát có thể tưới được ( hoặc chiều dày lớp đất rải đổ) (dm).

g : dung trọng khô của đất trước khi đầm đạt độ chặt.

a: hệ số xốp của đất a = 1.2 --- 1.3

Nếu đất quá ẩm phải làm khô (phơi đất).

Thí dụ1:

Tính thể tích nước để tưới trong khi đầm trên diện tích D = 1500m2, h = 4.5 dm,

2.7.4- Công cụ sử dụng trong công tác đầm đất

Khi tiến hành đầm đất bằng thủ công hay bằng máy đều có cùng mục đích là cung cấp cho đất đắp một năng lượng nhất định. Thông thường bao gồm hai loại chính là năng lượng tạo động và tĩnh.

Hình 2-13. Sơ đồ tác dụng các

2.7.4.1- Đầm xung lực

a. Đầm thủ công

Thông thường ở công trường dùng các loại đầm: đầm gỗ, đầm bê tông, đầm gang đúc...

+ Đầm gỗ

Đầm hai người thường nặng từ 20 ( 25 kg, d = 25 ( 30 cm, 4 chuôi cầm dài 60 cm, hoặc 4 dây kéo buộc vào giữa thân đầm.

Đầm 4 người nặng 60 ( 70 kg.

Đầm gang đúc có hình tròn nặng từ 5 ( 8 kg một người đầm, dùng để đầm những lớp đất mỏng trên diện tích hẹp, góc cạnh ...

Đầm bê tông: d = 35 ( 40 cm; 40 ( 60 cm; nặng 70 ( 140 kg; 4 cán gỗ; 4 ( 8 người đầm.

Hình 2-14. Các loại đầm gỗ

a): đầm gỗ bốn người đầm; b) và c): đầm gỗ hai người đầm

Bảng 1-2. Chiều dày lớp đất cần đầm phụ thuộc vào trọng lượng đầm

Trọng lượng đầm (kg)	Chiều dày lớp đất đầm (cm)
5 ¸ 10 30 ¸ 40 60 ¸ 70 70 ¸ 100	10 15 20 25

b. Đầm bằng cơ giới

- Dùng giá búa đóng cọc, máy đào đất, cần trục có sức nâng 5 tấn, treo chày nặng 2 - 4 tấn bằng thép hay bê tông.

- Nâng cao lên 3 - 4 m, cho rơi tự do xuống.

- Loại đầm này có thể đầm những lớp đất dày đến 2 m.

- Có thể đầm được cho mọi loại đất.

- Lúc đầu đầm nhẹ, giảm chiều cao đi 4 lần, sau đầm mạnh, mỗi dãy đầm lấy bằng 0.9 đường kính đầm.

- Đầm loại này thường gây chấn động mạnh, không nên đầm gần công trình (>2 m).

- Sau khi kết thúc đầm, một lớp khoảng 15 cm trên mặt bị tơi xốp do đó phải đầm nhẹ lại.

- Thường lớp đất đầm dày từ 0.6 - 1m

Hình 2-15. Đầm chầy lắp trên máy đào đất

2.7.4.2- Dầm lăn

Thường dùng cho khu đất rộng và dài.

Có ba loại đầm lăn:

+ Đầm lăn mặt nhẵn (chấn động, không chấn động)

+ Đầm lăn có vấn (đầm chân cừu).

+ Đầm lăn bánh hơi.

a. Đầm lăn (không chấn động) mặt nhẵn:

- Chiều dày lớp đầm phụ thuộc vào trọng lượng của quả đầm

· 3 - 4 tấn => h = 10 - 20 cm

· 15 tấn => h = 30 cm

- Khi đầm thì vết đầm sau phải đè lên lớp đầm trước theo phương 10 - 15 cm.

- Tại mỗi vị trí đầm phải lăn từ 8 - 16 lượt

- Khi đầm lăn thì lớp đất mỏng phía trên trở thành một lớp vỏ cứng có khả năng chịu tải trọng của đầm làm hạn chế sự truyền lực xuống các lớp bên dưới. Vậy trước tiên lăn nhẹ vài lượt rồi mới tăng tải trọng lên.

- Thực tế không nên dùng đầm quá nặng, đất bị trạng thái vượt quá cường độ giới hạn và đất sẽ trượt (Rth).

Thường nên đầm với ứng suất trên mặt

s_max = (0.8 ¸ 0.9) s_d (1.3)

s_max =

(1.4)

Trong đó:

R: bán kính của qủa lăn (thường R = 80 ( 90 cm).

E: mođun biến dạng của đất.

- Đất dính E = 200 kg/cm2

- Đất rời E = 150 ( 200 kg/cm2

q: áp suất tuyến tính (kg/cm).

- Tốc độ đầm 2 ( 2.5 km/h

- Chiều dày lớp đất đắp tốt nhất

+ Đối với đất dính: Ho = 0.28Ġ (1.5)

+ Đối với đất rời : H0 = 0.35Ġ (1.6)

Chú Ý: công thức nầy chỉ đúng khi W0< Wop

Hình 2-16. Các loại máy sử dụng cho công tác đầm

Bảng 1-3. Cường độ cực hạn (d (kg/cm2)

Loại đất	Cường độ cực hạn (d (kg/cm²)
Loại đất	Đầm lăn	Đầm chày
- Đất ít dính (đất cát pha sét nhẹ) - Đất dính trung bình (đất cát pha sét, đất sét pha cát nhẹ) - Đất khá dính ( đất sét pha cát chặt) - Đất dính	5 ¸ 7 7 ¸ 10 10 ¸ 14 14 ¸ 18	6 ¸ 8 8 ¸ 11 11 ¸ 16 16 ¸ 20

Ví dụ 2:

Chọn đầm lăn nhẵn để đầm đất cát pha sét có Wo = 10%, Ho = 13 cm, bán kính ống lăn R = 90 cm, chiều rộng ống lăn B = 1,1 D ( D: đường kính ống lăn).

Ví dụ 3:

Một quả lăn nhẵn nặng 7 tấn, có R = 80 cm, dùng để đầm đất sét pha cát có độ ẩm thích hợp Wo ( Wop. Xác định chiều dày lớp đất rải?

b. Đầm chân cừu

- Tạo áp lực lớn trên nền đất vì diện tích tiếp xúc của nó với đất là những vấn đầm.

- Thích hợp cho những loại đất dính, đất cuội, ( đầm đất rời hiệu qủa kém.)

- Khi đầm thì đất dưới vấn là được đầm chặt nên phải đầm nhiều lần.

- Đầm đạt hiệu qủa tốt , đồng đều không bị lỗi, tạo mặt nhám nên liên kết giữa lớp trên và lớp dưới rất tốt.

Trọng lượng đầm lăn chân cừu được xác định:

Q = p.F.n (1.7)

p: áp suất ở mặt dưới vấn đầm (kg/cm2).

F: Diện tích mặt đáy vấn đầm (cm2).

n: số vấn trong một hàng ngang trên đường sinh của qủa đầm.

Bảng 1-4. Aïp suất thích hợp nhất dưới vấn đầm chân cừu p (kg/cm2 )

Loại đất	Aïp suất thích hợp nhất p
- Đất sét pha nhẹ, một số đất sét pha loại trung bình - Đất sét pha cát loại trung bình - Đất cát pha sét loại nặng, đất sét chắt nặng	7 ¸ 15 15 ¸ 40 40 ¸ 60

- Độ sâu đầm tốt nhất bằng 1,5 lần chiều dài vấn đầm, nên chiều dày lớp đất rải:

H_o = 1,5 l, (1.8)

Với l: chiều dài vấn đầm.

- Số lượt đầm thích hợp tại 1 vị trí :

n = k

(1.9)

Trong đó:

n: số đầm

k: hệ số xét tới sự phân bố các vết vấn đầm không đều trên mặt đất k = 1,2

S: diện tích một vòng qủa lăn (cm2)

F: diện tích mặt đáy vấn đầm (cm2)

m: tổng số vấn đầm

Ngoài ra số lượng đầm có tùy thuộc loại đất, yêu cầu thiết kế. Nên trước khi đầm phải xây dựng bằng thực nghiệm.

2.8- Nghiệm thu hạng mục thi công đất

2.8.1- Nghiệm thu cao trình ( chiều dày lớp đất đắp)

Công trình đất đắp theo cao độ, cao trình thì việc kiểm tra cần thực hiện các bước sau:

Ø Kiểm tra lại cao độ, độ tin cậy của mốc cao độ.

Ø Kiểm tra cao trình đất đắp theo cao độ hay cao trình.

Ø Kiểm tra độ bằng phẳng, mái dốc, kích thước khu đất đắp.

2.8.2- Nghiệm thu độ chặt đất đắp

khoan lấy mẫu đất để xác định độ chặt. Nếu khu đất rộng thì chúng ta làm lưới ô vuộng để lấy mẫu ngẫu nhiên. Thông thường áp dụng phương pháp kiểm tra độ chặt theo qui phạm hiện hành.

2.8.3- Xác định thể tích đất tự nhiên cần đắp tại công trường ( bài tập thảo luận)

Công việc này giúp đơn vị thi công hay chủ đầu tư định ra giá thi công của công trình đất đắp.

v Xác định thể tích cần đắp

v Xác định thể tích đất tự nhiên cần chuyển đến lấp đầy thể tích trên.

CHƯƠNG 3: CÔNG TÁC GIA CỐ NỀN

Hiện nay việc gia cố nền nhằm khắc phục điều kiện nền đất yếu trong khu vực đồng bằng sông Cửu Long, hay các vùng đất yếu khác. Tất cả các biện pháp gia cố nền nhầm để tăng sức chịu tải của đất nền như dùng cọc gỗ tiết diện nhỏ, đệm cát, cọc cát...

3.1- Gia cố nền bằng cọc gỗ tiết diên nhỏ

3.1.1- Các yêu cầu kỹ thuật

Gia cố nền bằng cọc gỗ (có thể là cừ tràm, tre...), được xử dụng cho một số điều kiện sau:

- Công trình nhỏ (nhà từ 3 ( 4 tầng).

- Ở những nơi mực nước ngầm cách mặt đất vào khoảng 1 ( 1.5 m.

- Cọc phải tương đối thẳng, đường kính không nhỏ hơn 4 cm, l = 2 ( 8 m.

- Số cọc trên một m2 có thể thay đổi tùy theo điều kiên của đất nền, đường kính và chiều dài cọc, thông thường vào khoảng: 15; 20; 25; 30; 35 cây.

3.1.2- Thi công

Cọc gỗ được đóng bằng vồ gỗ, bằng máy với lực đóng thích hợp để giữ cọc luôn thẳng cũng như không bị vỡ đầu cọc.

Trình tự đóng được chọn tùy theo điều kiện thi công. Đóng theo hình xoắn ốc (spiral) từ ngoài vào trong.

3.2- Đệm cát

Lớp đệm cát dùng có hiệu quả nhất khi lớp đất yếu ở trạng thái bão hòa nước và chiều dày của nó nhỏ hơn 3m. Việc thay thế lớp đất yếu kể trên bằng lớp đệm cát có những tác dụng chính như sau:

- Đệm cát đóng vai trò là một lớp chịu lực, truyền tải xuống tầng đất chịu lực phía dưới.

- Làm tăng ổn định khi công trình có tải trọng ngang ( do lực ma sát của cát rất lớn).

- Giảm bớt độ lún toàn bộ và độ lún không đều, đồng thời giúp rút ngắn thời gian cô kết của nền (vì cát trong đệm cát có hệ số thấm lớn).

- Kích thước và chiều sâu chôn móng giảm vì áp lực tiêu chuẩn truyền lên lớp đệm cát tăng lên.

- Thi công đơn giản vì không cần các thiết bị phức tạp.

3.2.1- Yêu cầu kỹ thuật

- Thường dùng cát đen hoặc cát vàng.

- Chiều dày lớp cát, chiều rộng và độ chặt của đệm cát do nhà thiết kế qui định.

- Chiều dày lớp đất không quá 3 ..5 m.

- Đầm lèn đúng độ chặt thiết kế

- Nhưng đệm cát thường bị hiện tượng lún không đều do đầm chặt không tốt

3.2.2- Thi công

Thi công đệm cát cũng như thi công đầm chặt đất cát trong san lấp nền. Chúng ta chỉ quan tâm đến độ chặt của đệm cát. Nên chia đệm cát làm nhiều lớp và lu lèn sau đó kiểm tra độ chặt cho đến khi đạt độ chặt rồi mới lấp lớp kế tiếp. Theo kinh nghiệm thì chiều dày mỗi lớp từ 25 đến 40 cm, lu bằng xe bánh xích, các phương tiện khác. Đồng thời cũng kiểm tra độ ẩm của cát.

3.3- Cọc cát

Nén chặt đất bằng cọc cát là một phương pháp có hiệu quả khi xây dựng các công trình chịu tải trọng lớn trên nền đất yếu dày và trải rộng như nền đường, đường dẫn lên cầu cầu. Tác dụng cọc cát là làm cho lỗ rỗng, độ ẩm của đất nền giảm đi, trọng lượng thể tích, môđun biến dạng, lực dínhvà gó ma sát trong tăng lên. Do đó sức chịu tải của nền tăng lên về nhiều phương diện như: độ lún và biến dạng không đồng đều giảm đáng kể, đất xung quanh cọc và cọc cùng làm việc đồng thời; đất được nén chặt đồng đều trong khoảng cách giữa các cọc.

3.3.1. Yêu cầu kỹ thuật

- Cọc cát chỉ thích hợp với đất dính

- Đất có hệ số thấm k lớn (đất cát pha, sét pha, bùn pha cát).

- Tác dụng của cọc cát là làm chặt đất để tăng khả năng chịu tải của nền. Khả năng tăng tải từ 2 ( 2.5 lần.

3.3.2- Thi công

Qui trình thi công cọc cát được áp dụng rộng ở khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long (đất yếu). Thiết bị phục vụ chi đóng cọc cát thường sử dụng thiết bị đóng cọc bê tông và đổi bộ phận công tác là ống thép.

- Dùng ống thép đóng xuống đất sau đó rút lên đổ cát hoặc cát pha sỏi xuống từng lớp rồi tiến hành đầm chặt.

- Thường dùng đường kính ống thép 30 ( 35 cm, khoảng cách và sơ đồ bố trí xác định theo thiết kế.

3.4- Bấc thấm

Trình tự thi công và nghiệm thu bấc thấm căn cứ theo tiêu chuẩn TCVN 4447-87. Bấc thấm bao gồm nhiều ống mao dẫn giúp nước thấm từ những lớp đất sâu lên trên với chiều dài đường thấm ngắn giúp đất cô kết nhanh. Phạm vi áp dụng và tính toán như cọc cát.

CHƯƠNG 4: CÔNG TÁC ĐÓNG CỌC VÀ VÁN CỪ

4.1- Các Loại Cọc

Cọc gỗ: trong khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long cọc gỗ thường dùng là cọc tràm. Chế tạo cọc: chọn cây thẳng, đẽo mũi cọc (mũi cừ phải thật đối xứng qua trục của cọc). Mũi cọc dài 1,5 - 2 lần đường kính cọc gỗ. Cọc gỗ hay bị hỏng ở vùng độ ẩm thay đổi, nên đóng cọc thấp hơn mực nước ngầm để cọc luôn ở trong nước.

Ván cừ thép: Ván cừ thép đóng liền nhau tạo thành một tường chắn đất và chống thấm bền chắc, bảo vệ hố móng, ngăn cát chảy. Ván cừ có nhiều loại hình dáng tiết diện ví dụ như: cừ phẳng, cừ khum, cừ lacsen ...

Hình 4-1. Mặt cắt ván cừ Hình 4-2. Ván cừ dùng chắn đất

Hình 4-3. Ván cừ thép làm tường chắn trong công trình cảng biển

- Ván cừ nhập về nước ta sử dụng có chiều dài từ 8-15 m, chiều dày từ 12-16 mm, khoảng cách giữa hai mép thanh ván cừ 320-450 mm.

- Các móc nối có tác dụng như bản lề, tạo những góc quay từ 15 - 24o, điều này cần thiết để tạo nên những bức tường hình vòng cung. Ván cừ thép ngăng được nước thấm qua là vì khi nước luồn qua các khe trong mốc nối cừ sẽ phải chạy vòng vèo và để lắng lại những hạt đất nhỏ, sau một thời gian các hạt này sẽ bịt kín khe trong móc nối, không để nước thấm qua được. Ngoài ra, hiện nay với công nghệ mới hỗ trợ thi công như sau.

- Dọc theo móc nối được bôi chất chống thấm như mỡ bò, vừa có tác dụng chống thấm vừa có tác dụng bôi trơn trong quá trình hạ cọc cũng như lấy cọc lên.

Cọc bê tông cốt thép: Cọc bê tông cốt thép thường có dạng vuông, tròn, tam giác...phổ biến nhất là hình vuông.

- Cọc bê tông có thể chịu được tải trọng từ 10 tấn đến 60 tấn tùy theo tiết diện, cường độ bê tông (vật liệu) và sức chịu tải của đất.

- Chiều dài một đoạn cọc từ 6 ( 20 m.

Chiều dài và tiết diện cọc thường bị giới hạn bởi các thiết bị vận chuyển, thiết bị hạ cọc vào nền đất. Tiết diện cọc còn phụ thuộc vào chiều dài của tim cọc bê tông, độ mảnh của cọc.

Bảng 4-1. Một số loại cọc

Chiều dài cọc (m)	Tiết diện cọc (cm)	Mác bê tông (kg/cm²)
5 5 ¸ 9 10 ¸ 12 13 ¸ 16 17 ¸ 20 > 20	20x20 25x25 30x30 35x35 40x40 45x45	170 170 170 ¸ 200 200 ¸ 250 250 ¸ 300 300 ¸ 350

- Phần đầu cọc và mũi cọc chịu lực trực tiếp nên phân bố dày hơn phần còn lại trên thân cọc, thường dùng đai có ????( ??? và do nhà thiết kế quyết định.

- Thép chủ thường dùng ????(???????nhóm thép CII, CIII.

- Lớp bảo vệ (bê tông): 2,5 cm.

- Các cọc được nối với nhau bằng hộp thép, liên kết bằng hàn điện. Hình 4-4. Kết cấu thép cọc vuông

- Cọc được hạ xuống đất bằng: xối nước, chấn động, búa, gia tải (ép cọc).

Trong quá trình hạ cọc để đầu cọc không bị phá hoại nên đệm đầu cọc bằng gỗ tốt, vải bố, để búa không đóng trực tiếp vào bê tông. Ngoài ra còn phải thiết kế lưới thép ở đầu cọc.

Cọc ống thép: Cọc ống thường có đường kính từ 30 đến 60 cm, thành ống dày từ 12 - 14 mm. Mũi cọc nhọn để dễ đóng. Sau khi đóng xong thì đúc bê tông kín ống cọc. Thép dùng làm cọc ống có pha thêm cơ-rôm để ít bị gỉ sét (rust).

Cọc ống bê tông cốt thép: làm bằng bê tông cốt thép ứng suất trước mác lớn hơn 300. Cọc ống thường có đường kính từ 400 - 5000 mm, chiều dày thành ống 80 đến 150 mm. Mỗi đoạn ống dài từ 12 đến 20 m. Chiều dài tổng cộng của tim cọc dài từ 30 - 50 m. ở đầu mỗi mặt bích thép dùng để nối các đoạn ống với nhau bằng hàn điện hoặc bulông. Ở chổ mối nối phục vữa mác cao bao quanh chu vi.

Hình 4-5. Kết cấu thép cọc ống bê tông cốt thép

4.2- Chế tạo, vận chuyển, cất chứa cọc bê tông cốt thép

Có rất nhiều loại cọc dùng trong ngành xây dựng. Đặc biết là cọc bê tông cốt thép được dùng rộng rãi, nên chúng ta đi sâu vào công tác chế tạo cọc. Tuy nhiên một số loại khác chúng ta cũng tham khảo sau.

4.2.1- Chế tạo cọc bê tông cốt thép

- Sân bải, làm phẳng, bố trí sơ đồ đúc cọc và bải vật liệu để nâng năng suất đúc cọc.

Những công trường mới san lấp thì phải đầm chặt thật nhẵn.

Hình 4-6. Sơ đồ thi công nhiều lớp cọc

- Cường độ cho tách và di chuyển cọc là 70% mác thiết kế.

- Cường độ bê tông cọc để tháo cốp pha là 25% mác thiết kế.

- Bố trí cọc nhiều lớp để thi công được nhiều cọc trên cùng một diện tích sân.

- Sử dụng phụ gia đông kết nhanh, nhưng phải bảo dưỡng cọc hết sức cẩn thận.

- Thép cọc, cốp pha phải thẳng để trách sự cố gẩy cọc do lệch tâm khi đóng.

4.2.2- Vận chuyển và cất chứa cọc bê tông

Hình 4-7. Vị trí các điểm cẩu cọc bê tông cốt thép

Trong khi di chuyển cọc cần lưu ý vị trí buộc cáp phải đúng vị trí móc thi công của cọc. Để việc bố trí cốt thép thuận lợi nhất, người thiết kế chọn điểm cẩu cọc sao cho mô moment uốn nhỏ nhất ( nghĩa là M1=M2 hình 4-7.)

Khi chứa cọc trong công trường hay chuyển cọc đi thì dùng cây đệm phía dưới cọc tại vị trí móc thi công và vị trí đệm gỗ trùng với móc cẩu.

Hình 4-8. Vận chuyển cọc bằng xe ô tô

4.3- Hạ cọc bê tông

4.3.1- Các vấn đề cần lưu ý khi đóng cọc

q Xác định vị trí cọc trên mặt bằng và theo dỏi độ nghiên thì dùng hai máy kinh vĩ đặt vuông góc với nhau hay dùng dây dọi (plumb-line).

q Những nhát búa đầu tiên phải đóng nhẹ, cho đến khi cọc vào đúng vị trí mới đóng mạnh.

q Ở những nơi đất yếu cọc bê tông nặng khi đóng có thể xuống nhanh dễ bị lệch hướng hay âm sâu vào trong đất, gây khó khăn cho việc nối cọc.

q Sơ đồ đóng cọc được bố trí sao cho tiện cho việc di chuyển hệ thống búa.

4.3.2- Các thiết bị hạ cọc

- Hạ cọc bằng xối nước

- Máy ép cọc

- Máy rung động

- Búa xung động

v Búa treo chạy bằng điện

v Búa nâng bằng thủy lực

Búa diezen

Hình 4-9. Hai sơ đồ nén ép cọc.

a) ép đỉnh; b) ép ôm; 1. Khung máy; 2. Kích thủy lực;

3. Thanh định hướng; 4. Bàn nén;

5. Cọc bê tông; 6. Khung định hướng.

Hình 4-10. sơ lược cấu tạo và nguyên lý công tác của búa diesel

a) Kiểu thanh dẫn: 1. Bệ đở trên; 2. Răng cưa; 3. Miệng phun; 4. Thanh dẫn; 5. Móc treo; 6. Xà ngang; 7. Tay đòn; 8. Thanh treo móc cẩu; 9. Chốt; 10. Búa; 11. Chốt; 12. Piston;

13. Ống dẫn; 14. Thanh đóng mở; 15. Bơm dầu; Bệ đở dưới;

b) Kiểu piston xung kích: 1. Lỗ lòng chảo; 2. Bơm dầu; 3. Cánh tay đòn; 4. Thùng dầu dự trữ; 5. Ngăn chứa dầu nhờn; 6. Piston; 7. Cylinder; 8. Ống nối; Mũ hình cầu;

10. Vòng xiết chặt; 11. Bệ; 12. Chốt.

Hình 4-12. Hạ cọc bằng xói nước

1. Cọc; 2. Ống xói nước.

Hình 4-11. Sơ đồ nguyên lý làm việc của

các loại máy rung

a) loại nối cứng: 1. Động cơ; 2. Đĩa lệch tâm; 3. Khối nặng.

b) loại nối mềm: 4. Mũ cọc; 5. Lò xo (spring);

c) loại va rung: 1. Võ máy; 2. Đĩa lệch tâm; 3,4. Bệ va đập;.

5. Lò xo; 6. Mũ cọc.

Hình 4-13. Sơ đồ búa thủy lực song động:

1. Đế búa; 2. Thân búa; 3. Đầu búa; 4.Cán piston; 5. Khoang dưới piston; 6. Piston;

7. Van một chiều; 8. Van phân phối; khoang trên piston; I. Ôúng vào; II. Ôúng ra.

Trong phạm vi giới hạn chúng ta chỉ đề cập chi tiết đến phương pháp hạ cọc bằng búa xung động cho cọc bê tông cốt thép.

4.3.3- Tính toán để chọn búa đóng cọc

4.3.3.1- Xác định tải trọng búa

Để thắng lực ma sát và sức chịu mũi của đất tác dụng lên cọc thì cần phải có năng lượng với độ lớn nhất định. Năng lượng xung kích của búa đóng cọc dựa vào tốc độ rơi và trọng lượng biton được xác định như sau:

E =

(4-1)

E: năng lượng một nhát búa

Q: trọng lượng bộ xung kích của búa(bítôn).

V: vận tốc rơi của biton

g: gia tốc trọng trường 10m/s2

Động năng của búa chỉ tiêu hao một phần vào việc thắng sức chịu mũi, lực ma sát của đất tác dụng lên cọc. Phần lớn năng lượng vô ích tiêu hao vào biến dạng đàn hồi của cọc, thắng lực quán tính của trọng lượng hệ thống cọc bê tông, đệm đầu cọc.

Chọn búa theo năng lượng nhát búa:

E ³ 0.025 P (4-2)

P: khả năng chịu tải của cọc (kg ).

Sau khi chọn búa theo công thức trên, kế tiếp đi kiểm tra lại hệ số thích dụng k.

K =

(4-3)

K: hệ số thích hợp khi dùng búa (tra bảng ).

Q: trọng lượng bộ xung kích của búa (kg ).

q: trọng lượng của cọc (kg ).

q1= trọng lượng mũ cọc và đệm cọc (kg ).

Hệ số k phải phù hợp:

Bảng 4-2. Chọn búa đóng cọc

Loại búa	Vật liệu làm cọc			Ghi chú
Loại búa	Gỗ	Thép	BTCT	Ghi chú
v Búa diezen kiểu ống v Búa động và búa diezen kiểu cột v Búa treo, rơi tự do	5.0 3.5 2.0	5.5 4.0 2.5	6.0 5.0 3.0	Khi thi công cọc ván thép cũng như hạ cọc có xối nước thì: k = 1.5 lần giá trị trên bảng

K < giá trị trong bảng thì búa không đủ lớn, hiệu quả kém

K > giá trị trong bảng thì búa quá nặng, cọc xuống nhanh không đủ độ chói ổn định và có thể phá hoại cọc.

· Chọn búa hơi đơn động và búa diezen để đóng cọc có thể dựa vào tỷ lệ giữa trọng lượng bộ phận xung động và trọng lượng của cọc.

Ø Đối với cọc ngắn hơn 12m

=1.25 ¸1.50

Ø Đối với cọc dài hơn 12m phải tính kiểm tra như trên.

· Độ chối của cọc dưới những nhát búa cuối cùng cho biết khả năng chịu tải của mỗi cọc.

(4-4)

k và m: hệ số đồng nhất của đất và hệ số điều kiện làm việc, lấy tương ứng 0.7 hay 1.

n: hệ số, phụ thuộc vào vật liệu cọc và phương pháp đóng cọc.

F: diện tích tiết diện ngang thực tế của cọc(m2)

Q: trọng lượng phần xung kích (phần xi lanh)(T)

q: trọng lượng cọc

q1= trọng lượng đệm cọc

P: sức chịu tải thiết kế

(4-5)

H: Chiều cao rơi búa (cm)

· Đối với búa rơi lấy bằng độ rơi thực tế của chày

· Đối với búa đơn động, lấy bằng đoạn đường đi thực tế của chày

Đối với búa song động và búa diezen H=Ġ

4.3.3.2- Tính toán chiều cao giá búa

Hbúa = l+h+d+z (4-6)

l: chiều cao cọc

h: chiều cao búa

d: chiều cao nâng búa

z: đoạn giá búa có treo các thiết bị dùng nâng búa trong lúc bắt đầu thi công.

Hình 4-14. Giá đóng cọc bằng gỗ

1. búa; 2. Giá đóng cọc; 3. Cột dẫn;

4. Ròng rọc; 5. Đỉnh giá cọc; 6. Thang;

7. Cọc gỗ; 8. Tời; 9. Dây người đeo

Hình 4-15. Giá đóng cọc bằng thép lắp ghép:

1. bánh xe; 2. Thanh thép chử L; 3. Dầm đáy;

4. Thanh dẫn búa và cọc; 5. Ròng rọc;

6. Thanh liên kết; 7. Thanh ngang;

8. Thanh xiên; 9. Thanh giằng; 10. Tời;

11. Dây treo ròng rọc; 12. Dây treo búa

4.4- Thi công ván cừ

Hình: 4-16. Các loại móc nối của ván cừ thép

Hình 4-17. Các dạng lắp ghép ván cừ

- Ván cừ thường đóng bằng búa rung động.

- Ván cừ dùng làm tường phẳng, đê quay.

Hình 4-18. Các bước thi công ván cừ thép quay thành vòng kín

Hình 1-19. Các cách bố trí mối nối trong thi công ván cừ thép quay

Hình 4-21. Thi công ván cừ thép bằng cơ giới Hình 4-22. Thi công ván cừ thép bán cơ giớ

4.5- Thi công cọc ống thép

Trong những năm gần đây ở nước ta có nhu cầu xây dựng cầu và các công trình nhà cao tầng thì việc sử dụng cọc nhồi trở nên phổ biến. Ưu điểm của cọc nhồi là thi công tại chổ không phải vận chuyển, cọc có tiết diện lớn và chịu được tải trọng lớn.

Cọc dùng ống bằng kim loại đường kính tới 50 cm và dài khoảng 20-30 m đóng vào nền tạo thành cọc, sau đó rót vật kiệu tạo cọc. Trình tự thi công được thể hiện trong hình 4-18.)

Hình 4-20. a) Trình tự thi công cọc hồi bằng ống kim loại:

I. chuẩn bị ống và đế cọc; II,III. Đóng cọc và đế cọc vào trong đất: 1. Búa; 2. Ôúng dẫn hướng búa; 3. Ôúng kim loại và đế cọc; IV. Rút ống kim loại đổ vật liệu và đầm chặt;

V. cọc nhồi sau khi rút ống kim koại lên;

b) cấu tạo cọc nhồi: 1. Đế cọc;2. Bê tông; 3. Cất thép

4.6- Thi công cọc ống bê tông cốt thép

Đúc cọc ống bê tông cốt thép thường có hai cách: phương pháp ly tâm trong các nhà máy công nghiệp, ghép cốp pha và đúc bình thường như thi công bê tông toàn khối.

Nếu đúc cọc ống toàn khối dài 8-15m thì nên đúc nằm. Ván khuôn trong và ngoài là những tấm ván đóng vào những vòng đai chế tạo sẵn theo kích thước của cọc. Riêng các vòng đai ngoài thì lúc đầu chỉ đóng ván ở phần dưới, sau này đổ bê tông mới đóng dần lên trên. Ngoài ra ván khuôn trong và ngoài còn liên kết với nhau bằng các thanh thép và dây chằn.

Một phần cốt thép đặt vào phần dưới ván khuôn ngoài trước khi lắp ván khuôn trụ trong, còn một phần cốt thép đặt lên ván khuôn trong sau khi đặt ván khuôn đó vào vị trí. Giữa ván khuôn trong và ván khuôn ngoài có đặt những viên bê tông để đảm bảo lớp bảo vệ bên ngoài.

Đổ bê tông theo từng lớp ngang chạy dọc theo ống trụ. Bê tông đổ lên cao bao nhiêu thì lắp ván khuôn ngoài lên bấy nhiêu để tạo điều kiện cho việc đầm.

Hấp cọc ống bằng cách cho hơi nước vào trong lòng ống, hai đầu đậy chặt bằng ván gỗ. Đợt hấp đầu tiên trong 8 giờ, đợt thứ hai tiến hành sau khi dỡ ván khuôn trong vòng 6 giờ. Cường độ bê tông sau khi hấp bằng hơi nước đạt tới 85- 95% cường độ thiết kế.

Hình 4-21. Ván khuôn đúc đứng đoạn cọc ống Hình 4-22. Ván khuôn nằm đoạn cọc ống

Tại các nhà máy bê tông đúc sẵn các cọc ống chế tạo theo phương pháp ly tâm. Khuôn gồm hai nữa hình trụ, hai đầu có mặt bích với những lỗ để các thanh thép xuyên qua, nhằm cố định các thanh thép. Nếu thép được kéo trước (tiền áp) thì các đầu thép được cố định vào hai mặt bích cùng với kích thủy lực. Toàn bộ hình trụ, bê tông và khung thép đặt lên trên các ống lăn. Bê tông đựơc nén chặt do lực ly tâm. Sau đó dem hấp hơi nước.

Hình 4-23. Đúc cọc ống theo phương pháp ly tâm

1. động cơ; 2. Bộ phận giảm tốc; 3. ống lăn dẫn động; 4. khuôn cọc ống bằng thép

Hình 4-24. Lòng thép cọc ống đúc ly tâm, cầu Quang Trung - Cần Thơ

Hình 4-25. Thi công hạ cọc ống dưới nước Hình 4-26. Xà lan đóng cọc cảng

1. Cầu phao; 2. Khung định vị; 3. Cần trục cổng Mekong GAS, Trà Nóc

Hình 4-27. Thi công hạ cọc ống trên cạn. a) chế tạo đoạn cọc ống; b) hạ cọc ống; c) đổ bê tông lấp cọc ống. 1. Ván khuôn cọc; 2. Cần trục bánh xích; 3. Cần trục cổng; 4. Dàn giáo định vị; 5. Đoạn cọc ống đã hạ; 6. Máy chấn động; 7. Ôúng hút thủy lực; 8. Ôúng đổ bê tông; 9. Nút bê tông đổ trong nước ngầm

4.7- Thi công cọc khoan nhồi

Thi công cọc nhồi bằng các thiết bị khoan khác nhau: khoan xoắn ruột gà, khoan xoay, khoan va đập, khoan rung, khoan xoay ấn, hút, khoan bằng tia nước có áp lực cao.... Các thiết bị khoan này có đường kính tới 2 m và chiều sâu tới 200 hay 300 m, khi dùng nguyên lý va đập , các loại máy khoan ấn thủy lực cho phép khoan cả và tầng đất lẫn đá có độ bền cao. Sau khi chuẩn bị xong hố khoan người ta thả cốt thép và đổ bê tông. Trong quá trình khoan thì thành hố khoan được bảo vệ bằng dung dịch betonite ( tỉ trọng lớn hơn nước, khoảng 1,2). Qui trình thể hiện qua sơ đồ ở hình 4-28.

Hình 4-28. Trình tự thi công cọc nhồi

a) khoan lỗ; b) khoa\ét rộng chân lỗ; c) đặt giá đở; d) đặc ống và phiễu để rót vật liệu;

e) rót vật liệu; g) rút ống, phiễu và giá đở; h) hoàn thành cọc

Hình 4-29. Lòng thép cọc khoan nhồi Hình 4-30. Máy khoan cọc nhồi kiểu quay:

1. Máy cơ sở; 2. Trụ khoan; 3. Cáp nâng;

4. Thanh ngang; 5. Cần khoan; 6. Cụm dẫn động;

7. Đầu cắt.

4.8 - Một số phương pháp đánh giá khả năng chịu tải của cọc

Tham khảo TCVN 189-190-1996

1. Thí nghiệm nén tĩnh

· Điều khoản chung

v Gồm cả hai trường hợp kéo và nén

v Tiến hành tại địa điểm có địa chất tiêu biểu, trước thi công hay trong quá trình thi công.

v Số lượng cọc thử 0.5 ( 1% số lượng cọc được thi công và không ít hơn 03 cây.

v Việc quan sát thí nghiệm và đánh giá kết quả phải là cán bộ chuyên môn có nhiếu kinh nghiệm thực hiện.

· Yêu cầu kỹ thuật công tác thử tải trọng tĩnh.

v Vị trí cọc thử

v Loại cọc được xử dụng

v Kích thước cọc thử

v Biện pháp thi công cọc

v Phương pháp gia tải

v Yêu cầu về sức chịu tải của hệ thông gia tải.

v Chuyển vị lớn nhất đầu cọc dự kiến, phù hợp với hệ thống gia tải và hệ thống quan trắc.

v Thời gian nghỉ của cọc sau khi thi công và hai lần gia tải.

v Các yêu cầu khác

· Hệ thống gia tải

Ø Hệ thống gia tải cọc cần thiết kế với tải trọng không nhỏ hơn tải trọng lớn nhất dự kiến.

Ø Nếu dùng neo đất để hình thành hệ thống gia tải cọc, cánh neo cách ít nhất 5 lần đường kính cọc kể từ mặt bên cọc.

· Khả năng đáp ứng chuyển dịch lớn nhất của đầu cọc.

Ø Chuyển dịch trên thông thường lấy khoảng 15% chiều dài cọc cộng với biến dạng đàn hối cọc cộng chuyển vị cho phép của hệ thống gia tải (thiết bị đo với độ chính xác 0.1 mm).

Ø Chuyển vị cho phép của hệ gia tải: 25 mm đối với cọc neo, 100mm khi dùng hệ dầm chất tải.

Ø Có khả năng gia tải và giảm tải trong khoảng 10 (25 kN.

Ø Có khả năng gia tải tối thiểu là 6 giờ.

· Qui trình thí nghiệm

Ø Thời gian nghỉ giữa thi công và thử cọc phải thoả: Cường độ vật liệu khi gia cố đầu cọc phải chịu được cường độ gia tải mà không phá hoại; Thời gia nghỉ từ khi thi công đến lúc gia tải đối với đất dính, bụi là 7 ngày và có khi lên đến 4 tuần.

· Qui trình gia tải

q Cọc được nén theo từng cấp, tính tăng của tải trọng thiết kế. Tải trọng được tăng lên cấp mới nếu sau 1 giờ quan trắc độ lún của cọc nhỏ hơn 0.20 mm và giảm dần sau mỗi lần đọc trong thời gian trên.

q Tùy theo yêu cầu thiết kế, cọc có thể gia tải đều 200% tải trọng thiết kế. Thời gian ở cấp 100%, 150% và 200% có thể kéo dài hơn 6giờ đến 12 hay 24 giờ.

q Tại cấp tải 100% được giữ tải 6 giờ có thể giảm tải về 0% để quan trắc độ lún đàn hồi và độ lún dư tương ứng với cấp tải trọng thiết kế.

q Ghi chép cẩn thận trong khi đọc thí nghiệm và các hiện tượng lạ. Nếu có thể họp các thành viên trong nhóm để đưa ra giải pháp hợp lý cho từng hiện tượng lạ.

q Kết luận về kết quả thử tải.

Sức chịu tải cho phép của cọc có thể rút ra từ thí nghiệm này:

+ Tải trọng tương ứng với chuyển vị đầu cọc là 8 mm chia cho hệ số 1.25.

+ Tải trọng tương ứng với chuyển vị đầu cọc 10% chiều rộng cọc, hoặc tải trọng lớn nhất đạt được trong thí nghiệm chia cho hệ số an toàn là 2.

Bảng 4-3. Bảng thời gian tác dụng các cấp tải trọng

% tải trọng thiết kế	Thời gian giữ tải tối thiểu
25 50 75 100 75 50 25 0 100 125 150 125 100 75 50 25 0	1h 1h 1h 1h 10 phút 10 phút 10 phút 10 phút 6 h 1h 6h 10 phút 10 phút 10 phút 10 phút 10 phút 1h

Thí nghiệm nén tĩnh nên tiến hành trước khi thiết kế móng để không thay đổi các thông số của móng cọc nhiều, làm ảnh hưởng đến giá thành công trình và có thời gian giải quyết các sự cố nếu có tránh hiện tượng phải dừng tiến độ thi công hàng tháng để giải quyết vấn đề này.

2. Các phương pháp khác

Hiện nay, để phục vụ cho việc thiết kế móng cọc bê tông cốt thép tốt hơn thì thí nghiệm xuyên tĩnh hiện trường kết hợp với số liệu địa chất cung cấp từ khoan lấy mẫu. Khi xuyên tĩnh chúng ta có được sức chịu mũi và ma sát của mỗi 0.2 m chiều sâu, một vài trường hợp số liệu cung cấp mịn hơn nhờ sự phát triển của các thiết bị đo kỹ thuật số.

CHƯƠNG 5: CÔNG TÁC VÁN KHUÔN, GIÀN GIÁO, SÀN CÔNG TÁC

5.1- Công tác cốp pha

5.1.1- Yêu cầu đối với cốp pha

Ván khuôn, cột chống được chế tạo công nghiệp trong nhà máy hay tại công trường. Tất cả đều phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Có kích thước đúng theo kích thước của các bộ phận kết cấu công trình.

- Bền, cứng, ổn định và không cong vênh.

- Gọn, nhẹ, tiện dụng và để tháo lắp.

- Các khe nối ván phải kín khít để nước xi măng khỏi chảy rỉ ra ngoài..

- Dùng được nhiều lần. Ván khuôn gỗ dùng từ 3 - 7 lần. Ván khuôn kim loại dùng từ 50 - 100 lần.

Hầu hết ván khuôn hiện nay dùng bằng gỗ, phải chọn gỗ có độ ẩm không quá 13% để tránh hiện tượng ván khuôn biến dạng do co ngót.

Khi thiết kế ván khuôn gỗ dùng liên kết đinh thì cần tính toán số lượng đinh , cỡ đinh, cách bố trí tại các liên kết.

Khi dùng ván khuôn thép cần phải bôi chất chống dính như dầu, nhớt hay phụ gia chống dính. Cần lưu ý là không được dùng các chất này quá nhiều, phần dư sẽ lẫn vào bê tông, làm bê tông giảm cường độ cục bộ.

5.1.2- Phân loại cốp pha

Phân loại cốp pha theo vật liệu và theo chức năng hay theo tên cấu kiện bê tông cần thi công.

5.1.3- Cốp pha cố định

- Vật liệu thường là gỗ

- Chỉ dùng một lần

- Sản xuất dể dàng

- Tống nhiều gỗ

- Dùng đinh để liên kết

5.1.3.1- Ván khuôn móng

a) Ván khuôn móng băng

b) Móng đơn

5.1.3.2- Ván khuôn tường

· Các cấu kiện thường dùng:

¨ Vách cứng trong nhà cao tầng ( tường bê tông cốt thép)

¨ Cầu thang máy

· Đặc điểm:

¨ Kết cấu mỏng

¨ Chiều cao lớn

¨ Độ ổn định khi thi công kém

¨ Ván khuôn thường dùng là gỗ hay kim loại

· Các ván khuôn bằng gỗ hay kim loại được liên kết lại bằng nẹp đứng và nẹp ngang. Khoảng cách các nẹp đứng và ngang được xác định qua tính toán áp lực vữa bê tông và lực đẩy động do đầm rung.

· Để giử ván khuôn ổn định trong quá trình thi công

¨ Dùng thanh chống xiên xuống đất

¨ Dùng bu long thép

¨ Dùng dây thép

Hình 5-1. Ván khuôn tường

5.1.3.3- Ván khuôn cột

· Tiết diện cột thường la: hình tròn, vuông, đa giác.

Cấu tạo gồm bốn hoặc nhiều mảng ván ghép lại với nhau nhờ hệ thống gông.

· Khoảng cách các gông phải được kiểm tra áp lực bê tông.

· Nếu cột cao (h>2,5m) thì chừa một vài cửa để đổ bê tông (cửa dưới cùng để làm vệ sinh).

hệ thống giàn giáo giử cột theo phương thẳng đứng.

5.1.3.4- Ván khuôn dầm sàn

· Ván khuôn sàn, dầm

¨ Ván khuôn dầm:

Ø Bao gồm ba mảng gỗ ván, hoặc kim loại liên kết với nhau. Chiều dày của các tấm ván dày 2,5 - 3cm. Mặt bên thường chừa sẵn các cửa để đóng dầm phụ

Trong trường hợp dầm cao hơn 60cm thì cần dùng các thanh thép giằng trong chống phình ván hông.

Hình 5.2 : Ván Khuôn cột

¨ Ván khuôn sàn

Các mảng ván dài vài m và rộng 2,5 - 3dm. Được đặt lên hệ xà gỗ hay kim loại, dưới xà gỗ được chống đở bằng hệ thống cột chống. Khoảng cách và loại cột chống cần tính toán theo từng sàn cụ thể để đảm bảo độ võng cho phép theo cả hai phương.

Cột chống được bố trí hệ thống giằng theo cả hai phương.

Hình 5-4. Ván khuôn dầm sàn

5.1.4- Cốp pha luân lưu

+Ván khuôn luân lưu là những ván khuôn chế tạo định hình thành từng bộ, từng tấm tiêu chuẩn trong các nhà máy hay công xưởng. Khi đưa ra thi công ở công trường người thi công nhân chỉ liên kết với nhau bằng các phụ kiện thành các phụ kiện thành hình dáng chuẩn xác của cấu kiện bê tông.

Sau khi bê tông đủ cường độ, ván khuôn được tháo ra nguyên hình đem đi thi công các công trình khác.

yêu cầu khi chế tạo ván khuôn:

· Số lượng mối nối phải ít nhất, và đơn giản.

· Số lượng tấm phải tối thiểu cho một kết cấu xây dựng.

· Không nên sản xuất các tấm có trọng lượng lớn không tiện cho lắp ghép thủ công. Nếu dùng phương tiện cơ giới để lắp ghép thì trọng lượng mỗi ván khuôn phải nhỏ hơn hay bằng sức nâng của máy thi công.

5.1.5- Cốp pha di động

Ván khuôn di động là loại ván khuôn không tháo rời từng bộ phận sau mỗi chu kỳ hoạt động mà để nguyên di chuyển sang vị trí sử dụng của chu kỳ tiếp theo.

· Ván khuôn di chuyển ngang

· Ván khuôn di động lên cao

5.1.5.1- Ván khuôn trượt

Việc di chuyển lên cao cuả ván khuôn được tiến hành trong suốt quá trình đổ bê tông bằng thiết bị nâng thủy lực.

5.1.5.2- Ván khuôn leo

Sau một chu kỳ đổ bê tông, cường độ bê tông đạt đến giá trị cho phép tháo ván khuôn. Người ta tiến hành chuyển ván khuôn lên một đoạn khác (leo lên một đoạn khác).

Hình 5-5. Cốp pha leo

Hình 5-6. Cốp pha leo có sàn công tác

Hình 5-6. Bu long neo của cốp pha leo

5.1.5.3- Ván khuôn treo

Hình 5-7. Cốp pha treo

5.1.5.4- Ván khuôn di động ngang

5.1.6- Cốp pha đặc biệt

5.1.6.1- Ván khuôn mặt

5.1.6.2- Ván khuôn võ và vòm

5.1.7- Tính toán cốp pha

5.1.7.1- Tải trọng

a) Tải trọng thường xuyên

· Tải trọng ván khuôn và các phụ kiện

· Trọng lượng bê tông cốt thép

b) Trải trọng thi công

· Ván khuôn nằm

v Trọng lượng người và các phương tiện vận chuyển bê tông di chuyển trên ván khuôn: 250lg/m2

v Trọng lượng thiết bị thi công và cầu công tác: 300kg/m2

v Lực do đổ bê tông lên ván khuôn: 200kg/m2

v Lực rung động do đầm: 150 kg/cm2

v Xe cải tiến: 150-240kg/m2

· Ván khuôn đứng

v Tải trọng do đổ bê tông vào ván khuôn Pđ= 200kg/m2 (V< 200lít); Pđ=400kg/m2 (V=200-700lít).

v Tải trọng cuả vữa bê tông khi đổ và đầm:

+ Đầm bằng tay:

P = 1500H +Pđ

+ Đầm bằng máy:

P = g H + Pđ

g : dung trọng của 1m3 bê tông (2300-2500 kg/m3)

H: chiều cao lớp bê tông sinh ra áp lực ngang.

+ Khi đầm tay thì H là lớp bê tông đổ trong 3-4 giờ

+ Khi đầm bằng đầm dùi, lấy H = 0,75 m

+ Khi đầm bằng đầm ngoài, lấy H=2R

+ Khi đầm bằng đầm mặt, lấy H=R

5.1.7.2 - Tính toán các loại ván khuôn

a) Ván khuôn nằm

- Xác định moment( theo kết cấu: dầm liên tục, dầm đơn....)

Hình 5-8. Cốp pha sàn

Hình 5-9. Cốp pha dầm sàn

- Tính độ võng tải trọng phân bố đều

- Tính độ võng tải trọng tập trung

- Độ võng cho phép

- Tính chiều dày ván, hay dầm

- Tính toán sườn ngang, sườn dọc

Hình 5-10. Sơ đồ tính toán ván sàn

b) Ván khuôn đứng

- Tính toán ván

Hình 5-11. Sơ đồ cấu tạo ván khuôn đứng

- Kiểm tra bulong neo.

Hình 5-12. Ván khuôn đứng

Hình 5-13. Sơ đồ tính toán ván khuôn đứng

- Tính toán sườn ngang, sườn đứng

Hình 5-14. Sơ đồ tính toán sườn đứng

5.2. Giàn giáo, sàn công tác

5.2.1. Cột chống cốp pha

Cấu tạo:

· Chân cột chống: đặt trên nền đất hay sàn bê tông. Chân phải cấu tạo sao cho thay đổi được độ cao và không bị lún khi đặt trên nền đất.

- Thường làm bằng nên gỗ

- Hộp cát

- Đối với bộ giáo thi công bằng thép chân là kít vít. Ngoài ra, có loại cột chống bằng thép bao gồm hai ống lồng vào nhau và có các lỗ chừa sẵn, khi muốn thay đổi chiều cao người ta dùng chốt để cố định.

· Thân cột chống: thường làm bằng gỗ hay ống thép. Thân cây chống phải có độ cứng đủ chịu các laọi tải trọng trong quá trình thi công bê tông, và cần tính toán chính xác ( nếu dùng dư vật liệu thì hiệu quả kinh tế thấp).

Đầu cột chống: nhiệm vụ chính là liên kết với các dầm gỗ của cốp pha.

Hình 5-15. Sơ đồ tính toán cột chống

- Các điểm lưu khi tính toán cột chống: Anh Chị xem xét cột chống là một cấu kiện chịu nén hai đầu khớp hay ngàm. Cách kiểm tra anh chị đã nghiên cứu trong môn kết cấu thép gỗ.

- Tính toán cột chống đỡ bên dưới ván khuôn nằm

j - hệ số uốn dọc, phụ thuộc vào độ mảnh ( của cột.

i - Bán kính chuyển hồi mặt cắt cột

Cột tròn i = 0,25d

Bảng 2.1. Quan hệ giữa độ mảnh và hệ số uốn dọc

l	j	l	j	l	j
0	1.00	70	0.58	140	0.16
10	0.99	80	0.47	150	0.14
20	0.97	90	0.38	160	0.12
30	0.93	100	0.31	170	0.11
40	0.87	110	0.25	180	0.10
50	0.80	120	0.22	190	0.09
60	0.81	130	0.18	200	0.08

5.2.2 - Sàn thao tác trong thi công

Trong thi công xây dựng người ta rất cần giàn giáo phục vụ các công tác trên cao.

Cấu tạo:

- Khung đứng

- Thanh giằng

- Khung ngang ( có thể không có)

- Sàn thao tác

- Hệ thống bảo vệ

Yêu cầu:

- Có đủ khả năng chịu tải trọng của người và phương tiên thi công.

- Đảm bảo an toàn cao cho công nhân

- Thuận tiện cho việc di chuyển trong quá trình thi công.

CONDUONGXAYDUNGPHIATRUOC

Chủ Nhật, 21 tháng 7, 2019

Thứ Tư, 20 tháng 2, 2019

TỔNG HỢP TÀI LIỆU XÂY DỰNG, GIAO THÔNG UPDATE NGÀY 01/5/2019

Thi công công trình

· Các cấu kiện thường dùng: