Phương án thi công phần ngầm

Phần c: Phần thi công Phần 1: Thi công phần ngầm I. Phương án thi công cọc BTCT 1. Chọn phương án thi công cọc khoan nhồi Đánh giá: * Ưu điểm: Chế tạo cọc tại chỗ nên bớt được khâu vận chuyển, bốc xếp Cọc có chiều dài tuỳ ý mà không phải nối và các chi tiết nối phức tạp Có thể sử dụng ở nhiều địa tầng khác nhau, có thể đưa cọc xuống rất sâu kể cả vào sâu trong tầng đất cứng như tầng đá gốc… Sức chịu tải của cọc lớn nên giảm bớt số lượng cọc cần thi công, giảm bớt thời gian thi công, giảm bớt kích thước đài cọc ít gây ảnh hưởng tới các công trình lân cận, đặc biệt thuận lợi khi thi công trong thành phố Còn có thể kiểm tra lại sơ bộ địa tầng * Nhược điểm: Khó kiểm soát được chất lượng cọc sau khi thi công Chất lượng cọc phụ thuộc vào trình độ kỹ thuật thi công, giám sát Dễ có những khuyết tật do việc thi công trong đất có thể xảy ra những điều không lường trước được + Tiết diện cọc không đều + Bêtông cọc bị rỗ do ximăng bị tróc + Lệch hoặc bị tụt lồng cốt thép khi rút chống vách + Chất lượng bêtông giảm do bùn hoà vào bêtông, bêtông dễ bị phân tầng nếu không đảm bảo yêu cầu bê tông khi đổ + Cốt thép không được bê tông bảo vệ do khi đổ bê tống không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật + Thi công phụ thuộc vào thời tiết + Công trường rất khó giữ vệ sinh và đòi hỏi có điều kiện an toàn cao do máy móc sử dụng điện, thuỷ lực nhiều trong môi trường có nhiều có nhiều nước 2. Phương pháp thi công cọc Phương pháp 1: Tạo lỗ có ống vách Sử dụng các ống vách bằng kim loại có mũi sắc và cứng. Bằng các thiết bị thi công tạo ra các lực xoay, lắc, rung kết hợp với trọng lượng ống đưa ống vách vào sâu trong đất. Đất ở trong ống được lấy lên bằng gầu ngoạm Ưu điểm: Cọc có hình dạng và kích thước chính xác (chất lượng cọc tốt) Thuận lợi khi khoan vào sỏi , đá phong hoá. Giữ được vách nguyên vẹn khi đi qua các tầng địa chất phức tạp Đáy lỗ khoan sạch Nhược điểm: Với cọc L ³ 30 thì việc hạ ống vách hết sức khó khăn Thiết bị thi công cồng kềnh Thời gian thi công chậm Giá thành thi công cao Gây chấn động lớn Phương pháp 2: Tạo lỗ dùng dung dịch bentonite giữ vách Phương pháp 2.1: Phương pháp khoan thổi rửa dung dịch (tuần hoàn và phản tuần hoàn) Máy sử dụng mũi khoan cánh hợp kim để phá đất, dung dịch bentonite được bơm vào hố khoan để giữ thành lỗ (tạo sự cân bằng giữa áp lực bên trong và ngoài) dung dịch trong lỗ khoan gồm mùn khoan sẽ trào ra dưới áp lực và dòng khí nén (phương pháp tuần hoàn) hay được hút lên do máy hút có gia tốc lớn (phương pháp phản tuần hoàn) rồi được lọc tách và chuyển đi khỏi công trường. Ưu điểm: giá thành rẻ, thiết bị thi công đơn giản Nhược điểm: Thời gian thi công lớn, chất lượng và độ tin cậy của cọc chưa cao Điều kiện vệ sinh công trường rất thấp Phương pháp 2.2: phương pháp khoan gầu Phương pháp này dùng gầu khoan ở dạng thùng xoay có các lưỡi cắt đất đưa ra ngoài để tạo lỗ Cần khoan (ống dẫn Kelly) có dạng antena và phải đảm bảo được momen xoắn khi quay thùng Vách của lỗ khoan cũng được giữ bằng dung dịch bentonite. Ưu điểm: Thi công nhanh, kiểm tra được chất lượng cọc, chất lượng đất nền so với khi khảo sát Dung dịch bentonite được thu hồi và tái sử dụng đảm bảo điều kiện vệ sinh và giảm khối lượng chuyển chỗ Trong quá trình thi công có thể thay mũi khoan để vượt qua chướng ngại ít ảnh hưởng đến các công trình xung quanh Nhược điểm: Thiết bị thi công đòi hỏi phải đồng bộ Giá thành thi công cao Đòi hỏi cán bộ, công nhân lành nghề có kỹ thuật cao Phương pháp 3: phương pháp sử dụng gầu ngoạm Tận dụng trọng lượng của gầu để tạo lỗ thông qua các lưỡi bên cắt đất ở đầu gầu Ưu điểm: Để phục vụ thi công các cọc có tiết diện chịu uốn dạng b << h như cọc Barret, các tầng ngầm Nhược điểm: Khó xuyên qua tầng đất cứng Chiều sâu thi công nhỏ Nhận xét: từ những đánh giá trên ta nhận thấy rằng để vừa đảm bảo các điều kiện kỹ thuật và kinh tế đồng thời tận dụng được thời gian thi công công trình để đáp ứng được yêu cầu về rút ngắn tiến độ ta lựa chọn phương pháp thi công khoan gầu (hay phương pháp thi công khoan thùng xoay - Europe Rotary Backet-Krill-Technology) II. Lập biện pháp thi công cọc khoan nhồi theo phương pháp (ERBDT) 1. Chọn các thiết bị thi công: Từ cấu tạo cọc D = 1 m ; H = 34,7 m Thực hiện thi công từ mặt đất đã được san ủi ban đầu Ta chọn các thiết bị thi công như sau: *Máy khoan cọc nhồi KH100 (Hitachi) có các thông số: Chiều dài giá: 19m Đường kính lỗ khoan: 600á1500mm Chiều sâu khoan: 43m Tốc độ quay của máy: 12á25v/p Momen quay : 40á51KN.m Trọng lượng máy: 36,8T áp lực lên đất: 0,077MPa *Mũi khoan: Chọn loại mũi khoan guồng xoắn Hitachi KH75ED có thông số: Đường kính gầu xúc 880mm Đường kinh đào 1000mm Dung tích gầu V = 0,52 m 3 Trọng lượng mũi khoan: 450KG *Thiết bị điện Máy trộn bentonite KMP(A) -PM1800-9 (11KW-Năng suất 20m3/h) Máy bơm thu hồi dung dịch 2 chiếc: 10m3/h; 10KW 30m3/h; 14KW Máy cắt thép 1 chiếc : 4,5KW Máy cắt thép cầm tay 2 chiếc U = 220V-0,5KW/1chiếc Đường kính ống dẫn F50 Đèn pha 3KW: chiều sáng *Các thiết bị khác: Cẩu bánh xích Ôtô vận chuyển bê tông Máy đào gầu nghịch Máy kinh vĩ Tấm thép làm đường di chuyển tạm kích thước 8000x3000x20 Thiết bị ống đổ bê tông D = 300mm Bơm áp lực thổi rửa lỗ khoan và đổ bê tông Yokota-UPS80-1520N và ống hút F300mm *Hệ thống cấp nước: Dùng ống F50 có lưu lượng 0,12m3/h Một bể nước dự trữ Nguồn nước từ mạng nước cấp thành phố 2. Trình tự thi công cọc khoan nhồi Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng: Đây là một công tác quan trọng nhằm đảm bảo sự thống nhất và chính xác, thuận lợi cho công tác sau Công tác chuẩn bị gồm: San nền, dọn dẹp mặt bằng, làm hệ thống hàng rào bảo vệ công trường Bố trí các đường tạm để cho xe, thiết bị di chuyển trên công trường Đặt các rãnh thu nước Nhận, bàn giao các mốc công trình (có biên bản ghi chép lại để xác định về mốc) Xác định hướng di chuyển xe Xác lập hệ thống mốc quanh công trường và gửi mốc sang công trình khác ở xung quanh Xác định hệ thống cung cấp điện nước Bước 2: Xác định tim cọc: Từ các mốc giới của công trình ( được qui định trong biên bản bàn giao mốc) dùng máy kinh vĩ xác lập hệ thống lưới trắc địa vuông góc trên mặt bằng công trình từ đó định vị được các tim cọc Oi (đánh dấu bằng thép F12) Do khi hạ ống vách tim ống phải trùng với tim cọc Oi đã được xác định, nhưng do tim cọc bị lấp bên trong ống nên người ta thường dẫn từ tim ra ngoài theo hai trục vuông góc với nhau tại 2 điểm trên 2 trục cách tim cọc 1 khoảng bằng Lthướcthép + Rống Bước 3: Hạ ống vách bảo vệ: ống vách bảo vệ có nhiệm vụ: +Định vị và dẫn hướng cho máy khoan +Bảo vệ thành hố khoan không bị sập khi nâng hạ mũi khoan, hạ lồng cốt thép cũng như trong khi đổ bê tông +Làm giá đỡ, tạm thao tác nối buộc và dựng lồng cốt thép tạm thời, làm giá cho các ống đổ bê tông +Tránh vật liệu, và thiết bị rơi vào hố khoan ống vách có chiều dài 6m, Dtrong = Dcọc + 100 = 1100, dống = 15mm. ống vách được đặt ở phần trên miệng hố khoan nhô lên mặt đất 0,5m Phương pháp hạ ống: ống chống được hạ bằng phương pháp tạo ống dẫn tạm +Sử dụng máy khoan gầu có thêm đai cắt mở rộng để tạo lỗ khoan có D>Dốngvách có độ sâu bằng chiều dài ống vách. Trong quá trình khoan phải dùng dung dịch bentonite để giữ vách + Dùng cần cẩu đưa ống vách vào lỗ khoan + Điều chỉnh ống vách sao cho tâm ống trùng với tim cọc đã xác định thông qua 2 điểm A, B + Dùng cần Kelly Bar gõ nhẹ vào ống vách điều chỉnh độ thẳng đứng và đưa ống vách xuống đúng vị trí. + Cố định ống vách bằng cách chèn đất sét vào bên ngoài ống vách (khe giữa lỗ và ống vách) + Hàn thêm ít nhất 3 tai ở miệng ống để ống khỏi bị tụt xuống Bước 4: Khoan tạo lỗ Khi đã thi công xong phần đặt ống chống vách tiến hành khoan tạo lỗ Trước hết phải thực hiện các công tác kiểm tra các thiết bị khoan; dây cáp, gầu khoan, mũi khoan (dự phòng, mũi khoan phá) để đảm bảo cho quá trình thi công diễn ra liên tục. Do mặt bằng công trình không bằng phẳng do vậy ở mỗi lỗ khoan cần phải cân lại máy khoan qua 2 xi lanh thuỷ lực và hệ thống cáp đầu khoan Công tác cung cấp bentonite từ bể trộn vào hố khoan phải đảm bảo cả về dung lượng và tốc độ bơm vào để đáp ứng được yêu cầu giữ vách ( Qbơm > 15m3/h). Luôn giữ cho cao trình dung dịch bentonite cách mặt trên của ống vách 1 m. *Qui trình khoan: Gầu khoan được hạ xuống với tốc độ 1,5m/s trong quá trình này 2 xi lanh thuỷ lực đẩy lên cao tạo đoạn dẫn hướng cho cần khoan xuống thẳng đứng và không va vào thành lỗ khoan Máy khoan: máy quay đồng thời kết hợp, kép ấn cần khoan (bằng cách điều chỉnh 2 xi lanh thuỷ lực). Trong tầng đất sét tốc độ khoan 20á30 vòng/phút, thời gian cần thiết khoan đầy gầu 2á4s (công suất máy 8á15m3/h) Nâng gầu lên: khi đất đầy gầu, lưỡi cắt chuyển động quay đồng thời 2 xi lanh thuỷ lực và dây cáp kéo lên với tốc độ 0,3á0,5m/s nếu nhanh quá sẽ gây hiện tượng piston làm sập hố khoan và phải tránh va chạm vào lỗ Quay và đổ đất: khi gầu khoan đã được nâng lên cao hơn thanh hố khoan quay kết hợp với kéo gầu cao lên. Người đứng ở đầu máy khoan dùng thanh thép F12 kéo chốt phía trên gầu làm đáy gầu được mở và xả đất ra ngoài (lên xe vận chuyển hoặc vào khu đất trống) Khi đất rơi ra hết hạ cần khoan và đáy gầu tự động đóng lại, quay cần khoan về vị trí khoan và lặp lại quy trình khoan trên Trong quá trình khoan có gắp các dị vật thì đòi hỏi người thi công phải có biện pháp xử lí kịp thời như sử dụng mũi khoan phá, gầu ngoạm…để tiếp tục thực hiện quá trình khoan đảm bảo liên tục Bước 5: Xác định độ sâu lỗ khoan , nạo vét đáy hố Trong thiết kế, người kỹ sư thiết kế dựa vào tài liệu địa chất mũi khoan khảo sát để giả thiết độ sâu trung bình của cọc. Nên khi khoan nếu có phát hiện sai lệch thì phải yêu cầu thay đổi độ sâu khoan. Khi khoan dựa vào số vòng dây cáp, chiều dài của cần khoan để biết được chiều sâu đã khoan được. Ngoài ra để kiểm tra chiều sâu lỗ khoan người ta còn sử dụng quả dọi để kiểm tra độ sâu Sau khi khoan xong để chờ 1 thời gian 2 đến 3h rồi dùng thiết bị kiểm tra lại độ sâu lỗ nếu phát hiện có cặn lắng thì phải sử dụng gầu khoan đưa từ từ xuống (tránh làm cho lớp bùn bị khuấy lên) rồi vét bùn lên Bước 6: Hạ lồng cốt thép Lồng ống cốt thép đã được buộc sẵn, vận chuyển đến gần hố khoan và được đặt trên giá, kiểm tra lại miệng hố, các thiết bị để lồng thép rồi bắt đầu hạ lồng. Lồng cốt thép có chiều dài theo thiết kế bằng 1/2 Lcọc = 17m (cấu tạo gồm 2 lồng 8,5m) Cốt thép được thả thằng đứng vào hố khoan, công việc này phải cẩn thận để tránh chúng bị sai lệch về vị trí . Do vậy phải cẩu thẳng các lồng thép lên rồi từ từ điều chỉnh hạ vào hố khoan sao cho tim cọc trùng với tâm lồng thép Sau khi hạ lồng 1 còn cách mặt đất 1,5m thì dùng các thanh ngang giữ lồng thép 1 (tại vị trí có đai tăng cường) lại ở miệng lỗ và nối với lồng thép 2 khi hoàn thành công tác nối ta tiếp tục hạ lồng thép xuống Để đảm bảo lớp bảo vệ bằng 7cm ta hàn thêm các tai thép (4 chiếc trên 1 mặt phẳng và 3m thực hiện hàn 1 lần) Bước 7: Lắp ống đổ bê tông ổng đổ có D = 30mm gồm từng đoạn dài 3m và 1 số đoạn ngắn 1; 1,5; 2m để có thể lắp vào đảm bảo chiều sâu hố đào. ống đổ ở đây được nối bằng ren Đầu to của ống được đặt phía trên để có thể ráp với đoạn tiếp theo nhờ 1 hệ thống giá đỡ đặc biệt (có cơ cầu như 1 thang thép đặt trên miệng ống vách trên đó có 2 nửa vành khuyên cấu tạo để thực hiện liên kết các đoạn ống) Bước 8: Xử lí đáy hố khoan lần 2 Sau khi lắp xong ống đổ bê tông, ta kiểm tra lại chiều sâu hố khoan nếu bùn lắng dưới đáy > 10cm thì phải tiến hành xử lý cặn lắng Ta chọn phương pháp thổi rửa dùng khí nén (phù hợp với phương pháp dùng gầu xoắn) Theo phương pháp này ống đổ bê tông được sử dụng luôn làm ống xử lý cặn lắng. Sau khi lắp ống bê tông người ta lắp đầu thổi rửa vào đầu trên của ống đổ bê tông. Đầu thổi rửa có 2 cửa: 1 cửa nối với ống đầu F150 để thu hồi dung dịch bentonite và bùn đất từ đáy hố khoan về thiết bị lọc dung dịch. Một cửa khác được thổi ống khí nén F45 ống này dài khoảng 80% chiều dài cọc. Quá trình thổi rửa: khi bắt đầu thổi rửa, khí nén được thổi qua ống F45 nằm trong ống đổ bê tông với áp lực 7KG/cm2, áp lực này được gửi liên tục khí nén qua ống F45 ra khỏi ống và quay lại thoát lên trên ống đỡ tạo thành 1 áp lực hút ở đáy ống đổ đưa dung dịch bentonite và bùn, cát lắng tại đáy lỗ khoan theo ống đổ bê tông đến máy lọc dung dịch Trong quá trình thổi rửa phải đảm bảo cấp bù liên tục dung dịch bentonite cho lỗ khoan để đảm bảo lượng dung dịch bentonite trong lỗ là không đổi Thời gian thổi rửa bằng phương pháp này thực hiện từ 20 đến 30 phút. Sau đó ngừng lại kiểm tra chiều dày của lớp cặn lắng nếu > 10 cm thì phải tiếp tục thổi rửa, nếu < 10 cm thì có thể dừng lại, chỉ còn kiểm tra dung dịch bentonite lấy ra từ đáy hố khoan. Hố khoan được coi là sạch nếu dung dịch bentonite thoả mãn : Tỷ trọng g= 1,04-1,2 g/cm2 Độ nhớt h= 200 - 300 Độ pH = 9-12 Bước 9: Đổ bêtông cọc khoan nhồi Sau khi kết thúc thổi rửa lỗ khoan phải tiến hành đổ bêtông ngay vì để lâu thì cát sẽ bị lắng và tiếp tục ảnh hưởng tới chất lượng cọc Bêtông từ xe vận tải theo máng dẫn đổ trực tiếp vào phễu của ống đổ .Tuy nhiên tốc độ đổ bêtông phải hợp lí (0,6 m3/phút) đảm bảo bêtông không dâng quá nhanh phá hoại thành lỗ Do đổ bêtông cọc nhồi là quá trình đổ bêtông dưới nước, trong dung dịch bentonite, bằng phương pháp rút ống. Trước khi đổ bê tông người ta sẽ bịt 1 nút bấc vào đầu ống đổ để ngăn cách ống với dung dịch bentonite bên ngoài. Dưới áp lực đổ của bê tông nút bấc sẽ bắn ra ngoài và nổi lên trên bề mặt dung dịch bentonite Trong quá trình đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng ống được rút dần lên. Đầu tiên rút ống cách đáy 60 cm rồi trút bê tông sau đó tiếp tục trút bê tông và rút ống nhưng phải đảm bảo đầu ống ngập trong bê tông không < 2m (nếu không có thể dung dịch bêtông chảy ra sẽ hoà lẫn với bùn và nước làm giảm chất lượng bê tông ) Trong quá trình đổ bê tông phải đảm bảo được cung cấp liên tục không bị ngắt quãng, tránh hiện tượng ống đổ nằm quá sâu trong bêtông gây tắc ống, có thể làm bê tông trào ra ngoài rơi vào lỗ khoan gây hiện tượng phân tầng bê tông Sau mỗi xe đổ bê tông phải kiểm tra độ dâng của vữa bê tông với cọc 1m có thể kiểm tra tại 3 điểm Đổ bê tông liên tục tới cao trình thiết kế (chú ý chiều cao của cột bê tông đổ bằng chiều cao cọc thiết kế + 1m do phải bỏ đi 1 lớp bê tông chất lượng kém) Thời gian đổ bê tông, từ 4 đến 8m cho 1 cọc để đảm bảo bê tông không bị ninh kết. Để tránh dị vật rơi vào khi đổ bê tông người ta làm một lưới lọc ở phễu bằng thép có kích thước mắt 10x10mm trong phễu để bê tông khi đổ phải đi qua lưới Kết thúc quá trình đổ bê tông phải xác định lượng bê tông phải đổ vượt để đảm bảo. Chiều cao lớp bê tông chất lượng tốt bằng chiều dài cọc. Đảm bảo khi rút ống lên, thì cao trình bê tông trong lỗ bằng cao trình tính toán. Phải kể đến dlỗ > dcọc thiết kế do đất trong lỗ bị rửa trôi trong quá trình thi công, do đó lượng bê tông tăng lên từ 5 đến 10% so với lượng bê tông tính toán lý thuyết (theo Vhh) (Lớp bê tông xấu, lớp cặn đọng ở đáy dâng lên + lớp bê tông chất lượng thấp) Bước 10: Rút chống vách Trong đoạn cuối cùng này các loại giá đỡ, sàn công tác, giá treo cốt thép…gắn vào ống vách phải tháo dỡ hết. ống vách được từ từ rút lên bằng cẩu. ổng phải được rút theo phương thẳng đứng để tránh xê dịch tim cọc. Nên gắn một thiết bị rung vào ống vách để rút ống được dễ dàng và không gây hiện tượng thắt cổ chai ở trong cọc (tại vị trí kết thúc ống vách). Sau khi rút ống vách phải lấp cát vào mặt hố cọc, lấp hố thu hồi bentonite tạo mặt phẳng. Không được thi công cọc khác trong phạm vi (5Fcọc hay < 6m) trong phạm vi 24h. 3. Những yêu cầu kỹ thuật *Chất lượng dung dịch bentonite dung dịch bentonite là dung dịch sét hạt rất mịn có độ nhớt độ ngậm nước, nhả nước được quy định chặt chẽ. Trong thi công cọc khoan nhồi dung dịch bentonite có ảnh hưởng lớn tới chất lượng cọc do có nhiệm vụ: Hình thành lớp màng mỏng có chiều dày <5 mm trên thành lỗ khoan để chịu áp lực nước tĩnh và đề phòng sập, lở thành Làm chậm việc lắng các hạt cát, mùn khoan và giữ trạng thái huyền phù để hạn chế cặn lắng đáy lỗ cọc. Do vậy nếu dung dịch quá loãng, tách nước thì sẽ có thể làm sập thành lỗ khoan, nhưng nếu quá đặc thì sẽ cản trở quá trình đổ bê tông, làm tắc ống đỡ, tăng lượng cặn lắng ở đáy cọc. Tạo một trường điện từ có tác dụng hút các hạt đất nhỏ ra ngoài thành lỗ khoan. Để đảm bảo tính hiệu quả khi sử dụng, dung dịch bentonite luôn được giữ ở cao trình cao hơn mực nước ngầm. Do vậy ta chọn loại sét do ấn Độ sản xuất có đặc tính kỹ thuật: +Độ ẩm: 9 đến 14% +Độ trương nở: 14 đến 16ml/g +Khối lượng riêng: 21g/cm3 +Độ pH với keo 5%: 9,8 đến 10,5 +Giới hạn lỏng A Herberg > 400 đến 450 +Chỉ số dẻo: 350 đến 400 +Độ lọt sàng cỡ 100: 98 đến 99% +Tồn trên sàng 74: 2,2 đến 2,5% Các thống số chủ yếu của dung dịch bentonite: +Hàm lượng cát < 5% +Dung trọng 1,01 đến 1,1 g/cm3 +Độ nhớt 32 đến 40 seg +Độ pH 9,5 đến 11,7 Liều lượng pha trộn từ 30 đến 50KG bentonite trên m3 Nước sử dụng: nước sạch, nước máy Chất bổ sung điều chỉnh pH: NaHCO3 hay Ca(HCO3)2 Quy trình trộn dung dịch bentonite +Đổ 80% lượng nước theo tính toán vào thùng trộn +Đổ từ từ lượng bột bentonite theo thiết kế vào +Trộn đều trong 15’ đến 20’ +Đổ từ từ lượng phụ gia vào +Trộn tiếp 15’ đến 20’ +Đổ 20% lượng nước còn lại vào +Trộn 10’ Dung dịch bentonite được chuyển vào bể chứa để sẵn sàng cung cấp. *Chất lượng bê tông: +Dùng bê tông thương phẩm có Rtk = 300KG/cm2 Do đổ bê tông dùng áp lực bê tông đổ trong ống nên độ sụt côn hợp lý bằng 18 ± 1,5cm +Kích thước cốt liệu đảm bảo: Da Ê 1/3 khoảng cách giữa các cốt chủ bằng 1/3 Ê 1/4 Dcọc bằng 1/4x1000 = 250mm Ê 70mm Từ đó chọn kích thước cốt liệu +Với mỗi xe trộn cần lấy 3 mẫu để kiểm tra chất lượng bê tông Việc cung cấp vữa bê tông phải liên tục sao cho có thể khống chế toàn bộ thời gian đổ bê tông một cọc trong 4 giờ. + Thời gian đổ bê tông cho một cọc không nên quá 4 h. Vì vậy xe bê tông đầu tiên cần có phụ gia ninh kết chậm để đảm bảo yêu cầu trên, các xe sau không cần phụ gia nhưng phải đảm bảo yêu cầu tổng thời gian trộn, vận chuyển và đổ bê tông phải nhỏ hơn thời gian ninh kết ( thường là 4 h ) *Yêu cầu về chất lượng và cấu tạo cốt thép: Cốt thép phải đảm bảo đường kính, chiều dài, và cường độ yêu cầu Lồng thép phải được chế tạo thẳng đứng đảm bảo khoảng cách giữa các cốt đai và khoảng cách giữa các cốt dọc theo đúng thiết kế. Cốt đai dùng F10 uốn vòng tròn có đường kính nhỏ hơn đường kính cọc 8cm, liên kết với cốt chủ F 25 Cốt định vị F25 thay thế cốt đai đặt cách nhau 4 m liên kết hàn với cốt chủ để tăng độ cứng cho lồng thép và định vị các cốt chủ Chỉ dùng mối nối buộc để chế tạo lồng cốt thép vì có độ tin cậy cao hơn và không ảnh hưởng đến tính chất cơ lí của thép. Đảm bảo lớp bảo vệ của lồng cốt thép trong bê tông (dùng các tai thép 4m-1 lần trên 1 mặt phẳng có 4 tai) Đảm bảo lồng thép được định vị chính xác và không bị dịch chuyển trong suốt quá trình thi công 4, Kiểm tra vị trí và chất lượng của cọc sau khi thi công Đây là công tác hết sức quan trọng nhằm xác định thiếu sót của từng phần trước khi tiến hành các công đoạn tiếp theo. Nó có tác dụng khẳng định kết quả của quá trình thi công trước đó để tạo độ tin cậy thi công các phần tiếp theo hoặc nếu có sai sót để kịp thời sửa chữa a. Kiểm tra về mặt vị trí của cọc Kiểm tra xem tim cọc có trùng với tim đã xác định chưa thông qua 2 điểm mốc A, B đã được dẫn ra từ trước Kiểm tra sự tương quan giữa các cọc với nhau Kiểm tra kích thước tiết diện cọc b. Kiểm tra các văn bản nghiệm thu quá trình thi công cọc xem quá trình thi công có đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của bên thiết kế hay không Văn bản kiểm tra chất lượng thép, số lượng Văn bản kiểm tra chất lượng bê tông (qua chất lượng mẫu) Văn bản kiểm tra chất lượng dung dịch bentonite Văn bản kiểm tra vị trí mốc cọc c. Kiểm tra chất lượng cọc đã thi công trên hiện trường + Mục đích để kiểm tra chất lượng cọc tại hiện trường từ đó phát hiện ra các khuyết tật và xử lý các cọc bị hư hỏng. Các phương pháp kiểm tra cọc hiện nay thường dùng là: - Phương pháp nén tĩnh. - Phương pháp khoan lấy mẫu. - Phương pháp quan sát bằng thiết bị vô tuyến - Phương pháp siêu âm. - Phương pháp sóng ứng suất. - Phương pháp rung. +Kiểm tra dạng hình học của cọc và chất lượng bê tông cọc -Phương pháp PIT_Phương pháp kiểm tra thông qua sự truyền sóng Thông qua thí nghiệm PIT, dựa vào nguyên tắc truyền sóng trong vật liệu đồng chất để kiểm tra Từ 1 búa gõ sóng được truyền trong cọc rồi phản xạ lại và được ghi nhận bằng một đầu cảm ứng Kết luận: thí nghiệm PIT chỉ cho phép biết được những điểm xuất hiện sự cố trong cọc nhưng không biết được sự cố đó là gì (thay đổi tiết diện, chất lượng bê tông kém, có dị vật…) Nhưng do tác dụng truyền sóng do búa gây ra trong pham vi 25 đến 30m d cọc nên với cọc dài 34,7m cọc thì không chính xác lắm nên để kiểm tra chất lượng bản thân cọc ta dùng phương pháp siêu âm -Phương pháp siêu âm Sonic - cross logging Thiết bị: phương pháp này sử dụng 2 đầu dò chạy trong 2 lỗ đã cấu tạo sẵn trong cọc ngay sát với cốt thép Thực hiện: cho 2 đầu dò chạy song song dọc theo suốt chiều dài cọc đầu ghi sẽ ghi được quá trình truyền sóng trong cọc dưới dạng vạch từ đó ta có thể đánh giá được chất lượng của toàn bộ cọc Số lượng cọc kiểm tra: 10 % tổng số cọc. Với những cọc này sẽ bố trí thêm 3 ống thép đặt suốt chiều sâu cọc. Cường độ bê tông được tính toán theo công thức: Rn = a.v4 ( kG/ cm2 ) Trong đó : Rn – cường độ bê tông a – hệ số thựcnghiệm v vận tốc truyền sóng siêu âm v =s/t với s là quãng đường truyền sóng t là thời gian sóng truyền qua Phương pháp siêu âm tuy phụ thuộc khả năng thiết bị nhưng thời gian thí nghiệm nhanh và có thể khảo sát cọc một cách toàn diện trên toàn bộ chiều dài cọc. Vì vậy phương pháp này đang được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam. Kết luận: cho phép xác định khá chính xác mật độ bê tông trên toàn bộ cọc qua vận tốc truyền sóng giữa 2 đầu dò, đặc biệt cho được vị có khuyết tật và dạng khuyết tật. Nhưng phương pháp này chỉ cho kết quả đúng đắn của bê tông phía trong lõi chứ không kiểm tra được vành bê tông ở bên ngoài đồng thời đòi hỏi phải đặt sẵn ống kiểm tra Tuy nhiên vì kết quả của phương pháp này khá tin cậy nên người ta thường dùng nó để kiểm tra nếu số lượng cọc không quá nhiều + Kiểm tra sức chịu tải bản thân cọc Có các phương pháp thí nghiệm nén tĩnh (state - loading Test), phương pháp thí nghiệm nén động (Pile - Dynamic - Analysis) Tuy nhiên vì thí nghiệm động rất phức tạp vì đòi hỏi phải có 1 mô hình chuẩn mô tả nền đất 1 cách chĩnh xác thì kết quả mới đáng tin cậy do vậy ta chọn phương pháp thí nghiệm nén tĩnh Thiết bị: 1 hệ cấu tạo gồm các kích nén (tải trọng đủ gây áp lực) 5, Quy trình thí nghiệm: a) Gia tải bước 1: Cọc được gia tải theo từng cấp 25; 50,75;100% tải trọng làm việc tương ứng là 126,25T; 252,5T; 378,75T; 505T với tốc độ lún khoảng 1mm/phút (giai đoạn đầu). Đọc đồng hồ đo độ lún tại các thời điểm 1, 2, 4, 8, 15, 60, 120, 180, 240 và sau từng 2h một lần với độ chính xác 0,01mm Tăng tải trọng lên cấp mới khi tốc độ lún sau 1h là < 0,25mm Thời gian giữ tải 1 cấp không nhỏ hơn 1h Tại cấp tải trọng thiết kế thời gian giữ tải không nhỏ hơn 6h, có thể đến 24h Giảm tải qua các cấp 50%; 25%; 0% tương ứng 252,5%; 126,25%; 0 đo biến dạng đàn hồi của cọc tại các tiếp điểm 1; 2; 4; 8; 15; 30; 45; 60 phút từ khi bắt đầu giảm tải. Tại cấp 0% theo dõi tới lúc biến dạng không tăng b) Gia tải bước 2: Cọc được gia tải từng cấp 25; 50; 75; 100; 125; 150; 175; 200% sức chịu tải tương ứng 126,25; 252,5; 378,75; 505; 631,25; 757,5; 883,75; 1010T. Đọc đồng hồ đo lún tại các tiếp điểm 1; 2; 4; 8; 15; 30; 60; 90; 120; 180; 240 phút và cứ sau 2h 1 lần với độ chính xác<0,01mm Tăng tải trọng lên cấp mới khi độ lún sau 1h < 0,25mm Giữ tải ở cấp 200% sức chịu tải thiết kế trong 24h Giảm tải theo cấp 200%; 150%; 100%; 50%; 0% sct thiết kế, đọc các số liệu biến dạng đồng thời (độ phục hồi) sau từng giờ cho đến khi giá trị đó không đổi c) Báo cáo kết quả thử tĩnh: Kết quả giao nộp gồm: Đường kính, chiều dài cọc khoan nhồi với sơ đồ bố trí cốt thép Nhật kí ghi chép kết quả thí nghiệm cọc, các số đo lực; độ lún trong quá trình thử tải Biểu đồ quan hệ giữa độ lún với thời gian và giữa độ lún với tải trọng thí nghiệm d) Thí nghiệm sức chịu tải cọc bị dừng khi: Kích thước gia tải hay đồng hồ đo biến dạng bị hỏng Liên kết giữa hệ thống gia tải và cọc neo không đảm bảo Đầu cọc bị nứt vỡ Số đo cơ sở ban đầu không chính xác e) Cọc được coi là bị phá hoại khi: Cọc bị phá hoại do vật liệu và kích thước cọc không đảm bảo Độ lún lớn nhất của cọc tại cấp tải trọng bằng 2 lần tải trọng thiết kế sau 24h > 2% Dcọc (trong trường hợp này tại tải trọng thử 1010T mà Dlún > 0,02x1000 =20mm thì coi như cọc bị phá hỏng) Tải trọng cho phép được lựa chọn với trị số nhỏ nhất theo những điều kiện sau: +Bằng 40% cấp tải trọng có độ lún tăng liên tục +Bằng 40% tải trọng tương ứng với cấp tải có độ lún bằng 2% Dcọc +Bằng 40% tải trọng là điểm cắt của 2 đường tiếp tuyến trên biểu đồ tải trọng và độ lún bảng tóm tắt quy trình thử tải cọc TT Tải trọng (%tải trọng thiết kế ) Thời gian thử tải 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 25 50 75 100 50 25 0 25 50 75 100 125 150 175 200 150 100 50 0 Đến khi tốc độ lún < 0,25mm trong 1h Đến khi tốc độ lún < 0,25mm trong 1h Đến khi tốc độ lún < 0,25mm trong 1h Trong 24h Trong vòng 2h Trong vòng 2h Cho đến khi độ lún không đổi Đến khi độlún < 0,25m/1h Đến khi độlún < 0,25m/1h Đến khi độlún < 0,25m/1h Đến khi độlún < 0,25m/1h Đến khi độlún < 0,25m/1h Đến khi độlún < 0,25m/1h Đến khi độlún < 0,25m/1h Trong 24h Trong vòng 2h Trong vòng 2h Trong vòng 2h Đến khi độ phục hồi không đổi III. Tính toán khối lượng thi công một cọc khoan nhồi 1. Thể tích bê tông: D = 1m đ V1cọc = D = 0,8m đ V1cọc = Vbt đã tính vượt 20% do sự phình của tiết diện cọc trong quá trình thi công 2. Khối lượng thép Cốt thép cho cọc gồm 2 lồng thép, mỗi lồng dài 8,5m gồm 17 F25(cọc 1m) hoặc 15 F25(cọc 0,8m). 3. Lượng đất khoan cho 1 cọc Cọc 1m Vđ = Vlktk = Cọc 0,8m Vđ = Vlktk = 4. Lượng bentonite yêu cầu Bentonite yêu cầu 50KG/m3 dung dịch đ betonite cần cho cọc Cọc 1m Vddyc = Cọc 0,8m Vddyc = Khối lượng bentonite cần dùng cho 1 cọc1m là: 33,93.50 =1697 kG IV. Tính toán thời gian thi công 1 cọc: Công tác chuẩn bị (không kể vào thời gian thi công cọc vì phải thực hiện từ trước) +Dọn dẹp mặt bằng +Lát tấm thép làm đường di chuyển cho máy khoan cọc +Bố trí hệ thống thoát nước +Làm công trình tạm +Xác định lưới định vị Lắp mũi khoan, di chuyển máy: 20’ Thời gian hạ ống vách: trước hết ta khoan 5,5m sau đó ta đặt ống vách Khối lượng khoan = 1,2.5,5. Vkhoan = 10m3/h đ Tk = 45’ T = 45’ + 15’ = 60’ Thời gian khoan chiều sâu còn lại Khối lượng khoan = 1,2.33. Tk = 3,11h = 187’ Thời gian hạ lồng thép Dùng móc phụ của cần máy khoan để hạ lồng cốt thép xuống lỗ và treo lồng cốt thép , thời gian bằng 30’ Thời gian lắp ống đổ bê tông: 30' Thời gian thổi rửa (xử lý cặn): 30' Thời gian đổ bê tông: Tốc độ đổ bê tông hợp lý 0,6 m3/h à ta có thời gian đổ bê tông 1 cọc Tđổ = Tổng thời gian thi công cọc: 20 + 60 +187 + 30 + 30 +30 +57 = 414 phút = 6,9 h Do trong quá trình thi công còn có thêm nhiều công việc phát sinh khác, và có các sự chờ đợi nên trong 1 ca với 1 máy khoan ta chỉ thi công được 1 cọc. Vì việc hoàn thành công việc thi công cọc càng nhanh càng tốt nên ta làm việc 2 ca, một máy khoan thi công 2 cọc/ 1ngày. V. Xác định máy, nhân công thi công cho 1 cọc 1. Một máy khoan HITACHI KH100 có các thông số: Chiều dài giá: 19m Đường kính lỗ khoan: 600 đến 1500mm Chiều sâu khoan: 43m Tốc độ quay của máy: 12 đến 24 v/p Momen quay: 40 đến 51 KNm Trọng lượng máy: 36,8T áp lực lên đất: 0,077KPa Năng suất khoan 10m3/h Vận tốc nâng gầu: 0,4 m/s 2. Chọn loại xe vận chuyển bê tông là xe SB_92B có các thông số: +qthùngtrộn = 6m3 +Ôtô cơ sở Kamaz 5511 +Vận tốc di chuyển tối đa 70Km/h (trong thành phố 40Km/h: Vtb) +Thời gian đổ bê tông 10’ +Độ cao đổ bê tông 3,5m +Trọng lượng xe có bê tông bằng 21,85T +Kích thước xe 7,38x2,5x3,5m Từ các thống số trên đ Vcấp bê tông của xe là 0,6m3/phút bằng vận tốc đổ bê tông Do vậy để thực hiện đổ cọc liên tục thì cần có số xe bằng 33,93/6=5,6 = 6 chuyến để đảm bảo đủ cung cấp bê tông và các lượt xe phải liên tiếp nhau cách nhau 10' 3. Chọn máy trộn và máy bơm bentonite Lượng dung dịch bentonite cho 1 cọc 1m là 33,93 m3 (1697 kG bentonite). Mà thông thường ta thi công liên tục 2 cọc trong 1 ngày nên lượng bentonite dự trữ trong 1 ngày là: 2.33,93 +20 = 88 m3 (4400 kG bentonite) Với 20m3 (1000kG) là lượng dung dịch bentonite dự trữ khi cần thiết Chọn máy trộn Bentonite KMP(A)_PM1800_9 năng suất 20m3/h có công suất 11KW +Chọn máy bơm đảm bảo cung cấp Vbentonite đủ bù cho lượng đất bị đào Năng suất đào của máy khoan = 10m3/h nên lưu lượng dung dịch bentonite cần cung cấp cho 1 cọc là 10m3/h. Chọn máy có năng suất 10m3/h với công suất điện 10KW/1máy vì thi công liên tục 2 cọc nên ta chọn 2 máy +Chọn máy bơm để thu lại dung dịch bentonite Vđổbt: =0,6 m3/phút = 36m3/h Chọn 1 máy bơm năng suất 10m3/h và 1 máy năng suất 30m3/h Như vậy để phục vụ cho công tác cấp và thu hồi dung dịch bentonite cần 3 máy bơm: 2 máy loại 10m3/h; 1 máy loại 30m3/h 4. Chọn 1 máy nén khí Ta chọn máy nén khí YOKOTA UPS80_1520N và ống hút F300mm đảm bảo áp lực khí 7KG/cm2 Dùng chung cho cả 2 cọc 5. Chọn cần cẩu nâng lồng thép và ống vách +ống vách dài 6m Tiết diện : Cọc 1m Dngoài = 1,2 m= 1200 mm Dtrong = Dngoài - 2.d = 1200 - 2.15 = 1170 mm Trọng lượng ống: Pống = 7,850.(1,22 - 1,1702).6 = 2,7 T Cọc 0,8m Dngoài = 1 m= 1000 mm Dtrong = 970 mm Trọng lượng ống: 2,2 T +Lồng cốt thép cao 8,5m: Cốt : 17 F 25 đ P = 17.8,5.3,85 = 557 kg = 0,557 T Cốt đai: F10 a200 đ số lượng đai = 44 đaià P = 44.0,785.3,14 = 109 kg = 0,109 T Ptổng = 0,666 T +Thùng chứa mùn khoan 5m3: P = Pthùng + Pđất = 1 + 5.1,8 = 10 T Chọn cẩu thoả mãn Q= 10T Chọn cẩu RDK_L =22,5 R = 7m; Q= 10T; H=12m Thoả mãn điều kiện H > Hyc = Hlồng + 1,5 +1 = 8,5+1,5 = 10 m 6. Chọn xe ô tô chuyển đất: Một ngày (1 ca), khối lượng đất cần chuyển đi là 2.(7,5 +31,1) = 77,2 m3 . - Chọn xe IFA ccó ben tự đổ có Vận tốc trung bình vTB = 30 km/h Thể tích thùng chứa V = 6 m3 Ta có tổng số chuyến xe 1 ca là = 16,08 chuyến + Thời gian vận chuyển một chuyến xe t = tb + tđi + tđổ + tvề - tb: Thời gian đổ đất lên xe tb = 10’ - tđi: Thời gian vận chuyển đi tới nơi đổ, quãng đường 20 km, với Vđi = 30 km/h. tđi = = 40’ - tđổ: Thời gian đổ và quay tđổ = 5’ - tvề : Thời gian về bằng thời gian đi Vậy t = 10’ + 40’ + 5’ + 40’ =95’ + Một ca, mỗi xe chạy được: = = 4,29 lấy tròn = 4 chuyến + Số xe cần dùng: n = lấy tròn = 4 xe Chọn 4 xe IFA V = 6 m3. 2, Xác định nhân công: Tra “Định mức XDCB” số nhân công phục vụ cho 1m3 bê tông cọc bao gồm: chuẩn bị, kiểm tra lỗ khoan, lồng thép, lắp đặt thiết bị, đổ bê tông…theo đúng yêu cầu kỹ thuật là 1,1 nhân công 3,5/7. Vbt1cọc là 32,97m3 đNhân công cần thiết để phục vụ là: 33,29.1,1 =37,33 người =38 người. Bảng thống kê chọn máy STT Tên công tác Tên máy SL/1cọc Tổng số Công suất 1 máy (KW) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Khoan tạo lỗ Vận chuyển bê tông Trộn bentonite Cấp bentonite Thu hồi bentonite Xử lý cặn lắng Chế tạo lồng cốt thép Cẩu lắp lồng cốt thép và các thùng bùn, ống vách Xe vận chuyển đất HITACHI KH100 SB_92B KMP(A)_PM1800 1 bơm 10m3/h 1 bơm 10m3/h 1bơmYOKOTA_ _UPS80-1529N 1 máy cắt 2 máy cắt cầm tay RDK 25 IFA 1 3 1 2 1 4 1 3 1 1 2 1 1 2 1 4 11 10 10+14 4,5 0,5 VI. Biện pháp thi công đào đất: Theo thiết kế, cốt sàn tầng hầm -1,8m Cốt đáy đài = -3,8m Phần bê tông cọc ngàm vào đài 150cm 1. Chọn phương án thi công đào đất Phương án 1: thi công cọc sau đó đào đất toàn bộ bằng máy Do công trình có diện tích đào lớn nên ta thực hiện biện pháp thi công đào toàn bộ mặt bằng tới cao trình đáy đài Ưu điểm: thi công nhanh, thuận tiện, máy đào chỉ phải thi công 1 lượt, đặc biệt không phải thi công đào thủ công Nhược điểm: lượng đất đào thừa quá lớn nên đòi hỏi công tác lấp đất tăng lên, chi phí thi công lớn Phương án 2: thi công cọc sau đó đào đất bằng máy kết hợp với thủ công Thực hiện đào dùng máy đào toàn bộ mặt bằng thi công tới cao trình đáy giằng móng, riêng ở những khu vực có đài thì đào sau tới cao trình đáy đài theo sơ đồ đào bằng phương pháp đào thủ công: Ưu điểm: tận dụng được cả lao động thủ công kết hợp với thiết bị cơ giới. Khối lượng thi công giảm đi nhiều với đào toàn bộ đảm bảo yếu tố kinh tế. Nhược điểm: thời gian thi công kéo dài hơn so với phương án 1 nhưng khối lượng đất đắp lại nhỏ hơn Kết luận: từ những nhận xét trên để đảm bảo cả yếu tố kinh tế và yếu tố kỹ thuật ta lựa Chọn phương án 2 Hệ số mái dốc của đất Chiều sâu hố đào >3m Đất lấp : i = 1/1,5 Đất sét : i = 1/0,75 Chiều sâu hố đào <3m Đất sét : i = 1/0,67 Ta thấy chiều sâu đào tới cốt -3,9m, với hệ số mái dốc như trên ta phải mở rộng miệng hố đào ra 1 khoảng =2,9.0,75+1.1,5 = 3,675m vượt ra khỏi phạm vi khu đất của công trường, mặt khác công trình phải xây chen trong thành phố, ao móng phải đào có kích thước và độ sâu tương đối lớn, thi công trong thời gian dài vì vậy để đảm bảo ổn định cho các công trình lân cận ta dùng tường cừ chống vách đất xung quanh công trình, cách đài móng 1,2m. 2.Tính toán tường cừ Chiều sâu hố đào:H = 3 m j = 150 ; g = 1,94 T/m3 Phương pháp chống vách hố đào là dùng ván cừ ngàm ,sự ổn định của chúng phụ thuộc hoàn toàn vào sức kháng bị động .Giả thiết tường cừ bị phá hoại do xoay quanh điểm C, ở ngay trên mép trước chân ván cừ, ta sẽ lấy độ sâu đóng giả định là d để tính toán. Ta phải tìm chiều sâu d để chọn ván cừ và tổ chức thi công. Tách phần tường cừ có bề rộng 1m : + Cường độ áp lực chủ động :Pc = Kc. g.(H + d)2 + Sức kháng bị động : Pb = Kb. g.d2 Để cân bằng thì ồ MC = 0 = Pb.d - Pc.(H+d) Thay giá trị Pb và Pc vào ta có : 0 = Kb. g.d3 - Kc. g.(H+d)3 Hệ số áp lực chủ động Kc = tg2 (450 - ) = 1 / tg2 (450 + ) = 1 /Kb Do đó thay vào trên và rút gọn ta được : Kb2.d3 = (H + d)3 Giải ra sẽ được d = + Thay số liệu : H = 3m Kc = tg2 (450 + ) = tg2 (450 + ) = 1,7 ị d = = 7,1 m Chiều sâu đóng cừ thực tế phải nhân thêm hệ số an toàn =1,2.Vậy chiều sau đóng thực tế sẽ là dS = 1,2.d = 8,5 m Do đó tổng chiều dài cần thiết của cừ là L = H + dS = 3 + 8,5 = 11,5 m Chọn loại cừ dài L = 12 m + Kiểm tra ván cừ Lac sen: Mô men uốn cực đại xảy ra ở điểm z, dưới B, có lực cắt bằng 0 Cân bằng các lực bị động và chủ động, ta có 0 = Kc. g.(H + z)2 - Kb. g.z2 Rút gọn : Kb2 .z2 = (H + z)2 Từ đó tính được z = = = 4,3 m Hệ số áp lực chủ động Kc = tg2 (450 - ) = 0,59 Mô men uốn cực đại là: Mmax = Kc. g.(H+z)3 - Kb. g.z3 = 0,59.1,94.(3+4,3)3 - 1,7.1,94.4,33 = 30,5 Tm Ván cừ có kích thước như hình vẽ Wlac sen = 461 cm3 d = = 662 kG/cm2 < 0,9R = 1890 kG/cm2 Cọc ván thép được đóng bằng búa máy rung hạ đến độ sâu 12 m (khi nhổ cọc cũng dùng máy rung). Dùng cần trục hạ đúng vị trí và tiến hành xỏ cọc và đóng vòng vây. Có thể đóng một lúc 2á3 cọc ván đã được liên kết với nhau thành mảng, có chung một thớt đệm đầu cọc bằng thép đúc, hạ các ván xuống 1 độ sâu nhất định rồi tiếp tục đóng các ván bên cạnh đến khi hết vòng vây thì quay lại đóng tiếp. Để đảm bảo cọc ván thẳng đứng cần bố trí ít nhất hai lớp đai ốp trong vòng vây. Khi đóng cọc thép bằng búa máy nên bố trí cho quả búa rơi lệch tâm đối với cọc 1 độ lệch 1/6 - 1/12 chiều rộng cọc (trong trường hợp đất của công trình này lấy độ lệch: 1/8 bề rộng của cọc). Để công tác đóng cọc được thuận lợi, chân cọc ván thép cũng có thể tạo 1 độ vát nhất định với cọc lòng máng à = 140 ứng với h = ,25b (b là bề rộng cọc ván). 3. Tính toán khối lượng đào đất a.Khối lượng đào đất bằng máy Ao móng có các kích thước như hình bên, chiều sâu H =3,1 m. V =3,1.(39,7.26,52 +3,6.19,5) =3481,5 m3 b. Khối lượng đào đất thủ công Ta lấy khoảng lưu không dưới hố móng =30 cm Khối lượng đất của hố móng được tính theo công thức tính thể tích hình chóp cụt V = Với F1 : diện tích mặt dưới chóp cụt F2 : diện tích mặt trên chóp cụt H : chiều cao chóp cụt Hố móng cọc 0,8m có = =10,8 m3 Hố móng cọc 0,3 m có V = = 1,9 m3 Hố móng thang máy có V == 30,4 m3 Khối lượng đất đào còn lại là V = 7.1,9 + 25.10,8 +30,4 = 313,7 m3 Tổng khối lượng đào = 3481,5 +313,7 =3796 m3 4. Chọn máy đào a. Nguyên tắc chọn máy: Dựa vào yêu cầu kỹ thuật +Bề rộng Bmax của hố đào bằng 26,52m +Chiều sâu hố đào max bằng 3,9m +Thời gian thi công +Loại đất Do khối lượng đất lớn và tránh làm đường tạm cho xe chở đất. Ta chọn máy đào gàu nghịch EO –3322B1 có các thông số kỹ thuật sau: - Dung tích gàu: q = 0,5 m3 - Bán kính đào: R = 7.5 m - Chiều cao đổmax: h = 4,8 m - Chiều sâu đào max: H = 4,2 m - Trọng lượng máy: Gmáy =14,5 T - Chu kỳ: Tck = 17 s - Kích thước máy axbxh 2,81x2,7x3,84 m b. Tính năng suất của máy đào Năng suất thực dụng của máy trong 1 ca m3/ca máy Kđ: hệ số đầy gầu =1,1 Ktơi: hệ số tơi của đất =1,1-1,4 lấy =1,2 Ktg: hệ số sử dụng thời gian = 0,7 Z: số giờ làm việc trong 1 ca = 8 h q: dung tích gầu (m3) = 0,5 m3 Tck: thời gian 1 chu kỳ (s) = tck. kvt .kquay = 17.1,1.1 = 18,7 s kvt :hệ số phụ thuộc điều kiện đổ của máy xúc kvt = 1.1 đổ lên thùng xe. kquay :hệ số phụ thuộc góc quay kquay = 1,0 – 1,3 chọn = 1,2 Tổng thể tích đất đào máy thực tế là đã tính = 3481,5 m3 Vậy số ca máy cần thiết là : nca = 5. Chọn ôtô chuyển đất Một ngày, khối lượng đất cần chuyển đi là 494 m3 . - Chọn xe IFA có ben tự đổ có Vận tốc trung bình vTB = 30 km/h Thể tích thùng chứa V = 6 m3 Ta có tổng số chuyến xe 1 ca là = 103 chuyến + Thời gian vận chuyển một chuyến xe t = tb + tđi + tđổ + tvề - tb: Thời gian đổ đất lên xe: =thời gian máy đào đổ đầy thùng xe tb = = 5' - tđi: Thời gian vận chuyển đi tới nơi đổ, quãng đường 20 km, với Vđi = 30 km/h. tđi = = 40’ - tđổ: Thời gian đổ và quay tđổ = 5’ - tvề : Thời gian về bằng thời gian đi Vậy t = 5’ + 40’ + 5’ + 40’ =90’ + Một ca, mỗi xe chạy được: = = 4,53 lấy tròn = 4 chuyến + Số xe cần dùng: n = lấy tròn = 26 xe Chọn 26 xe IFA V = 6 m3. 6. Tính nhân công đào đất Khối lượng đào đất bằng thủ công = 313,7 m3 Với cấp đất I ta có định mức nhân công 2,7/7 = 0,71/1 m3 Số nhân công 2,7/7 đào đất = 223 người Chọn thời gian đào móng thủ công là 10 ngày ta có số nhân công 2,7/7 = 23 người Khối lượng đào đất bằng máy = 3481,5 m3 Với cấp đất I ta có định mức nhân công 3/7 = 0,5/100 m3 Số nhân công 3/7 = 17,4 đlấy = 18 người VII. Thi công đài cọc và giằng móng Sau khi hoàn thiện công tác đất ta chuyển sang công tác thi công đài cọc và hệ thống giằng móng 1. Chọn phương pháp xử lý bê tông đầu cọc: a.Phương pháp sử dụng máy phá Sử dụng máy phá hoặc choòng đục đầu nhọn để phá bỏ phần bê tông chất lượng kém và để lộ ra cốt thép Nhược điểm của phương pháp này: khi đục dể làm nứt đầu cọc, tổn hại đến cốt thép cọc b. Phương pháp giảm lực dính: Quấn 1 lớp màng nilông mỏng vào đoạn phía trên cọc hay cố định ống nhựa vào khung chờ sau khi đổ bê tông và đào đất xong dùng khoan hoặc các thiết bị cắt khoan lỗ ở mé ngoài phía trên cao độ thiết kế khi đó khối bê tông sẽ rời khỏi cốt thép (do lực dính giữa bê tông và cốt thép trong khu vực này đã bị giảm) c. Phương pháp chân không: Đầu tiên thực hiện đào đất tới cao độ thiết kế đài cọc vì trong khi đổ bê tông cọc ta đã sử dụng bơm chân không làm giảm chất lượng và biến chất lớp bê tông trong khu vực cần đập vỡ đ thi công được dễ dàng Kết luận: từ nhận xét trên ta chọn phương pháp 2 vì đây là phương pháp khá tiện lợi tận dụng các thiết bị có sẵn ở công trường (khoan bê tông) và đồng thời đảm bảo được yêu cầu về kỹ thuật Chiều dài đầu cọc cần phá: 1,15 m Tổng số cọc cần phá: 55 cọc 0,8 m và 7 cọc 1 m đ Vbtphá = 55.1,15. +7.1,15.= 38,12 m3 Định mức nhân công phá đầu cọc = 0,5/1 m3 Tổng số công cần dùng để phá cọc đ 38,12.0,5 = 19 công Chọn 1 đội 5 công nhân phá đầu cọc: Ttc = 23,97/5 = 3,8 ngày lấy = 4 ngày 2. Công tác giác móng: Khi giác móng cần dùng những cọc gỗ đóng sâu cách mép móng 2m. Trên các cọc này đóng miếng gỗ có chiều dày 20mm, rộng 150mm , dài hơn kích thước móng phải đào 400mm. Đóng đinh ghi dấu trục của móng và hai mép móng. Dụng cụ này có tên là ngựa đánh dấu trục móng. 3. Thi công bê tông lót: Sau khi đập xong đầu cọc ta chuyển sang tiến hành đổ bê tông lót. Bê tông lót có tác dụng làm phẳng đáy đài tạo điều kiện thuận lợi cho thi công, không mất ván khuôn đáy, đáy đài không bị lồi lõm, đồng thời điều chỉnh được cao trình đáy đài theo đúng thiết kế. Yêu cầu bê tông lót: Bê tông gạch vỡ mác 100 Bề dày 10cm 1m3 bê tông gạch vỡ cần 0,5m3 vữa XM cát vàng # 50 0,88m3 gạch vỡ 1m3 vữa XM cát vàng cần #50 180 kg XM #300 1,01 m3 cát đ 1 m3 bê tông gạch vỡ 0,51m3 cát 0,88 m3 gạch vỡ 90 kg XM #300 Đổ bê tông bằng xe cải tiến từ cầu công tác đổ xuống (h< 2,5m nên không cần ống đổ) Định mức nhân công 3/7 = 0,99/1 m3 Khối lượng bê tông lót: Thể tích BT lót đài Đ1 V1 = 0,1.1,5.3,9.25 = 14,625 m3 Thể tích BT lót đài Đ2 V2 = 0,1.1,7.1,7.7 = 2,023 m3 Thể tích BT lót đài Đ3 V3 = 0,1.5.5.1 = 2,5 m3 Thể tích BT lót giằng V4 = 0,1.0,6.207,65 = 12,459 m3 SVbtlót= V1 + V2 + V3 = 31,607 m3 đ với đội công nhân 9 người thời gian thi công: 46,232.0,99/9 = 5 ngày công. BT lót móng được trộn bằng tay, vận chuyển bằng xe cải tiến tới vị trí đổ BT, để tránh sụt lở thành hố đào ta làm các cầu công tác để xe cải tiến đi lại cho thuận tiện. Cầu công tác được ghép bằng các tấm gỗ, ván và được nẹp bằng gỗ thanh. 4. Công tác cốt thép móng: Cốt thép được làm sạch và gia công sẵn thành từng loại dựa vào bản thống kê thép móng và bản vẽ thiết kế móng. Mỗi loại được xếp riêng và có gắn các mẩu gỗ đánh số hiệu của loại đó. Sau đó cốt thép được gia công thành lưới hoặc khung theo thiết kế . Ta tính toán sơ bộ khối lượng cốt thép móng với tỷ cốt thép : m% = 1% đ Khối lượng cốt thép trong từng phân đoạn CP1 = 0,01.VP1.7850 = 0,01.167,2.7850 = 13125 kg CP2 = 0,01.VP2.7850 = 0,01.131,7.7850 = 10339 kg Tính toán nhân công cho phân khu có khối lượng cốt thép max bằng 12851 kg Định mức nhân công = 11,32/1tấn cốt thép móng S số nhân công = 11,32.10,174= 115,2 công Ta chọn = 116 người 5. Thiết kế ván khuôn đài móng: Sau khi đào hố móng đến cao trình thiết kế, tiến hành đổ bê tông lót móng, đặt cốt thép đài móng, sau đó lắp ghép ván khuôn đài móng và giằng móng. Các lực ngang tác dụng vào ván khuôn: áp lực ngang của vữa bê tông tươi: áp lực ngang của bê tông phụ thuộc vào tốc độ đổ bê tông và kích thước của cấu kiện. Đối với cấu kiện móng có chiều cao nhỏ, tốc độ đổ nhanh do đổ bằng máy bơm nên ảnh hưởng của quá trình đông cứng của bê tông đến áp lực ngang không đáng kể Ptt1 = k .g .H = 1,3.2500.1,5 = 4875 kG/m2 Do bơm bê tông bằng máy nên tải trọng ngang tác dụng vào ván khuôn Ptt2 = 1,3. 400 = 520 KG/m2 Tải trọng ngang tổng cộng tác dụng vào ván khuôn sẽ là: Ptt = Ptt1 + Ptt2 = 4875 + 520 = 5395 KG/m2 a. Tính toán ván thành: Coi ván là dầm liên tục gối lên các gối tựa là các thanh nẹp đứng, chịu tải trọng (xét cho bề rộng ván là b = 1m) là : q = 5395 kG/m . Khoảng cách giữa các nẹp: =55,3 cm Trong đó: w= với bề dày ván thành = 3 cm. [s] =110 kG/cm2. Chọn khoảng cách giữa các nẹp chống là: l = 50 cm. b. Kiểm tra chiều dày ván khuôn : => Vậy bề dầy ván thành là h = 3cm thoả mãn c. Kiểm tra độ võng: Tổng tải trọng trọng tiêu chuẩn tác dụng vào ván khuôn : qtc = 3750 + 400 = 4150 kG/m (xét cho bề rộng ván khuôn là b = 1m). fmax<[f], Vậy đảm bảo yêu cầu về độ võng. d. Tính toán thanh nẹp đứng: Tải trọng tác dụng vào thanh nẹp đứng: Thanh nẹp đứng được coi như dầm liên tục 2 nhịp l=75 cm có gối tựa là các thanh chống xiên chịu tải trọng phân bố đều theo diện truyền tải rộng 0,5m. qtt= 5395.0,5 = 2697,5 kG/m ; qtc = 4150.0,5 = 2075 kG/m. Tính toán tiết diện thanh nẹp đứng: Nếu chọn tiết diện chữ nhật có tiết diện bxh với cạnh ngắn b = 6 cm thì Chọn tiết diện thanh nẹp là tiết diện chữ nhật 6x12 cm Kiểm tra độ võng: fmax<[f], Vậy đảm bảo yêu cầu về độ võng. 6. Công tác đổ bê tông đài - giằng: Do việc thực hiện tổ chức trạm trộn bê tông khi công trình đang thi công phần ngầm là khó khăn đồng thời việc di chuyển các thiết bị rất phức tạp. Ngoài ra, đài móng yêu cầu bê tông có chất lượng cao do vậy ta lựa chọn phương pháp mua bê tông thương phẩm. Đổ bê tông bằng xe cải tiến mất rất nhiều thời gian và gặp nhiều khó khăn khi đi lại giữa các hố móng nên ta chọn phương pháp đổ bê tông bằng máy bơm Tính khối lượng bê tông: Khối lượng bê tông đài 1 Đ1 = 1,3.3,7.1,5 = 7,215 m3/1 đài Khối lượng bê tông đài 2 Đ2 = 1,7.1,7.1 = 2,89 m3/1 đài Khối lượng bê tông đài 3 Đ3 = 4,8.4,8.1,5 = 34,56 m3/1 đài Khối lượng bê tông giằng móng GM = 0,7.0,4. = 0,28 m3/1m giằng Khối lượng bê tông cột chờ CC = 0,7.0,5.0,5 = 0,175 m3/1 cột đ Tổng khối lượng bê tông=7,215.25 +2,89.7 +34,56.1 +207,65.0,28 +32.0,175= 298,9 m3 Thực hiện phân đoạn đổ bê tông: VP1 = 16Đ1 +4Đ2 +130,9GM +20CC= 16.7,215 +4.2,89 +130,93.0,28 +20.0,175 =167,2 m3 VP2 = 9Đ1 +3Đ2 +76,72.GM +Đ3 +12CC = 9.7,215 +3.2,89 +76,72.0,28 +34,56 +12.0,175 = 131,7 m3 DV = Vbt max = 167,2 m3 Dự định thời gian thi công mỗi phân đoạn bằng 1ngày Vậy tính với phân đoạn có Vmax = 167,2 m3 Chọn máy bơm bê tông : Chọn máy bơm bê tông Putzmeiter M43 với các thông số kỹ thuật bơm: Năng suất : - Năng suất kỹ thuật : 90 m3/ h - Năng suất thực tế: 30 m3/ h Kích thước chất độn : Dmax = 100 mm ; Đường kính ống : D =283 mm. Chiều dài xilanh : 1400 mm ; đường kính xilanh : 200 mm. đ Năng suất ca bằng ktg.30. z = 30.0,7.8 = 168m3/ca Vậy năng suất của máy bơm đảm bảo phục vụ Định mức nhân công =0,633/1m3bt S số nhân công = 0,633.163,7 = 103,63 công Ta chọn = 104 người Dùng các thanh xà gồ bằng gỗ gác trực tiếp lên ván khuôn thành. Sau đó dùng các tấm gỗ phẳng đặt lên các thanh xà gồ đó tạo mặt phẳng cho công nhân thi công. Biện pháp đổ và đầm bê tông móng: Bê tông thương phẩm được chuyển đến bằng ô tô chuyên dùng, thông qua máy và phễu đưa vào ô tô bơm . Bê tông được ô tô bơm vào vị trí của kết cấu . Khi đã đổ được lớp bê tông dày khoảng 30cm ta sử dụng đầm dùi để đầm bê tông. Ta đổ bê tông móng làm 2 đợt Đợt 1 đổ bê tông đài giằng đến cốt mặt đài Đợt 2 đổ bê tông cột chờ cao 0,5 m 7. Bảo dưỡng bê tông móng: - Cần che chắn cho bê tông đài móng không bị ảnh hưởng của môi trường. - Thời gian giữ độ ẩm cho bê tông đài : 7 ngày Lần đầu tiên tưới nước cho bê tông là sau 4h khi đổ xong bê tông. Hai ngày đầu, cứ sau 2h đồng hồ tưới nước một lần. Những ngày sau cứ 3-10h tưới nước 1 lần. Khi bảo dưỡng chú ý : Khi bê tông không đủ cường độ, tránh va chạm vào bề mặt bê tông. 8. Công tác tháo ván khuôn đài và giăng móng: Ván khuôn đài giằng là các tấm ván khuôn thành (ván khuôn không chịu lực) vì vậy có thể tháo dỡ ván khuôn sau 2 ngày kể từ lúc đổ bê tông xong. Khi tháo dỡ ván khuôn, giữa bê tông và ván khuôn luôn có độ bám dính. Bởi vậy khi thi công lắp dựng ván khuôn cần chú ý sử dụng chất dầu chống dính cho ván khuôn. Tra định mức lao động tháo 1m2 ván khuôn : 0,32h/1m2 đ số giờ công cần thiết lập theo bảng 9. Lấp đất hố móng: Sau khi tháo ván khuôn đài và giằng móng, ta tiến hành lấp đất lần 1 đến cao trình sàn tầng hầm. Do mặt bằng thi công hạn chế không thể chứa đất đào nên ta phải dùng ôtô vận chuyễn đất từ nơi khác về lấp. Lấp đất lần 2 tiến hành sau khi tháo ván khuôn tầng hầm, khi đấy ta tiến hành lấp đất đến cốt tự nhiên . 10. Công tác lấp đất Sau khi tháo ván khuôn đài và giằng móng, ta tiến hành lấp đất lần 1 đến cao trình đỉnh đài . Do mặt bằng thi công hạn chế không thể chứa hết đất đào nên ta phải dùng ôtô vận chuyễn đất từ nơi khác về lấp. Lấp đất lần 2 tiến hành sau khi tháo ván khuôn tầng 1 , khi đấy ta tiến hành lấp đất đến cốt thép tự nhiên . Khối lượng lấp đát lần 1: Vlần1 = Vđào -Vbê tông V1đào = V ao móng(từ cốt-1,8 á -3) +V hố móng (từ cốt -3 á -3,8) V1đào = (39,7.26,52 +3,6.19,5).1,2 +313,7 = 1661,4 m3 Vlần1 = 1661,4 – 298,9 = 1362,5 m3 Khối lượng lấp đất lần 2: Vlần2 = Vđào -Vlần1 - Vngầm = 3796 – 1362,5 – 1516,2 = 917,2 m3 Với Vngầm : thể tích ngầm của công trình = (36.22 +3,6.14).1,8 =1516,2 m3 Theo định mức xây dựng cơ bản thì để lấp 100m3 thể tích bằng cát cần 122m3 cát đ Lượng cát cần thiết: cát Định mức nhân công =14,5 công/100m3 đ Nhu cầu ngày công: Chọn đội công nhân 50 người: đ Thời gian thi công = người 11. Đổ bê tông sàn tầng hầm - Bê tông sàn tầng hầm dày 20 cm V = 0,2.36.22 = 158,4 m3 - Bê tông gạch vỡ lót sàn tầng hầm dày 10cm: V' = 0,1.36.22 =79,2 m3 Lấy hàm lượng cốt thép là 1,5% để tính toán. Cốt thép trong sàn là = 0,015.7850.158,4 = 12434,4 kg Bảng thống kê khối lượng công tác móng Phân khu Kích thước(m) Số lượng Đập đầu cọc (m3/1đv) BT lót móng (m3/1đv) Ván khuôn(m2/1đv) Bê tông(m3/1đv) Cốt thép(kg/1đv) I Móng 1 1,3x3,7x1,5 7 cái 0,578 0,585 16,96 7,215 566,4 Móng 2 1,5x1,5x1,2 2 cái 0,904 0,289 7,26 2,89 226,9 Giằng móng 0,7x0,4 45,9 m 0 0,06 1,4 0,28 22 Cột chờ 0,7x0,5x0,5 10 cái 0 0 1,5 0,175 13,7 Tổng 5,854 7,427 212,5 70,887 5564,63 II Móng 1 1,3x3,7x1,5 6 cái 0,578 0,585 16,96 7,215 566,4 Móng 2 1,5x1,5x1,2 2 cái 0,904 0,289 7,26 2,89 226,9 Giằng móng 0,7x0,4 60m 0 0,06 1,4 0,28 22 Cột chờ 0,7x0,5x0,5 7 cái 0 0 1,5 0,175 13,7 Tổng 5,276 7,688 210,78 67,095 5266,96 III Móng 1 1,3x3,7x1,5 6 cái 0,578 0,585 16,96 7,215 566,4 Móng 3 4,8x4,8x1,5 1 cái 0,904 2,5 31,68 34,56 2713 Giằng móng 0,7x0,4 38,55m 0 0,06 1,4 0,28 22 Cột chờ 0,7x0,5x0,5 7 cái 0 0 1,5 0,175 13,7 Tổng 4,372 8,323 197,21 89,869 7054,72 IV Móng 1 1,3x3,7x1,5 6 cái 0,578 0,585 16,96 7,215 566,4 Móng 2 1,5x1,5x1,2 3 cái 0,904 0,289 7,26 2,89 226,9 Giằng móng 0,7x0,4 46,6m 0 0,06 1,4 0,28 22 Cột chờ 0,7x0,5x0,5 9 cái 0 0 1,5 0,175 13,7 Tổng 6,18 7,173 202,28 66,583 5226,77 Bảng thống kê khối lượng lao động Công tác Khối lượng đơn vị Định mức (Công/đv) Nhu cầu (Công) Số người Số ngày Đóng ván cừ 1,232 100m 9,54 11,8 4 3 Đào đất Máy 34,815 100m3 0,5 17,5 3 7 Thủ công 313,7 m3 0,71 222,8 32 7 Đập đầu cọc I 5,854 m3 0,5 2,9 3 1 II 5,276 2,7 3 1 III 4,372 2,2 3 1 IV 6,18 3,1 4 1 BT lót móng I 7,427 m3 0,99 7,4 8 1 II 7,688 7,7 8 1 III 8,323 8,3 9 1 IV 7,173 7,1 8 1 Ván khuôn I 212,5 m2 0,7h 18,6 19 1 II 210,78 18,5 19 1 III 197,21 17,3 18 1 IV 202,28 17,7 18 1 BT móng I 167,2 m3 12 1 II 131,7 12 1 Cốt thép móng I 55,65 100kg 10h 69,6 70 1 II 52,67 65,9 66 1 III 70,55 88,2 89 1 IV 52,27 65,4 66 1 Tháo ván khuôn I 212,5 m2 0,26 6,9 7 1 II 210,78 6,9 7 1 III 197,21 6,5 7 1 IV 202,28 6,6 7 1 Lấp đất Lần I 16,623 100m3 14,5(3h) 241(623) 63 10 LầnII 0,9172 13,3(34,4) 9 4 Vk Sàn T hầm 1 PK 25,6 m2 1h 3,2 4 1 CT sàn T hầm 1 PK 3,109 100kg 9,3h 36,2 37 1 BT sàn T hầm 158,4 m3 6,45h 12 1 VK tường cột T hầm 1 PK 203,4 m2 1,1 28 28 1 CT tường cột T hầm 1 PK 1931,1 kg 9,3 23 23 1 BT tường cột T hầm 73,87 m3 12 1 Tháo VK tường cột T hầm 1 PK 203,4 m2 0,25 7 7 1 định mức lấp cát : 726: dắp nền nhà = 3h/1m3 1242 đắp nền móng = 0,51/1m3