Thi công (45%)

THI CÔNG (45%) GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN THẦY: NGUYỄN PHÚ VIỆT SINH VIÊN THỰC HIỆN : BẠCH SỸ VĨNH LỚP : 48XD4 MSSV : 12193.48 NHIỆM VỤ ĐƯỢC GIAO I / PHẦN NGẦM: - THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI. - ĐÀO ĐẤT. - THIẾT KẾ VÁN KHUÔN ĐÀI, GIẰNG MÓNG - THI CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP MÓNG. II / PHẦN THÂN: - THIẾT KẾ VÁN KHUÔN CỘT, DẦM, SÀN, VÁCH - THI CÔNG BTCT PHẦNTHÂN - CÔNG TÁC XÂY VÀ HOÀN THIỆN. III / TỔ CHỨC THI CÔNG: - LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG IV / THIẾT KỂ TỔNG MẶT BẰNG: - THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG XÂY DỰNG. V / CÁC BẢN VẼ KEM THEO : - THI CÔNG MÓNG, ĐÀO ĐẤT CÔNG TRÌNH TC-01. - THI CÔNG ĐÀO ĐẤT HỐ MÓNG, ĐỔ BT MÓNG TC-02. - THI CÔNG THÂN CÔNG TRÌNH TC-03. - TIẾN ĐỘ THI CÔNG TC-04. - TỔNG MẶT BẰNG THI CÔNG TC-05. CHƯƠNG I : LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN NGẦM I. THIẾT KẾ LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG CỌC BTCT TÍNH KHỐI LƯỢNG Mặt bằng lưới cọc 1.1.2 Mặt cắt địa chất 1.1.3 Xác định lượng vật liệu làm cọc D1500 + Thể tích bê tông cho 1 cọc : Cọc 1500 có Vbt = l´ = 46,25´ = 92,20 m3 + Lượng cốt thép cho 1 cọc D = 1500mm gồm1 lồng thép dài 22.7 m có 2222 làm cốt chủ và 1 lồng thépdài 23.55m có 1122 làm cốt chủ đai10a300 + Lượng đất khoan cho 1 cọc : Cọc D1500 Þ Vd = (46,25+12.15)´ = 108,1 m3 + Khối lượng Betonit: theo định mức khối lượng Bentonit cho 1m3 dung dịch là 39,26 KG/m3 trcng quá trình khoan dung dịch luôn luôn lấp đầy hố khoan nên lượng betonit cần thiết là: 108,1x39,26 = 4244 KG Bảng tổng hợp khối lượng vật liệu làm cọc TT Tên vật liệu Đơn vị Khối lượng Tổng k.lượng D1500 Số cọc 1 đất đào m3 108.1 69 7459 2 bentonit kg 4244 3 cốt dọc Æ 22 kg 4426.4 69 305421 4 cốt đai Æ 10 kg 505.02 69 34874 5 bê tông #350 m3 92.2 69 6362 1.2 Tính toán chọn máy thi công 1.2.1 Chọn máy thi công cọc khoan nhồi Chọn máy khoan cọc: Dựa trên chiều sâu hố khoan, đường kính hố khoan--> chọn máy Hitachi mã hiệu KH-125 có các thông số kĩ thuật: - Đường kính lỗ khoan : <2000 mm - Chiều sâu khoan tối đa : 80 m - Tốc độ máy quay của máy : 20 vòng/phút. - Mômen quay: 40-51 KNm - Trọng lượng máy 47 T - Áp lực lên đất : 0.09 Mpa Máy khoan KH-125 Chọn xe vận chuyển bê tông thương phẩm Khối lượng bê tông cần vận chuyển lớn nhất được tính cho một cọc đường kính D1500 là 92,2 m3. Giả thiết bê tông được vận chuyển cách công trường 15km. Dựa vào quãng đường vận chuyển và khối lượng bê tông cần vận chuyển ta chọn xe ôtô vận chuyển có mã hiệu SB-92B có các thông số kĩ thuật sau: Dung tích thùng trộn: q = 6m3. Dung tích thùng nước: q’ = 0.75 m3. Công suất động cơ: 40 KW. Tốc độ quay của thùng trộn: 9-14.5 vòng/phút. Độ cao đổ vật liệu vào: 3,5 m. Thời gian đổ bêtông ra: 6 phút. trọng lượng xe: 21.85 Tấn Vận tốc trung bình: 45 km/h. + Thời gian cần thiết để hoàn thành công việc vận chuyển bê tông từ lúc lấy ở nhà máy cho đến khi đổ bê tông vào máy bơm bê tông là: Thời gian lấy bê tông từ nhà máy: 6 phút. Thời gian vận chuyển bê tông trên đường:15/45=0.333h=20 phút Thời gian đổ bê tông ra: 6 phút. Tổng thời gian :32’ = 0,533 h + Số chuyến ôtô cần vận chuyển bê tông: n = 92,2.1,1/6= 9,2 = 17chuyến. Chọn máy bơm bê tông Cơ sở để chọn máy bơm bê tông : - Căn cứ vào khối lượng bê tông cần thiết của một phân đoạn thi công. - Căn cứ vào tổng mặt bằng thi công công trình. - Khoảng cách từ trạm trộn bê tông đến công trình, đường sá vận chuyển, .. - Dựa vào năng suất máy bơm thực tế trên thị trường. Chọn máy bơm loại: BSA 1004E, có các thông số kỹ thuật sau: + Năng suất kỹ thuật : 30 (m3/h). + Dung tích phễu chứa : 300 (lít) + Công suất động cơ : 3,8 (kW) + Đường kính ống bơm : 180 (mm). + Trọng lượng máy : 2,5 (Tấn). + áp lực bơm : 75 (bar). + Hành trình pittông : 1000 (mm). Năng suất 1 ca làm việc là P = 8.30.0,9 = 216 m3/ca. Trong đó 0,9 là hệ số sử dụng thời gian. Chọn máy xúc - Đất cần đào là đất lấp thuộc nhóm đất cấp 1 và sét pha thuộc nhóm đất cấp 2, khối lượng đào lớn nên ta chọn máy xúc gầu nghịch dẫn động thuỷ lực loại: E-140, có các thông số kỹ thuật: + Dung tích gầu : 0,63 m3. + Bán kính làm việc : Rmax = 7,78 m. + Chiều cao nâng gầu : hmax = 2,2 m. + Chiều sâu hố đào : Hmax = 4,7 m. + Trọng lượng máy : 5,1 T. + Chiều rộng : 2,1 m. + Khoảng cách từ tâm đến mép ngoài : a = 2,81 m. + Chiều cao máy : c = 2,46 m. Các loại máy khác Ngoài các máy móc chính như trên ta phải sử dụng các loại máy như sau: - Sử dụng 2 máy hàn CT-22 sử dụng để cắt cốt thép và hàn tại bãi gia công thép và sử dụng một máy hàn khác tại mặt bằng thi công để hàn các lồng thép lại với nhau. Máy trộn bentonite theo nguyên lý khuấy bằng áp lực nước do bơm ly tâm. Chọn loại BE-30A có các thông số kỹ thuật sau: Đặc trưng Đơn vị Giá trị Dung tích thùng trộn m3 3.0 Năng suất m3/ h 30-35 Lưu lượng Lít/ phút 2500 áp suất dòng chảy KN/ cm3 2.0 Máy bơm thu hồi dung dịch 2 chiếc: 40m3/h; 18KW. - Máy cắt thép 2 chiếc : 4,5KW. Đường kính ống dẫn f50. Đèn pha 3KW: chiều sáng. - Máy nén khí: chọn máy nén khí có năng suất 5m3/phút dùng để phục vụ trong giai đoạn vệ sinh hố khoan. - Dùng xe ZTL - MMZ585L làm phương tiện vận chuyển mùn khoan ra khỏi công trường. Bảng thống kê máy thiết bị thi công TT Danh mục thiết bị Đơn vị Số lợng Ghi chú A Thiết bị chính 1 Máy khoan HITACHI KH125 Chiếc 2 2 Cẩu phục vụ Chiếc 2 3 Thiết bị phụ trợ công táckhoan ống casingf1050 ống Đủ loại ống casing f1250 ống Gầu khoan f1000 và f1200 ống Gầu vét f1000 và f1200 ống 4 Xe chở bê tông thương phẩm Chiếc 10 5 Máy xúc E-140 Chiếc 2 6 Máy bơm bê tông Chiếc 3 7 Xe chở mùn khoan ZTL - MMZ585L Chiếc B Thiết bị phụ trợ 8 Thép tấm Tấm 1,2x6x0,02m 9 Máy trộn dung dịch Bentonite Cái 2 10 Thùng chứa dung dịch Bentonite Cái 2 11 Téc chứa nước Cái 12 Bơm cấp và thu hồi dung dịch Bentonite Cái 3 13 ống dẫn dung dịch Bentonite m 200 14 Bộ kiểm tra dung dịch Bộ 1 15 ống đổ bê tông cọc ống 16 Máy lọc cát Cái 2 17 Máy nén khí Cái 2 18 ống dẫn khí m 100 C Thiết bị gia công thép 19 Máy hàn Cái 20 máy uốn thép Cái 21 Máy cắt thép Cái 22 Dụng cụ cầm tay Cái 23 Đầm dùi Cái 24 Đầm bàn Cái 25 Búa phá bê tông đầu cọc Cái D Thiết bị điện 26 Bơm cấp nước Cái 27 Ống dẫn nước m 200 28 Bơm cao áp vệ sinh các thiết bị Cái 1 E Thiết bị đo đạc 29 Máy kinh vĩ Cái 2 30 Các loại thước đo Cái THUYẾT MINH BIỆN PHÁP KĨ THUẬT THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI Dựa vào điều kiện địa chất công trình và điều kiện thi công cho phép, ta sử dụng phương pháp khoan tạo lỗ bằng phương pháp khoan guồng xoắn, vách hố khoan được giữ ổn định bằng dung dịch bentonite. Công tác chuẩn bị Để có thể thực hiện việc thi công cọc khoan nhồi đạt kết quả tốt, ít ảnh hưởng tới môi trường xung quanh, đảm bảo chất lượng cọc cũng như tiến độ thi công nhất thiết phải thực hiện công tác chuyển bị. Công tác chuyển bị cẩn thận chu đáo thì công trình thi công càng ít gặp vướng mắc do đó giảm nhanh được tiến độ, thi công liên tục. Cần thực hiện nghiêm chỉnh và kỹ lưỡng các khâu chuẩn bị sau: - Nghiên cứu kỹ bản vẽ thiết kế, tài liệu thiết kế công trình và các yêu cầu chung về kỹ thuật cho cọc khoan nhồi, yêu cầu kỹ thuật riêng của người thiết kế. - Nghiên cứu thiết kế mặt bằng thi công, đường di chuyển máy thi công và hệ thống lán trại công trình. - Kiểm tra nguồn nguyên liệu, vật tư thi công. - Xem xét khả năng gây ảnh hưởng đến khu vực và công trình lân cận, đưa ra biện pháp sử lý thích hợp. - Ngoài ra còn phải chuyển bị thật kỹ lưỡng các vật liệu chính: + Bê tông: Bê tông dùng cho cọc khoan nhồi là bêtông thương phẩm mác 300. Độ sụt nón cụt của bê tông yêu cầu trong khoảng 15-18 mm. Việc cung cấp vữa bê tông phải liên tục sao cho có thể khống chế thời gian đổ bêtông 1 cọc là 4 h. + Cốt thép: Phải sử dụng theo đúng chủng loại mẫu mã được quy định trong thiết kế. Cốt thép được gia công buộc, dựng thành các lồng thép, các lồng được vận chuyển đặt lên giá gần với vị trí lắp đặt để thuận tiện cho khi hạ lồng cốt thép. + Dung dịch bentonite: Trong thi công cọc khoan nhồi dung dich bentonite ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cọc. Cao trình dung dịch thấp, bị loãng, tách nước dễ dẫn tới sập thành hố khoan, đứt cọc bê tông. Dung dich bentonite đặc, hàm lượng cát nhiều làm mất sức chịu tải của mũi cọc ...Vì vậy phải chuyển bị dung dịch bentonite có các chỉ tiêu và chất lượng đúng yêu cầu. Các đặc tính kỹ thuật của Bentonite để đưa vào sử dụng là: . Độ ẩm: 9 ¸ 11%. . Độ trương nở: 14 ¸ 16 ml/g. . Khối lượng riêng: 2,1 t/m3. . Độ pH của keo với 5%: 9,8 ¸ 10,5. . Giới hạn lỏng Aherberg: >400 ¸ 450. . Độ tách nước dưới 30cm3. . Chỉ số dẻo: 350 ¸ 400. . Độ lọt sàng cỡ 100: 98 ¸ 99%. . Tồn trên sàng cỡ 74: 2,2 ¸ 2,5%. Các thông số chủ yếu của dung dịch Bentonite thường được khống chế như sau: . Hàm lượng cát <5% . Dung trọng 1,05 ¸ 1,1 . Độ nhớt 35 ¸ 40 Seg . Độ pH 9,5 ¸ 11,7 . Đường kính hạt dưới 3mm Nước sử dụng để trộn Bentonite là nước sạch, nước máy, liều lượng pha trộn từ 30 ¸ 50kg Bentonite/m3, chất bổ sung để điều chỉnh độ pH: NaHCO3 hoặc tương tự. Định vị tim cọc Đây là công việc quan trọng ảnh hưởng đến vị trí và khoảng cách các cột của công trình, là công việc định vị trí công trình từ bản vẽ thiết kế đưa ra thực địa căn cứ vào bản đồ định vị công trình do văn phòng kiến trúc hoặc cơ quan tương đương cấp, lập mốc giới công trình. Các mốc này phải được cơ quan có thẩm quyền kiểm tra và chấp nhận. Từ mặt bằng định vị móng cọc của nhà thiết kế, lập hệ thống định vị và lưới khống chế cho công trình theo các trục: gồm các trục chính, trục cơ bản, trục dọc, trục ngang và điểm dóng gửi vào các công trình lân cận hoặc đóng các cọc mốc bằng cọc thép dài 2m, ngập sâu vào trong đất 1m và nằm ngoài phạm vi thi công. Từ hệ thống trục định vị đã lập, dùng máy kinh vĩ ngắm theo hai phương X,Y của công trình để xác định hai trục theo hai phương của tim cọc. Dùng dây kẻ theo hai phương này và giao điểm của chúng là vị trí tim cọc. Để kiểm tra tim cọc trong quá trình thi công, từ tim cọc đo ra khoảng 2m cùng theo hai phương trên, đóng các cọc gỗ hoặc thép có sơn đỏ làm mốc kiểm tra. Hạ ống vách Ống vách là một ống bằng thép có đường kính lớn hơn đường kính gầu khoan khoảng 100mm, dài 6m được đặt ở phần trên miệng hố khoan và lên khỏi mặt đất 0,6m. Ống vách dẫn hướng có tác dụng: - Định vị và dẫn hướng cho máy khoan tạo cho mũi khoan đi thẳng theo trục cọc. - Giữ ổn định cho hố khoan, đảm bảo không bị sập thành phía trên hố khoan. Chống các tác động phía trên mặt đất trong qua trình thi công dễ gây lở vách hố khoan hoặc biến dạng hố khoan. - Ngoài ra, ống vách còn làm điểm tựa đỡ tạm và thao tác cho việc buộc nối và thao tác cốt thép, khi hạ lồng thép, lắp dựng và tháo dỡ ống đổ bê tông … - Ống vách được thu hồi lại sau khi đổ bê tông cọc nhồi xong. Ống vách được hạ xuống bằng nhiều phương pháp: - Phương pháp rung: Sử dụng búa rung thông dụng thường hạ 6m ống vách trong vòng 10 phút nhưng quá trình rung ảnh hưởng đến toàn bộ khu vực lân cận. Để khắc phục hiện tượng trên trước khi hạ ống vách ngưòi ta đào sẵn một hố sâu khoảng 2,5 đến 3m nhằm để bóc bỏ lớp đất cứng trên bề mặt nền đất. Biện pháp này làm giảm thời gian rung của búa xuống còn 2¸3 phút và giảm ảnh hưởng đến công trình lân cận. - Phương pháp ép: Người ta sử dụng máy ép để ép ống vách xuống độ sâu cần thiết, phương pháp này chánh được rung động nhưng thiết bị ép và tải lại cồng kềnh, khó khăn cho việc thi công và bố trí mặt bằng. - Phương pháp thông dụng hiện nay là sử dụng chính máy khoan với gầu có lắp thêm đai cắt để mở rộng đường kính, khoan một lỗ có đường kính khoan mồi bằng đường kính ngoài của ống vách đến hết độ sâu của ống vách sử dụng cần cẩu hoặc máy đào đưa ống vách vào vị trí, hạ ống vách xuống đúng cao trình cần thiết, cũng có thể dùng cần Kelly Bar để gõ nhẹ lên ống vách, điều chỉnh độ thẳng đứng và đưa ống vách đến vị trí. Sau khi đặt ống vách xong phải chèn chặt ống vách bằng đất sét kết hợp kiểm tra, điều chỉnh tim ống vách trùng với tim cọc. Nêm chặt cố định ống vách, không cho ống vách dịch chuyển trong quá trình khoan. Yêu cầu: ống vách kín khít, mặt trong và ngoài nhẵn phẳng, tránh bùn, cát lẫn vào. Khoan tạo lỗ - Do dung dich bentonite có tầm ảnh hưởng quan trọng tới quá trình thi công nên trước khi khoan phải kiểm tra lại chất lượng và hệ thống cung cấp bentonite. - Kiểm tra lại các thiết bị khoan, cần khoan, dây cáp, gầu đào... - Điều chỉnh độ nằm ngang của máy khoan và độ thẳng đứng của cần khoan bằng máy kinh vĩ (kiểm tra theo 2 phương vuông góc). - Chọn máy khoan Hitachi - KH125. - Cần máy khoan có cấu tạo gồm 3 ống lồng vào nhau và chuyền được chuyển động xoay. Ống trong cùng gắn với gầu khoan, ống ngoài cùng gắn với động cơ xoay của máy khoan. - Để xác định chiều sâu hố khoan người ta dùng 1 quả dọi đáy đường kính 5cm buộc vào đầu thước dây thả xuống để đo. Trong suốt quá trình đào người ta kiểm tra độ thẳng đứng của cọc thông qua cần khoan. - Trong khi khoan ta sẽ sử dụng các loại gầu khoan để khoan các lớp đất có địa chất khác nhau nhằm đạt hiệu quả cao nhất: + Khi khoan lớp đất cát sỏi dùng gầu thùng. + Khi khoan lớp đất sét, sét rắn dùng gầu khoan kiểu guồng xoắn. Xác định độ sâu hố khoan Để kiểm tra chiều sâu hố khoan, dùng loại dây mềm dài ít thấm nước có chia độ đến cm. Một đầu được cố định vào tang quay, một đầu gắn quả rọi chừng 1 kg. Thả dây mềm xuống từ từ, khi quả rọi chạm bề mặt lớp bùn khoan căn cứ số đọc trên dây ta xác định được chiều sâu từ miệng ống vách đến đáy hố khoan. Trong thực tế để xác định chính xác điểm dừng, khi khoan người ta lấy mẫu cho từng địa tầng khác nhau và phần cuối cùng nên lấy mẫu cho từng gầu khoan. Quá trình khoan không thể đưa hết đất ra khỏi lỗ khoan, nhất là khi thay các mũi khoan phá các lớp đất cứng. Do đó, người giám sát phải kiểm tra chiều sâu và độ sạch của hố khoan, nếu chưa đạt yêu cầu dùng gầu vét để vét sạch đất đá rơi trong đáy hố khoan. Tiến hành kiểm tra lại chiều sâu hố khoan, lượng bùn đất còn đọng lại đáy lỗ trước khi tiến hành bước tiếp theo. Chú ý: Trong quá trình khoan tạo lỗ, cần ghi chép đầy đủ các số liệu, có thể kèm theo chụp hình các lớp đất, chiều sâu hố khoan... để làm số liệu cho việc kiểm tra, kiểm định, bàn giao cũng như làm cơ sở cho các hồ sơ sau này. Hạ lồng cốt thép Cốt thép được buộc sẵn thành từng lồng, vận chuyển và đặt lên giá từng hố khoan. Sau khi kiểm tra hố khoan nếu lớp bùn cát lắng dưới đáy hố khoan không quá 10 cm thì tiến hành hạ lồng cốt thép. Cốt thép được hạ xuống lỗ khoan từng lồng một, treo tạm thời lên miệng ống vách bằng cách ngáng qua các đai tăng cường buộc sẵn. Dùng cẩu đưa các lồng thép tiếp theo tới nối với lòng dưới và tiếp tục hạ xuống tới khi hạ xong. Lồng cốt thép được cố định vào miệng ống bằng 4 thanh thép f16 hàn vào khung cốt thép trên cùng và treo vào thành ống vách hoặc có thể hàn 4 f16 vào thành ống. Khi thi công hạ cốt thép dùng cần cẩu. Hạ lồng cốt thép Lắp ống đổ bê tông Ống đổ bê tông có đường kính từ 25¸30 cm, làm thành từng đoạn dài 3m; một số đoạn có chiều dài 2m; 1,5m; 1m; để có thể lắp ráp tổ hợp tuỳ thuộc vào chiều sâu hố đào. Có hai cơ chế nối ống là nối bằng ren và nối bằng cap. Nối bằng cáp thường nhanh và thuận lợi hơn. Chỗ nối ống thường có gioăng cao su để ngăn cản dung dịch Bentonite thâm nhập vào ống đổ và được bôi mỡ cho việc tháo lắp ống đổ bê tông được dễ dàng. Ống đổ bê tông được lắp dần từ dưới lên. Để lắp ống đổ bê tông người ta dùng một hệ giá đỡ đặc biệt có cấu tạo như thang thép đặt qua miệng ống vách, trên thang có hai nửa vành khuyên có bản lề. Khi hai nửa này sập xuống sẽ tạo thành vòng tròn ôm khít lấy thân ống đổ bê tông . Miệng mỗi đoạn ống đổ có đường kính to hơn và được giữ lại trên hai nửa vành khuyên đó và như vậy ống đổ bê tông được treo trên miệng ống vách qua giá đặc biệt này. Đáy dưới của ống đổ bê tông được đặt cách đáy hố khoan 20 ¸ 30 cm để tránh tắc ống do đất đá dưới đáy hó khoan nút lại Xử lý cặn lắng đáy hố khoan Trong công nghệ khoan ướt các hạt mịn, cát lơ lửng trong dung dịch Bentônite lắng xuống tạo thành lớp bùn đất, lớp này ảnh hưởng tới khả năng chịu tải của cọc. Do quá trinh hạ lồng cốt thép và lắp ống đổ bê tông các hạt cát tiếp tục lắng xuống đáy hố khoan nên sau khi lắp ống đổ bê tông xong ta đo lại chiều sâu đáy hố khoan, nếu lớp lắng này lớn hơn 10 cm so với khi kết thúc khoan thì phải tiến hành xử lý cặn. Có hai phương pháp xử lý cặn lắng đáy hố khoan trong thi công cọc khoan nhồi đó là: Phương pháp thổi rửa dùng khí nén và phương pháp tuần hoàn dung dịch Bentonite. -Phương pháp thổi rửa dùng khí nén (air-lift) Trong phương pháp này người ta dùng ngay ống đổ bê tông làm ống xử lý cặn lắng. Sau khi lắp xong ống đổ bê tông người ta lắp đầu thổi rửa lên đầu trên của ống đổ, đầu thổi rửa có hai cửa, một cửa được nối với ống dẫn f 150 để thu hồi dung dịch Bentonite và bùn đất từ đáy hố khoan về thiết bị lọc dung dịch. Một cửa khác được thả ống khí nén f45, ống này dài bằng khoảng 80% chiều dài cọc. Khi bắt đầu thổi rửa, khí nén được thổi qua đường ống f45 nằm bên trong ống đổ bê tông với áp lực khoảng 7 kG/cm2, áp lực này được giữ liên tục. Khí nén ra khỏi ống khi nén f45 quay lại thoát lên trên ống đổ tạo thành một áp lực hút ở đáy ống đổ đưa dung dịch Bentonite và bùn đất, cát lắng theo ống đổ bê ông đến máy lọc dung dịch. Quá trình thổi rửa đáy hố khoan này phải liên tục cấp bù dung dịch Bentonite cho cọc để đảm bảo cao trình dung dịch Bentonite không thay đổi Thời gian thổi rửa bằng phương pháp air lift thường kéo dài 20 ¸ 30 phút. Sau đó ngừng cấp khí nén, dùng thước đo độ sâu. Nếu độ sâu được đảm bảo, cặn lắng nhỏ hơn 10 cm thì kiểm tra dung dịch Bentônite lấy ra từ đáy lỗ khoan. Lòng hố khoan được coi là sạch khi dung dịch Bentônite thoã mãn các điều kiện: Tỷ trọng: 1,04 ¸ 1,2 g/cm3. Độ nhớt: h = 20 ¸ 30 s. Độ pH: 9 ¸ 12. -Phương pháp luân chuyển Bentonite: (Bentonite circulation). Trong phương pháp này ngưòi ta sử dụng một máy bơm bùn Tubin công suất khoảng 40 ¸60 m3/h treo vào một sợi cáp và dùng cần cẩu hạ xuống đáy hố khoan nhưng luôn luôn nằm trong ống đổ bê tông. Một đường ống có đường kính khoảng 80¸100 mm được gắn vào đầu trên của bơm và được cố định vào cáp treo máy bơm, ống này đưa dung dịch Bentonite về máy lọc trong quá trình luân chuyển dung dịch Bentonite luôn luôn được cấp vào miệng hố khoan. Đến khi dung dịch Bentonite đưa ra đạt chỉ tiêu sạch và đạt độ lắng đạt yêu cầu £ 10 cm thì có thể kết thúc công đoạn luân chuyển Bentonite. Đổ bê tông cọc Để đổ bê tông cọc khoan nhồi ta dùng phương pháp vữa dâng kết hợp vơi rút ống đổ. Trước khi đổ bê tông người ta đặt một quả cầu xốp (hoặc nút bấc) có đường kính bằng đường kính trong của ống đổ, nút ngay đầu trên của ống đổ để ngăn cách bê tông và dung dịch Bentônite trong ống đổ, sau này nút bấc đó sẽ nổi lên và được thu hồi. Trong quá trình đổ bê tông ống đổ được rút dần lên nhưng đảm bảo sao cho ống luôn luôn ngập trong vữa bê tông tối thiểu 2m. Công việc này phải được theo dõi sát sao vì nếu sai sót cọc sẽ lập tức bị hỏng vì đứt, bê tông cọc sẽ không còn được liên tục. Đổ bê tông vào đầy phễu, cắt sợi giây thép treo nút, bê tông đẩy nút bấc xuống và tràn vào đáy lỗ khoan. Mẻ đầu tiên theo quả cầu chảy ra ngoài nhờ nâng ống cách đáy 20cm. Tốc độ cung cấp bê tông ở phễu cũng phải được giữ điều độ, phù hợp với vận tốc di chuyển trong ống. Không nhanh quá gây tràn ra ngoài, chậm quá cũng gây nhiều hậu quả xấu, dòng bê tông có thể bị gián đoạn. Khi đổ bê tông vào hố khoan thì dung dịch Bentônite sẽ trào ra lỗ khoan, do đó phải thu hồi Bentonite liên tục sao cho dung dịch không chảy ra quanh chỗ thi công. Tốc độ thu hồi dung dịch cũng phải phù hợp với tốc độ cấp bê tông. Nếu thu hồi chậm quá dung dịch sẽ tràn ra ngoài. Nếu thu hồi nhanh qua thì áp lực giữ thành bị giảm gây ra sập vách hố khoan. Quá trình đổ bê tông được khống chế trong vòng 4 giờ. Để kết thúc quá trình đổ bê tông cần xác định cao trình cuối cùng của bê tông. Do phần trên của bê tông thường lẫn vào bùn đất nên chất lượng xấu cần đập bỏ sau này, do đó cần xác định cao trình thật của bê tông chất lượng tốt trừ đi khoảng 1 m phía trên. Ngoài ra phải tính toán tới việc khi rút ống vách bê tông sẽ bị tụt xuống do đường kính ống vách to hơn lỗ khoan. Nếu bê tông cọc cuối cùng thấp hơn cao trình thiết kế phải tiến hành nối cọc. Ngược lại, nếu cao hơn quá nhiều dẫn tới đập bỏ nhiều gây tốn kém do đó việc ngừng đổ bê tông do nhà thầu đề xuất và giám sát hiện trường chấp nhận. Kết thúc đổ bê tông thì ống đổ được rút ra khỏi cọc, các đoạn ống được rửa sạch xếp vào nơi quy định. Rút ống vách Tháo dỡ sàn công tác, cất neo cốt thép vào ống vách. Ống vách được kéo lên từ từ bằng cần cẩu. Phải kéo thẳng đứng trách xê dịch đầu cọc. Nên gắn thiết bị rung vào ống vách để việc rút ống được dễ dàng. Sau khi rút ống vách phải lấp cát vào mặt hố cọc. Lấp hố thu bentonite tạo mặt phẳng, rào chắn tạm bảo vệ cọc. Không cho phép khoan cọc khác hoặc rung động trong vòng 24 tiếng kể từ khi kết thúc đổ bê tông trong phạm vi 5 D ( D là đường kính cọc). Kiểm tra chất lượng cọc sau khi thi công Công tác này nhằm đánh giá chất lượng bê tông cọc tại hiện trường, phát hiện các khuyết tật và xử lý cọc bị hư hỏng nếu có. Ở đây người ta dùng 4 phương pháp để kiểm tra chất lượng cọc nhồi: Phương pháp nén tĩnh: Đây là phương pháp tin cậy để thử sức chịu tải của cọc. Mục đích của phương pháp này là thử độ lún của cọc ở tải trọng thiết kế, xác định tải trọng giới hạn của cọc hoặc kiểm tra cường độ bê tông cọc. Nén tĩnh được thực hiện với kích thuỷ lực và hệ thống đối trọng hay hệ thống cọc neo. Quy trình thực hiện thí nghiệm trên theo quy phạm Anh: BS 8004- 1986. Các bước tiến hành : - Cấp tăng tải trọng bằng 25% so với tải dự kiến. - Độ lún giới hạn sau 1 giờ nhỏ hơn 0,25 mm mới cho phép tăng lên cấp tải mới. - Tăng đến tải trọng thiết kế dự kiến, quan sát độ lún cho đến khi độ lún <0.25mm/h. - Giảm tải về 0 và quan sát độ phục hồi của cọc với tốc độ <0.25mm/h hoặc trong 6 giờ. - Tiếp tục tăng cấp tải đến 1,25 lần tải trọng thiết kế, giữ trong 3 giờ. - Tăng tải 1,5 lần so với tải thiết kế và giữ tải trong vòng 24¸40h. - Giảm tải theo từng cấp, tại cấp bằng 0 tiến hành quan trắc trong 6h hoặc để độ phục hồi của cọc nhỏ hơn 0,25mm/h. Trên cơ sở thử tải cọc, biểu đồ độ lún của đầu cọc, sức chịu tải của cọc được xác định và tải trọng xác định với riêng từng cọc. Phương pháp này ngoài ưu điểm có độ tin cậy cao, độ sâu giới hạn thử tải không hạn chế thì có nhược điểm là thời gian chuẩn bị lâu, kinh phí lớn không mang tính đại diện cao (chỉ thử được 1-2 cọc ở hiện trường). b. Phương pháp đo sóng ứng suất (Thí nghiệm biến dạng nhỏ): Kiểm tra tính liên tục, đều đặn và khuyết tật của khối bê tông bằng siêu âm qua các lỗ chờ sẵn trong cọc. Cơ sở của phương pháp này là lý thuyết truyền sóng ứng suất trong thanh đàn hồi. Sóng này tạo ra khi búa đập vào đầu cọc, truyền từ đỉnh cọc tới mũi cọc với tốc độ phụ thuộc vào chất lượng bê tông cọc. Khi gặp thay đổi của kháng trở cơ học, một phần sóng ứng suất được phản hồi quay trở lại đầu cọc. Cường độ và dạng của sóng phản hồi phụ thuộc vào bản chất và mức độ thay đổi của kháng trở cơ học. Thiết bị thí nghiệm: Búa tạo chấn động 2 kg, đầu đo gia tốc của đầu cọc, các bộ phận ghi và đọc kết quả. Trong quá trình thí nghiệm, đầu đo gia tốc của cọc được gắn vào đầu cọc, sau đó dùng búa nhỏ đập vào đầu cọc tạo sóng ứng suất, kết quả đo được phân tích bằng máy tính. Các chương trình xử lý làm việc theo nguyên tắc điều chỉnh các thông số cơ học của cọc và của đất nền xung quanh sao cho biểu đồ sóng ứng suất xác định theo tính toán trùng hợp với biểu đồ đo được trong thí nghiệm. Công tác thí nghiệm tại hiện trường khá nhanh (20p/cọc). Đây là phương pháp đang được thực hiện rộng rãi do quy trình thực hiện đơn giản, thời gian thí nghiệm nhanh, giá thành thấp. Tuy nhiên độ sâu của cọc bị hạn chế (30 lần đường kính cọc, 24m hoặc 30m). Hơn nữa do xung chấn động nhỏ nên khi gặp khuyết tật lớn, sóng bị giảm yếu nhiều nên ít có khả năng phát hiện những khuyết tật ở độ sâu lớn hơn. c. Phương pháp khoan lấy mẫu: Bằng thiết bị khoan có thể lấy mẫu bê tông có đường kính từ 50- 150 mm từ những độ sâu khác nhau. Cũng có thể lấy mẫu liên tục theo chiều sâu. Quan sát mẫu tại hiện trường cho phép đánh giá sơ bộ chất lượng bê tông cọc. Ưu điểm: Chất lượng bê tông cọc được xác định chính xác bằng phương pháp trực tiếp . Nhược điểm: Số lượng mũi khoan nhiều ảnh hưởng đến sự làm việc của cọc, giá thành cao, tốn thời gian. d. Kiểm tra bằng siêu âm: Đây là một trong các phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất. Phương pháp này đánh giá chất lượng bê tông và khuyết tật của cọc thông qua quan hệ tốc độ truyền sóng và cường độ bê tông. Để kiểm tra bằng phương pháp này người ta buộc sẵn 4 ống thép hình vào lồng thép trước khi hạ lồng thép. Sau khi đổ bê tông xong ta dùng thiết bị phát siêu âm thả vào trong một lỗ. Cứ 5 cm thì đo 1 lần và ghi kết quả. Dựa vào kết quả đo được mà phân tích chất lượng của bê tông. Ưu điểm: Nhanh, giá thành thấp, kết quả chính xác hơn rất nhiều so với phương pháp đo sóng âm, chiều sâu không bị hạn chế. Nhược điểm: Tín hiệu không quét được qua vành ngoài của cọc nên không biết được có bị hở cốt thép hay không. Kiểm tra lại trục cọc: dựa vào các mốc đã có sẵn, dùng máy hoặc thước dóng lại các trục để kiểm tra. Các sai số cho phép về lỗ cọc khoan nhồi. -Đường kính cọc : 0,1D và £ -50 mm -Độ thẳng đứng : 1%. -Sai số về vị trí: D/6 và không được lớn hơn 100. Bảng khối lượng kiểm tra chất lượng bê tông cọc: Thông số kiểm tra Phương pháp kiểm tra Tỷ lệ kiểm tra min(%) Sự nguyên vẹn của thân cọc So sánh thể tích bê tông đổ vào với thể tích hình học của cọc. Khoan lấy lõi. Siêu âm. Quan sát khuyết tật qua ống lấy lõi bằng Camera vô tuyến. 100 2% + phương pháp khác 10¸25%+ phương pháp khác. Cường độ bê tông thân cọc. Thí nghiệm mẫu lúc đổ bê tông. Thí nghiệm trên lõi lúc khoan. Theo tốc độ khoan (khoan thổi không lấy lõi). Súng bật nẩy hoặc siêu âm đối với bê tông đầu cọc. 2 % 35 1.4 Tổ chức thi công cọc khoan nhồi - Thi công cọc nhồi đảm bảo nguyên tắc: + Khoan, thi công từ trong ra ngoài. + Thiết bị đi lại không làm ảnh hưởng tới cọc mới thi công. + Công tác định vị các cọc được dễ dàng không bị các phương tiện thi công làm mất dấu. + Thiết kế đầy đủ hệ thống cấp, thu hồi và xử lý dung dịch Bentonite bằng các hệ thống ống cứng và mềm đặt sát chân công trình. - Kiểm tra chất lượng cọc: Ta có thể lựa chọn 1 hoặc kết hợp các phương pháp kiểm tra chất lượng cọc đã được nêu ở mục 1.3.11. Tính thời gian thi công cho 1 cọc Lắp mũi khoan, di chuyển máy 20 phút. Thời gian hạ vách: ta đào mồi 6m hết 30 phút, sau đó đặt ống vách và điều chỉnh hết 20 phút. Sau khi đặt ống vách ta tiếp tục khoan sâu đến độ sâu -42,6m. Năng suất khoan 10 phút/1m thời gian khoan là (43,8 - 6).10 = 378 phút. Thời gian hạ lồng thép: Dùng móc phụ của cần khoan hoặc dùng cần cẩu thả lồng thép xuống điều chỉnh và cố định 30 phút . Thời gian thổi rửa: xử lý lắng cặn gồm 2 bước, bước 1 sau khi khoan xong và bước 2 trước khi đổ bê tông. Bước1 lấy 15 phút Bước 2 lấy 30 phút Thời gian đổ bê tông cọc: tốc độ đổ 0,6m3/phút Thể tích cọc52,2. = 92,2m3 Do đường kính thực tế lớn hơn đường kính cọc do vậy dự trù lượng tăng thêm 10% Thể tích bê tông cần đổ là: 92,2´1,1 = 101,5m3 Vậy thời gian đổ bê tông tông là 101.5 / 0,6 = 169phút. Vậy tổng thời gian đổ 1 cọc là 20+30+20+378+30+(15+30)+162 = 694 phút = 11.6giờ Dự trù để hoàn thành 1 cọc khoan nhồi hết 10 giờ = 1,5 ca. Tính số ca máy Vì công trình có số lượng cọc lớn (69 cọc) nên ta chọn biện pháp: Dùng 2 máy khoan cọc nhồi KH-125. Như vậy sẽ thi công trong vòng69/2 =35 ngày. Với mỗi máy khoan cọc nhồi ta phải sử dụng 1 máy bơm bentonite, vậy ta phải dùng 2 máy bơm bentonite. Dùng 2 máy bơm bê tông để phục vụ 2 máy khoan cọc nhồi. Vì máy bơm bê tông hay bị tắc nên ta dự phòng 1 máy bơm nữa. Vậy phải dùng tất cả là 3 máy bơm. Với mỗi cọc nhồi phải dùng 17 chuyến xe chở bê tông (xem mục 1.2.2) + Năng suất máy bơm là: 30m3/h 1 giờ cần 30 m3 bê tông + Mà 1 chuyến xe chở được 6 m3 bê tông, vậy số chuyến xe cần phải thực hiện trong 1 giờ là: 30/6 = 5 chuyến. + Chu kì 1 chuyến xe (bao gồm: lấy bê tông, chở đến công trường, trút bê tông ra, trở lại nhà máy): 6 + 15/40.60 + 6 + 15/40.60 = 57 phút 1 giờ. + Vậy số xe cần để vận chuyển bê tông là: 5/1 = 5 xe. Mà trong 1 ngày ta thi công 2 cọc, do đó ta phải dùng 5.2 = 10 xe ô tô vận chuyển bê tông. Tính số nhân công Theo định mức dự toán XDCB, số nhân công phục vụ cho 1m3 bê tông bao gồm các công việc: chuẩn bị, kiểm tra lỗ khoan và lồng cốt thép, lắp đặt ống đổ bê tông, giữ và nâng dẫn ống đổ là:1,1 giờ công/m3(Nhân công bậc 3,5/7). Do đó số công đổ bê tông cọc: 2x101,5/8 = 25.4 (công). Ta thi công 1,5 ca 1 ngày nên số công nhân cần thiết cho 1 cọc bê tông là 17 công nhân. Ngoài ra còn cần công nhân để làm các việc khác như sau: - Phục vụ trải tôn, hạ ống vách, … : 4 công nhân - Phục vụ trộn và cung cấp ben : 2.2 = 4 công nhân - Thợ hàn: định vị khung thép, hàn, sửa.. : 1.2 = 2 công nhân - Thợ điện : đường điện khu vực thi công : 1 công nhân - Cân chỉnh 2 máy kinh vĩ : 2 kỹ sư và 2 công nhân Tổng số người phục vụ trên công trường là: 32 người. 1.5 AN TOÀN LAO ĐỘNG KHI THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI - Đặc điểm: + Công trình thi công đất là chủ yếu, lượng máy móc cơ giới, đặc biệt là máy hạng nặng như khoan, cẩu nhiều. + Do công việc chính là khoan tạo lỗ nên nguy hiểm, mặt khác bùn đất đào nên nếu không vận chuyển kịp sẽ gây những bãi lầy khó khăn cho việc vận chuyển. + Khối lượng cần phải cẩu nhiều, vật cẩu là những vật khá nặng. + Điện sử dụng trên công trường là điện 3 pha, mặt khác dây cáp được kéo dưới mặt đất tới các vị trí sử dụng nên rất nguy hiểm đối với nền công trường là bùn nhão dễ gây sự cố nghiêm trọng nếu dây cáp hở. Biện pháp: + Phổ biến kiến thức và an toàn lao động, nội quy của công trường cho công nhân. + Kiểm tra an toàn máy móc trước khi đưa vào sử dụng. + Kiểm tra an toàn về điện cho các máy móc thiết bị. + Chỉ đưa máy móc vào công trường khi đã được kiểm định. + Có hàng rào ngăn cách, biển báo, biển chỉ dẫn. + Kiểm tra thiết bị, máy móc, an toàn vệ sinh cá nhân, dụng cụ phòng hộ lao động, chỗ làm việc để tránh tai nạn xảy ra. + Với những máy làm việc trên công trường tại chỗ như máy khoan cần dọn tuyến công tác sạch sẽ để máy vào vị trí công tác thuận lợi. Vị trí máy đứng phải luôn được rải các tấm tôn để tránh sa lầy cũng như đảm bảo độ nằm ngang của máy. + Các máy có tay cần khá dài do đó nếu đứng gần nhau quá dễ gây va chạm nguy hiểm. + Cần có các biển báo hiệu tại khu vực đang thi công hay mới thi công xong. + Công nhân cần được trang bị đầy đủ thiết bị bảo hộ lao động: mũ, ủng, găng tay, quần áo, kính hàn. 1.6 VỆ SINH MÔI TRƯỜNG Quá trình thi công cọc khoan nhồi thường có nhiều phế thải: đất mùn khi khoan lỗ, dung dịch giữ thành đã bị biến chất không thể sử dụng lại, hoặc vương vãi ra sau khi thi công. Tất cả những thứ này cùng với sự đi lại của máy móc và của công nhân khiến mặt bằng thi công cọc nhồi rất bẩn và lầy lội, cho nên khi xử lí phế thải phải tuân thủ các qui tắc đề ra như sau: - Dùng xe hút bùn, xe ben có đặt thêm thùng chứa bùn lên xe để làm phương tiện vận chuyển bùn. - Tất cả những thiết bị tham gia vào qui trình khoan tạo lỗ, đổ bê tông cọc, khi rời công trường đều phải được làm vệ sinh bằng cách dùng vòi nước áp lực mạnh xịt rửa. - Trong công trường ở những nơi lầy lội, thấp trũng thì cần phải được tôn cao, đường đi lại của ô tô có thể được đặt những thép tấm. Trên thực tế, không thể nào triệt tiêu tiếng ồn mà chỉ có thể tìm mọi cách để giảm nguồn gây ra tiếng ồn và làm giảm lượng tiếng ồn: - Xây tường bao quanh hiện trường thi công. - Trong khi chờ, đổ bê tông, phải chú ý khống chế tiếng ồn khi quay thùng trộn. - Bơm bê tông cũng sinh ra tiếng ồn và chấn động, vì vậy phải nghiên cứu chỗ đặt bơm và lợi dụng tường để giảm âm. I.2- Kỹ thuật thi công tường trong đất : I.2.1- Phương án thi công tường trong đất : - Hiện tại, theo biện pháp thi công, có 2 loại tường trong đất là tường đổ tại chỗ và tường lắp ghép. Tường vây dạng lắp ghép thường được sử dụng cho những công trình có khối lượng tường trong đất lớn, có những đoạn tường dài với kết cấu điển hình, thường sử dụng khi đã có nhà máy bêtông cốt thép đúc sẵn gần đó để tiết kiệm chi phí đầu tư. Tường lắp ghép thường đòi hỏi phải xử lý chỗ chống thấm trận trọng hơn. Hiện nay việc sử dụng tường lắp ghép là chưa khả thi vì không có nhà máy sản xuất cấu kiện panel tường đúc sẵn như vậy. Mặt khác việc vận chuyển các tấm tường lớn trong điều kiện thi công trong thành phố là khó khăn và phải làm vào ban đêm. - Về dạng tường vây đổ tại chỗ: so với dạng lắp ghép ưu điểm của dạng tường này là thi công dễ dàng trong điều kiện thành phố trật hẹp, hệ thống máy thi công không phức tạp và tốn kém như ở dạng lắp ghép, khả năng chống thấm cho tường được giải quyết khá triệt để. Tuy nhiên thời gian thi công chậm, thường gây ô nhiễm môi trường lớn trong quá trình thi công (lắp cẩu lồng cốt thép, đổ bêtông, thải rửa betonite …) đòi hỏi phải có những biện pháp khắc phục. - Trên cơ sở những phân tích như trên, trong pham vi đồ án em quyết định sử dụng phương án tường vây bằng bêtông cốt thép đổ tại chỗ. Kết hợp sử dụng công nghệ, máy, vật liệu thi công của công nghệ thi công cọc Barrette phần móng. - Biện pháp thi công tường trong đất đổ tại chỗ hiện nay chỉ phân biệt nhau chủ yếu ở công việc xử lý chống thấm cho tường vây ở vị trí liên kết các tấm panen tường. Trên cở sở này có thể phân ra các dạng thi công mối nối cho tường vây gồm có: + Mối nối dạng ống nối đầu hay hộp nối đầu + Mối nối dạng đan lồng cốt thép và sử dụng bản thép để chống thấm + Mối nối dùng gioăng chống thấm CWS - Trong phạm vi đồ án em lựa chọn phương án dùng mối nối bằng gioăng chống thấm CWS với các đặc điểm cơ bản sau: + Nguyên tắc của biện pháp này là tạo ra một màng ngăn nước được đặt vào giữa hai panen tường. Màng ngăn có thể được làm bằng nhiều vật liệu khác nhau như thép, cao su, chất dẻo… trong đó thông dụng và hiệu quả nhất tại nước ta hiện nay là biện pháp dùng gioăng chống thấm CWS và bộ gá lắp của hãng Bachy Soletanche cung cấp. + Lắp dựng và tháo dỡ khớp nối CWS: Trước khi luân chuyển dung dịch bentonite, các khớp nối CWS được lắp dựng tại đầu các đoạn tường đã đào xong. Các đoạn tường khởi đầu có khớp nối ở 2 đầu, các đoạn tường tiếp chỉ có khớp nối tại một đầu và các đoạn tường đóng không có khớp nối. Khớp nối CWS gồm các tấm rời được liên kết với nhau bằng bulông trong quá trình hạ xuống hố đào. Khớp nối được hạ xuống quá cốt đáy tầng hầm vài mét hoặc vào tầng ít thấm. Một hoặc hai thanh chắn nước bằng cao su đặc gắn vào khớp nối (hình vẽ). Người ta có thể dùng chính các máy đào để lắp dựng và tháo dỡ khớp nối CWS. Khi đào hố đào mới bên cạnh khớp CWS cũng được sử dụng để dẫn hướng cho gầu đào một cách hữu hiệu. Sau khi tháo khớp nối, một nửa phần gioăng chống thấm nằm lại trong phần tường đã đổ bêtông, nửa còn lại sẽ được thi công nằm trong bêtông của panel tường liền kề. + Cấu tạo khái quát của biện pháp này được trình bày như hình vẽ + Ưu điểm của khớp nối CWS: tháo dỡ tấm chắn dễ dàng không phụ thuộc vào công tác đổ bêtông, tạo đường dẫn hướng rất tốt cho gầu đào khi đào đoạn tường bên cạnh. Cho phép lắp gioăng cao su ngăn nước dễ dàng. Có thể tăng hiệu quả chắn nước bằng tăng số lượng gioăng cao su lên. Phân đoạn panen đào và đổ bêtông trùng nhau nên thuận lợi cho chế tạo lồng thép. I.2.2- Quy trình thi công tường trong đất : - Công tác chuẩn bị mặt bằng và định vị tường vây. - Định vị và thi công tường dẫn cho tường vây. - Đào tạo lỗ cho panel 1, kết hợp cung cấp, xử lý tuần hoàn dung dịch Bentonite cho hố đào. - Kiểm tra độ sâu, nạo vét hố đào. - Chế tạo và hạ lồng cốt thép. - Hạ ống đổ bêtông (ống Trime) và thổi rửa bùn cặn. - Đổ bêtông cho panel 1 theo phương pháp vữa dâng. - Tiếp tục quá trình trên cho panel thứ 2 cách panel 1 khoảng bằng độ dài 1 tấm panel (thi công một cách một). Tiếp tục quá trình thi công trên cho một vòng chu vi tường vây quanh công trình. Quay máy một vòng, trở lại thi công tấm panel ở giữa hai tấm panel đã thi công trước đó. - Phá bỏ tường dẫn - Kiểm tra chất lượng bêtông của tường vây. I.2.3- Kỹ thuật thi công tường trong đất : I.2.3.1- Công tác chuẩn bị : - Nghiên cứu kỹ các bản vẽ thiết kế, tài liệu địa chất công trình và các yêu cầu kỹ thuật chi tiết cho tường vây. - Chuẩn bị máy móc : máy cơ sở, gầu đào chuyên dụng, cần cẩu, máy trôn betonite… - Lập phương án tổ chức thi công: chia tường thành các modun (các panel tường), lập thứ tự thi công các modun này. - Nghiên cứu thiết kế mặt bằng thi công, coi mặt bằng thi công có phần tĩnh, phần động theo thời gian như thứ tự thi công cọc, tường, đường di chuyển của máy đào, đường cấp và thu hồi dung dịch bentonite, đường vận chuyển bêtông và cốt thép đến cọc, đường vận chuyển đất đào ra khỏi công trường, các công trình tạm, giải pháp cung cấp điện nước và hệ thống thoát nước… đảm bảo cho máy móc đủ không gian lắp dựng, di chuyển, làm việc cũng như năng suất hiệu quả của công việc và vệ sinh môi trường. - Phải điều tra nắm vững các vật kiến trúc ngầm, các ảnh hưởng qua lại của các vật thể này và công trường, và các giải pháp xử lý. - Kiểm tra nguồn nguyên liệu, vật tư thi công. - Xem xét sự ảnh hưởng của xã hội, người dân xung quanh với công trường và những người làm việc trong công trường dự kiến và tìm giải pháp cho một số yếu tố bất lợi có thể xảy ra. I.2.3.2- Định vị và thi công tường dẫn : - Đây là công việc hết sức quan trọng, cần phải làm cẩn thận và chính xác để xác định đúng các yếu tố: trục, tim của toàn công trường và vị trí chính xác của các giao điểm, các trục trên cơ sở đó ta xác định chính xác vị trí tim cốt từng cọc và tường… theo đúng bản vẽ thiết kế. Cụ thể theo trình tự sau: a/ Lựa chọn cho tường dẫn: - Có 2 loại tường dẫn chính là: tường dẫn đổ bêtông tại chỗ và tường dẫn lắp ghép. Biện pháp lắp ghép thường dùng cho công trường lớn, nhiều đoạn tường dẫn có thể chia ra thành các mô đun điển hình để thuận tiện cho việc lắp ghép và các đoạn này cũng đã được chế tạo sẵn từ trước để đảm bảo tiến độ công trình. Biện pháp này thi công nhanh chóng, hiệu quả nhưng phải có đầy đủ máy móc thi công và phương tiện vận chuyển. Phương án đổ tại chỗ có lâu hơn và tốn công sức hơn như trong công trình nhỏ thì lại hiệu quả hơn và dễ xử lý những vị trí gấp khúc của tường rất dễ dàng. - Trong phạm vi đồ án, công trình có quy mô trung bình, lựa chọn dùng tường dẫn bằng bêtông cốt thép đổ tại chỗ để thi công đơn giản. b/ Định vị : - Từ mặt bằng định vị phần móng, lập hệ thống định vị và lưới khống chế cho công trình theo hệ toạ độ Oxy. Các lưới này được chuyển rời và cố định vào các công trình lân cận hoặc lập thành các mốc định vị, cụ thể là trên các bờ tường, cột điện, cột bêtông . Các mốc này được rào chắn và bảo vệ cẩn thận, được kiểm tra liên tục để phòng xê dịch do va chạm và lún gây ra. - Tim tường được định vị bằng máy kinh vĩ theo hai phương vuông góc nhau, sau đó phát triển ra các phương bao quanh công trình. c/ Thi công tường dẫn : - Tường dẫn có vai trò trong việc: dẫn hướng cho gầu đào khi đào lỗ. Neo giữ lồng cốt thép tạo, tạo chỗ đi lại cho công nhân trong quá trình nối lồng cốt thép và đổ bêtông. Chịu lực tác động bề mặt, ngăn nước mưa, nước mặt hoặc đất đá nhỏ trên mặt đất lăn vào trong hố đào. Giúp định vị tim cốt cho tường chắn và giữ ổn định cho lớp bề mặt của hố đào. - Có nhiều hình thức cấu tạo tường dẫn. Do lớp đất số 1 là đất lấp, không quá yếu, mực nước ngầm ở sâu, ta chọn hình thức tường dẫn bêtông cốt thép đổ tại chỗ sau để thi công đơn giản mà vẫn đảm bảo hiệu quả làm việc của tường dẫn: - Trình tự thi công tường dẫn: + Xác định vị trí tường dẫn và tường chắn trên mặt bằng, định vị và dẫn ra ngoài trên hệ thống cọc ngựa và nẹp ngựa. -0.50 -1.40 + Đào rãnh hào sâu 1,5m, bề rộng đáy rãnh là 2,05m, bề rộng đỉnh rãnh là 3,35m đảm bảo độ dốc đào tự nhiên mà không cần chống giữ thành hố đào. + Đổ bêtông lót dày 10cm. + Trên lớp bêtông lót, định vị chính xác tường dẫn, lắp dựng cốt thép, dùng thành đất làm nơi chống giữ ván khuôn để đổ bêtông. Trong trường hợp nếu đào thẳng đứng mà đất không bị sập thành thì tận dụng luôn đất làm ván khuôn cho tường dẫn. Mặt trong tường dẫn dùng ván khuôn gỗ hoặc thép để tạo bề mặt phẳng, thuận lợi cho quá trình di chuyển gầu, lồng thép vào hố đào sau này. + Đổ bêtông tường dẫn, tháo ván khuôn sau đó 1 ngày + Đổ đất đầm chặt phía trong tường dẫn hoặc phải có các thanh chống để giữ ổn định thành. I.2.3.3- Đào tạo lỗ : a/ Phân chia tường thành các tấm panel : - Khi thi công tường trong đất, trước hết phải phân chia tường theo chiều dài thành nhiều đoạn thi công với một độ dài nào đó để phù hợp với năng lực, tính chất kỹ thuật máy móc kỹ thuật hiện có. - Việc lựa chọn độ dài đoạn panel, về mặt lý thuyết, trừ khi nó nhỏ kích thước độ dài của máy đào thì không thể thi công được còn mọi độ dài có thể thi công được. Mặt khác, panel tường lại càng dài càng tốt vì như vậy sẽ giảm được mối nối của tường nên có thể nâng cao khả năng chống thấm và tính toàn khối của tường. Nhưng trên thực tế độ dài đoạn panel lại chịu sự hạn chế của nhiều yếu tố: + Điều kiện địa chất: khi lớp đất không ổn định, đề phòng sụt lở thành hố đào, phải rút ngắn độ dài đoạn hào, nhằm rút ngắn thời gian đào một tấm panel. + Tải trọng mặt đất: nếu xung quanh có công trình xây dựng cao to, hoặc tải trọng mặt đất lớn thì cũng cần giảm chiều dài đoạn đào. + Khả năng nâng của cần trục: căn cứ vào khả năng nâng của cần trục để dự tính trọng lượng và kích thước của lồng cốt thép, từ đó tính ra chiều dài đoạn đào. + Khả năng cung cấp bêtông trong một đơn vị thời gian. + Dung tích thùng đựng dung dịch bentonite: thông thường dung tích của thùng không nhỏ hơn hai lần dung tích của mỗi đoạn đào. + Vị trí các mối nối: nên tránh những góc quay hoặc chỗ nối tiếp với kết cấu bên trong nhằm đảm bảo cho tường trong đất có tính chỉnh thể tương đối cao. - Việc chia môdun tường vây được thực hiện trên cơ sở lựa chọn hình thức thi công và kích thước tổng thể của tường theo hai phương. Dự kiến quá trình phân chia môdun tường vây như sau: + Đối với điểm góc tường: kích thước panel tường lấy 1d (d là bề rộng của gầu đào, lấy d=2,5m) theo một phương. Theo phương còn lại có thể lấy lớn hơn. Ta ấn định kích thước 1d của các điểm góc nằm hoàn toàn trong cạnh ngắn của tường vây. + Đối với các điểm giữa, quá trình thi công tường được tiến hành một cách một, liên tiếp giữa các panel tường. Theo chỉ dẫn trong tài liệu “ Chỉ dẫn thiết kế và thi công cọc Barrette, tường trong đất, neo trong đất” của GS.Nguyễn Văn Quảng, bề rộng mỗi panel tường thi công theo phương án này có thể lấy (1- 2)d. Ta dùng bề rộng panel điển hình là 2.d = 5m. - Trong quá trình thi công, bề rộng của panel tường có thể xê dịch theo độ chính xác của gầu đào và sự dễ dàng trong thi công. Do đó việc phân chia một cách chính xác theo lý thuyết bề rộng panel có ý nghĩa định vị và dự trù quá trình tổ chức thi công. Thực tế thi công cho phép có sai số. Chi tiết kích thước và trình tự thi công panel tường xem trong bản vẽ TC - 01 b/ Chuẩn bị dung dịch bentonite : - Đây là công việc rất quan trọng trong quá trình đào và đổ bêtông cho tường. Công việc này phải được chuẩn bị trước khi bắt đầu đào lỗ. Tác dụng của sét là làm chắc thành, lôi theo cát, làm lạnh và làm trơn, trong đó tác dụng làm chắc thành là quan trọng nhất. - Dung dịch sét giữ thành dùng cho tường vây chủ yếu là sét bentonite, thành phần cho trong bảng sau: Thành phần Tên vật liệu Lượng dùng bình thường % Vật liệu thể rắn Dung dịch nổi Chất tăng dính Chất phân tán Chất tăng trọng Vật liệu chống thấm Sét bentonite Nước CMC Na2CO3, FCI Bột tinh thạch nặng Đá, mạt cưa, sợi hoá học 6 -8 100 0 - 0.05 0 - 0.05 Dùng khi cần Dùng khi cần - Tính năng của dung dịch bentonite trước lúc sử dụng phải có đặc tính sau: Hạng mục Chỉ tiêu tính năng Phương pháp kiểm tra 1. Tỷ trọng 1.05 – 1.15 Tỷ trọng kế dung dịch sét hoặc Bome kế 2. Độ nhớt 29 – 50s Phương pháp phễu 500/700cc 3. Hàm lượng cát < 6% 4. Tỷ lệ chất keo > 95% Phương pháp đong cốc 5. Lượng mất nước (độ tách nước) < 30ml/30ph Dụng cụ đo lượng mất nước 6. Độ dày của áo sét 1- 3mm/ 30 phút Dụng cụ đo lượng mất nước 7. Lực cắt tĩnh 1 phút: 20-30 mg/cm2 10 phút: 50-100 mg/cm2 Lực kết cắt tĩnh 8. Tính ổn định < 0.03 g/cm2 9. Trị số pH 7-9 Giấy thử pH: quỳ tím 10. Đường kính hạt < 3mm - Thường trộn 20-50kg bột betonite với 1m3 nước sạch. Tuỳ theo yêu cầu có thể cho thêm vào dung dịch một số phụ gia làm cho nó nặng thêm, khắc phục khả năng vón cục của bột betonite , tăng hoặc giảm độ sệt, độ pH, tính tách nước … - Đổ dung dịch betonite mới được vào bể chứa bằng thép (thường là các container thép) hoặc xây gạch, hoặc bằng cao su có khung thép hoặc silô. - Dung dịch betonite được sử dụng một cách tuần hoàn. Gầu đào xuống sâu đến đâu thì phải bổ sung dung dịch khoan ngay cho đầy hố. Trong khi đào dung dịch betonite bị nhiễm bẩn (do đất, cát) làm giảm khả năng ổn định thành hố đào nên cần được thay thế. Dung dịch betonite trong hố sẽ được bơm tới bể lọc, trạm xử lý để khử các tạp chất sau đó sẽ được quay vòng sử dụng tiếp. Có thể dùng loại bơm chìm đặt ở đáy hố hoặc bơm hút có màng lọc để trên mặt đất. - Dung dịch sau khi xử lý để tiếp tục sử dụng phải có những đặc tính sau: + Tỷ trọng: <1,2 g/ml + Độ nhớt Mash: 35-40 giây + Độ tách nước: < 40 ml/30ph + Hàm lượng betonite trong dung dịch: 2-6% (theo trọng lượng) + Hàm lượng cát: £ 5% - Trong quá trình đào hố khoan được đổ đầy dung dịch bentonite, luôn giữ cho cao trình dung dịch bentonite cao hơn cao trình mực nước ngầm từ 2m trở lên để có thể tạo ra áp lực dư ép dung dịch bentonite thấm vào đất xung quanh, đối với các công trình có mực nước ngầm cao thì an toàn hơn cả là luôn giữ cho dung dịch bentonite lấp đầy hố đào, áp lực của dung dịch bentonite lớn hơn áp lực nước ngầm nên hố đào được bảo vệ an toàn, không gây sập thành c/ Nguyên lý làm việc của máy đào gầu ngoạm thuỷ lực : - Gầu đào đất bằng cách dùng trọng lượng bản thân để ấn ngập miệng gầu vào trong đất. Đầu tiên ta đưa gầu đến miệng hố đào (tường dẫn), tường dẫn định vị trí của gầu theo hai phương, nhả dần dây cáp cho gầu ngập trong dung dịch bentonite sau đó cho thả dây cáp cho gầu rơi tự do cho đến khi miệng gầu ngập trong đất thì điều khiển xy lanh thuỷ lực để đóng miệng gầu lại, cắt và gom đất vào trong gầu, rút gầu lên quay gầu đến vị trí để thùng đổ đất, hạ gầu xuống, dưới tác dụng của xy lanh thuỷ lực miệng gầu mở ra đất được đổ vào thùng. - Do trọng lượng bản thân gầu lớn nên gầu có thể đào được những loại đất tương đối cứng (cường độ khoảng 30Mpa), trọng tâm gầu thấp nên độ ổn định cao có khả năng tự dẫn hướng. d/ Kỹ thuật đào đất và những điểm cần chú ý trong quá trình đào đất : * Định vị máy làm tường, cọc - Việc định vị máy thường do người điều khiển máy quyết định sao cho máy không phải di chuyển nhiều mà vẫn thi công hiệu quả. Mặt khác ở những công trình mà tường vây ngay cạnh công trình khác thì vị trí máy cũng phải thận trọng để tránh trong quá trình đào va chạm vào công trình lân cận. Khoảng cách tối thiểu từ mép ngoài cùng của máy đến mép ngoài cùng của công trình lân cận là 500. * Độ dài đào nhỏ nhất của máy đào: - Độ dài nhỏ nhất của máy đào liên quan đến kiểu máy đào, căn cứ vào độ dài đơn vị có thể đào được để quyết định độ dài của đoạn đào. Dự kiến sử dụng gầu 0,6 x 2,5m để thi công tường vây nên độ dài nhỏ nhất của đoạn đào vào khoảng 2,4 – 2,5m. * Độ ổn định của thành hố đào: - Khi thi công tường trong đất phải quan tâm đến độ ổn định của thành hố đào từ khi bắt đầu đào đến khi hoàn thành đổ bêtông, không để xảy ra hiện tượng sập thành hố đào. - Hiện nay, việc sử dụng dung dịch bentonite giữ thành vẫn là phương pháp chủ yếu để đảm bảo độ ổn định của thành hố đào. Với mỗi loại đất lại yêu cầu một dung dịch bentonite có các yêu cầu kỹ thuật khác nhau. Tuy nhiên trong thực tế, thời gian dịch sét giữ trong hố đào kéo dài thì tính chất của dịch sét sẽ thay đổi ví dụ do sự lắng xuống của các hạt sét, do tác động của ion dương làm cho dịch sét xấu đi làm giảm độ đậm đặc của dung dich, trong khi đó áp lực nước và áp lực đất vẫn không thay đổi, có thể nguy hiểm cho hố đào. * Những điều trọng yếu khi đào đất: - Đảm bảo hiện trường bằng phẳng và khả năng chịu lực của các lớp đất bên trên bề mặt, kiểm tra để đảm bảo các máy móc như máy đào, cần trục, xe trộn bêtông…nhất thiết phải hoạt động bình thường. - Công tác đào được tiến hành liên tục và không được phép nghỉ nếu không có sự cố gì về máy móc và thiết bị khoan. - Điều chỉnh và thường xuyên đảm bảo độ thẳng đứng của máy đào cũng như của hố đào. Phải dùng máy thuỷ chuẩn, dây dọi và luôn luôn hiệu chỉnh. - Kịp thời cung cấp dung dịch bentonite giữ thành có chất lượng đủ tin cậy. Mức cao của dung dịch Bentonite bao giờ cũng phải cao hơn mực nước ngầm bên ngoài ít nhất là 2m. - Khi đào hào trong nên đất quá xấu phải gia cố nền đất ví dụ như bơm phụt vữa. * Công tác xử lý bùn thải, đất thừa và vận chuyển đất: - Phế thải khi thi công cọc khoan nhồi gồm có đất thừa khi khoan lỗ, dung dịch giữ thành đã bị biến chất không sử dụng lại được, hoặc dung dịch giữ thành thừa ra sau khi thi công xong. Tất cả những thứ này đều có thể gây ra ô nhiễm môi trường, nên khi xử lý phải tuân theo các quy định của pháp luật. - Sau khi đào xong phải tiến hành dọn dẹp và vận chuyển đất thải ngay để đảm bảo mặt bằng được sạch sẽ và có thể thi công phần tiếp theo. Hoặc nếu không thể vận chuyển ngay được thì nên tạo hố chứa đất sau đó đưa xe đến chuyển đi vào giờ thích hợp. Thiết bị vận chuyển tốt nhất là dùng xe hút bùn chân không chuyên dụng, tuy nhiên loại xe này hiện tại ở Việt Nam chưa có, hơn nữa nếu có thì cũng phải vận chuyển ra xa thành phố để đổ, chi phí vận chuyển cao mà cũng rất khó tìm. - Có thể dùng biện pháp thông dụng hiện nay là cho bùn tách nước trước ngay trong hiện trường thi công bằng phương pháp cơ học hoặc hoá học là bùn loãng được phân ly thành nước và đất rắn, nước có thể đổ ra sông hoặc mương thoát nước, bùn khô có thể lấp vào ngay trong hiện trường hoặc chuyển đổ đi bằng các xe ô tô chở đất. - Với phương pháp phản tuần hoàn thì bùn đất được đưa lên đồng thời rồi cho vào trong bể để lắng, đất cát hoàn toàn nằm trong trạng thái bão hoà. Tách nước rồi chuyển đất còn lại đi. - Xe vận tải đất bùn trước khi ra khỏi công trường phải vệ sinh bánh và thùng xe. * Kiểm tra chất lượng hố đào: - Sau khi đào xong hố đào phải kiểm tra lại lần cuối cùng kích thước hình học: + Kích thước cạnh ngắn sai số ±5cm. + Kích thước cạnh dài sai số ±10cm. + Chiều sâu hố sai số ±10cm. + Độ nghiêng của hố đào theo cạnh ngắn chỉ được sai số trong khoảng 1% so với chiều sâu hố đào I.2.3.4- Kiểm tra độ sâu và vệ sinh hố đào : a/ Kiểm tra độ sâu hố đào : - Công tác này được thực hiện khi đào gần đến độ sâu thiết kế. Mục đích của nó chủ yếu là xác định đến khi nào máy đã đào được đến cao trình thiết kế để dừng lại và kiểm tra lớp cặn đáy dưới đáy hố đào. Công tác này cần được kiểm tra cẩn thận vì chất lượng vệ sinh hố đào có ảnh hưởng lớn đến sức chịu tải của cọc. Thông thường độ sâu hố đào được kiểm tra thủ công bằng quả rọi. Ngoài ra còn có phương pháp chênh lệch điện trở kiểu CZ.IIB của Trung Quốc. b/ Vệ sinh hố đào : - Quá trình đào trong dung dịch bentonite gây ra một lượng cặn lắng lớn ở đáy hố đào. Tường vây khi thiết kế phải ít nhất chịu được tải trọng bản thân của mình. Cặn lắng đáy hố đào sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng bêtông ở chân tường vây nên việc xử lý triệt để là cần thiết. - Các loại cặn lắng gồm có: + Loại cặn lắng thô: loại này chiếm khối lượng chủ yếu. Nó được tạo ra trong quá trình đào, đất cát không kịp đưa lên sẽ lưu lại ở gần đáy hố, sau khi dừng đào thì sẽ lưu lại tại đáy hố đào. Loại cặn lắng này tạo thành bởi những hạt có đường kính tương đối to, vì thế lắng đọng dưới đáy và không thể dùng biện pháp đơn giản mà moi lên được. + Loại cặn lắng tinh: là những hạt rất nhỏ lơ lửng trong dung dịch bentonite, sau khi đào hố xong một thời gian sẽ lắng xuống đáy. - Biện pháp xử lý cặn lắng: trên cơ sở sự phân loại căn lắng ở trên ta có thể thấy rằng phương pháp xử lý cặn lắng có thể chia làm 2 bước: + Bước 1: Xử lý cặn lắng thô: công việc này được tiến hành ngay sau khi đào hố đào đến độ sâu thiết kế, gầu đào tiếp tục thao tác vét đáy hố đến khi hoàn toàn sạch sẽ cặn lắng ở đáy hố mới thôi. Khi cặn lắng có ít có thể dùng bơm hút cát chìm thả xuống đáy lỗ vừa khuấy động cặn lắng vừa bơm hút cặn lắng lên. + Bước 2: Xử lý cặn lắng tinh: xử lý các hạt nhỏ, được tiến hành trước khi thả khung cốt thép hoặc trước khi đổ bêtông. Nhưng đề phòng khi hạ cốt thép có thể đất cát bị rơi xuống hố cọc nên tốt nhất là thực hiện trước khi đổ bêtông. Để tránh hiện tượng cát lắng dưới đáy hố đào, dung dịch bentonite có chứa các hạt đất và cát lơ lửng được hút ra khỏi hố đào bằng một máy bơm Turbine thả chìm ở đáy hố đào, qua ống chuyển về máy lọc cát, dung dịch bentonite mới được bổ sung thêm cho đến khi nào thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật; hoặc sử dụng một máy nén khí dùng khí áp lực cao thổi rửa đáy hố cho đến khi đảm bảo yêu cầu. I.2.3.5- Chế tạo và hạ lồng thép : a/ Chế tạo khung cốt thép : - Công tác này phải tiến hành sao cho khi kết thúc giai đoạn đào hào đã phải có đầy đủ thiết bị và lồng cốt thép chế tạo hoàn thiện để tiến hành hạ lồng thép vào lỗ để đổ bêtông. - Khung cốt thép được chế tạo theo đúng số lượng và chủng loại đã thiết kế, thông thường dùng cốt đai hình chữ nhật, cốt dọc cho phép được kéo dài đến 1/3 chiều dài cọc và sau đó được giảm một nửa hàm lượng cốt thép và kéo dài cho đến đáy cọc. - Khi gia công buộc khung cốt thép phải đặt chính xác vị trí cốt chủ, cốt đai và cốt dựng khung. Cốt thép phải được buộc thật chặt tránh cho cốt thép lệch khỏi vị trí trong quá trình đổ bêtông. Đặc biệt ở phần đầu lồng thép cốt đai và cốt dựng khung phải được hàn thật chặt để tránh va chạm vào lỗ và ống vách khi hạ lồng thép. Cốt dựng khung có thể bằng thép tròn có đường kính lớn hoặc thép hình có dạng giống cốt đai nhưng phải vuông góc với thép chủ để làm nhiệm vụ dựng khung cho chính xác và cố định lồng thép trong quá trình thi công sau này. Khoảng cách của cốt dựng khung đầu tiên cách đầu thép từ 1-1.5m. Khoảng cách giữa các cốt dựng khung khoảng 2-3m. - Cốt thép được chế tạo thành từng lồng cho từng tấm panel. Khi ghép buộc lồng cốt thép phải xác định trước vị trí cắm ống đổ bêtông để chừa lại không gian đủ dùng, đường kính cho vị trí để ống đổ phải có độ dài theo 2 phương ³ 40cm. Bởi vì không gian của phần này phải thông suốt từ trên xuống dưới nên xung quanh phải tăng thêm cốt đai và cốt liên kết để gia cố. Ngoài ra, để cho cốt thép không kẹp vào ống dẫn, phải cho cốt chủ dọc đặt bên trong, cốt đai ngang đặt bên ngoài. - Để giảm công phá vỡ bêtông, ở những vị trí liên kết với sàn, ta đặt vào các tấm xốp, chiều sâu vào tường khoảng 200, chiều cao tuỳ vào chiều dày của sàn hoặc dầm bo. Cốt thép dọc ở các vị trí này sẽ đi xuyên qua tấm xốp. Khi đổ bêtông sàn các tấm xốp này được lấy đi, tạo điều kiện cho việc liên kết sàn với tường vây. - Khung cốt thép không nên quá dài để đảm bảo khả năng lắp dựng thuận tiện và không bị biến dạng. Cũng không nên quá ngắn để mất thời gian chế tạo, lắp dựng, nối buộc dẫn đến kéo dài thời gian thi công. Chiều dài lồng thép hợp lý nằm trong khoảng 8-9m với tường có độ sâu nhỏ, và từ 10-12m với tường có độ sâu lớn. - Địa điểm buộc khung cốt thép phải được lựa chọn sao cho việc vận chuyển lắp dựng được dễ dàng. Tốt nhất nên thực hiện tại công trường. - Khi xếp cốt thép có thể xếp thành đống, nhưng chỉ nên xếp £ 2 tầng để tránh sự biến dạng của lồng thép và thuận tiện cho việc lắp dựng. b/ Lắp dựng lồng thép : - Công tác hạ khung cốt thép phải tiến hành khẩn trương, tiết kiệm tối đa thời gian để giảm lượng chất lắng đọng dưới đáy hố khoan cũng như khả năng làm sụt thành vách, và nên được tiến hành ngay sau khi làm sạch hố khoan và trước khi đổ bêtông. - Cẩu và di chuyển lồng thép: do khối lượng lồng thép của tường rất nặng và lại có tiết diện lớn, chiều dày nhỏ nên rất dễ bị biến dạng trong quá trình cẩu lắp và di chuyển. Do vậy cần có biện pháp cẩu lắp đặc biệt cho công tác này: + Phải bố trí từ 2 móc cẩu trở lên. + Tại những chỗ cần thiết phải bố trí cốt dựng khung buộc thật chặt vào cốt chủ để tăng độ cứng của khung. Hoặc cho dầm chống vào khung để gia cố làm cứng khung, khi lắp lồng vào trong lỗ thì tháo bỏ ra, hoặc đặt cột đỡ vào thành trong hoặc thành ngoài của khung. Nên dùng cách 1 là đơn giản và hiệu quả hơn cả. - Hạ và nối lồng thép: + Thường dùng cần cẩu để hạ lồng thép vào hố đào + Lợi dụng cốt dựng khung ở bên trên để cố định lồng thép vào tường dẫn hoặc khung cữ định hướng + Khi nối cốt thép phải kiểm tra độ thẳng đứng của thép chủ của lồng thép trên và dưới + Đầu nối của cốt thép có thể sử dụng phương pháp nối chồng, dùng dây thép loại to để buộc chặt cốt chủ vào nhau (d = 6mm) hoặc dùng dạng kẹp kiểu bulông hoặc dùng phương pháp hàn để nối. Đoạn nối đảm bảo 30d (lấy khoảng 1m). Quan trọng phải đảm bảo mối nối giữa được trọng lượng của cả lồng thép trên và lồng thép dưới trong quá trình lắp dựng. Các lồng thép hạ trước được neo giữ tạm thời trên miệng tường dẫn bằng cách dùng thanh thép hoặc gỗ ngáng qua tại vị trí đai gia cường buộc sẵn ở đầu lồng thép. Dùng cẩu đưa lồng thép tiếp theo tới nối vào và tiếp tục hạ đến khi hạ xong. + Khi thả lồng thép phải không để lồng thép chạm vào thành hố, muốn vậy phải thả chậm, dây trục phải trùng với tim cọc + Sau khi lắp dựng xong nhất thiết phải kiểm tra độ cao đầu cốt thép, tránh không cho đầu cốt thép có sai lệch cao thấp nhiều. - Lớp bảo vệ của khung cốt thép + Khoảng cách từ mép ngoài cốt chủ đến mặt trong của ống vách phải lớn hơn 2 lần đường kính hạt cốt liệu lớn nhất là được. + Để đảm bảo lớp bảo vệ có đủ độ dày quy định > 6cm, có thể hàn phía ngoài các đệm định vị uốn bằng thép dẹt để cố định vị trí của lồng cốt thép, hoặc sử dụng bánh xe làm cữ bằng chất dẻo, ở giữa có lỗ để lồng vào cốt đai, hoặc các miếng bêtông đúc sẵn hình tròn bán kính 7-10cm và lồng vào thép chủ. Theo chiều ngang có thể bố trí 2 đến 3 đệm, theo chiều cao thì có thể 3-6m một đệm. - Lắp gioăng chống thấm CWS vào lồng thép nhờ các bộ gá lắp chuyên dụng của hãng Bachy-soletanche. I.2.3.6- Hạ ống đổ bêtông, thổi rửa bùn cặn : - ống đổ bêtông bằng kim loại, có đường kính trong lớn hơn 4 lần đường kính của cốt liệu hạt và thường ³ 120 mm (thông thường ống đổ dùng loại có đường kính 150 – 300 mm). ống đổ được tổ hợp bằng các đoạn có môdun khoảng 2-3m., được nối với nhau rất kín khít bằng ren, đồng thời rất dễ tháo lắp. - Trước khi đổ bêtông vào phễu phải có nút tạm bằng vữa xi măng cát ướt ở đầu ống đổ. Khi bêtông đầy ắp phễu, trọng lượng bêtông sẽ đẩy nút vữa xuống để dòng bêtông chảy xuống hố đào. Làm như vậy sẽ tránh cho bêtông bị phân tầng. - Các ống đổ được lắp dần từ dưới lên nhờ vào một hệ giá đỡ đặc biệt cấu tạo như một thang thép đặt qua miệng tường vây, trên thang có hai nửa vành khuyên có bản lề. Khi hai nửa vành khuyên này sập xuống tạo thành hình côn ôm khít lấy thân ống đổ bêtông, miệng các ống đổ có đường kính to hơn nên bị giữ lại trên hai nửa vành khuyên đó. Đáy dưới của ống đổ cách đáy hố đào 20cm đề phòng tắc ống do đất đá dưới đáy hố khoan nút lại. - Hết sức chú ý tới vấn đề giữ kín nước, sau khi sử dụng ống phải rửa kỹ bên trong ống và những chỗ đầu nối để van trượt có thể trượt xuống dễ dàng, và đề phòng hở nước ở chỗ nối. Gioăng giữ nước phải được kiểm tra và giữ sạch thường xuyên trước khi thi công. I.2.3.7- Đổ bêtông : a/ Yêu cầu kỹ thuật : - Về nguyên tắc thi công bêtông cọc và tường phải tuân theo các quy định về đổ bêtông dưới nước nên tỷ lệ cấp phối bêtông phải phù hợp với phương pháp này. Tỷ lệ phù hợp tức là loại bêtông này phải có đủ độ dẻo, độ dính, dễ chảy trong ống dẫn mà không hay bị gián đoạn, cho nên thường dùng bêtông trộn dẻo có độ sụt 13-18cm. Thông thường tỷ lệ cát là khoảng 45%, lượng ximăng PC30 khoảng 370 – 400 kg cho 1m3 bêtông. Tỷ lệ N/X khoảng 50%. - Cốt liệu sử dụng cho bêtông phù hợp với TCVN 1772. - Nước dùng để trộn bêtông phải sạch, không chứa axit và các tạp chất và được kiểm tra theo đúng TCVN. ở đây lấy nước từ hệ thống cung cấp nước sạch của thành phố đảm bảo chất lượng dùng cho thi công bêtông cọc và tường vây. - Phải xác định thời gian sơ ninh kết của bêtông khi đổ vào mùa đông hay mùa hè, theo “Quy phạm tiêu chuẩn bêtông”, nếu thời gian ngắn quá có thể sử dụng phụ gia đóng rắn chậm nhằm đảm bảo tính lưu động của bêtông - Bêtông dùng thi công tường vây thường dùng bêtông thương phẩm M300, độ sụt từ 15 ¸ 18cm ± 2cm. Bêtông được đổ từ xe chuyên dụng qua máng chảy vào phễu, đổ liên tục từ khi bắt đầu đến khi kết thúc. Khối lượng bêtông thực tế đổ cho cọc so với khối lượng tính toán theo đường kính cọc thường nhiều hơn do nhiều nguyên nhân, có thể lấy khối lượng bêtông thực tế vượt khoảng 4-10% với khi coi như không có hiện tượng tăng bêtông trong quá trình đổ. - Trước khi đổ bêtông phải đảm bảo hố khoan phải sạch, nếu lớp lắng dưới đáy hố khoan vượt quá mức cho phép (>10cm) thì phải tiến hành làm sạch lại bằng phương pháp thổi khí cho đến khi chiều dày lớp cặn lắng này < 10cm. - Khi đổ bêtông tường phải thật liên tục và nếu bị gián đoạn thì dễ sinh ra sự cố đứt ngang thân. Nếu để cho phần bêtông đổ trước đã vào giai đoạn sơ ninh thì sẽ gây trở ngại cho bêtông đổ tiếp sau chuyển động trong ống.Thời gian đổ bêtông một panel tường nên khống chế trong vòng 4 giờ. Khi đổ bêtông theo phương pháp rút ống thì khoảng 1,5 giờ từ khi bắt đầu trộn, bêtông phải được đổ hết. Nếu dùng bêtông thương phẩm phải chú ý kiểm tra cẩn thận độ sụt trước khi đổ. - Tốc độ đổ bêtông thích hợp là 0.6m3/phút (= 36m3/h). 10 phút đổ xong một xe 6m3. Nếu đổ nhanh quá bêtông có thể chạm vào thành lỗ cọc và cuốn theo đất cát của thành xuống lỗ (kể cả khi có lớp áo sét Bentonite) gây kém chất lượng cho bêtông. - Khoảng cách giữa hai lần đổ bêtông phải cách nhau không quá 15’ b/ Kỹ thuật đổ bêtông trong dung dịch bentonite theo phương pháp rút ống: - Bêtông được đổ từ xe chuyên dụng qua máng chảy vào phễu - Khi vữa bêtông trong hố đào dâng cao, ống đổ cũng được nâng lên bằng cách cắt ống nhưng vẫn đảm bảo độ ngập của ống trong bêtông tối thiểu là 2-3m, để đề phòng sau khi bêtông chảy từ đáy ống dẫn ra có thể có dung dịch vữa hoặc đất trộn lẫn trên bề mặt bêtông. Độ ngập của ống đổ cũng không vượt quá 9m để áp lực bêtông không đẩy bêtông trong ống dẫn trào lên và chảy ngược ra ngoài qua phễu rồi rơi xuống lỗ cọc trực tiếp à bêtông rời rạc, phân tầng, giảm khả năng giữ thành của bentonite. - Khi nâng cần nâng ống đổ lên để đảm bảo yêu cầu này thì người ta tháo phễu của ống ra, lắp một cái móc vào miệng ống thông qua ren đầu ống, dùng cần cẩu nâng ống đổ lên, quấn quanh ống đổ một cái kẹp, giữ cả 2 đoạn ống được kéo lên, xoay kẹp để tháo ống trên cùng ra, dùng cần cẩu cẩu đi, lắp phễu vào và tiếp tục đổ bêtông. Tránh việc nối 2 ống dẫn chưa rửa thật sạch hoặc ở chỗ đầu nối không khớp nhau làm kém hiệu quả giữ nước. Hết sức chú ý không được để ống dẫn bị biến dạng và tránh để ống tuột rơi sẽ gây hậu quả rất nghiêm trọng. - Trong mỗi lần cắt ống đổ bêtông và sau đổ mỗi xe bêtông đều tiến hành đo kiểm tra độ dâng của bêtông nhằm đảm bảo ống đổ luôn cắm vào trong bêtông và phát hiện trường hợp tường vây bị sụt lở hoặc thu hẹp. - Thông thường mẻ bêtông đầu tiên trút xuống sẽ được ngăn bằng một lớp bọt xốp với dung dịch bentonite, tuy nhiên lớp này sẽ bị đẩy lên trên cùng và lẫn nhiều tạp chất nhất nên có thể dùng phụ gia hoá dẻo để bêtông không bị đông cứng trước khi kết thúc quá trình đổ. - Bêtông của đoạn panel đổ xuống nhờ có sự chênh lệch tỷ trọng giữa bêtông và dung dịch bentonite, theo nguyên lý Acsimet, do đó bắt buộc phải có sự chênh lệch độ đặc từ 1,1 trở lên. Bêtông phải có tính dẻo tốt và không bị phân tầng. - Số lượng ống dẫn cũng liên quan đến độ dài tấm panel, khi độ dài tấm panel nhỏ hơn 4m thì có thể dùng một ống đổ, trên 4m thì có thể dùng 2 hoặc lớn hơn hai ống đổ. Trong quá trình đổ không cho ống chạy ngang, để có thể tăng sự chuyển động của bêtông trong ống đổ thì có thể cho ống đổ chuyển động lên xuống, nhưng chiều cao chuyển động không lớn hơn 30cm. - Trong quá trình đổ bêtông, bentonite thu hồi phải được bơm hoàn toàn về bể chứa không để chảy tràn lan trên mặt bằng. Tốc độ hút Bentonite về phải tương ứng với tốc độ đổ bêtông của ống dẫn I.2.3.8- Thi công panel tường tiếp theo : - Tiến hành đào hố cho panel tiếp theo đến cốt thiết kế bằng máy đào gầu ngoạm trong dung dịch bentonite. Việc đào hố phải được tiến hành cách panel vừa đổ một khoảng đất (theo cách chia panel tường thì khoảng cách bằng 1 tấm panel nằm giữa 4,5m) sau khi bêtông vừa đổ đã ninh kết được trên 8 tiếng. - Thi công các panel tường dạng một cách một. Khi máy di chuyển hết một vòng chu vi tường vây thì tiến hành thi công các panel xen giữa những panel đã được đổ bêtông. I.2.3.9- Kiểm tra chất lượng tường trong đất : - Về chất lượng bêtông: việc kiểm tra bêtông tường trong đất tương tự như kiểm tra bêtông cọc Barrette. Cụ thể ta dùng biện pháp siêu âm để kiểm tra đại trà với số lượng lớn cho các panel tường. Chi tiết biện pháp này được trình bày trong phần thi công cọc Barrette. - Về vấn đề thấm của tường: việc kiểm tra thấm qua các gioăng cách nước giữa các panel được thực hiện bằng cách quan sát thực địa. Nếu bị thấm phải có biện pháp xử lý. Thông thường dùng vữa chống thấm chuyên dụng (vữa Sika). 3. LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG ĐÀO ĐẤT, ĐÀI, GIẰNG MÓNG 3.1 THIẾT KẾ HỐ ĐÀO Ta có 2 phương án đào đất như sau: Phương án 1: Đào ao tới cao trình đáy sàn tầng hầm3 sau đó mới thi công cọc khoan nhồi. Ưu điểm: công việc đào đất, vận chuyển dễ dàng, do không bị vướng các cọc, nên có thể cơ giới hoá gần như hoàn toàn. Nhược điểm: Khi mưa sinh ra ngập úng, ta phải dùng máy bơm để tháo khô hố móng, phải mất rất nhiều thời gian để cho hố móng khô ráo thì ta mới có thể thi công cọc khoan nhồi được. Phương án 2: Thi công cọc khoan nhồi trước sau đó dùng máy xúc đào ao tới đáy giằng, và đào thủ công tới đáy đài. Ưu điểm: Công tác thi công cọc khoan nhồi sẽ dễ dàng. Nhược điểm: Khi đào đất sẽ bị vướng phải các đầu cọc nhô lên, làm cho việc di chuyển máy gặp khó khăn, mất nhiều thời gian. Vì vậy ta sẽ phải mất thời gian đào móng bằng thủ công. So sánh 2 phương án trên ta thấy: Giả thiết thi công vào mưa, ta sẽ chọn phương án 2 sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn, thời gian thi công nhanh hơn. TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐẤT ĐÀO Công trình có mặt bằng chật hẹp nhưng có chiều sâu đào đất không lớn , do đó ta chọn phương án đào thành ao mái taluy. Đất đào là đất lấp dày 2,5m và lớp đất sét dày 10,95m. Lớp đất thứ 2 là sét ở trạng thái dẻo cứng, có tính năng xây dựng tốt, nên ta sẽ đào đất tới đáy giằng (như vậy sẽ tận dụng được lớp đất này để làm nền đổ bê tông giằng). Kích thước hố đào như hình vẽ. Thể tích đất đào bằng máy được tính theo công thức: V = Vl + Vll + Vlll + VlV trong đó: Vl = abH = 13.45.(47.5+6.5)(5.4+48.6)= 39220 m3. Vll= abH = 13.45.(47.5+21.5)40.5=37586 m3 Vlll = abH = 13.45x48.6x21.5=14053 m3 VlV = abH = 13.45.x5.4x5= 302m3 Vậy Vmáy = 39220 + 37586 + 14053 +302 = 91161m3. Sau khi đào máy tới cao trình đáy lớp bê tông lót của giằng ta tiến hành đào đất thủ công. Vì đất đào là sét ở trạng thái dẻo cứng nên ta có thể đào thẳng đứng. Chiều sâu cần đào thủ công là 1,5m. Kích thước đài và giằng như hình vẽ( thể hiện cho 1 phần nhà): thể Thể tích đất đào thủ công được tính theo công thức sau: Vtc = 10VD1 + 2VD2 + VD3 Trong đó: VD1 = ((6,8+2.0,5)(1,395+0,5)+0,5.4,789.(6,8+0,5.2)).1,6= 53,53 m3. (0,5 là khoảng hở mỗi bên giữa đài và thành đất để thao tác lắp dựng ván khuôn). Vđ2= (11,4 + 2.0,5).(6,8 + 2.0,5).1,6= 142,27m3. Vđ3= (11,4 + 2.0,5).(29,8 + 2.0,5).1,6 = 611 m3. Vậy Vtc = 611 + 10.53,53 + 2.142,27 =1430,84 m3. chọn máy thi công đất Chọn máy đào đất Cơ sở để chọn máy đào đất: + Khối lượng đất cần đào, mặt bằng thi công và điều kiện địa chất. + Đặc tính kỹ thuật của máy đào. + Thời gian đào. + Loại đất đào. + Tiến độ thi công. + Phương án tập kết, vận chuyển đất. Để đào đất ta có thể dùng máy đào gầu thuận hoặc máy đào gầu nghịch. Nếu dùng máy đào gầu thuận sẽ gặp một số khó khăn sau đây: + Máy đào đứng cùng cao trình của gầu đào do đó phải làm đường lên xuống cho máy đào. + Phải bảo đảm địa điểm làm việc khô ráo. + Do mặt bằng chật hẹp nên khi dùng máy đào gầu thuận có năng suất cao sẽ dẫn đến có quá nhiều xe trở đất trên một mặt bằng chật hẹp việc đi lại của các xe sẽ gặp khó khăn. ÞGiải pháp này là không kinh tế. Nên ở đây chọn máy đào gầu nghịch. Đào đất theo phương pháp mái dốc. Dựa trên các cơ sở trên đã nêu ta chọn loại máy đào gầu nghịch số hiệu E140 do hãng CATERPILIAR sản xuất. Máy có các thông số kỹ thuật như sau: + Dung tích gầu : 0,63 m3. + Cơ cấu di chuyển : bánh xích. + Tốc độ di chuyển : 4,1 km/h. + Chiều sâu đào lớn nhất : 4,5 m. + Bán kính đào lớn nhất : 7,6 m. + Chiều cao đổ lớn nhất : 4,7 m. + Chu kỳ làm việc : t = 16,5 s. + Kích thước : Chiều dài : 6085 mm. Chiều rộng : 2260 mm. Chiều cao : 2570 mm. + Khối lượng máy : 14 Tấn. Năng suất thực tế của máy đào được tính theo công thức: Q = (m3/h). Trong đó: q : Dung tích gầu. q = 0,63 m3. kd : Hệ số làm đầy gầu. Với đất loại I ta có: kd = 1,2. ktg : Hệ số sử dụng thời gian. Ktg = 0,8. kt : Hệ số tơi của đất. Với đất loại I ta có: kt = 1,25. Tck : Thời gian của một chu kỳ làm việc. Tck = tck.kjt.kquay. tck : Thời gian 1 chu kỳ khi góc quay là 900. Tra sổ tay chọn máy tck= 16.5 (s) kjt : Hệ số điều kiện đổ đất của máy xúc. Khi đổ lên mặt đất kjt = 1. kquay : Hệ số phụ thuộc góc quay j của máy đào. Với j = 1100 thì kquay = 1,1. Þ Tck = 20.1.1,1 = 22 (s). Năng suất của máy xúc là : Q = (m3/h). Khối lượng đất đào trong 1 ca là: 8x79 = 632 (m3). Vậy số ca máy cần thiết là : n = 91161/632 =144.24 ca Do trong quá trình đào còn có những thời gian gián đoạn nên ta lấy 145ca máy. Ta dùng 4 máy đào đất, như vậy sẽ thực hiện đào trong 36 ngày. Chọn ô tô vận chuyển đất Đất sau khi đào được vận chuyển đi đến một bãi đất trống cách công trình đang thi công 5km bằng xe ôtô. Xe vận chuyển được chọn sao cho dung tích của xe bằng bội số dung tích của gầu đào, dung tích hợp lý nhất là Vxe=(4-10) VGầu với 3 máy cùng đào ,Khối lượng đất cần chở là lớn (Vmáy + Vtc = 35947 + 1430,84 = 37377 m3) nên ta dùng xe tự đổ KAMAZcó dung tích thùng xe là 6m3. Tính toán số chuyến xe cần thiết: - Thể tích đất đào được trong 1 ca là: Vc = 2528 m3 - Khoảng cách vận chuyển đất bằng ô tô: l = 2x5 = 10 km. - Thời gian vận chuyển của 1 chuyến xe: t1 = l/v = 10/30 = 0,33(h) - Thời gian đợi của ô tô để máy đào đổ đất đầy thùng xe: t2 = 0,07(h) - Số chuyến mà 1 xe chạy được trong 1 ca là: n = =20 chuyến. - Vậy số xe cần thiết trong 1 ca là: n = = = 21.06 Lấy n = 22 xe. Vậy ta dùng 22 xe KAMAZ tự đổ để chuyên chở đất đào. Kĩ thuật thi công đất Thiết kế khoang đào: Đào theo sơ đồ đào lùi. Thiết kế khoang đào có chiều rộng 1,2Rmax=9,3m. Þ Chia làm 2 khoang cho 4 máy đào ,mỗi khoang chia thành nhiều khoang đào nhỏ như hình vẽ: Tổ chức thi công đào đất Tính số ca máy Dùng 3 máy đào E140 do hãng CATERPILIAR sản xuất và đào trong 36 ngày (tính toán cụ thể xem mục 2.3.1) Dùng 22 xe KAMAZ có dung tích 6m3 để chở đất đào ra khỏi công trường với khoảng cách 5 km (tính toán cụ thể xem mục 2.3.2) Tính lượng nhân công đào đất - Khối lượng đất đào thủ công Vtc = 1430m3cho 1 bên nhà.Định mức cho 1 công nhân đào đất là: 2,4 h/m3. - Vậy số giờ công đào đất là: n = 2,4.1430 = 3432 h. - Số ngày công là: 3432/8 = 429 ngày công. - Mà ta thi công đào máy trong vòng 19 ngày, nên ta sẽ thi công phần đào đất thủ công trong vòng 19 ngày và bắt đầu ngay sau ngày đào máy. Vậy số lượng công nhân cần cho công tác đào móng thủ công là:429/19 = 22.37 lấy là 23 công nhâncho 1 phần nhà. an toàn lao động khi thi công đất - Phổ biến kiến thức và an toàn lao động, nội quy của công trường cho công nhân. - Kiểm tra an toàn máy móc trước khi đưa vào sử dụng. - Chỉ đưa máy móc vào công trường khi đã được kiểm định. - Có hàng rào ngăn cách, biển báo, biển chỉ dẫn. - Kiểm tra thiết bị, máy móc, an toàn vệ sinh cá nhân, dụng cụ phòng hộ lao động, chỗ làm việc để tránh tai nạn xảy ra. 3. THI CÔNG ĐÀI CỌC VÀ GIẰNG MÓNG Nội dung của thi công đài giằng móng bao gồm các công việc như sau: - Công tác phá bê tông đầu cọc. - Công tác bê tông lót. - Công tác cốt thép. - Công tác ván khuôn. - Công tác bê tông. - Công tác tháo ván khuôn. 3.1 CÔNG TÁC PHÁ ĐẦU CỌC 3.1.1 Chọn phương án thi công Sau khi đào và sửa xong hố móng ta tiến hành phá bê tông đầu cọc. Hiện nay công tác đập phá bê tông đầu cọc nhiều biện pháp khác nhau: a. Phương pháp sử dụng máy phá: Sử dụng máy phá hoặc đục đầu nhọn để phá bỏ phần bê tông đổ quá cốt cao độ. Mục đích làm cho cốt thép lộ ra, neo vào đài móng, loại bỏ phần bê tông kém phẩm chất. b. Phương pháp giảm lực dính: Quấn một màng nilon mỏng vào phần cốt chủ lộ ra tương đối dài hoặc cố định ống nhựa vào khung thép. Chờ sau khi đổ bê tông xong, đổ đất xong, dùng khoan hoặc các thiết bị khác khoan mé ngoài, ở phía trên cao độ thiết kế, sau đó dùng nêm thép đóng vào làm cho bê tông bị nứt ra, bê cả khối bê tông đầu cọc bỏ đi. 3.1.2 Tính toán khối lượng công tác Đầu cọc bê tông còn lại ngàm vào đài một đoạn 10 cm. Như vậy phần bê tông đập bỏ trung bình là 0,8 m. Khối lượng bê tông cần đập bỏ của một cọc D1500: V1 = h.p.D.D.1/4 = 0,8.3,14.1,5.1,5.1/4 = 1, 413 (m3). Tổng khối lượng bê tông cần đập bỏ của cả công trình: Vt = 69.1,413 = 97,5(m3). 3.1.3 Biện pháp, kỹ thuật thi công -Loại bỏ lớp bê tông bảo vệ ngoài khung cốt thép. -Đục thành nhiều lỗ hình phễu để rời khỏi cốt thép. -Dùng máy khoan phá chạy áp lực dầu. -Dùng vòi nước rửa sạch mạt đá, bụi trên đầu cọc. 3.1.4 Tổ chức thi công phá đầu cọc Tra định mức cho công tác đập phá bê tông đầu cọc; với nhân công 3,5/7 cần 28 công/100 m3. Số nhân công cần thiết là: 28.97,5./100 = 27,3 (công). Như vậy ta cần 7 nhân công cho công việc phá đầu cọc trong 4 ngày 3.1.5 Công tác an toàn lao động - Kiểm tra an toàn máy móc thiết bị trước khi đưa vào sử dụng. - Khi khoan không để các tảng bê tông rơi từ trên cao xuống. - Tránh va chạm, chấn động làm ảnh hưởng đến cốt thép. -Trang bị đầy đủ dụng cụ bảo hộ lao động cho công nhân. 3.2 CÔNG TÁC BÊ TÔNG LÓT Lớp bê tông lót mác 100 dày 100mm, diện tích đổ rộng hơn đáy đài và đáy giằng 10 cm về mỗi bên, có tác dụng làm phẳng đáy đài, đáy giằng, giữa sạch cốt thép, hạn chế việc mất nước của bê tông. 3.2.1 Xác định khối lượng lớp bê tông lót KHỐI LƯỢNG BÊ TÔNG LÓT Tên cấu Kích thước Khối lượng BT lót Thể tích Số lượng Tổng KL Tổng (m3) kiện axb(m2) S(m2) h(m) BT (m3) BT (m3) Đài Đ1 27.23 27.23 0.1 2.723 12 32.676 Đài Đ2 7.0x11.6 81.2 0.1 8.12 2 16.24 Đài Đ3 11.6x30.0 348 0.1 34.8 1 34.8 89.088 Giằng G1 1x1.36 1.36 0.1 0.136 2 0.272 Giằng G2 1x2.00 2 0.1 0.2 10 2 Giằng G3 1x3.1 3.1 0.1 0.31 10 3.1 3.2.2 Kỹ thuật thi công bê tông lót - Bê tông lót móng được trộn thủ công hoặc bằng máy tại công trưòng, sau đó được vận chuyển đến các hố móng bằng xe cải tiến hoặc xô xách tay. - Nếu vận chuyển bằng xe cải tiến, để tránh sụt nở hố đào, đồng thời đi lại được dễ dàng ta làm cầu công tác cho xe và người lên xuống. - Bê tông lót móng được đưa xuống đáy hố móng, san phẳng. Sau đó đầm qua cho phẳng để tăng thêm độ chặt. - Trong quá trình thi công tránh va chạm vào thành hố đào làm sụt lở hố đào và làm lẫn đất vào bê tông lót dẫn đến làm bê tông bị giảm chất lượng. 3.2.3 Tổ chức thi công bê tông lót Tra định mức : 0,83 công/m3. Số ngày công cần thiết:89,088.0,83 =73,94; lấy bằng 74 công. Ta thiết kế tổ đội thi công gồm 15 người làm trong 5 ngày. 3.3 CÔNG TÁC CỐT THÉP MÓNG Sau khi đổ bê tông lót móng ta tiến hành lắp đặt cốt thép móng. 3.3.1 Những yêu cầu chung đối với cốt thép móng Cốt thép được dùng đúng chủng loại theo thiết kế. Cốt thép được cắt, uốn theo thiết kế và được buộc nối bằng dây thép mềm f1. Cốt thép được cắt uốn trong xưởng chế tạo sau đó đem ra lắp đặt vào vị trí. Trước khi lắp đặt cốt thép cần phải xác định vị trí chính xác tim đài cọc, trục giằng móng. Sau khi hoàn thành việc buộc thép cần kiểm tra lại vị trí của thép đài cọc và thép giằng. 3.3.2 Khối lượng công tác cốt thép móng KHỐI LƯỢNG THÉP ĐÀI VÀ GIẰNG MÓNG Tên cấu Thể tích BT Hàm lượng Khối lượng Số lượng Tổng khối Tổng kiện cốt thép cốt thép lượng thép (m3) m % (kg) (kg) kg Đài Đ1 68.075 2% 10687.775 12 128253.3 Đài Đ2 193.8 2% 30426.6 2 60853.2 Đài Đ3 849.3 2% 133340.1 1 133340.1 339315 Giằng G1 2.72 2% 427.04 2 854.08 Giằng G2 4 2% 628 10 6280 Giằng G3 6.2 2% 973.4 10 9734 3.3.3 Kỹ thuật thi công cốt thép móng Lắp cốt thép đài móng: Xác định trục móng, tâm móng và cao độ đặt lưới thép ở móng. Đặt lưới thép ở đế móng. Lưới này có thể được gia công sẵn hay lắp đặt tại hố móng, lưới thép được đặt tại trên những miếng kê bằng bê tông để đảm bảo chiều dày lớp bảo vệ. Xác định cao độ bê tông móng. Lắp đặt cốt thép cổ móng: Cốt thép chờ cổ móng được được bẻ chân và được định vị chính xác bằng một khung gỗ sao cho khoảng cách thép chủ được chính xác theo thiết kế. Sau đó đánh dấu vị trí cốt đai. Lồng cốt đai vào các thanh thép đứng, dùng thép mềm f = 1 mm buộc chặt cốt đai vào thép chủ, các mối nối của cốt đai phải so le không nằm trên một thanh thép đứng. Sau khi buôc xong dọn sạch hố móng, kiểm tra vị trí đặt lưới thép đế móng và buộc chặt lưới thép với cốt thép đứng, cố định lồng thép chờ vào đài cọc. 3.3.4 Tổ chức thi công cốt thép móng BẢNG TÍNH NGÀY CÔNG TRONG CÔNG TÁC CỐT THÉP MÓNG Tên cấu Tổng khối Định mức Số công Tổng kiện lượng thép lao động (Tấn) (công/Tấn) Đài Đ1 128.3 6.35 814.705 2154.87 Đài Đ2 60.9 6.35 386.715 Đài Đ3 133.3 6.35 846.455 Giằng GM1 0.85 6.35 5.3975 Giằng GM2 6.3 6.35 40.005 Giằng GM3 9.7 6.35 61.595 Vì ta lấy khối lượng bê tông móng để tính toán, chọn máy và nhân lực. Do đó biện pháp tổ chức các công tác khác phải theo công tác bê tông. Phần thi công đài, giằng chia làm 5 phân khu nên số công trên mỗi phân khu là:2154.87/5=431 công. Chọn 3 tổ thi công cốt thép đài giằng móng mỗi tổ 13 người, vậy số ngày thi công thép là 431/(13x3)» 12 ngày.->15 ngay` 3.4 CÔNG TÁC VÁN KHUÔN MÓNG 3.4.1 Tính toán ván khuôn móng a. Cấu tạo ván khuôn móng Ván khuôn đài và giằng móng được dùng là loại ván khuôn thép định hình được tổ hợp từ các loại ván khuôn sau: Rộng (mm) Dài (mm) Cao (mm) Mô men quán tính (cm4) Mô men chống uốn (cm3) 300 200 150 100 1800 1500 1200 900 750 600 55 28,46 20,02 17,63 15,63 6,55 4,42 4,38 4,08 b. Tính toán khoảng cách các nẹp đứng Nẹp đứng đỡ ván thành đài - Tải trọng: Tải trọng bao gồm do áp lực vữa, do áp lực bơm bê tông và đầm bê tông: q = q1+q2+q3 Trong đó: q1 : Áp lực vữa: q1 = g.H = 2500x2,5 = 6250 kG/m2. q2 : Áp lực do bơm bê tông: q2 = 600 kG/m2. q3 : Áp lực do đầm bê tông: q3 =150 kG/m2. Tổng tải trọng tác dụng: q = Sqi = 6250 + 600 + 150 = 7000 (kG/m2). l l l Để đơn giản và thiên về an toàn, coi tải q = 7000 kG/m2 là phân bố đều lên ván thành để tính toán. - Sơ đồ tính: sơ đồ tính ván thành là dầm liên tục tựa trên các gối tựa là các nẹp đứng, chịu tải trọng phân bố. Tính cho tấm ván khuôn có bề rộng b = 0,2m, tải trọng phân bố đều trên ván khuôn là: q = 7000x0,2 = 1400 kG/m = 14kG/cm. Mô men uốn lớn nhất trong ván khuôn là: + Theo điều kiện bền: W : mô men chống uốn của ván khuôn. Với ván khuôn b = 20 cm có W = 4,42 cm3; J = 20,02 (cm4) + Khoảng cách nẹp theo điều kiện biến dạng: l £ (cm). Vậy khoảng cách giữa các nẹp đứng ván thành phải < 70,6 cm. Tính toán thanh chống xiên đỡ nẹp đứng Xác định khoảng cách chống xiên + Sơ đồ tính: dầm liên lục tựa trên các gối tựa là các thanh chống xiên, chịu tải trọng phân bố đều. + Tải trọng: tải trọng truyền vào mỗi nẹp đứng từ ván thành theo diện chịu tải, từ sơ đồ ta có (coi tải là phân bố đều thiên về an toàn). + Theo điều kiện bền: ; l£ ở đây,(cm3) Þ l £ (cm). +Theo điều kiện biến dạng: l £ . Trong đó: (cm4) Þ l £ (cm) Vậy khoảng cách giữa các thanh chống xiên phải < 61 cm. Do đó ta bố chí 250/61 + 1 = 6 thanh chống xiên trên 1 thanh chống đứng. BẢNG THỐNG KÊ DIỆN TÍCH VÁN KHUÔN MÓNG VÀ GIẰNG MÓNG Tên cấu kiện Kích thớc Diện tích Số lượng DT VK Tổng chiều dài ck(m) h(m) Diện tích đáy(m2) ván khuôn (m2) (m2) (m2) Đài Đ1 22.8 2.5 27.23 84.23 12 1010.76 2017.68 Đài Đ2 36.4 2.5 81.2 172.2 2 344.4 Đài Đ3 82.4 2.5 348 554 1 554 Giằng GM1 1.4 1 1.36 2.76 2 5.52 Giằng GM2 2 1 2 4 10 40 Giằng GM3 3.2 1 3.1 6.3 10 63 3.4.2 Kỹ thuật thi công ván khuôn móng Gia công lắp đặt ván khuôn móng: Ván khuôn đài - giằng móng được gia công tại chỗ thành các tấm sau đó được ghép lại với nhau. Sau khi lắp ghép xong ta bôi 1 lớp dầu cặn để hạn chế bê tông dính vào thành giúp cho việc tháo dỡ sau này dễ dàng thuận lợi. Yêu cầu lắp ghép ván khuôn phải kín khít. Trước khi đổ bê tông cần dọn vệ sinh mặt ván khuôn bằng vòi phun nước, lót các khe hở bằng bao bê tông cắt ra. 3.4.3 Tổ chức thi công lắp đặt ván khuôn móng BẢNG THỐNG KÊ NHÂN CÔNG CHO CÔNG TÁC VÁN KHUÔN ĐÀI GIẰNG MÓNG Tên cấu kiện Tổng dt Định mức Số ngày công Tổng ngày VK (m2) ( giờ/m2) công Đài Đ1 1010.76 0.5 63.1725 126.105 Đài Đ2 344.4 0.5 21.525 Đài Đ3 554 0.5 34.625 Giằng GM1 5.52 0.5 0.345 Giằng GM2 40 0.5 2.5 Giằng GM3 63 0.5 3.9375 Ta tổ chức thi công dựa vào năng suất máy bơm bê tông nên thời gian thi công ván khuôn đài giằng móng phụ thuộc vào thời gian đổ bê tông đài giằng móng, mà thời gian thi công đổ bê tông đài giằng móng 15 ngày (xem mục 3.5.3), vậy ta sẽ thi công ván khuôn đài giằng móng trong vòng 15 ngày. Do đó trong 1 ngày cần số công nhân để lắp đặt ván khuôn là: 126/15 = 8,3 lấy bằng 9 công nhân. 3.5 CÔNG TÁC ĐỔ BÊ TÔNG MÓNG, GIẰNG MÓNG 3.5.1 Biện pháp kỹ thuật thi công bê tông đài giằng móng Sau khi hoàn thành công tác ván khuôn móng ta tiến hành đổ bê tông móng. Bê tông móng được dùng loại bê tông thương phẩm mác 350, thi công bằng máy bơm bê tông. Công việc đổ bê tông được thực hiện từ vị trí xa về vị trí gần máy bơm. Bê tông được chuyển đến bằng xe chuyên dùng và được bơm liên tục trong quá trình thi công. Bê tông phải được đổ thành nhiều lớp với chiều dày mỗi lớp 10 ¸ 15cm , dùng đầm dui để đầm. Mỗi chỗ đầm khoảng 30s, với khoảng cách vị trí đầm bằng với bề rộng ảnh hưởng của đầm dùi. Di chuyển đầm phải rút lên từ từ, nâng hẳn lên khỏi mặt bê tông rồi mới chuyển sang vị trí khác. Các đài có chiều cao bằng 1,8m > 0,8m; chiều rộng các cạch > 2,5m, nên thuộc loại bê tông khối lớn. Do đó trong lòng khối đổ sẽ sinh ra ứng suất nhiệt do sự toả nhiệt của bê tông trong quá trình thuỷ phân, gây hiện tượng nứt bê tông. Để hạn chế vết nứt, theo TCVN 4453 – 1995 “Kết cấu bê tông cốt thép toàn khối. Quy phạm thi công và nghiệm thu” ta có các phương pháp sau: + Sử dụng xi măng ít toả nhiệt. + Sử dụng phụ gia làm tăng độ sụt của bê tông, để làm giảm lượng xi măng. + Sử dụng phụ gia làm chậm quá trình ninh kết của bê tông. + Chia khối đổ thành các lớp đổ có chiều dày < 0,8 m. + Sử dụng các vật liệu bao che để làm giảm sự chênh lệch nhiệt độ giữa trong và ngoài khối bê tông. + Dùng các ống dẫn nhiệt đặt trong lòng khối bê tông và cho nước lạnh chảy qua. + Ta chọn cốt liệu ở nhiệt độ thấp với lại nước lạnh. 3.5.2 Chọn máy thi công a. Ô tô vận chuyển bê tông Căn cứ vào khối lượng bê tông cần đổ, khoảng cách vận chuyển (10km) ta chọn xe vận chuyển bê tông SB_92B có các thông số kỹ thuật sau: + Dung tích thùng trộn: q = 6 m3. + Dung tích thùng nước: 0,75 m3. + Công suất động cơ: 40 KW. + Tốc độ quay thùng trộn: ( 9 - 14,5) vòng/phút. + Độ cao đổ vật liệu vào: 3,5 m. + Thời gian đổ bê tông ra: t = 10 phút. + Trọng lượng xe (có bê tông): 21,85 T. + Vận tốc trung bình: v = 30 km/h. Giả thiết trạm trộn cách công trình 10 km. Ta có chu kỳ làm việc của xe: Tck = Tnhận + 2Tchạy + Tđổ + Tchờ . Trong đó: Tnhận = 10 phút. Tchạy = (10/30).60 = 20 phút. Tđổ = 10 phút. Tchờ = 10 phút. Þ Tck = 10 + 2.20 + 10 + 10 = 70 (phút). Xe chở bê tông SB_92B Số chuyến mà 1 xe chạy trong 1 ca: m = 8.0,85.60/Tck = 8.0,85.60/70 = 6 chuyến. Trong đó: 0,85 : Hệ số sử dụng thời gian. b. Chọn máy bơm bê tông Cơ sở để chọn máy bơm bê tông : - Căn cứ vào khối lượng bê tông cần thiết của một phân đoạn thi công. - Căn cứ vào tổng mặt bằng thi công công trình. - Khoảng cách từ trạm trộn bê tông đến công trình, đường sá vận chuyển, .. - Dựa vào năng suất máy bơm thực tế trên thị trường. Chọn máy bơm loại: BSA 1004E, có các thông số kỹ thuật sau: + Năng suất kỹ thuật : 30 (m3/h). + Dung tích phễu chứa : 300 + Công suất động cơ : 3,8 (kW) + Đường kính ống bơm : 180 (mm). + Trọng lượng máy : 2,5 (Tấn). + áp lực bơm : 75 (bar). + Hành trình pittông : 1000 (mm). Năng suất 1 ca làm việc là P = 8.30.0,9 = 217 m3/ca. Trong đó 0,9 là hệ số sử dụng thời gian. c. Chọn máy đầm dùi Với khối lượng bê tông móng là: 212,38 m3 một phân khu (xem mục 3.5.3) ta chọn máy đầm dùi loại: U50, có các thông số kỹ thuật sau : + Thời gian đầm bê tông : 30 s + Bán kính tác dụng : 30 cm. + Chiều sâu lớp đầm : 25 cm. + Năng suất : (25 ¸ 30). + Bán kính ảnh hưởng : 60 cm. Năng suất máy đầm : N = 2.k.r02.d.3600/(t1 + t2). Trong đó : r0 : Bán kính ảnh hưởng của đầm. r0 = 60 cm=0,6m. d : Chiều dày lớp bê tông cần đầm,d=0.2¸0.3m t1 : Thời gian đầm bê tông. t1 = 30 s. t2 : Thời gian di chuyển đầm. t2 = 6 s. k : Hệ số sử dụng k = 0,85 Þ N = 2.0,85.0,62.0,25.3600/(30 + 6) = 15,3 (m3/h). Năng suất của máy đầm dùi là P = 15,3.8.0,85 = 104 m3/ca. 3.5.3 Tổ chức thi công đổ bê tông đài giằng móng BẢNG THỐNG KÊ THỂ TÍCH BÊ TÔNG MÓNG, GIẰNG MÓNG Tên cấu kiện Thể tíchbê tông Số lượng Thể tíchbê tông Tổng (m3) (m3) m3 Đài Đ1 68.075 12 816.9 2161.24 Đài Đ2 193.8 2 387.6 Đài Đ3 849.3 1 849.3 Giằng GM1 2.72 2 5.44 Giằng GM2 4 10 40 Giằng GM3 6.2 10 62 Tổng khối lượng bê tông móng và giằng là 2161 m3,dùng 2máy bơm bê tông BSA 1004E chia làm 5 phân khu mỗi phân khu đổ trong 1 ngày (2161/(2.5) = 216 m3). a. Tính số ca máy Năng suất máy bơm bê tông là 216 m3/ca, vậy phải dùng 212,38/216 1 máy bơm trong 1 ca. Vậy ta dùng 1 máy bơm BSA 1004E để bơm bê tông. Năng suất 1 máy đầm dùi là 104m3/ca, vậy phải dùng 212,38/104 = 2 chiếc. Vậy ta phải dùng 2 đầm dùi U50 để đầm bê tông. 1 xe chở bê tông trong 1 ca làm việc chở được 1 lượng bê tông là 6.6 = 36 m3. Vậy số xe cần chở bê tông trong 1 ngày là 212,38/36 = 5,8 lấy là 6 xe. b. Tính số nhân công Ta chỉ cần 2 công nhân để sử dụng đầm dùi, khoảng 5 công nhân để vận hành máy bơm bê tông. Vậy cần khoảng 7 công nhân để đổ bê tông đài, giằng móng. 3.6 CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG BÊ TÔNG Bê tông sau khi đổ 4 ¸ 7 giờ phải được tưới nước để bảo dưỡng. Hai ngày đầu cứ 2 giờ tưới nước một lần, những ngày sau từ 3 ¸ 10 giờ tưới nước một lần tuỳ theo điều kiện thời tiết. Bê tông phải được giữ ẩm ít nhất là 7 ngày đêm. 3.7 CÔNG TÁC THÁO VÁN KHUÔN ĐÀI GIẰNG MÓNG a. Biện pháp kỹ thuật Ván khuôn móng được tháo ngay sau khi bê tông đạt cường độ 25 kG/cm2 (khoảng 2 ngày sau khi đổ bê tông). Chú ý khi tháo không gây chấn động đến bê tông và ít gây hư hỏng ván khuôn để tận dụng cho lần sau. b. Tổ chức tháo ván khuôn đài giằng móng Bảng thống kê nhân công cho công tác tháován khuôn Tên cấu kiện Tổng dt VK (m2) Định mức ( giờ công/m2) Số công Tổng ngày công Đài Đ1 131.76 0.23 3.79 19.25 Đài Đ2 331.20 0.23 9.52 Đài Đ3 109.44 0.23 3.15 Giằng GM1 23.20 0.23 0.67 Giằng GM2 24.00 0.23 0.69 Giằng GM3 14.80 0.23 0.43 Giằng GM4 24.72 0.23 0.71 Giằng GM5 10.40 0.23 0.30 Dùng tổ đội 10 người và tháo trong vòng 19,25/10 = 2 ngày. 3.8 LẤP ĐẤT HỐ MÓNG Đất lấp móng được dự trữ xung quanh công trình. Sau khi tháo ván khuôn móng, tiến hành lấp đất hố móng. Công việc lấp đất hố móng được tiến hành bằng thủ công. Công nhân dùng quốc, xẻng đưa đất vào móng và dùng máy đầm chặt. Đất được đổ vào đầm từng lớp, mỗi lớp đầm từ 30 ¸ 50cm. Đất lấp hố móng đắp đến ngang mặt đài móng. 3.9 AN TOÀN LAO ĐỘNG - Phổ biến kiến thức và an toàn lao động, nội quy của công trường cho công nhân. - Trang bị đầy đủ các phương tiện bảo hộ lao động cho công nhân. - Kiểm tra máy móc trước khi đưa vào sử dụng. - Chỉ đưa máy móc vào công trường khi đã được kiểm định. - Có hàng rào ngăn cách, biển báo, biển chỉ dẫn. - Kiểm tra thiết bị, máy móc, vệ sinh cá nhân, dụng cụ phòng hộ lao động, chỗ làm việc để tránh tai nạn xảy ra.