Giáo trình Xây dựng Cầu - Xây dựng móng nông trên nền thiên nhiên

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ

CHƯƠNG III: CHƯƠNG III:

XÂY DỰNG MÓNG NÔNG XÂY DỰNG MÓNG NÔNG TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

- Tùy theo cấu tạo móng, địa chất thủy văn, vật liệu và điệu kiện thi công nên có thể có những biện pháp và trình tự thi công khác nhau. Nội dung bao gồm các công việc chính:

+ Đào đất

+ Hút nước

+ Gia cố thành hố móng

+ Xây dựng vòng vây

+ Đổ bêtông móng

- Xây dựng móng nông, ta có 2 trường hợp:

+ Xây dựng móng khi không có nước mặt (trên cạn). 2

+ Xây dựng móng khi có nước mặt.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

III.1.1 Hố móng đào trần không gia cố thành hố móng:

- Phạm vi áp dụng:

+ Xây dựng những nơi đất tốt đất dính.

+ Đáy hố móng ở trên mạnh nước ngầm.

+ Áp dụng cho móng nhỏ.

- Ưu nhược điểm:

+ Không dùng đến thiết bị phức tạp; có thể áp dụng

biện pháp thi công thủ công.

+ Khối lượng đào đắp khá lớn và dễ ảnh hưởng đến

các công trình lân cận.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

- Nội dung phương pháp:

+ Hố móng đào trần không gia cố chống đỡ, thành hố

 h h



max

 . .

(45



q    ) 2

móng có thể đào thẳng đứng nếu chiều sâu đào thỏa mãn:

với q = tải trọng phân bố trên bờ hố móng; , , c = dung trọng, góc nội ma sát, lực dính của đất; k = hệ số an toàn lấy bằng 1.25.

+ Trường hợp móng tương đối sâu, đất kém ổn định như đất có độ dính nhỏ (đất cát, sỏi, đất có độ ẩm lớn, ...) thì hố móng phải đào có độ dốc. Độ dốc này phụ thuộc độ sâu h, loại đất, thời gian thi công, tải trọng, ...

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

+ Nếu đất có độ ẩm bình thường, thời gian thi công

ngắn thì độ dốc có thể tham khảo bảng sau:

Tên loại đất Tên loại đất

Độ dốc ta luy ứng độ sâu đào móng Độ dốc ta luy ứng độ sâu đào móng

< 3 m< 3 m

3 3 –– 6 m6 m

Đất đắp, đất cát, đất sỏi Đất đắp, đất cát, đất sỏi

1:1.25 1:1.25

1:1.50 1:1.50

Đất pha cát Đất pha cát

1:0.75 1:0.75

1:1.00 1:1.00

Đất pha sét Đất pha sét

1:0.67 1:0.67

1:0.75 1:0.75

Đất sét Đất sét

1:0.50 1:0.50

1:0.67 1:0.67

Đất hoàng thổ Đất hoàng thổ

1:0.50 1:0.50

Đá rời Đá rời

1:0.10 1:0.10

1:0.25 1:0.25

Đá chặt Đá chặt

1:0.00 1:0.00

1:0.10 1:0.10

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

+ Đối với móng sâu cần phải làm nhiều cấp. Chiều cao

R·nh tho¸t næíc

50 cm

Mãng s©u

mỗi cấp phụ thuộc vào biện pháp thi công.

HìnhHình 33..11 CấuCấu tạotạo móngmóng cạncạn vàvà móngmóng sâusâu

Chú ý: Cần có biện pháp thoát nước không cho nước chảy vào hố móng; Kích thước hố móng lớn hơn móng ít nhất 0.5 m mỗi bên; Tải trọng tạm thời phải đưa xa mép hố móng ít nhất 1 m; Khi đào móng đến cao độ thiết kế cần xây dựng móng ngay; Khi đào bằng máy thì khoảng 0.5 m dưới cùng đào bằng thủ công.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

III.1.2 Hố móng đào trần có gia cố thành hố móng:

- Phạm vi áp dụng:

+ Khi không đủ điều kiện làm hố móng không chống

vách.

+ Bề rộng hố móng nên < 4 m.

+ Có thể áp dụng đáy có nước ngầm nhưng không cao.

- Ưu nhược điểm:

lượng đào đắp ít; ít ảnh hưởng đến công

+ Khối trường xung quanh.

+ Tốn vật liệu làm gia cố hố móng và thời gian có thể

kéo dài hơn.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

- Cấu tạo gia cố thành hố móng:

+ Gia cố bằng gỗ:

Hình 3.2 Ván ốp đặt nằm ngang và đặt thẳng đứng Hình 3.2 Ván ốp đặt nằm ngang và đặt thẳng đứng

1 Ván ốp 2. Cọc 3. Văng chống ngang 4. Vấu tựa 5. Thanh sườn 1 Ván ốp 2. Cọc 3. Văng chống ngang 4. Vấu tựa 5. Thanh sườn

++ Ván ốp dày ít nhất 5 cm, rộng 20-25 cm đặt ốp

sát vào vách hố móng.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

++ Cọc đóng cách nhau 1.5-2 m. Khi ván đặt

đứng thì dùng thêm các thanh sườn để liên kết các ván ốp.

++ Các thanh văng giữ các cọc với khoảng cách giữa chúng không > 1 m. Chúng phải đặt trên 1 mặt phẳng đứng.

Chªm

Thanh chèng

V¸n gç hoÆc thÐp/t«n

Thanh chèng

ThÐp U

V¸n gç

ThÐp ch÷ I

Chi tiÕt B

+ Gia cố bằng hổn hợp thép-gỗ hoặc thép:

HìnhHình 3.3 3.3 GiaGia cốcố bằngbằng hổnhổn hợphợp thépthép//gỗgỗ

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

++ Áp dụng khi hố móng có kích thước lớn.

++ Các cọc bằng thép I30 – I50 đóng sâu dưới đáy hố móng tối thiểu 1 m. Giữa các cánh thép này là các tấm ván gỗ hoặc thép bố trí theo chiều cao hố móng.

 Ta thấy ván lát chủ yếu giữ được đất nhưng nước vẫn thấm quan được. Ở trường hợp đó dùng vòng vây cọc ván.

III.1.3 Hố móng đào trần dùng vòng vây cọc ván:

- Phạm vi áp dụng:

+ Chiều sâu hố móng lớn.

+ Đáy hố móng thấp hơn mực nước ngầm.

+ Địa chất móng yếu, ẩm ướt, dễ bị sụt.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

- Cấu tạo vòng vây cọc ván gỗ:

+ Gỗ dùng không bị mục và khuyết tật. Loại này thích

hợp cho hố móng sâu 4-5 m.

c =  /3 v µ > 5m

< c

 





 

m c    

+ Hình thức cấu tạo:

HìnhHình 3.4 3.4 TiếtTiết diệndiện cọccọc vánván gỗgỗ

 

0,2b : 0,4b

1b : 3b

B - B

A - A

a 3 / 2

a 2

a 3 / 4 =

Hình 3.5 Cấu tạo đầu Hình 3.5 Cấu tạo đầu và mũi cọc ván và mũi cọc ván

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

A - A

Hình 3.6 Cấu tại chi tiết vòng vây cọc ván gỗ Hình 3.6 Cấu tại chi tiết vòng vây cọc ván gỗ

1. Cọc ván 2. Đai ốp 3. Thanh chống xiên 4. 1. Cọc ván 2. Đai ốp 3. Thanh chống xiên 4. Đinh đĩa 5. Bulông 6. Gỗ chặn 7. Văng ngang Đinh đĩa 5. Bulông 6. Gỗ chặn 7. Văng ngang 8. Vai đỡ 9. Đinh chốt 8. Vai đỡ 9. Đinh chốt

Hình 3.7 Cấu tạo vòng vây không có thanh chống Hình 3.7 Cấu tạo vòng vây không có thanh chống

1. Cọc định vị 2. Đai dẫn hướng 3. Cọc ván 1. Cọc định vị 2. Đai dẫn hướng 3. Cọc ván

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

- Cấu tạo vòng vây cọc ván gỗ:

+ Gỗ dùng không bị mục và khuyết tật. Loại này thích

hợp cho hố móng sâu 4-5 m.

+ Hình thức cấu tạo:

++ Tiết diện cọc ván tốt nhất là kiểu hình chữ

nhật, còn kiểu tam giác dùng khi bề dày > 8 cm.

++ Chiều dài mũi cọc lấy bằng 1 lần bề dày cọc đối với đất nặng và bằng 3 lần đối với đất nhẹ. Mũi cọc tạo độ vát về phía cọc đã đóng.

++ Đầu và mũi cọc có thể gia cố thêm bản thép

để tránh vỡ khi đóng.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

+ Trình tự thi công: có thể ghép 2 hay nhiều cọc thành 1 tấm để đóng. Đóng cọc định vị  Ghép gỗ nẹp  Đóng cọc ván.

- Cấu tạo vòng vây cọc ván thép:

+ Cọc ván thép dùng khi chiều sâu cắm vào đất > 6 m

và chiều sâu mực nước > 2 m.

+ Kích thước vòng vây trên mặt bằng > kích thước

móng ít nhất 30 cm mỗi bên.

+ Khi móng có cọc xiên thì mũi cọc ván thép cách xa cọc móng ít nhất 1 m đối với vòng vây không có bêtông bịt đáy và 0.5 m có bêtông bịt đáy.

+ Đỉnh vòng vây cao hơn MNN 0.3 m và MNTC 0.7 m. 14

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Hình 3.8 Vòng vây cọc ván thép Hình 3.8 Vòng vây cọc ván thép 15

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

CVT

§Ønh vßng v©y MNTC

m     

C¸c tÇng vµnh ®ai

Cét chèng

Bª t«ng bÞt ®¸y

§æêng xãi

Líp ®Öm (®¸ d¨m + c¸t th«)

Ch©n CVT

m 2 n i m

Hình 3.9a Cấu tạo vòng vây cọc ván thép Hình 3.9a Cấu tạo vòng vây cọc ván thép

1. Cọc ván thép 2. Xà kép 3. Văng ngang 4. Cọc chống 1. Cọc ván thép 2. Xà kép 3. Văng ngang 4. Cọc chống 5. Chống chéo 5. Chống chéo

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

§Öm gç

Cäc ®Þnh vÞ

Xµ kÑp (xµ dÉn hæíng)

Hình 3.9b Tiếp Hình 3.9b Tiếp

Tim cäc v¸n thÐp

p'i

l1/3

2 /

Thanh vµnh ®ai ng¾n

8605

8 0 0 5

Thanh vµnh ®ai dµi

2 /

Thanh chèng

Hình 3.10 Hình Hình 3.10 Hình dạng vòng vây dạng vòng vây

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

2 1

400 t

0 1

1 8

0 1

4 0 2

14.8 d

200 t

7 5

400

5 8 6

2 1 t

5 1

01 1 d

7 4

7 2

2 5

400

6 9 1

4 7

420

1 5

5 . 6 8

400

0 1

200

0 2 3

0 4 2

9 d

0 2 1

0 1

Hình 3.11 Cọc ván thép Hình 3.11 Cọc ván thép

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

5 4

R 5.5

1 1

5 . 4

4 1

Hình 3.12 Cọc ván bằng bêtông Hình 3.12 Cọc ván bằng bêtông

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

+ Vòng vây có dạng hình chữ nhật và hình tròn.

+ Cọc ván thép có tiết diện thẳng, hình máng. Mũi cọc ván cần cắt vát 1:4. Nếu trong đất có lẫn tạp chất như đá, rễ cây, ... thì mũi cọc cần cắt vuông góc với trục.

+ Trình tự thi công: đóng cọc định vị  liên kết xa kẹp  sỏ và hạ cọc ván, đến chỗ đệm gỗ thì tháo bulông tạm để đóng cọc. Trước khi đóng các ngàm cọc ván cần bôi dầu mỡ để tháo lên được dễ dàng.

Hình 3.13a Hạ cọc ván Hình 3.13a Hạ cọc ván

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Hình 3.13b Hạ từng cọc Hình 3.13b Hạ từng cọc

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Hình 3.13c Hạ từng nhóm cọc Hình 3.13c Hạ từng nhóm cọc

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

- Cấu tạo vòng vây cọc ống thép:

Hình 3.14 Vòng vây cọc ống thép Hình 3.14 Vòng vây cọc ống thép

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

+ Loại này có thể dùng để đảm bảo ổn định nền móng (Foundation stability) hoặc làm vòng vây thi công móng (Tempory cofferdam).

Hình 3.15 Áp dụng cọc ống thép Hình 3.15 Áp dụng cọc ống thép làm móng và vòng vây làm móng và vòng vây

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Hình 3.16 Thi công vòng vây cọc Hình 3.16 Thi công vòng vây cọc ống thép ống thép

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Hình 3.17 Liên kết các cọc ống thép Hình 3.17 Liên kết các cọc ống thép

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

III.1.4 Tính toán gia cố hố móng và vòng vây cọc ván:

- Tải trọng tác dụng:

+ Áp lực ngang của đất (Lateral earth pressures):

Hình 3.18 Áp lực ngang của đất và hoạt tải Hình 3.18 Áp lực ngang của đất và hoạt tải

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

++ Áp lực chủ động (Active pressure):



H . .

p c

Đối với đất không dính:



 . .



c K

p c

Đối với đất dính:



= dung trọng của đất, thay đổi từ 15.7 đến 20.4 với kN/m3. Khi đất nằm trên mực nước thì tính với dung trọng tự nhiên (moist unit weight) và khi dưới mực nước tính với dung trọng đẩy nổi (buoyant unit weight).

= chiều cao dưới mặt đất. H

= hệ số áp lực đất chủ động, = tan2(45o-/2). Ka

= góc nội ma sát (angle of internal friction), thay 

đổi từ 26o-30o đối với bình thường đến chặt.

= lực dính (cohesion) của đất. c

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Chú ý áp lực thủy tĩnh phải kể thêm khi đất có mực nước.



H . .

++ Áp lực đất bị động (Passive pressure):

p b

Đối với đất không dính:



 . .



c K 2

p b

Đôi với đất dính:

p = hệ số áp lực đất bị động, = tan2(45o+/2).

  c h .i i  h i

    .i h i  h i

Với Kp Nếu có nhiều lớp đất mà sự khác nhau , , c của từng lớp  20% thì có thể quy về 1 lớp với:     .i h i  h i











 bh

  o n 1  

Khi đất trong nước thì phải tính với áp lực đẩy nổi:

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

+ Áp lực ngang do hoạt tải trên lăng thể trượt:





G F

Hoạt tải ở đấy có thể là trọng lượng thiết bị thi công, vật liệu.

trong đó:

G = trọng lượng thiết bị

F = diện tích tiếp xúc của thiết bị tính theo chu vi bao

quanh

qo = trọng lượng của vật liệu hay thiết bị nhẹ, lấy 1 t/m2

q K .

p h

Áp lực ngang do hoạt tải:

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

+ Áp lực thủy tĩnh (Hydrostatic water pressure):

MNTC

h 

MNN

® h

n.h

n.H

n.h®

N¬i ngËp nuíc

N¬i cã nuíc ngÇm

++ Đối với đất không dính (Cohesionless soils):

Hình 3.19 Áp lực thủy tĩnh cho đất rời Hình 3.19 Áp lực thủy tĩnh cho đất rời

 h

514



v 2

Những nơi có nước chảy phải xét thêm áp lực nước (tương đương với chiều cao dâng nước h): wP

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

++ Đối với đất dính (Cohesion soils):

MNTC

® h

Trường hợp không có thanh chống:

Hình 3.20 Áp lực thủy tĩnh cho đất Hình 3.20 Áp lực thủy tĩnh cho đất dính khi không có thanh chống dính khi không có thanh chống

) ® h + h ( .

MNTC

8 , 0

Thanh chèng

® h

2 / h

Trường hợp có 1 tầng thanh chống:

Hình 3.21 Áp lực thủy tĩnh cho đất Hình 3.21 Áp lực thủy tĩnh cho đất dính khi có 1 tầng thanh chống dính khi có 1 tầng thanh chống

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

MNTC

Thanh chèng

Trường hợp có nhiều tầng thanh chống:

Hình 3.22 Áp lực thủy tĩnh cho đất Hình 3.22 Áp lực thủy tĩnh cho đất dính khi có nhiều tầng thanh chống dính khi có nhiều tầng thanh chống

m 5 , 0

- Tính toán:

+ Giả thiết:

Cọc ván được xem là tuyệt đối cứng;

33 Áp lực đất lên cọc ván theo định lý Coulomb.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

+ Tính toán gia cố hố móng:

V¨ng chèng

Cäc

Ván dưới cùng là nguy hiểm nhất.



(



b ).



 1.5( .

H K .



V¸n

p c

p h

q K b ). . a

Tải trọng có hệ số lên ván được xem là phân bố đều:

lp .

M  max

Mômen lớn nhất của tấm ván:

1 10 Kiểm tra cường độ:

Hình 3.23 Tính gia cố hố móng Hình 3.23 Tính gia cố hố móng









max

F SC b

Đối với các cọc đứng, thanh chống, ... Tùy theo từng sơ đồ kết cấu cụ thể tính cho thích hợp.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

+ Tính toán vòng vây cọc ván (Cofferdam-Sheetpiles):

- Vòng vây cọc ván được kiểm tra về mặt ổn định vị trí và sức kháng của nó.



 n 

H . m  1

- Để loại trừ sự nguy hiểm do đất trồi khi hút nước ra khỏi hố móng mà không có lớp bịt đáy ngăn nước (Tremie seal / Underwater concrete) thì độ sâu tối thiểu h của vòng vây tính từ đáy hố móng được xác định:

H = khoảng cách từ đáy hố móng đến mực nước

với ngoài hố móng trong thời gian hút nước.

n, đn = tỷ trọng nước và dung trọng đẩy nổi của đất.

= hệ số lấy bằng 0.7 đối với cát thô, cát sỏi, á cắt; và 0.5 đối với cát trung và cát nhỏ; và 0.4 đối với cát bột.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

- Đối với đất sét chảy, sét dẻo chảy, á sét, á cát, bùn no nước, cát nhỏ hoặc cát bột, ... thì phải lấy h >= 2 m; các trường hợp còn lại lấy h >= 1 m.

- Nếu vòng vây có dùng lớp bịt đáy ngăn nước thì h >= 1 m cho mọi loại đất.

- Độ ngàm sâu h của vòng vây được tính từ phương trình cân bằng ổn định:

M M

với Mg và Ml là tổng mômen các lực giữ và tổng mômen các lực gây lật và đều lấy với điểm lật có thể của vòng vây.

- Khi tính toán độ sâu vòng vây cần thiết kế với hệ số an toàn 1.5 đến 2.0. Điều này có nghĩa độ ngàm h của cọc ván được tính toán nhân thêm hệ số 1.2 đến 1.4.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

- Các áp lực ngang đều phải được xét với hệ số tải trọng:

Áp lực ngang chủ động: 1.5 và 0.9.

Áp lực ngang bị động: 1.35 và 0.9.

Áp lực thủy tĩnh: 1.0

5.1







 2

  

  

 2.  

 1  

- Với loại đất yếu, vòng vây phải được kiểm tra chống đất trượt trồi từ phía dưới cọc ván:

với q = áp lực tác dụng lên cọc ván tại đáy móng.

, 

= dung trọng và góc nội ma sát đất đáy móng. 37

- Xác định độ ngàm h trong các trường hợp sau đây:

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

 Trường hợp vòng vây không có thanh chống ngang:

M N T C

n h

® h

- Khi không có lớp bêtông bịt đáy:

E n

E c

Để vòng vây làm việc bất lợi, trong hố móng phải hút cạn nước.

E b

Điểm lật O tại mũi cọc ván.

h 

p c

p h

p b

Lực gây lật là En, Ec.

Lực giữ là Eb.

Hình 3.24 Khi không có lớp BTBĐ Hình 3.24 Khi không có lớp BTBĐ

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

MNTC

n h

- Khi có lớp bêtông bịt đáy: Ở đây cần nắm rõ biện pháp thi công: đào móng  đổ lớp BTBĐ  hút nước hố móng. Như vậy ta phải tính ổn định vòng vây cho 2 trường hợp:

+ Khi đào móng xong

® h

E c

E b

h 

p c

p b

và chưa thi công lớp BTBĐ:

Khi đó trong hố móng vẫn có nước. Để tính toán ta xem mực nước trong hố móng thấp hơn mực nước bên ngoài 2.5% độ sâu bơm hút.

Việc tính toán tương tự như đối với trường hợp ở trên.

Hình 3.25 Khi có nước và không Hình 3.25 Khi có nước và không có lớp BTBĐ có lớp BTBĐ

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

+ Khi thi công lớp BTBĐ và đã hút cạn nước:

MNTC

Điểm lật O nằm cách mặt trên của lớp BTBĐ 0.5 m.

Lực gây lật: E1, E3, E4, E5.

n h

Bª t«ng bÞt ®¸y

m 5 . 0

® h

Lực giữ: E2, E6, E7.

Chú ý khi kiểm tra cường độ cần phải xác định mômen lớn nhất Mmax trong tường cọc ván:

Mmax = tổng mômen gây

E5 E4

lật; hoặc

Hình 3.25 Khi có lớp BTBĐ Hình 3.25 Khi có lớp BTBĐ 40

Mmax = mômen tại vị trí có lực cắt bằng 0 (theo AASHTO).

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

MNN

Thanh chèng

® h

n h

2 / h

n.(hn + h 2)

2 / h

(h® - hn).c + .(hn + h

2).c

 Trường hợp vòng vây có 1 tầng thanh chống ngang:

Hình 3.26 Khi có 1 tầng thanh chống Hình 3.26 Khi có 1 tầng thanh chống

Điểm lật O tại tầng thanh chống.

Lực gây lật là E1, E2, E3, E4, E5. Lực giữ là E6, E7.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Khi tính mômen lớn nhất ta xem tường cọc ván là dầm đơn giản kê trên 2 gối tựa là thanh chống và gối giả định cách đáy móng 1 đoạn h/2.

Trong trường hợp cần có thêm lớp BTBĐ thì khi ổn định vị trí tường cọc ván phải xét với trường hợp chưa có lớp BTBĐ; còn khi có lớp BTBĐ thì chỉ tính ổn định cường độ với sơ đồ dầm kê trên 2 gối là thanh chống và gối giả định cách mặt trên lớp BTBĐ 0.5 m.

 Trường hợp có nhiều tầng thanh chống:

Trong trường hợp cần thiết phải bố trí nhiều tầng thanh chống, khi tính ổn định vị trí ta xem tường cọc ván quay quanh thanh chống dưới cùng, nghĩa là điểm lật O tại thanh chống dưới cùng.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

MNN

n h

® h

o h

2 / h

n.(h® + h).c

n(hn + h® + h)

Hình 3.27 Khi có nhiều tầng thanh chống Hình 3.27 Khi có nhiều tầng thanh chống

Lực gây lật là 1 phần E1, E2, E3, E4.

Lực giữ là 1 phần E1, E5, E6.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

*/ Tiêu chuẩn AASHTO:

- Các hệ vòng vây không thanh chống (cantilever cofferdam) được thiết kế chống lật đổ (overturning) với hệ số an toàn ít nhất là 1.5.

- Các hình dưới đây là các biểu đồ áp lực chủ động và bị động để tính toán hệ vòng vây không thanh chống.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Hình 3.28 Biểu đổ áp lực đất cho tường Hình 3.28 Biểu đổ áp lực đất cho tường không liên tục (Discrete Vertical Elements) không liên tục (Discrete Vertical Elements)

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Chú ý:

+ Đối với vòng vây tạm thời trong đất rời (granular soil) hoặc đá, dựa vào hình 3.28 để xác định áp lực bị động và dùng biểu đồ hình 3.30 để xác định áp lực chủ động của phần đất bị chắn (retained soil).

+ Áp lực chất thêm (surcharge) và nước phải được kể

vào.

+ Các lực được thể hiện là cho 1 phần tử từng đứng.

+ Sự phân bố áp lực lên tường dựa vào bề rộng phần tử tường có hiệu 3b, có giá trị khi l  5b. Đối với l < 5b thì dựa vào hình 3.28 và 3.30 đối với tường liên tục để xác định các biểu đồ áp lực.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Ký hiệu:

= tỷ trọng (unit weight) có hiệu của đất. ’

= bề rộng phần tử tường thẳng đứng. b

= khoảng cách giữa các phần tử. l

= cường độ cắt của khối đá (rock mass). s

= sức kháng bị động cho 1 phần tử. Pp

= áp lực đất chủ động cho 1 phần tử. Pa

= góc nghiêng mặt đất sau tường (+ nghiêng 

phía trên tường và - nghiêng xuống dưới tường).

= góc nghiêng mặt đất trước tường (+ nghiêng ’

phía trên tường và - nghiêng xuống dưới tường).

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Hình 3.29 Biểu đổ áp lực đất cho Hình 3.29 Biểu đổ áp lực đất cho tường liên tục (Continuous Vertical tường liên tục (Continuous Vertical Elements) Elements)

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Trình tự thiết kế:

1. Xác đinh áp lực đất chủ động lên tường do tải trọng chất thêm, đất bị chắn và áp lực nước chênh lệch ở trên đường đào vét (dredge line).

2. Xác định độ lớn áp lực chủ động tại đường đào vét P* do tải trọng chất thêm, đất bị chắn và áp lực nước chênh lệch, dùng hệ số áp lực ngang Ka2.

3. Xác định giá trị x = P*/[(Kp2-Ka2)’2] đối với áp lực bị

động phía trước tường dưới đường đào vét.

4. Tổng mômen đối với điểm lật F (point of action) để

xác định độ sâu ngàm Do (embedment).

5. Xác định độ sâu (điểm ) mà lực cắt trong tường

bằng 0.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

6. Tính toán mômen uốn lớn nhất tại điểm có lực cắt

bằng 0.

7. Tính toán độ sâu thiết kế, D = 1.2Do đến 1.4Do đối với

hệ số an toàn 1.5 đến 2.0.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Hình 3.30 Biểu đổ áp lực đất cho tường liên tục Hình 3.30 Biểu đổ áp lực đất cho tường liên tục (Continuous Vertical Elements) (Continuous Vertical Elements)

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Chú ý:

+ Áp lực chất thêm (surcharge) và nước phải được kể

vào.

+ Các lực được thể hiện là cho 1 phần tử từng đứng.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Ký hiệu:

= tỷ trọng (unit weight) có hiệu của đất. ’

b = bề rộng phần tử tường thẳng đứng.

= cường độ cắt không thoát nước (undrained Su

shear strength) của đất dính.

= sức kháng bị động cho 1 phần tử. Pp

= áp lực đất chủ động cho 1 phần tử. Pa

= góc nghiêng mặt đất sau tường (+ nghiêng 

phía trên tường và - nghiêng xuống dưới tường).

= góc nghiêng mặt đất trước tường (+ nghiêng ’

phía trên tường và - nghiêng xuống dưới tường).

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Hình 3.31 Biểu đổ áp lực đất cho tường Hình 3.31 Biểu đổ áp lực đất cho tường không liên tục (Discrete Vertical Elements) không liên tục (Discrete Vertical Elements)

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.1 Xây dựng móng nông trên cạn III.1 Xây dựng móng nông trên cạn

Chú ý:

+ Đối với tường ngàm trong đất rời, dựa vào hình 3.29

và dùng biểu đồ trên đối với đất dính bị ngăn cản.

+ Trình tự thiết kế dựa vào hình 8.29.

+ Các áp lực chất chất và nước phải được vào.

+ Các lực được thể hiện cho 1 m rộng tường.

Ký hiệu:

= tỷ trọng (unit weight) có hiệu của đất. ’

= cường độ cắt không thoát nước của đất dính. Su

= góc nghiêng mặt đất sau tường (+ nghiêng 

phía trên tường và - nghiêng xuống dưới tường).

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

- Xây dựng móng khi có nước mặt phải dùng vòng vây để chắn đất và nước. Vòng vây có nhiều loại:

+ Vòng vây đất.

+ Vòng vây hổn hợp đất gỗ.

+ Vòng vây cọc ván: gỗ, thép, ống thép.

+ Vòng vây thùng chụp: gỗ, thép, phao.

- Yêu cầu vòng vây:

+ Cấu tạo đơn giản, dễ thi công, thi công nhanh, dùng

nhiều lần.

+ Chắn nước và đất tốt, ít thu hẹp dòng chảy.

+ Dùng vật liệu địa phương, phù hợp điều kiện thi công

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

+ Đủ cường độ và đảm bảo độ ổn định.

+ Chiều cao vòng vây cao hơn MNTC tối thiểu 0.5 –1 m.

III.2.1 Vòng vây đất:

- Phạm vi áp dụng:

+ Đất ỏ đáy sông ổn định, ít thấm không có hiện tượng

cát chảy.

+ Mực nước không sâu  2 m, vận tốc nước  0.5 m/s.

+ Thường áp dụng cho móng mố trụ gần bờ.

- Cấu tạo:

+ Bề rộng mặt trên vòng vây không < 1 m, đỉnh vòng

vây cao hơn MNTC  0.7 m.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

1.5m



1 : 1



m 7 . 0 

Gia cè taluy

1:1.5 1:2

1:2 1:3

 1 : 1 . 5

m

Mãng

0.5 m

Lâi ®Êt sÐt

m     



m 7 . 0 

1 : 3

1:3 1:5

§Êt Ýt thÊm

Hình 3.28 Cấu tạo vòng vây đất Hình 3.28 Cấu tạo vòng vây đất

1. Vòng vây 2. Hố móng 1. Vòng vây 2. Hố móng

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

Nước bên ngoài vòng vây

Thi công bên trong vòng vây

Đắp vòng vây đất

Hình 3.29 Ví dụ về vòng vây đất Hình 3.29 Ví dụ về vòng vây đất

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

+ Taluy phía ngoài có độ dốc không > 1:2, phía trong không > 1:1. Nếu v  0.1 m/s thì không cần gia cố taluy; nếu lớn hơn thì gia cố bằng đá hộc, đá cuội, vải dầu, lát cỏ, bao tải đất với độ dốc 1:1.15 – 1:1.2.

+ Chân taluy phía trong cách hố móng tối thiểu 1 m,

nếu không phải tính toán gia cố hố móng.

- Trước khi thi công vòng vây, phải dọn sạch đáy sông. Nếu thấy cần thiết phải vét bùn và san lấp tại vị trí thi công.

- Khi hút nước hố móng phải hút từ từ để chống xói, chống mất ổn định ở chân và tạo nên màng chắn ở mặt taluy.

- Ưu nhược là tiện lợi, rẻ, dễ làm vì cấu tạo đơn giản, không cần thiết bị phức tạp nhưng khối lượng đắp lớn, tốn nhiều công sức và cản trở dòng chảy.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

- Tính toán ổn định vòng vây:

n h



 1.5 2.0

G f .  H H

Điều kiện ổn định chống trượt là:

L B

trong đó:

Líp ®Êt thÊm

G trọng =

Líp kh«ng thÊm

lượng bản thân vòng vây, được tính:

Hình 3.30 Tính ổn định vòng vây đất Hình 3.30 Tính ổn định vòng vây đất





). .

B b h

1 2 = áp lực thủy tĩnh, được tính:



. n

1 2 h . n 2 514



2 Kv h n 61

= áp lực thủy động, được tính: Hđ

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

III.2.2 Vòng vây hổn hợp đất – gỗ:

- Phạm vi áp dụng:

+ Cọc có thể đóng được qua các lớp đất.

m

+ Mực nước sâu từ 3-5 m, vận tốc nước 0.5-1.5 m/s.

- Cấu tạo:



m 7 . 0 



1:2 1:3



m    n h

m    



m 2  1 

+ Loại vòng vây 1 lớp cọc ván:

Hình 3.31 Vòng vây đất có 1 lớp cọc ván Hình 3.31 Vòng vây đất có 1 lớp cọc ván

Áp dụng nước sâu không > 3 m, vận tốc nước 0.5-1.5 m/s. Mặt đỉnh vòng vây không < 0.5 m. Chiều sâu hố móng nên cách đỉnh vòng vây không > 4 m. Cọc đóng sâu không < 1-2 m.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt



+ Loại vòng vây 2 lớp cọc ván:

m 7 . 0 



m    n h

m    

Loại này có kích thước nhỏ hơn vì đất chỉ đắp giữa 2 lớp cọc ván.



m 2 

Thông thường lấy b = (0.5 – 1)hn nhưng không < (0.4-0.6)H và không < 1.5-2 m.

b 1.5  2m; b .H b = (0.5 1).hn

Áp dụng cho mực nước không > 5 m và chiều sâu hố móng không > 7 m.

Hình 3.32 Vòng vây đất có 2 Hình 3.32 Vòng vây đất có 2 lớp cọc ván lớp cọc ván

Cọc cần đóng sâu xuống đáy móng không < 2 m.  Nói chung loại vòng vây này giảm được khối lượng đất và ít thu hẹp dòng chảy, chắn nước tốt nhưng tốn vật liệu và thiết bị thi công.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

III.2.3 Vòng vây cọc ván thép:

Hình 3.33 Vòng vây cọc ván thép Hình 3.33 Vòng vây cọc ván thép

- Loại này hay thường dùng nơi có nước mặt, hố móng sâu vì:

+ Cọc ván thép có cường độ vật liệu cao.

+ Khớp mộng chặt chẽ.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

+ Khả năng đóng sâu

hầu hết các loại đất đá.

+ Tạo ra 1 màng chắn nước ngầm trong các lớp đất thấm.

+ Đảm bảo ổn định

khi đào móng.

+ Diện thi công đơn

giản, ít cản trở dòng chảy.

Hình 3.34 Vòng vây cọc ống thép Hình 3.34 Vòng vây cọc ống thép

+ Dùng được nhiều

lần. - Loại vòng vây cọc ống thép cũng có tính năng tương tự như vòng vây cọc ván thép.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

III.2.4 Vòng vây cũi gỗ:

- Phạm vi sử dụng:

+ Sử dụng khi lòng sông nên đá, cuội sỏi lớn hoặc nền

đất nhưng không có khả năng đóng được cọc ván.

+ Áp dụng mực nước sâu đến 6 m, vận tốc nước 3 m/s

và có thể chịu được mùa mưa lũ.

+ Vòng vây thường tốn nhiều gỗ đá và các vật liệu khác, tốn nhiều nhân lực. Do vậy chỉ nên sử dụng nơi có sẵn gỗ tạp và không có điều kiện làm vòng vây khác.

- Cấu tạo:

+ Đỉnh vòng vây cao MNTC không < 0.7 m.

+ Chiều rộng b lấy (0.5-0.9)hn, mỗi ngăn 2-2.5 m.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt



m 7 . 0 

n h

H è m ãng

1m

Hè mãng

§¸

§Êt

Hình 3.35 Vòng vây củi gỗ Hình 3.35 Vòng vây củi gỗ

1. Màn chắn nước 2. Gỗ nẹp 1. Màn chắn nước 2. Gỗ nẹp

§¸

§Êt

3. Bao tải đất 3. Bao tải đất

§¸

§Êt

§ Êt

§Êt

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

+ Củi gồm các thanh gỗ tròn chồng xít lên nhau hoặc ghép thưa tạo thành từng ngăn của vòng vây, trong đó có vài ngăn có lát đáy; ở mặt ngoài có thể ốp 1-2 lớp ván gỗ ở giữa là vật liệu chống thấm.

+ Nếu chân củi bị rỉ nước có thể ngăn chặn bằng cách đổ cát hoặc xếp bao tải; đổ bêtông dưới nước, phụt ximăng, bao tải chứa bêtông tươi; đổ cát nhỏ vào các ngăn phía ngoài tạo thành 1 bức tường chống thấm ăn sâu xuống đất nền.

- Củi được đóng trên bờ hoặc trên phao nổi, vận chuyển ra vị trí và đánh chìm bằng cách bỏ đá cân xứng vào các ngăn bịt đáy (chiếm khoảng ¼ số khoang), sau khi hạ chìm đến đáy sông và điều chỉnh chính xác mới lấp đầy các ngăn còn lại. 68

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

III.2.5 Vòng vây thùng chụp:

- Thùng chụp bằng thép:

MNTC



m 7 . 0 

Cét chèng

Khung chÞu læûc dÝnh (Khung vµnh ®ai)

0.75  1 m

BÖ mãng

Bª t«ng bÞt ®¸y

(0.75  1).B

§¸ d¨m

§¸ héc

Nó thường áp dụng mực nước sâu không > 4 m.

Hình 3.36 Cấu tạo Hình 3.36 Cấu tạo thùng chụp thùng chụp

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

Vỏ

Thùng chụp có các bộ phận cơ bản sau:

Khung vành đai

+ Vỏ: được lắp dựng từ các tấm nhỏ, mỗi tấm có kích thước 1-3 m được tổ hợp từ thép tấm và thép hình. Các tấm liên kết bằng bulông có đệm roan cao su.

Cọc chống

+ Khung vành đai: khung chịu lực chính được tổ hợp từ các loại thép hình.

Hình 3.36 Thùng chụp Hình 3.36 Thùng chụp

+ Hệ cọc chống (cọc định vị): có tác dụng giữ ổn định thùng chụp, làm bằng thép hình.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

+ Lớp đệm: lớp đáy nên dùng đá hộc có kích cỡ 20-40 cm, lớp trên dùng hổn hợp đá dăm+cát thô để dễ san bằng và chống rò rỉ vữa bêtông.

 Cần chú ý khả năng hở chân thùng chụp dưới nước. Có thể dự phòng bằng cách buộc trước các túi đất sét vào chân thùng chụp. Ngoài ra sau khi hạ phải dùng thợ lặn gia cố thêm bên ngoài bằng cách xếp các túi đựng bêtông hoặc đất sét để bịt kín tất cả các khe hở ở chân thùng chụp.

- Thùng chụp bằng phao:

Thường áp dụng khi mực nước sâu không > 7 m.

Cấu tạo:

+ Vòng vây gồm nhiều phao ghép lại, được chở nổi ra

71 vị trí và hạ xuống bằng cách bơm nước vào các ngăn phao.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt III.2 Xây dựng móng nông khi có nước mặt

+ Các khe nối của phao được bịt kín bằng các roan cao su.

+ Chân thùng chụp được cấu tạo lưỡi xén cắm xuống nền tạo ra khả năng ngăn nước ngầm dưới chân khi hút nước hố móng. Chân xén không được chạm vào cọc xiên của móng.

Hình 3.37 Thùng chụp bằng phao Hình 3.37 Thùng chụp bằng phao

Sau khi thi công xong, vòng vây được lấy lên bằng cách hút nước trong ngăn ra ngoài hoặc dùng khí nén.

1. Ổng đổ 2. Đài cọc 3. BT bịt đáy 1. Ổng đổ 2. Đài cọc 3. BT bịt đáy 4. Phao KC 5. Chân thùng chụp 4. Phao KC 5. Chân thùng chụp

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.3 Công tác hút nước và đào đất. III.3 Công tác hút nước và đào đất.

III.3.1 Công tác hút nước:

- Quá trình đào đất cũng như trong thời gian xây dựng móng phải thường xuyên hút nước. Ngoại trừ các trường hợp sau mới thi công trong điều kiện ngập nước:

+ Chỉ trong trường hợp nước thấm vào quá lớn mà

không có đủ phương tiện hút cạn nước.

+ Khi có hiện tượng cát chảy có nguy cơ làm giảm độ chặt chẽ và cường độ đất nền hoặc gây mất ổn định cho vách hố móng, ...

- Tùy theo hệ số thấm của đất, độ sâu móng, cao độ MNN và điều kiện thi công, có thể hút nước theo 2 cách là Hút nước trực tiếp và Hạ MNN.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.3 Công tác hút nước và đào đất. III.3 Công tác hút nước và đào đất.



m    

- Phương pháp hút trực tiếp:

+ Nước chủ yếu nước ngầm thấm qua vách hoặc đáy hố móng.

+ Cần chú ý chọn máy bơm cho phù hợp với đất đáy móng. Nếu đất nhỏ hạt khi hút mạnh sẽ phá hoại cấu trúc tự nhiên của đất và ảnh hưởng đến công trình xung quanh.

Hình 3.38 Hút nước trực tiếp Hình 3.38 Hút nước trực tiếp

1. Máy bơm 2. Ống hút 3. Giếng 1. Máy bơm 2. Ống hút 3. Giếng tụ 4. Rãnh 5. Cọc ván 6. Ván gỗ tụ 4. Rãnh 5. Cọc ván 6. Ván gỗ 7. Gỗ ốp 8. Lớp cát sỏi 7. Gỗ ốp 8. Lớp cát sỏi

+ Để đáy hố móng được khô ráo, cần đào rãnh sát vòng vây và có độ dốc 1-2% đổ về phía giếng tụ.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.3 Công tác hút nước và đào đất. III.3 Công tác hút nước và đào đất.

 Phương pháp này đơn giản và ít tốn kém nhưng cần đặc biệt thận trọng khi hút nước hố móng đào bên cạnh các công trình đang sử dụng để tránh sự cố như lún sụt, nghiêng lệch.

0 h

S 



m 2  5 . 1

- Phương pháp hạ mực nước ngầm trong hố móng đào trần:

Hình 3.39 Hạ MNN Hình 3.39 Hạ MNN

1. Ống lọc 2. Ống gom 3. Trạm bơm 1. Ống lọc 2. Ống gom 3. Trạm bơm

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.3 Công tác hút nước và đào đất. III.3 Công tác hút nước và đào đất.

+ Khi hút nước, nước ngầm sẽ qua màng lọc và các lỗ ở ống lọc theo ống dẫn vào 1 hệ thống ống gom bố trí quanh bờ hố móng, ống này nối trực tiếp với 1 hay nhiều máy bơm.

+ Nó sử dụng rất hiệu quả đối với đất có hạt cỡ nhỏ kể cả bùn nhão và phù sa, các hạt này không qua được ống lọc. Vì vậy:

++ Loại trừ được sự cố bất lợi thường xảy ra

trong hố móng nếu bơm hút trực tiếp.

++ Làm chặt chẽ thêm cấu trúc của đất đáy móng và vách đào do không còn tác dụng đẩy nổi của nước, thành phần hạt được cố kết lại.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.3 Công tác hút nước và đào đất. III.3 Công tác hút nước và đào đất.

III.3.2 Công tác đào đất:

- Công tác đào đất là công việc rất nặng nhọc, nhất là khi phải đào đất trong nước cho nên cần có biên pháp cơ giới và bán cơ giới để giảm sức lao động, đẩy mạnh tốc độ thi công và tăng hiệu quả kinh tế.

- Việc lựa chọn phương án đào đất phải liên hệ chặt chẽ với phương án thiết kế cấu tạo vách chống và công tác hút nước.

- Các biện pháp đào đất đảm bảo không phá hoại cấu trúc tự nhiên của đất.

- Đất đào từ hố móng nên vận chuyển ra xa khỏi phạm vi móng để tránh sạt lở taluy, bất lợi cho vách chống và cản trở thi công; chỉ để lại 1 phần đủ để lấp hố móng sau này.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.3 Công tác hút nước và đào đất. III.3 Công tác hút nước và đào đất.

- Đào đất bằng thủ công:

+ Áp dụng khi hố móng không hoặc có rất ít nước.

+ Mỗi công nhân làm việc cần có diện tích 5-10 m2 để

đảm bảo năng suất và an toàn lao động.

+ Nếu hố móng < 2 m có thể hắt đất ra ngoài trực tiếp; ...

nếu lớn hơn xúc vào xô thùng ròi dùng tời, cần vọt, chuyển lên trên xe goòng vận chuyển ra xa.

- Đào bằng máy:

Loại máy sử dụng phụ thuộc vào loại đất, kiểu gia cố hố móng, điều kiện vận chuyển, ...

Các loại máy: máy ủi, máy xúc gàu thuận/nghịch, gàu quăng, gàu ngoạm, ...

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.3 Công tác hút nước và đào đất. III.3 Công tác hút nước và đào đất.

1 9 °

m 5 , 6 = <

a)

m 0 , 7 = <

2 , 1

<=7,5m

<=14,3m

d)

m 5 , 4 = <

b)

m 0 . 4 = <

<=10,8m

c)

d)

Hình 3.40 Các loại máy đào đất Hình 3.40 Các loại máy đào đất

79 a. Băng tải b. Gàu thuận c. Gàu nghịch d. Gàu quăng e. Gàu ngoạm a. Băng tải b. Gàu thuận c. Gàu nghịch d. Gàu quăng e. Gàu ngoạm

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.3 Công tác hút nước và đào đất. III.3 Công tác hút nước và đào đất.

- Đào đất bằng máy hút thủy lực:

èng x¶ bïn

M¸y b¬m ®Æt trªn phao hoÆc giµn gi¸o

M¸y hót thuû lùc

Vßi xãi ®Êt vÒ èng hót

+ Thường được sử dụng hiệu quả đối với đất cát, cuội sỏi; đối với đất sét và á xét phải kết hợp với thiết bị xói đất. Máy hút sử dụng hợp lý trong trường hợp thi công hố móng có dung tích  600 m3 và chiều sâu 8-10 m. èng nø¬c cao ¸p

Hình 3.41 Máy hút thủy lực Hình 3.41 Máy hút thủy lực

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.3 Công tác hút nước và đào đất. III.3 Công tác hút nước và đào đất.

- Máy hút bằng khí nén:

+ Thường được sử dụng để thi công hố móng dạng

đất rời, nhất là đất có hạt khá nhỏ.

èng dÉn khÝ

èng hót bïn

M¸y Ðp khÝ

èng hót bïn

KhÝ Ðp

Giµn gi¸o

+ Khi máy làm việc, khối lượng đất hổn hợp với không khí sẽ nhẹ hơn và dưới áp lực của cột nước trong hố móng hổn hợp đó sẽ bị đẩy lên trên theo ống xả ra ngoài.

Bïn næíc

 Để thi công bằng thiết bị này, hố móng phải luôn ngập nước với độ sâu  3 m và càng ngập sâu càng năng suất cao.

Hình 3.42 Máy hút bằng khí nén Hình 3.42 Máy hút bằng khí nén

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.4 Nghiệm thu hố móng trên nền thiên nhiên III.4 Nghiệm thu hố móng trên nền thiên nhiên

- Khi nghiệm thu hố móng trên nền thiên nhiên của mố trụ cầu lớn và cầu trung, cần phải:

+ Kiểm tra chiều dày thực tế của lớp đất chịu lực bằng cách khoan thăm dò với chiều sâu tối thiểu 4 m kể từ cao độ đáy móng thiết kế.

+ Chỉ tiến hành thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất dưới đáy móng khi có quy định trong đồ án thiết kế, hoặc khi Hội đồng nghiệm thu yêu cầu.

- Nội dung nghiệm thu:

+ Vị trí, kích thước và cao độ thực tế hố móng so với

thiết kế.

+ Điều kiện địa chất thực tế so với tài liệu khảo sát địa

chất công trình khi lập thiết kế.

Giáo trình Xây dựng Cầu Giáo trình Xây dựng Cầu

III.4 Nghiệm thu hố móng trên nền thiên nhiên III.4 Nghiệm thu hố móng trên nền thiên nhiên

+ Quyết định cao độ cho phép xây dựng móng.

- Nếu kết quả kiểm tra cho thấy tình hình địa chất thực tế khác nhiều so với tài liệu khảo sát địa chất do Nhà thầu thiết kế lập thì phải xem xét lại đồ án thiết kế và có giải pháp xử lý thích hợp.