›
›

Bài giảng Kỹ thuật thi công công trình bảo vệ bờ biển - Nguyễn Quang Tạo

pdf 60 trang hapham 1650
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kỹ thuật thi công công trình bảo vệ bờ biển - Nguyễn Quang Tạo", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_ky_thuat_thi_cong_cong_trinh_bao_ve_bo_bien_nguyen.pdf

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật thi công công trình bảo vệ bờ biển - Nguyễn Quang Tạo

  1. TR¦êng ®¹i häc x©y dùng VIÖN X¢Y DùNG C¤NG TR×NH BIÓN BμI GI¶NG kü thuËt Thi Thi c«ng CT B¶O VÖ Bê BIÓN ((ttμiiliÖuliÖu l−uuhhμnh néi bébé)) Biªn so¹n: Ths. NguyÔn Quang T¹o Hμ NéI 2012
  2. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển CHƯƠNG 1. THI CÔNG SAN NỀN VEN BIỂN 1.1. KHÁI NIỆM CHUNG 1.1.1. Khái niệm chung San nền là một hạng mục chiếm tỷ trọng vốn đầu tư khá lớn trong hầu hết các loại công trình, đặc biệt là ở các khu vực ven sông, biển khi cần tạo mặt bằng lấn ra mép nước. Công tác san nền ven biển thường đòi hỏi một khối lượng vật liệu (đất, cát, đá) san lấp lớn và quá trình thi công luôn chịu tác dụng thường xuyên của quá trình biến đổi do đất nền cố kết, triều, sóng biển San nền ven biển có thể phục vụ nhiều mục tiêu khác nhau nên vật liệu san nền, độ đầm chặt nền đất phụ thuộc vào yêu cầu của bài toán thiết kế. 1.1.2. Đặc điểm thi công san nền ven biển - Thường dùng vật liệu đất cát khai thác tại chỗ trừ một số trương hợp có yêu cầu thiết kế đặc biệt, do đó thường giảm cước phí vận chuyển. Trữ lượng nói chung thường đáp ứng được yêu cầu nên không bị ảnh hưởng về tiến độ hay cường độ thi công. - Vật liệu dễ khai thác và bảo quản. - Tùy loại vật liệu san lấp mà có nhiều biện pháp khai thác, vận chuyển, san lấp - đầm chặt khác nhau - Khối lượng san lấp thường lớn, công tác tổ chức thi công không phức tạp. Có thể áp dụng thi công cơ giới trên quy mô lớn. - Khi đòi hỏi độ đầm chặt cao trong thời gian thi công ngắn thì thường phải yêu cầu về độ ẩm tự nhiên của đất hợp lý để công tác đầm nén hiệu quả nhất. 1.1.3. Các yêu cầu chính a) Mỏ vật liệu, bãi tập kết vật liệu: - Mỏ vật liệu phải đáp ứng các yêu cầu theo tiêu chuẩn thiết kế. - Có phân định vùng khai thác, tập kết vật liệu. - Có quy trình khai thác, tập kết vật liệu. - Có hệ thống thoát nước cho mỏ vật liệu cũng như bãi chứa vật liệu. - Có đường công vụ để khai thác và vận chuyển. - Có phương án hoàn thổ lại lớp đất hữu cơ sau khi đã khai thác xong (với đất trồng trọt). b) Công tác san lấp - Tổ chức công tác khai thác, vận chuyển vật liệu hợp lý. Trang 1
  3. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Có quy trình san lấp, đầm chặt hợp lý. - Có hệ thống thoát nước quanh khu thi công. - Xử lý lượng ngậm nước (nếu có). - Có biện pháp tu sửa, bạt mái, bảo vệ mái đất đặc biệt là phía mặt nước. - Có quy trình kiểm tra chất lượng, khối lượng đất đắp. c) Tổ chức thi công cơ giới Thi công san lấp đất thường là sử dụng các loại xe máy chuyên dụng để tăng năng suất, đẩy nhanh tiến độ thi công. Do vậy để đảm bảo hiệu quả kinh tế và chất lượng thi công công trình, thi công cơ giới cần đảm bảo những nguyên tắc cơ bản sau: - Tận dụng hết năng suất của máy, đảm bảo sự phối hợp nhịp nhàng giữa các công đoạn và hạn chế đến mức tối đa số ca trống của máy. - Chọn ít chủng loại máy, khai thác hết mọi tính năng của máy. - Lựa chọn thiết bị thi công phải phù hợp với điều kiện khu vực thi công, biện pháp thi công. - Tận dụng được các xe máy, thiết bị sẵn có. 1.2. VẬT LIỆU SAN LẤP 1.2.1. Nguyên tắc lựa chọn - Vật liệu ở mỏ khai thác phải đảm bảo mọi tiêu chuẩn yêu cầu của thiết kế. Nếu vật liệu san lấp là đất dính thì phải có độ ẩm phù hợp. - Nên chọn mỏ khai thác vật liệu ở gần khu vực san lấp để giảm quãng đường vận chuyển. Vật liệu có cấu tạo đồng đều, dễ khai thác, vận chuyển bằng các phương tiện cơ giới. Có hệ thống giao thông tiếp cận thuận lợi. - Lớp vật liệu khai thác phân bố trên bề mặt, địa hình phẳng, mực nước ngầm thấp (nếu khai thác mỏ đất cát trên cạn). - Ít ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường xung quanh nhất. 1.2.2. Nguyên tắc tận dụng - Lợi dụng khối đất đào vào khối đất đắp, khu vực đào nào thì đắp vào khu vực lấp đó. - Hạn chế vật liệu vận chuyển từ nơi xa đến. - Có khả năng áp dụng các phương tiện thiết bị có công suất lớn để khai thác, vận chuyển, san lấp 1.2.3. Nguyên tắc chọn phương án khai thác vật liệu Trang 2
  4. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Khi thi công san lấp mặt bằng thường phải tiến hành công tác đào khai thác vật liệu như đất, cát, đá Nói chung khâu khai thác vật liệu thường là khâu đầu tiên trong dây chuyền sản xuất của thi công san nền và chiếm khối lượng rất lớn. Vì thế giải quyết được khâu này sẽ có được 1 ý nghĩa thực tiễn lớn. Căn cứ vào việc sử dụng máy móc trang thiết bị có thể chia làm 4 phương pháp đào đất cơ bản: đào đất bằng thủ công, máy đào, nổ mìn, thủy lực. Yêu cầu cơ bản của công tác khai thác vật liệu: - Đúng đồ án đã thiết kế; - Năng suất cao - Đảm bảo an toàn cho máy móc thiết bị và con người Nguyên tắc thực thi: - Chọn dụng cụ, máy móc thi công thích hợp với loại vật liệu khai thác, điều kiện hiện trường và khối lượng khai thác; - Tổ chức thi công khoa học; - Tạo điều kiện thi công dễ dàng; - Dễ dàng phối kết hợp với các phương tiện bốc xếp và vận chuyển. 1.3. THI CÔNG SAN NỀN 1.3.1. Thiết bị khai thác vật liệu a) Máy đào một gầu + Cấu tạo, tính năng máy đào gàu ngửa : Hình 3.1a: Máy đào gầu ngửa Hình 3.1b: Máy đào gầu sấp Trang 3
  5. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Bộ phận công tác của máy đào gàu ngửa bao gồm: Gàu, tay gàu, cần chống, một số ròng rọc và dây cáp. Đấu dưới của cần chống được nối tiếp bằng khớp với bệ quay của máy. Đầu trên dùng hệ thống dây cáp và ròng rọc để thay đổi góc nghiêng và giữ ổn định góc nghiêng đó. Ở giữa cần chống có bộ phận đặc biệt để liên kết với tay gàu. Đầu tay gàu được lắp gàu, tay gàu có thể dịch chủyen ra vào được. Mặt trớc gàu có 3 ∼ 5 rang có thể tháo lắp được đáy gàu có nắp đóng mở. Nhờ hệ thống đóng mở làm cho nắp gàu đóng lại khi đào và mưỏ ra khi đổ . - Khi đào đất gàu vận động cưỡng bức từ dưới lên và nhờ lực đẩy, lực ép tay gàu được đưa về phía trước để tiến hành đào đất. - Máy đào gàu thuận thích hợp khối đào cao hơn mặt bằng máy đứng và năng suất đào cao. + Cấu tạo, tính năng máy đào gàu sấp: Bộ phận công tác của nó bao gồm : cần chống, tay gàu một số ròng rọc dây cáp tổ hợp. Cần chống được nối với khớp bản lề ở bệ quay và di động trên mặt phẳng thẳng đứng khi làm việc. Tay gàu nối với đầu mút cần chống có thể quay quanh khớp đó. Khi thao tác dùng dây cáp để kéo gàu. Cuối tay gàu có dây cáp nối với thanh chống đứng để thao tác. Tác dụng thanh chống đứng là để nâng cần chống đứng giảm bớt lực dây cáp khi kéo cần. Phạm vi ứng dụng: ứng dụng để đào những khối đào thấp hơn mặt bằng máy đứng. + Cấu tạo, tính năng máy đào gàu dây: Bộ phận công tác có cần chống tương đối dài, gàu, dây cáp kéo gàu và dây cáp nâng gàu. Đầu dưới cần chống được nối bằng khớp nối với bệ quay. Đầu trên giữ bởi ròng rọc và dây cáp. Khi bắt đầu đào thì buông lỏng dây cáp nâng gàu đồng thời văng mạnh về phía trước cho gàu hạ xuống. Dùng dây cáp kéo gàu về phía thân máy. Khi đầy gàu thi dùng dây cáp nâng gàu kéo lên trong quá trình đào trút đất góc nghiêng cần không thay đổi. 1) Thân máy; 2-4) puly; 3) cần với; 5-7-8) cáp kéo; 6) gầu đào Hình 3.2: Máy đào gầu dây Trang 4
  6. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Phạm vi ứng dụng : Khai thác vật liệu, nạo vét dưới nước. Thích hợp với phương án đào đất không phối hợp với phương tiện vận chuyển. + Cấu tạo, tính năng máy đào gàu ngoạm: Nếu thay gàu xúc máy đào gàu dây bằng gàu xúc kiểu ngoạm thì nó trở thành máy đào gàu ngoạm. Gàu ngoạm có 2 - 4 mảnh hàm hợp thành. Gàu được treo bởi dây cáp nâng gàu. Dây cáp ngoạm dùng để thao tác các mảnh hàm khi ngoạm đất. Khi ngoạm đất các mảnh hàm gàu được mở ra và gàu hạ xuống. Dưới tác dụng của trong lượng bản thân gàu cắm sâu vào đất. Kéo căng cáp ngoạm 2 mảnh được đóng lại. Khi tới vị trí đổ đất thì nới lỏng cáp ngoạm dưới sức năng của trọng lượng bản thân 2 mảnh gàu mở ra đất được đổ ra ngoài. Phạm vi ứng dụng: Do chỉ dựa vào trọng lượng bản thân để đào và xúc đất do đó máy đào gàu ngoạm thích hợp khi đào đất rời, đất nhẹ, đào hố móng giếng sâu và hẹp. Hình 3.3: Máy đào gầu ngoạm b) Máy đào nhiều gàu Máy đào nhiều gầu là loại máy đào liên tục nhờ có các gầu đào gắn vào vòng xích hoặc rôto. Máy thực hiện đào, vận chuyển, đổ vật liệu, di chuyển đồng thời một lúc. Việc sử dụng máy xúc nhiều gầu chỉ có hiệu quả kinh tế cao hơn máy xúc 1 gầu ở những công việc cần định hình hoá và chuyên môn hoá cao với khối lượng công việc lớn và vị trí đào tập trung. Thường máy xúc nhiều gầu được phân loại theo thiết bị mang gầu: - Máy xúc nhiều gầu loại băng hay xích mang gầu Trang 5
  7. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Máy xúc nhiều gầu loại rôto mang gầu. Căn cứ vào hướng di chuyển của máy gồm 2 loại: Máy đào kiểu bên cạnh và máy đào kiểu hướng dọc: - Máy đào kiểu bên cạnh là loại máy đào khi đào máy dịch chuyển cạnh khối đào (hướng di chuyển của gàu vuông góc hướng di chuyển của máy). Thường sử dụng đào kênh mương lớn ở vùng bằng phẳng, nạo vét lòng sông hay khai thác vật liệu cát sỏi có thể đào theo kiểu hình quạt hay song song. - Máy đào kiểu hướng dọc : là loại máy khi đào đất thì dịch chuyển theo tuyến khối đào, phương di chuyển của máy trùng với phương di chuyển của gàu, cấu tạo giống máy đào kiểu bên cạnh thường dùng để đào mương rãnh hẹp. + Máy đào nhiều gầu loại xích mang gầu Máy gồm các gầu gắn với băng xích cách đều nhau. Xích mang gầu một đầu được quay được nhờ động cơ qua hệ truyền động, còn đầu kia được kéo căng bởi đĩa. Giá gầu được treo cân bằng nhờ cần treo và đối trọng. Khi máy làm việc, xích mang gầu di chuyển gầu sẽ cắt vào vật liệu, gầu di chuyển qua đĩa rồi vòng lại đổ nguyên liệu chứa trong gầu vào phễu chứa hoặc thiết bị vận chuyển. Phạm vi sử dụng: Máy xúc nhiều gầu loại băng hoặc hoặc xích mang gầu có khả năng khai thác đất cấp 1 hoặc cấp 2. Vị trí khai thác ở trên, dưới hoặc ngang mức đặt máy. 1- xích; 2- gầu đào 3-4- puli 5- giá gầu 6- cần treo 7, 9- đối trọng 8- phễu 10- thiết bị vận chuyển 11- thiết bị di chuyển Hình 3.4: Sơ đồ máy đào nhiều gầu loại xích mang gầu Ưu điểm: Khả năng cơ giới hoá đồng bộ cao, năng suất lớn. Có khả năng hoàn thiện tầng đào, thi công theo tuyến, điều khển dể dàng và nhẹ nhàng hơn. Nhược điểm: Trang 6
  8. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Việc sử dụng máy xúc nhiều gầu chỉ có hiệu quả kinh tế cao hơn máy xúc 1 gầu ở những công việc cần định hình hoá và chuyên môn hoá caovới khối lượng công việc lớn và tập trung. - Máy đào nhiều gầu không đa năng. Giá thành chế tạo, mua sắm và chi phí duy tu bảo dưỡng lớn + Máy đào nhiều gầu loại roto mang gầu Máy gồm rôto được lắp vào tay máy. Trên rôto lắp đều các gầu xúc có răng. Trong tay máy có đặt thiết bị vận chuyển (băng tải ). Rôto, tay máy và thiết bị vận chuyển được giữ ở vị trí cân bằng xác định nhờ các cần treo. Khi máy làm việc rôto quay, các gầu gắn trên rôto đào vào tầng vật liệu và đổ vào thiết bị vận chuyển. Máy xúc nhiều gầu loại rôto mang gầu thường dùng để khai thác đất loại 1 đến loại 3. Máy thường được đặt ở cao trình thấp hơn mặt phẳng đào. 1- rôto 2- tay máy 3- gầu 4,5- băng tải 6- xe chở VL 7,8- cần treo 9- buồng máy 10- thiết bị di chuyển Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy đào đất loại Roto mang gầu Hình 3.6: Máy đào 288 do công ty Krupp của Đức sản xuất năm 1978 (thể tích 6,6 m3/gầu, có tốc độ quay 48 vòng/phút) Trang 7
  9. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Ưu điểm: - Lực cắt vào nguyên liệu lớn hơn nên khai thác được nguyên liệu rắn hơn. - Năng suất khai thác cao. Nhược điểm: tương tự như máy đào nhiều gầu loại xích mang gầu c) Tàu cuốc: Tàu cuốc là một thiết bị đào đất kiểu nhiều gàu lắp trên tàu hay xà lan để đào các bãi bồi lòng sông, khai thác cát, sỏi dưới nước. - Cấu tạo bao gồm các bộ phận chủ yếu như hình vẽ: giá gàu, dây xích, phễu đổ vật liệu, băng chuyền. Tàu cuốc không thể tự di động mà nhờ lực kéo dây neo. Vật liệu đào được thông qua băng chuyền để chuyển đến công cụ vận chuyển. - Quá trình công tác của tàu cuốc gồm các động tác đào đất, vận chuyển đất và di chuyển được tiến hành cùng 1 lúc. - Năng suất tàu cuốc f (tốc độ chuyển động của guồng xích, tính chất của đất, dung tích gàu, độ dày lớp đào) Bố trí đào đất cho tàu cuốc gồm 3 phương pháp: -Phương pháp 1: Ở một phía đường vận chuyển chính bố trí nhiều đường nhánh song song nhau. Cự ly giữa các đường nhánh căn cứ chiều dài băng chuyền để xác định. Đầu tiên đào một bên đường nhánh vật liệu đào được qua băng chuyền xuống các công cụ vận chuyển dừng trên đường nhánh. Quá trình đào lần lượt tháo dỡ di chuyển các đường nhánh cuối cùng còn lại nền đường. Ưu điểm: - Phù hợp với diện công tác hẹp có thể phối hợp với nhân công và các máy đào khác. - Thiết bị trên đường nhánh cố định, phí tổn vận chuyển ít. Nhược điểm: - Khối lượng đào ít, thể tích nền đường lưu lại lớn - Phương pháp 2: Bố trí khoảng cách các đường nhánh tăng gấp 2 so với phương pháp 1, khoảng giữa 2 đường nhánh tiến hành đào 2 lần, lần lượt đổ đất sang 2 bên không đào mất nền của đường nhánh. Ưu điểm: - Diện công tác rộng có thể phối hợp với nhân công và máy đào khác. - Thiết bị trên đường nhánh cố định, phí tổn vận chuyển ít. Trang 8
  10. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Nhược điểm: - Khối lượng đào ít, thể tích nền đường lưu lại lớn - Phương pháp 3: Khoảng cách 2 đường nhánh như phương pháp1. Khi đào dùng 2 tàu, tàu 1 đào được 1 khoảng nhất định thì tàu 2 bắt đầu đào, tàu đi sau sẽ đào đường nhánh mà tàu 1đã đào. Ưu điểm: - Có thể đào được khối lượng lớn, nền đường lưu lại ít. Nhược điểm: - Khi 1 tàu hư hỏng cản trở làm việc làm tàu san phải dừng Hình 3.7: Tàu quốc Ưu nhược điểm của tàu cuốc: Tàu cuốc có khả năng nạo vét bùn cát với khối lượng và công suất lớn, có khả năng nạo vét đất có độ bền cao (đất cấp 2). Độ sâu nạo vét lớn. Tính đa năng không cao, chi phí chế tạo, duy tu sửa chữa lớn Hình 3.8: Băng truyền vận chuyển vật liệu trên tàu quốc Trang 9
  11. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển d) Tàu hút Tàu hút thường được sử dụng phổ biến trong công tác đào bùn, cát. Với khả năng cơ động, công suất lớn và vận chuyển vật liệu qua đường ống nên có thể vượt qua các địa hình phức tạp như sông, đầm Cấu tạo gồm tàu, máy bơm hút bùn cát. Để phá vỡ kết cấu bùn cát, tăng hiệu quả hút một số loại bố trí thiết bị cắt đất ở đầu bơm. Bùn cát được hút cùng nước lên bụng tàu hoặc chuyển qua đường ống đến bãi tập kết. Bùn cát sẽ đọng lại và nước thoát đi. Hình 3.9: Mô hình tàu hút cắt Ưu nhược điểm của tàu cuốc: Tàu hút có khả năng nạo vét bùn cát với khối lượng và công suất lớn, có khả năng nạo vét đất có độ bền cao (đất cấp 2). Độ sâu nạo vét lớn. Tính đa năng không cao, chi phí chế tạo, duy tu sửa chữa lớn Hình 3.10: Khai thác bằng tàu hút phun Trang 10
  12. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển e) Khoan nổ Phương pháp khoan nổ mìn cho phép phá vỡ các cấu trúc đá cứng mà các thiết bị khác không phá được. Phương pháp này thường dùng trong khai thác hoặc đào đá. Ưu điểm: - Có thể áp dụng để khai thác hoặc đào với bất kì loại đất đá nào. - Khối lượng thi công đa dạng từ nhỏ đến lớn. Nhược điểm: - Gía thành thường cao với đất mềm (đất cấp 1, cấp 2). - Mức độ đòi hỏi tính chuyên nghiệp cao, công tác an toàn phức tạp. 1.3.2. Chọn phương án vận chuyển vật liệu Chọn phương án thi công dựa trên các cơ sở sau để có phương án phù hợp nhất về chủng loại thiết bị, công suất thiết bị: - Tính chất của mỏ vật liệu: trên cạn hay dưới nước; đất dính hay đất rời, bề dày lớp đất khai thác - Khối lượng san lấp; - Khoảng cách vận chuyển, các cung đường vận chuyển; - Máy móc hiện có - Điều kiện địa hình ở hiện trường thi công; - Khả năng tiếp cận của các phương tiện vận chuyển; - Sự phân bố các bãi lấy đất, khối lượng, cường độ vận chuyển và thời kỳ thi công; - Hình dạng, kích thước khối đào, đắp, sự quan hệ với công cụ đào đắp; - Yêu cầu về chất lượng đào phá; - Tình hình cung ứng nhân, vật lực vận chuyển. a) Vận chuyển bằng ô tô - máy kéo Ưu điểm: - Yêu cầu về đường sá không cao, độ dốc đường cho phép lớn, bán kính cong của đường nhỏ. - Kỹ thuật làm đường đơn giản, công tác làm đường nhanh chóng. - Phạm vi ứng dụng tương đối lớn thích hợp với địa hình phức tạp, diện công tác hẹp, có tính cơ động lớn. - Đáp ứng được cho mọi loại vật liệu, khoảng cách; Nhược điểm: Trang 11
  13. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Phí tổn vận chuyển lớn, đường sá thường xuyên phải tu sửa; - Khi dùng phối hợp với máy xúc, hệ số phối hợp xe máy thấp hơn khi máy xúc phối hợp với đường ray. Mặt đường rộng hay hẹp tùy thuộc cấp của đường bộ, số lần xe chạy, tốc độ xe chạy, thiết kế thường 3 - 6m - Dọc 2 bên đường phải có rãnh thoát nước để tránh tình trạng đường bị lầy lội khi mưa xe không chạy được. - Gía thành thường cao; - Tốc độ thi công thường chậm. Hình 3.11: Khai thác vật liệu bằng máy đào, vận chuyển bằng xe vận tải b) Vận chuyển bằng tàu thủy Ưu điểm: - Khả năng vận chuyển với khối lượng lớn; - Tiến độ nhanh, có thể đáp ứng tốt với các tuyến vận tải xa; - Ít ảnh hưởng đến hạ tầng giao thông; - Phương tiện vận chuyển đa dạng từ đơn giản đến phức tạp; - Gía thành vận chuyển thường thấp hơn vận chuyển bằng đường bộ. Nhược điểm: - Thường không phù hợp với khối lượng san lấp nhỏ; - Đòi hỏi phải có luồng lạch, bến cập - Thường phải kết hợp với biện pháp bốc xếp, chung chuyển bằng các phương tiện khác như ô tô, máy xúc - Thời gian hoạt động phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí tượng hải văn. Trang 12
  14. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.12: Vận chuyển bằng phương tiện nổi c) Vận chuyển bằng đường ống Vận chuyển bằng đường ống thường áp dụng cho công tác san lấp bằng vật liệu cát ở vùng có khả năng cấp thoát nước thuận lợi. Ưu điểm: - Tốc độ thi công san lấp nhanh, khối lượng thi công lớn; - Có thể vận chuyển qua được các vùng địa hình phức tạp như vượt sông, đầm lầy - Gía thành thường thấp; - Hoạt động được trong nhiều điều kiện thời tiết phức tạp. Nhược điểm: - Không phù hợp với khối lượng san lấp nhỏ; - Không phù hợp khi khoảng cách mỏ vật liệu đến khu san lấp xa; - Chỉ phù hợp với vật liệu hạt nhỏ như bùn, cát. Hình 3.13: Khai thác, vận chuyển bùn cát bằng tàu hút - đường ống Trang 13
  15. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển 1.3.3. Chuẩn bị thi công - Khi bố trí mặt bằng thi công không làm ảnh hưởng đến sự hoạt động và cảnh quan chung, đảm bảo giao thông, an toàn vệ sinh môi trường. - Bố trí mặt bằng thi công phải hợp lý thuận tiện, hạn chế tôi đa bụi, tiếng ồn làm ảnh hưởng đến hoạt động của khu vực xung quanh và không gây cản trở đến quá trình thi công san lấp. - Bố trí phương tiện thiết bị thi công hợp lý. - Đảm bảo an toàn trong quá trình thi công . - Đảm bảo an ninh trật tự và phòng chống cháy nổ tốt. 1.3.4. Thi công san lấp Chỉ bắt đầu tiển hành san mặt bằng công trình khi đã có thiết kế san nền, cân đối khối lượng đào đắp và đã có thiết kế của tất cả những công trình ngầm trong khu vực. Công tác san lấp gồm các công đoạn chính sau: - Đổ vật liệu, san gạt vật liệu, đầm nén trên mặt bằng. - Xử lý thoát nước, không để nước chảy tràn qua mặt bằng và không để hình thành vũng đọng trong quá trình thi công. - Bạt mái, thi công lớp bảo vệ mái. - Kiểm tra chất lượng đất đầm chặt. Đối với từng phần việc, cần tổ chức bố trí công việc sao cho hợp lý để tăng năng xuất đẩy nhanh tiến độ và đảm bảo yêu cầu chất lượng mà giá thành rẻ. a) Biện pháp đắp đất nền Đắp nền bằng vật liệu đất thường được đắp thành các lớp ngang dày không quá 30cm (trường hợp đắp đất bằng cát thì có thể dày hơn). Độ ẩm của đất đầm phải phù hợp để đạt hiệu quả cao trong lu nèn. Bề dầy mỗi lớp đất rải để đầm và số làn đầm cho mỗi lớp phụ thuộc vào loại máy đầm sử dụng hệ số đầm và loại đất đắp. Nên rải đất có độ dốc 0,005 theo chiều thoát nước. Khi đắp đất không đầm nện phải tính tới chiều cao phòng lún. Tỉ lệ chiều cao phòng lún tính theo % phải theo đúng chỉ dẫn trong bảng 3.1. b) Đầm chặt Công tác đầm chặt phụ thuộc vào yêu cầu thiết kế. Có thể sử dụng các thiết bị lu, đầm, đắp gia tải để làm chặt đất đắp. - Độ đầm chặt: Trang 14
  16. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Độ chặt yêu cầu của đất được biểu thị bằng khối lượng thể tích khô của đất hay hệ số làm chặt. Độ chặt yêu cầu của đất được quy định trong thiết kế công trình trên cơ sở kết quả nghiên cứu đất theo phương pháp đầm nén tiêu chuẩn, để xác định độ chặt lớn nhất và độ ẩm lớn nhất của đất. Chính vì lẽ đó, thí nghiệm đầm chặt trong phòng (22TCN 333:06) nhằm mục đích tìm giá trị tới hạn của khối lượng thể tích khô gkmax và độ ẩm tối ưu W0 của đất dùng làm san nền ứng với một công đầm nén theo tiêu chuẩn nhất định và dùng làm các thông số đối chiếu với kết quả thí nghiệm độ chặt hiện trường để kết luận công đầm nén ở ngoài hiện trường đã đạt bao nhiêu phần trăm so vói công đầm nén trong phòng (độ chặt K%). Muốn đạt dược khối lượng thể tích khô lớn nhất, đất đắp phải có độ ẩm tốt nhất. Độ sai lệch về độ ẩm của đất đắp đối với đất dính 10%; đối với đất không dính 20% của độ ẩm tốt nhất. Trước khi đắp phải bảo đảm đất nền cũng có độ ẩm trong phạm vi không chế. Nếu nền đất quá khô phải tưới thêm nước. Trong trường hợp nền bị quá ước thì phải sử lý mặt nền để có thể đầm chặt. Phải đánh xờm mặt nền rồi mới đổ lớp đất đắp tiếp theo. Phương pháp sử lý mặt nền cần xác định tuỳ theo loại đất cụ thể trên thực địa. Phải đảm bảo lớp đất cũ và lớp đát mới liên kết chắc với nhau, khôngcó hiện tượng mặt nhẵn giữa hai lớp đất, đảm bảo sự liên tục và đồng nhất của khối đất đắp. Đối với các công trình dâng, giữ và dẫn nước, trước khi đỏ lớp đất mới bắt buộc phải đào, cuốc xờm lớp đất cũ. Nếu sử dụng đầm chân dê thì phải đánh xờm trừ hững chỗ người và xe đi nhẵn. Khi đất dính không đủ độ ẩm tốt nhất thì nên tưới thêm ở nơi lấy đất (ở mỏ đất, bãi vật liệu, khoang đào, chỗ đất dự trữ). Đối với đất không dính và dính ít không đủ độ ẩm tốt nhất thì có thể tưới nước theo từng lớp ở chỗ đắp đất. Lượng nước cần thiết (tính bằng tấn) để tăng thêm độ ẩm của 1m khối đất trong khoang đào, ở bãi vật liệu được xác định theo công thức : g = Vt (Wy - Wb + Wn) Trong đó: Vt- Khối lượng thể tích khô của đất ở tại mỏ (T/m3) Wy - Độ ẩm tốt nhất của đất (%) Wb - Độ ẩm của đất tại bãi vật liệu (%) Wn - Tổn thất độ ẩm khi khai thác, vận chuyển và đắp đất (%) Trang 15
  17. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Lượng nước yêu cầu (g) tính bằng tấn để tưới thêm cho 1m2 lớp đất không dính hoặc ít dính đã đổ lên khối đất đắp, Tính theo công thức: g = Vkh (Wy - Wt) Trong đó : Vk - Khối lượng thể tích khô của đất đá đầm (T/m3) h - Chiều cao lớp đất đã đổ (m) Wy - Độ ẩm tốt nhất của đất (%) Wt - Độ ẩm thiên nhiên của đất đổ lên mặt khối đất đắp (%) Lớp đất được tưới nước thêm trên mặt đất khối đắp chỉ được đầm sau khi có độ ẩm đồng đều trên suốt chiều dài của lớp đất đá rải. Tuyệt đối không được đầm ngay sau khi tưới nước. Đối với đất không dính như cát, sỏi, mặc dù khi tưới nước ngấm nhanh, cũng phải chờ cho nước ngấm đều toàn bộ bề mặt và chiều dày lớp đất đá rải mới được tiến hành đầm nén. Việc đầm nén khối đất đắp phải tiến hành theo dây chuyền từng lớp với trình tự đổ, san và đầm sao cho thi công có hiệu suất cao nhất, chiều dầy của lớp đầm phải được quy định tuỳ thuộc và điều kiện thi công loại đất, loại máy đầm sử dụng và độ chặt yêu cầu. Khi rải đất đầm thủ công phải san đều, bảo đảm chiều dày quy định cho trường hợp đắp đất bằng thủ công. Những hòn đất to phải băm nhỏ, những mảng sành, gạch vỡ, hòn đá to lẫn trong đất phải nhặt loại bỏ. Không được đổ đất dự trữ trên khu vực đang đầm . Cần phải xác định chiều dày lớp rải và số lượt đầm kết quả đầm thí nghiệm. Để đầm đất dính, phải sử dụng dầm bánh hơi, đầm chân dê, máy đầm nệm. Để dầm đát không dính phải sử dụng các máy đầm rung, đầm nệm chấn động và đầm bánh hơi. Trước khi đầm chính thức, đối với từng loại dất, cần tổ chức đầm thí nghiệm để xác định các thông số và phương pháp đầm hợp lý nhất (áp suất đầm, tốc độ chạy máy, chiều dày lớp đất vải, số lần đầm, độ ẩm tốt nhất, và độ ẩm khống chế). Sơ đồ dầm cơ giới có 2 cách: Đầm tiến lùi và đầm theo đường vòng. Nếu đầm theo đường vòng thì phải giảm tốc độ di chuyển của đầm ở đoàn đường vòng và không được đầm sót. Đường đi của máy đầm phải theo hướng dọc trục của công rtình đắp và từ ngoài mép vào tim của công trình. Khoảng cách từ vật đàm cuối cùng của máy đàm đến mép công trình không được nhỏ hơn 0.5m. Trang 16
  18. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Khi đầm mái dốc phải tiến hành từ dưới lên trên, không đầm mái đất đắp trên mặt cắt ngang của khối đất đắp đã lớn hơn kích thước thiết kế, lớp đất thừa đó phải bạt đi và sử dụng để đắp các lớp trên. Khi đầm, các vết đầm của 2 sân đầm kề nhau phải chồng lên nhau. - Nếu theo hướng song song với tim công tình đắp thì chiều rộng vết đầm phải chồng lên nhau từ 25 đến 50 cm. - Nếu theo hướng thẳng góc với tim công tình đắp thì chiều rộng đó phải từ 50 đến 100 cm. Trong một sân đầm, vết đầm sau phải đè lên vết đầm trước là 0.2m, nếu đầm bằng máy; và phải đè lên 1/3 vết đầm trước (đầm theo kiểu xỉa tiền) nếu đầm bằng thủ công. Đối với công trình thuỷ lợi thì không cho phép đầm theo hướng thẳng góc với tim công trình. Trong chân khối đất đắp không cho phép có hiện tượng bung nhùng. Nếu có hiện tượng bùng nhùng với diện tích nhỏ hơn 5m2 chiều dày không quá 1 lớp đầm tuỳ theo vị trí đối với công trình có thể cân nhắc quyết định không cần xử lý và phải có sự thoả thuận của giám sát thiết kế. Trong trường hợp ngược lại nếu chỗ bung nhùng rộng hơp 5m2 hoặc 2 chỗ bùng nhung chông lên nhau thì phải đào hết chỗ bùng nhùng này (đào các lớp) và đắp lại với chất lượng như trong thiết kế yêu cầu. Khi đầm đất của các công trình (trừ công trình thuỷ lợi) bằng máy đầm chân dê thì phần đát tơi của lớp trên cũng phải được đầm bằng máy đầm loại khác và nhẹ hơn. Việc đầm đất trong điều kiện khó khăn, chật hẹp (lấp đất vào các khe móng, xung quanh các gối tựa của ống dẫn, các giếng khoan trắc, đắp đất mặt nền, chỗ tiếp giáp đất với công trình ) cần phải tiến hành đầm bằng các phương tiện cơ giớ như máy đầm nệm, đầm nệm chán động treo vào các máy khác như cần cẩu, máy kéo, máy đào ở những chỗ đặc biệt khó đầm, phải sử dụng máy đầm loại nhỏ. Nếu không thể đầm dược bằngmáy thì phải đầm thủ công theo các quy định hiện hành. Sau khi đã so sánh các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của phương án đắp đất bằng cơ giới thì cho phép mở rộng các nơi chật hẹp tới kích thước đảm bảo cho các máy đầm có năng suất cao làm việc. Khi đắp trả lại vào hố móng có kết hợp tận dụng đất đào để đắp nhưng nếu loại đất tận dụng không đảm bảo được chất lượng thì phải sử dụng đất khác. Phải sử dụng loại đất ít bị biến dạng khi chịu nén như cát, cát sỏi. Trang 17
  19. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Khi lựa chọn các giải pháp kết cấu phần dưới mặt đất , cơ qua thiết kế phải tạo mọi điều kiện để có thể cơ giới hoá đồng bộ công tác đất, đảm bảo chất lượng đầm nén và sử dụng máy móc có năng suất cao. Trong quá trình đắp đất, phải kiẻm tra chất lượng đầm nén mẫu kiểm tra tại hiện trường cần tính theo diện tích (m2). Khi kiểm tra lại đất đã đắp thì tính theo khối lượng (m3). Vị trí lấy mẫu phải phân bổ đều trên bình độ, ở lớp trên và lớp dưới phải xen kẽ nhau (theo TIÊU CHUẩN Việt nam TCVn 4447-1987 bình độ khối đắp) Khối lượng thể tích khô chỉ được phép sai lệch thấp hơn 0.03T/ m3 so với yêu cầu của thiết kế. Số mẫu không đạt yêu cầu so với tổng số mẫu lấy thí ngiệm không được lớn hơn tập trung vào một vùng. Mỗi lớp đầm xong phải kiểm tra Vk. Chỉ được đắp tiếp lớp sau nếu lớp trước đắp đã đạt yêu cầu về độ chặt thiết kế. Trong quá trình thi công san lấp cần chú ý đến biện pháp quan trắc lún, mốc cao độ Đối với trường hợp san mặt bằng sai lệch so với cao trình thiết kế (đào chưa tới hoặc đào vượt quá cao trình thiết kế) ở phần đào đất cho phép như sau: - Đối với đất mềm: 0,05 khi thi công thủ công và 0,1m khi thi công cơ giới. - Đối với đất cứng: +0,1m và -0,2m. Những chỗ đào vượt quá cao trình thiết kế phải được lấp phảng bằng đá hỗn hợp. Bảng 3.1: Độ dự phòng lún đất đắp không đầm chặt (%) Một số loại thiết bị đầm đất: - Đầm lăn ép: Sử dụng thiết bị có trọng lượng lớn để lăn ép chặt đất. Lực tác dụng thường coi như tĩnh, trị số áp lực nén ổn định theo vòng lăn và thời gian. Trang 18
  20. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển 1-Khung đầm 2- Trống đầm 3- Lưỡi nạo 4- Trục đầm 5- Vít điều chỉnh Hình 3.14: Cấu tạo đầm lăn phẳng - Đầm xung kích: Sử dụng tác động xung kích để tạo lực ép đất, lực đầm nện là lực động và thay đổi theo thời gian tại một địa điểm. Năng suất thấp so với những loại đầm khác c) Bảo vệ mái dốc Công tác bảo vệ mái dốc đặc biệt mái dốc phía biển cần được chú ý đặc biệt. Mái dốc phải đảm bảo giữ được vật liệu tránh bị xói trôi ảnh hưởng đến khu vực. Trường hợp cần thiết phải thiết kế hệ thống bảo vệ mái tạm thời như bao tải cát, rọ đá Trang 19
  21. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển CHƯƠNG 2. THI CÔNG NẠO VÉT LUỒNG LẠCH 2.1. KHÁI NIỆM CHUNG Nạo vét và đào đắp dưới nước là một khâu rất quan trọng trong thiết kế và thi công các khu nước neo đậu tàu thuyển cũng như luồng lạch cho tàu. Thậm chí công tác nạo vét còn là yếu tố quan trọng đầu tiên trong việc xác định xây dựng luồng, cảng. Công tác nạo vét duy trì luồng lạch, khu nước đậu tàu thường được thực hiện theo định kỳ để duy trì khả năng sử dụng công trình. Để công tác nạo vét luồng lạch đạt hiệu quả thì vấn đề quan trọng cần xác định là: - Khối lượng nạo vét; - Tính chất của vật liệu nạo vét; - Đặc điểm địa hình khu vực nạo vét; - Vị trí tập kết vật liệu nạo vét. 2.1.1. Khối lượng nạo vét Việc xác định chính xác khối lượng nạo vét rất quan trọng trong việc chọn phương án nạo vét, năng suất nạo vét, thời gian thi công và để có thể tối ưu giá thành. Khối lượng nạo vét có thể từ vài trăm đến hàng chục, hàng trăm triệu mét khối. Để xác định chính xác khối lượng cần phải: - Có số liệu chi tiết mặt bằng khu vực nạo vét, độ sâu nạo vét yêu cầu và các mặt cắt ngang thiết kế; - Số liệu khảo sát địa chất khu vực nạo vét; - Lưới khống chế các điểm nạo vét trên mặt bằng. 2.1.2. Đặc điểm vật liệu Xác định đặc tính hóa lý của vật liệu nạo vét để làm cơ sở cho việc lựa chọn phương pháp thi công, khả năng sử dụng sản phẩm nạo vét, xử lý chất thải và đánh giá tác động môi trường. Tính chất vật lý: Tính chất cơ lý của vật liệu quyết định việc lựa chọn máy móc, thiết bị và phương thức nạo vét do đó ảnh hưởng đến chi phí thi công đặc biệt khi phải di chuyển các thiết bị từ xa đến. Việc phân loại vật liệu có thể theo các loại trầm tích bùn cát, cát, sét Tính chất hóa học: Các thành phần chất hóa học độc hại trong vật liệu nạo vét có thể có ảnh hưởng lớn đến môi trường khu vực xây dựng. Vì vậy cần có thông tin về các Trang 20
  22. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển thành phần hóa học độc hại trong vật liệu nạo vét để để có biện pháp xử lý phù hợp tránh gây tác hại đến môi trường. Đồng thời phải xác định vùng ảnh hưởng (khu vực nạo vét, đường vận chuyển, khu vực đổ vật liệu ). Đặc điểm sinh vật: Vấn đề sinh vật trong khu vực nạo vét cũng phải xem xét điều tra một cách kỹ lưỡng. Trường hợp cần thiết phải có biện pháp thi công phù hợp tương ứng để giảm thiểu tác hại đến sinh vật khu xây dựng. 2.2. BIỆN PHÁP NẠO VÉT Sản phẩm nạo vét luồng lạch, khu nước thường là một trong các loại trầm tích: - Vật liệu rời như cát, cát pha; - Vật liệu dính kết như sét, sét pha; - Bùn, bùn sét do phù sa, sa bổi - Các loại đá như đá san hô, đá vôi Tùy thuộc vảo đặc điểm của vật liệu nạo vét, khối lượng nạo vét có thể lựa chọn một hoặc kết hợp nhiều biện pháp, phương tiện. 2.2.1. Tàu gầu ngoạm Tầu gầu ngoạm là loại được dùng khá phổ biến. Có thể sử dụng cho công tác nạo vét, bốc xếp nhiều loại vật liệu. Khi nạo vét bùn đát tàu gầu ngoạm thường được neo bằng hệ thống 01 neo chủ cùng các neo biên và tiến hành đào đất theo phương ngang. Bùn đất được đổ vào bụng tàu và chở đến vị trí tập kết (đối với tàu tự hành) hoặc đổ lên tàu khác để chở đến vị trí tập kết (đối với không tự hành). Hình 3.10 : Tàu gầu ngoạm Ưu điểm: - Linh hoạt, phù hợp với nhiều loại vật liệu nạo vét như bùn, cát, sỏi Trang 21
  23. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Có thể làm việc trong điều kiện mực nước từ nông đến sâu, có thể đạt đến độ sâu nước lớn (có thể tới 35m hoặc hơn, phụ thuộc vào trọng lượng gầu); - Thuận tiện cho thi công trong các khu vực bến, các góc có địa hình hẹp, khối lượng nạo vét nhỏ, chiều dày lớp nạo vét mỏng. Nhược điểm: - Công suất nạo vét không lớn; - Địa hình đáy hố đào không đồng đều, khó tạo các mái taluy; - Không phù hợp với loại vật liệu có tính liên kết lớn như sét cứng, đá khối Hình 3.11 : Tàu đào gầu ngoạm Trang 22
  24. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.12 : gầu ngoạm 2.2.2. Tàu đào gầu thuận Tàu đào gầu thuận là loại thiết bị được dùng khá phổ biến và đa năng. Đơn giản nhất là loại máy đào gầu thuận đặt trên ponton ngoài ra còn có loại tàu đào tự hành. Có thể sử dụng cho công tác nạo vét, bốc xếp nhiều loại vật liệu. Tàu đào tự hành loại lớn có thể hoạt động trong điều kiện sóng gió khá lớn, thể tích gầu đào có thể đến 40m3. Tàu đào thường đổ vật liệu lên phương tiện khác để chở đi, tỷ lệ giữa vật liệu rắn và nước trong sản phẩm đào thường lớn. Tàu gầu đào thường tiến hành đào theo phương ngang và định vị bằng hệ thống chân chống. Hình 3.13 : Máy đào gầu thuận trên poton Ưu điểm: - Linh hoạt, phù hợp với nhiều loại vật liệu nạo vét như bùn, cát, sỏi, đá san hô - Có thể làm việc trong điều kiện mực nước từ nông đến khá sâu, có thể đạt đến độ sâu nước tới 32m (phụ thuộc vào tay với của gầu); Trang 23
  25. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Thuận tiện cho thi công trong các khu vực bến, các góc có địa hình hẹp, khối lượng nạo vét nhỏ, chiều dày nạo vét mỏng. Nhược điểm: - Công suất nạo vét thường không lớn; - Không có khả năng thi công ở độ sâu nước lớn. Hình 3.14 : Tàu đào tự hành 2.2.3. Máy đào gầu kéo Máy đào gầu kéo thường là loại thiết bị có công suất nhỏ. Cấu tạo thường là dùng máy đào gầu kéo đặt trên ponton hoặc trên xe xích. Có thể sử dụng cho công tác nạo vét nhiều loại vật liệu. Hình 3.15 : Máy đào gầu kéo Ưu điểm: - Linh hoạt, phù hợp với nhiều loại vật liệu nạo vét như bùn, cát, sỏi Trang 24
  26. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Có thể làm việc trong điều kiện mực nước từ nông đến sâu, có thể đạt đến độ sâu nước lớn (có thể tới 35m, phụ thuộc vào trọng lượng gầu); - Thuận tiện cho thi công trong trong trường hợp khối lượng nạo vét nhỏ, chiều dày nạo vét mỏng. Nhược điểm: - Công suất nạo vét không lớn; - Không phù hợp với loại vật liệu có tính liên kết lớn như sét cứng, đá khối - Không thuận tiện cho thi công trong các khu vực bến, các góc có địa hình hẹp. 2.2.4. Máy bơm trên phao nổi Máy bơm được gắn trên giá (cần điều khiển) kết nối trên phương tiện nổi. Thiết bị này thường sử dụng cho việc nạo vét bùn, cát hạt nhỏ. Hình 3.16 : Máy bơm trên phao nổi Ưu điểm: - Có khả năng nạo vét bùn cát hạt nhỏ với công suất không lớn; - Vận chuyển sản phẩm nạo vét bằng đường ống nên có thể vượt địa hình phức tạp; - Có thể làm việc trong điều kiện mực nước từ nông đến sâu, có thể đạt đến độ sâu nước lớn. - Thuận tiện cho thi công trong trong trường hợp khối lượng nạo vét nhỏ, chiều dày nạo vét mỏng. Nhược điểm: - Không phù hợp với các loại vật liệu có kích thước hạt lớn; - Không phù hợp với loại vật liệu đất dính như sét, á sét - Điều kiện thi công hạn chế khi tác động của sóng, dòng chảy mạnh - Địa hình đáy sau đào không đồng đều. Trang 25
  27. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.17 : Máy bơm trên phao nổi 2.2.5. Tàu hút bùn-cát Đây là dạng thiết bị tự hành sử dụng bơm hút. Có thể dùng ngay bụng tàu để chứa vật liệu sau đó vận chuyển đến vị trí đổ hoặc vận chuyển bằng đường ống bơm. Thường sử dụng trong trường hợp khối lượng nạo vét lớn. Hình 3.18: Tàu hút bùn-cát Ưu điểm: - Có khả năng nạo vét bùn cát hạt nhỏ đến vừa với công suất lớn; - Vận chuyển sản phẩm nạo vét bằng nhiều cách như chứa trên tàu, bơm lên tàu khác hoặc đường ống nên có thể vượt địa hình phức tạp; - Có thể làm việc trong điều kiện mực nước sâu (có thể đạt đến độ sâu nước lớn tới 120m), sóng dòng chày lớn; - Có thể chế tạo thiết bị với nhiều công suất, kích thước đáp ứng đa dạng công việc Nhược điểm: Trang 26
  28. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Thường không phù hợp với khối lượng nạo vét nhỏ; - Khó đạt độ sâu chính xác; - Chi phí huy động, di chuyển thiết bị khá lón. 2.2.6. Tàu cuốc Tàu quốc thuộc dạng máy đào nhiều gầu. Thông thường cấu tạo gầu có thể từ 50 đến 1000 lít, khả năng nạo vét thông thường đến 25m thậm chí có thể đạt đến 34m. Ưu điểm: - Khả năng nạo vét nhiều loại bùn đất; - Công suất đa dạng theo cấp độ; - Có khả năng di chuyển linh hoạt, nạo vét – chứa đựng – vận chuyển. Nhược điểm: - Chi phí huy động, di chuyển thiết bị khá lón. Trang 27
  29. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển CHƯƠNG 3: THI CÔNG ĐÊ BẢO VỆ BỜ BIỂN 3.1. KHÁI NIỆM CHUNG Đê bảo vệ bờ thường được thi công ở ven biển trong điều kiện môi trường biến đổi liên tục và phức tạp. Vì vậy việc lựa chọn thời điểm (mùa) thi công, thời gian thi công là một yếu tố vô cùng quan trọng. Một số khu vực các công trình chỉ có thể xây dựng trong một mủa nhất định trong năm. Công trình đê kè thường thi công trong điều kiện chân khay và một phần thân ngập nước nên đòi hỏi các biện pháp thi công thiết bị đặc biệt. Thi công từng đoạn theo hình thức cuốn chiếu: Thi công từ dưới chân đê lên đỉnh đê, thi công chân khay trước sau đó thi công mái biển. Phía đồng và đường mặt đê, trồng cỏ thi công sau. 3.2. Thi công chân khay Chân khay của đê có thẻ là cọc: gỗ, bê tông, cừ thép, ống buy, đá hộc chân khay thường xuyên ngập dưới nước nên cần phải có biện pháp đảm bảo thi công nhanh tránh xụt lở mái hố đào. Thường phải xác định thời gian triều rút và tranh thủ thời gian triều thấp để dễ dàng thi công. - Chân khay bằng cọc gỗ, bê tông, cừ thép: thì có thể áp dụng thiết bị đóng từ trên bờ hoặc dưới nước. - Chân khay là ống buy bê tông: có thể đào móng bằng máy đào gầu sấp, cần dài. Chờ cho nước triều hạ xuống, đào đến đâu, hạ ngay ống buy rồi chèn cát xung quanh hoặc rọ đá. Bên trong ống buy được thả đá hộc, căn chỉnh và đậy nắp ống buy nếu có. Cũng có thể hạ ống chân khay theo phương pháp hạ giếng: hạ ống buy và dùng bơm áp lực xói đất nền hạ ống buy xuống. - Chân khay đá hộc: có thể đào móng bằng máy đào gầu sấp, cần dài. Chờ cho nước triều hạ xuống, đào đến đâu, thả ngay đá hộc đến đó. Hình 3.19 : Thi công chân khay bằng ống buy BT Trang 28
  30. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Chân khay đá hộc: có thể đào móng bằng máy đào gầu sấp, cần dài. Chờ cho nước triều hạ xuống, đào đến đâu, thả ngay đá hộc đến đó. 3.3. Thi công thân đê 3.3.1. Quy trình kỹ thuật đắp đê Lên ga theo mặt cắt thiết kế Sử dụng cọc và dây lên ga trên hiện trường theo mặt cắt đê thiết kế, cách nhau không quá 50m. Các mốc định dạng phải thường xuyên kiểm tra cân chỉnh để đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trí. Đo đạc Khối lượng đắp đê xác định trên cơ sở đo đạc mặt cắt ngang trước và sau khi đắp đê (toàn bộ hoặc từng phần). Cần đo đạc, đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu các kích thước và vị trí công trình theo thiết kế. Chuẩn bị nền đê(đê mới và đê nâng cấp) San bằng các lỗ hổng, chỗ trũng và tiến hành đầm kỹ theo tiêu chuẩn. Làm ảm nền đê để bề mặt nền đê cũ hoặc đê mới nối tiếp với lớp đất đắp mới. Nếu mái đê cũ được nâng cấp thì phải đánh cấp với chiều cao lớn nhất mỗi cấp bằng 2 lần chiều dày lớp đầm (khoảng 30 cm). Vật liệu đất đắp Phải loại bỏ tất cả rễ cây, bụi cây, cỏ hay tất cả các loại vật liệu dẽ bị phân rữa khác khỏi thân đê. Đắp đê theo từng lớp liên tục, trước hết đắp theo chiều ngang, sau đó đắp lên dần theo cao độ của đê. Nơi lấy đất phải cách chân đê ít nhất 20m (nằm ngoài phạm vi bảo vệ đê) Công tác đầm nện: Rải đất và san đầm các lớp trên mặt thi công đảm bảo theo độ dày nhất định, đầm chặt đến độ chặt thiết kế. Trong quá trình rải đất cần phải chú ý độ ẩm của đất để có thể đạt hiệu quả đầm chặt cao nhất Trang 29
  31. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.20 : Thi công thân đê 3.3.2. Cônhg tác đầm chặt thân đê Tùy vào loại vật liệu đắp đê, quy mô đê, mặt bằng thi công mà lựa chọn thiết bị đầm nén phù hợp. - Đất pha cát hoặc cát thì sử dụng đầm hoặc tưới nước. - Đất sét ướt thì áp dụng theo phương pháp sau: + Xén, cắt tạo thành những khối đất sét có kích thước đều nhau; + Vận chuyển không làm phá vỡ kết cấu của khối đất sét; + Xếp những khối đất sét theo chiều ngang thành từng lớp đều nhau, giảm tối đa các lỗ hổng giữa các khối đất sét; + Lấp các lỗ hổng bằng đất sét và làm nhẵn mặt tiếp xúc; + Nên chia mỗi nhóm thi công một khối lượng thích hợp (khoảng 10% để xếp các khối đất sét vào đúng vị trí). Khi đầm nén đệm cát bằng bàn rung thì có thể bố trí một hoặc ghép hai, ba đầm bàn rung với nhau, rồi chia diện đầm ra thành nhiều khu vực nhỏ để đầm. Đầm theo trình tự đúng hàng lối đạt đến độ chặt trung bình. Trường hợp đầm nén bằng xe lu thì yêu cầu vệt lu phải sát nhau. Sau khi đầm một lượt ngang xong thì lại phải chuyển sang một lượt dọc khác và cứ tiến hành như vậy cho đến khi đạt tới độ chặt thiết kế. Trang 30
  32. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.21 : Thi công đầm chặt thân đê bằng đầm vỗ Hình 3.22 : Thi công đắp bồi thân đê Các quy định về kiểm tra chất lượng Kiểm tra về mặt cắt đê Khi thi công xong, cứ 100m phải kiểm tra kích thước hình học mặt cắt đê theo tiêu chuẩn hiện hành. Kiểm tra chất lượng đầm Về độ ngậm nước và dung trọng khô cần lấy mẫu thí nghiệm ở khoảng cách đều nhau (1 mẫu/300m3 đất đắp) với các thiết bị chuyên dụng tiến hành phân tích tại công trường và trong phòng thí nghiệm. Trang 31
  33. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Loại và số lần kiểm tra như sau: - Dung trọng và độ ngậm nước của đất tại công trường: Với đất rời nên thí nghiệm ít nhất 6 mẫu và lấy kết quả trung bình cho mỗi vị trí. Với đất kết dính, sau khi đã thực hiện đầm nén như nêu ở điều 8.1.1.4, cần lấy mẫu để kiểm tra dung trọng hiện trường bằng cách lấy mẫu dao vòng trên miếng đất sét mẫu hình khối, bề mặt nhẵn (kích thước thích hợp cạnh vuông là 30 cm hoặc 40 cm). - Phân tích cấp phối hạt: Lấy một lượng mẫu đất thích hợp để phân tích cấp phối hạt. - Tiến hành xác định giới hạn chảy và giới hạn dẻo theo tiêu chuẩn hiện hành. 3.3.3. Thi công lớp đệm a) Biện pháp thi công vải địa kỹ thuật - Trước khi trải vải địa kỹ thuật, mặt bằng mái phải được san hoặc lấp để đạt độ cao thiết kế và đầm đến độ chặt yêu cầu. Bề mặt tiếp xúc với vải phải tương đối phẳng, đảm bảo cho vải tiếp xúc tốt với nền. Những vật cứng sắc nhọn phải được dọn sạch để không làm rách, hỏng vải. - Nếu có thể thì tháo hết nước khu vực đặt vải lọc hoặc thực hiện lúc triều rút thấp. - Ở vùng không có nước thì đào chân khay đến cao trình thiết kế và đặt vải lọc, ghim chặt với chân khay và mái theo chỉ dẫn trong thiết kế. - Ở vùng có nước, vải lọc đặt vào rãnh khay và ghim neo. Phải trải vải tiếp từ chân lên mái trong điều kiện có nước, chú ý ghim neo cẩn thận phần chân và mái ngập nước, để tránh bị đẩy nổi ra khỏi vị trí tác dụng do nước và sóng. - Chỗ tiếp giáp giữa hai tấm vải cần chồng mí là 30÷50 cm. Nếu may nối hai tấm thì cường độ chỗ nối phải đạt ít nhất 80% cường độ của vải lọc. Phần đỉnh của tấm vải lọc cần cố định chắc chắn, không cho nước chảy phía dưới và chống phá hủy do ngoài trời thời gian dài (không quá 5 ngày), không phơi dưới nắng nóng. Lưu ý trong qúa trình thi công, người thi công phải chịu trách nhiệm đảm bảo vải không bị phá hoại khi đặt vải và khi đầm, trong những trường hợp nhìn thấy các điểm lỗi trên vải, nhà thầu phải báo ngay cho các kỹ thiết kế để có biện pháp gia cố kịp thời và ở các lớp tiếp theo. Trang 32
  34. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.23 : Thi công lớp vải – đệm Kiểm tra chất lượng thi công vải lọc Thực hiện ngoài hiện trường đồng thời kiểm tra kích thước chân khay và xếp đặt đá kè. Chất lượng vải phải đạt yêu cầu thiết và kiểm tra theo 14 TCN 91- 1996 đến 14TCN 99- 1996: vải địa kỹ thuật - yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử. b) Biện pháp thi công lớp đá đệm, lọc ngược Chiều dày và cách đặt - Phải đặt đúng vị trí, cấp phối và chiều dày như trong bản vẽ thiết kế. Các lớp lọc không cần đầm, nhưng phải thi công đảm bảo đều nhau theo chiều dày quy định. - Cấp phối lớp đệm phải đáp ứng theo yêu cầu thiết kế. - Thi công các lớp đệm được thực hiện từ thấp lên cao, và thường kết hợp thi công lớp phủ ngoài ngay để bảo vệ tránh xô, trượt. Kiểm tra chất lượng lớp lọc - Phải đảm bảo chiều dày thiết kế, cho phép chênh lệch không quá 10%. - Vật liệu sử dụng để làm lớp lọc đáp ứng yêu cầu chất lượng giới hạn về cấp phối như bảng 9.2 và 9.3. - Theo chiều dài đê, cứ 20m lấy các mẫu sỏi cát dùng làm lớp lọc để phân tích cấp phối hạt, kiểm tra độ dày. Trang 33
  35. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.24 : Thi công lớp đệm 3.3.4. Thi công lớp gia cố mái a) Kè đá xếp, đá xây Đá dùng để xây, lát phải cứng rắn, đặc chắc, bền, không bị nứt rạn, không bị phong hóa, chống được tác động của không khí và nước. Khi gõ bằng búa, đá phát ra tiếng kêu trong. Phải loại bỏ đá phát ra tiếng kêu đục hoặc đá có vỉa canxi mềm. Đá dùng để xây, lát phải sạch, đất và tạp chất dính trên mặt đá phải rửa sạch bằng nước để tăng sự dính bám của vữa với mặt đá. Nên chọn loại đá có cường độ nén tối thiểu bằng 85 MPa và khối lượng thể tích tối thiểu 2400 kg/m3. Chỉ tiêu cơ lý cụ thể phải theo chỉ dẫn thiết kế - Chất lượng đá: Phải đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật của tiêu chuẩn ”Công trình thủy lợi- Xây lát đá- Yêu cầu kỹ thuật thi công và nghiệm thu:14TCN 12-2002” và các yêu cầu của thiết kế. - Xếp đặt sao cho các viên đá lớn dược phân bố đồng đều trên toàn bộ diện tích và đá nhỏ hơn được đặt xen kẽ ở mặt dưới, giữa các viên đá lớn. Bề mặt kè không có khe hở lớn. Khe hở phía dưới các viên đá được bịt lấp bằng đá nhỏ làm cho các viên đá đặt sít nhau, độ dày kè đồng đều, không rải đá dăm trên bề mặt kè. - Đá xếp bằng thủ công, các viên đá dựng vuông góc với bề mặt của mái dốc. Đặt viên đá theo chiều thẳng đứng (nếu chiều dài của hòn đá bằng chiều dầy của lớp đá lát) và thẳng góc với mặt nền. Đối với các hòn đá lớn và quá dài, có thể đặt nghiêng (chiều rộng của hòn đá bằng chiều dầy của lớp đá lát). Không được xếp hai viên đá dẹt chồng lên nhau. Khe kẽ giữa các viên đá lát lớn được chèn bằng các viên đá nhỏ. Trang 34
  36. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Các viên đá lát khan ở hàng trên cùng của mái nghiêng phải có cùng hai mặt phẳng: theo mái nghiêng và trên mặt nền nằm ngang. - Lát đá trên mái nghiêng phải lát từ dưới lên trên, chọn các viên đá lớn nhất lát hàng dưới cùng và hai bên rìa của phạm vi lát đá. Khối đá lát phải đảm bảo chặt chẽ (các viên đá tiếp xúc chặt với nhau, viên trên ít nhất có 3 điểm tiếp xúc với các viên đá dưới) để nâng cao tính ổn định của mặt lát mái dốc. - Sau khi lát đá, phải đảm bảo mặt nền chặt chẽ và tương đối bằng phẳng. Chiều dày kè phải đảm bảo độ dày thiết kế. Độ gồ ghề của mặt lát mái dốc không quá 100mm so với tuyến thiết kế. - Trường hợp viên đá có kích thước lớn hơn chiều dày của kè, thì có thể đặt chiều nhỏ hơn vuông góc với mái đê. - Đá gắn vữa liên kết thành khối lớn: Có thể gắn các viên đá với nhau bằng vữa thích hợp để đảm bảo yêu cầu về kích thước và trọng lượng theo thiết kế. Chọn vật liệu đá và phương pháp ghép đá bằng vữa như sau: - Đặt khuôn (gỗ hoặc thép) lên mái đê theo tuần tự từ thấp lên cao; - Mặt đá được tưới nước, đặt lên mái kè sao cho khoảng cách giữa các viên là nhỏ nhất, vữa sẽ được phụt vào các khe hở giữa các viên đá. - Xếp đá thành lớp trên lớp vữa lót rồi chèn chặt các khe kẽ bằng các viên hoặc mảnh đá nhỏ phù hợp, sau đó đổ hỗn hợp vữa vào khe kẽ và chọc bằng bay hoặc que đầm bằng gỗ tạo thành một khối liên kết chặt và đặc chắc. Rải dần lớp vữa theo việc đặt các viên đá để đá lát được đặt trên hỗn hợp vữa còn dẻo, chưa bắt đầu đông cứng. - Các lớp lọc bằng cát sỏi cần tiến hành đồng thời với việc đặt xếp đá kè. Kiểm tra chất lượng kè đá sau khi thi công - Chất lượng của viên đá: Cần kiểm tra bằng mắt thường và cường độ nén ở phòng thí nghiệm đối với đá có kích cỡ khác nhau nếu có sự khác biệt khi kiểm tra hiện trường. - Bề dày xếp đá: Chiều dày kè phải đảm bảo không sai lệch với thiết kế quá 5%. - Cấp phối đá kè: Chọn lấy diện tích 50 m2, tiến hành đo đường kính ngoài của mỗi viên đá, đánh dấu bằng sơn hoặc phấn. Xếp các viên đá có cùng kích thước vào trong một nhóm (theo bảng 15), tính toán xác định tỷ lệ % cho mỗi nhóm. Bảng 9.1: Phân nhóm đá Trang 35
  37. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển STT Nhóm STT Nhóm 1 0,80÷1,0 m 5 0,30÷0,40 m 2 0,60÷0,70 m 6 0,20÷0,30 m 3 0,50÷0,60 m 7 0,10÷0,20 m 4 0,40÷0,50 m 8 0,05÷0,10 m - Từ các đường kính đá đo được, xác định diện tích của mỗi viên đá nhân với chiều dày của kè đá và trọng lượng riêng của đá thuộc mỗi nhóm. Bằng cách này sẽ xác định được sự phân bố của các viên đá có kích thước trên bề mặt của kè đá. Cần đảm bảo sự có mặt của 50% số đá có trọng lượng trung bình (w50), sai số cho phép 10%. - Chất lượng kè đá xây vữa: Độ sụt đảm bảo 3÷9cm.Cứ 30m3 vữa phải lấy 6 mẫu vữa đưa về phòng thí nghiệm để kiểm tra. - Khi đá được ghép xong trên toàn bộ các khuôn mới tiến hành phụt vữa xi măng, cần dùng xà beng nậy để vữa nhét hết vào các khe.Vữa để phụt là loại mác 10÷12,5 đảm bảo tiêu chuẩn ”Vữa thủy công, yêu cầu kỹ thuật 14TCN 80- 2001”. b) Công trình kè bê tông - Cát, sỏi, nước, xi măng dùng chế tạo bê tông kè lát mái theo 14TCN66- 2002 đến 14TCN 73-2002 “Vật liệu làm thủy công - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử”. - Thi công cấu kiện BT đúc sẵn: Tấm lát mái BT được thi công đúc sẵn, dưỡng hộ trong điều kiện kỹ thuật khi đủ cường độ mới vận chuyển lắp ghép vào mái. - Trước khi lắp cấu kiện BT cần miểm tra bề mặt đê sao cho sai số không quá 5cm. Trang 36
  38. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.25 : Thi công cuốn chiếu mái kè Hình 3.26 : Thi công lớp phủ mái bê tông 3.3.5. Thi công mặt đê, tường đỉnh a) Thi công tường đỉnh - Chỉnh sửa hố móng bê tông tường chắn sóng bằng thủ công. Dùng máy thuỷ bình và lên ga hố móng, đảm bảo tuân theo hướng và kích thước theo hồ sơ thiết kế. - Đệm đá dăm móng tường chắn sóng, đầm chặt bằng đầm cóc. Trang 37
  39. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Ván khuôn đảm bảo kín khít tránh làm mất nước xi măng. Ván khuôn được văng chống bằng cọc gỗ đảm bảo chắc chắn, ổn định và an toàn cho thi công bê tông đảm bảo đúng vị trí, kích thước đã được xác định, đánh dấu cao độ đổ trên ván khuôn, ván khuôn được vệ sinh sạch sẽ bôi dầu mỡ trước khi lắp đặt. - Cốt thép được gia công theo đúng đồ án thiết kế về số hiệu, hình dáng và yêu cầu kỹ thuật trong và được bảo quản tránh mưa và khô ráo Mỗi khoảnh đổ bê tông kỹ thuật hiện trường phải tính khối lượng BT, khoảnh đổ và vạch ra biện pháp thi công, tiến độ cung cấp và quyết định thiết bị và nhân lực phù hợp để khi thi công BT được liên tục đảm bảo yêu cầu kỹ thuật chất lượng thi công bê tông. b) Cứng hóa mặt đê Dùng máy ủi kết hợp với thủ công đào khuôn đường trong phạm vi đắp áp trúc. đảm bảo chiều rộng khuôn đường theo thiết kế. Thủ công chỉnh sửa khuôn đường và đào móng dầm đỉnh phía đồng theo đúng cao độ và kích thước hình học theo hồ sơ thiết kế. Trang 38
  40. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển 4. THI CÔNG MỎ HÀN, ĐÊ CHẮN SÓNG ĐÁ ĐỔ Phương pháp thi công mỏ hàn hay đê chắn sóng mái nghiêng phải được nghiên cứu ngay từ khi thiết kế công trình. Hiện nay có phổ biến hai phương pháp thi công chính hay là hai cách tiếp cận chính là thi công trên cạn từ bờ ra và thi công dưới nước. Tuy nhiên đa số các công trình được thi công bởi sự kết hợp của cả hai cách trên. Tùy loại hình cấu tạo đê, vị trí xây dựng – điều kiện môi trường, khả năng cung ứng vật tư, thiết bị thi công mà lựa chọn phương án thi công phù hợp. Hình3.27 : Sơ đồ xây dựng phương án thi công 4.1. Chuẩn bị mặt bằng công trình: Mặt bằng bố trí thi công phải phù hợp với quy trình, thiết bị thi công đảm bảo khả năng thuận tiện nhất cho công tác: - Tập kết, bốc xếp vật liệu xây dựng công trình; - Chế tạo các cấu kiện; - Khả năng di chuyển các phương tiện, thiết bị phục vụ thi công. Bãi chứa vật liệu phải đảm bảo đủ khả năng cung cấp vật liệu theo tiến độ thi công. Đối với vật liệu là đá hộc có thể tập kết tại bãi ngập nước ở chân công trình. Trang 39
  41. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.28: Quan hệ gữa nhu cầu cung cấp VL và tiến độ XD 4.2. Các căn cứ để lựa chọn xây dựng phương án thi công 4.2.1. Thiết bị thi công Việc lựa chọn thiết bị thi công là một khâu quan trọng trong việc xác định giá thành xây dựng công trình. Căn cứ vào thiết kế chi tiết, điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng để lựa chọn thiết bị thi công. a) Thiết bị trên cạn Cần cẩu: Cần cẩu làm nhiệm vụ cẩu, bốc xếp các cấu kiện xây dựng công trình. Loại cẩu phù hợp nhất là cẩu bánh xích do khả năng ổn định tốt, không cần chân chống phụ và có khả năng di chuyển trong điều kiện địa hình gồ ghề phức tạp thậm chí ngập nước. Khả năng nâng tải danh nghĩa của cẩu là khả năng nâng tải lớn nhất mà cẩu có thể nâng. Khả năng nâng tải của cẩu phụ thuộc vào tầm với của cẩu, phương làm việc của tay cẩu và khả năng gia tải của cẩu. Máy đào: Máy đào có thể là loại gầu thuận hoặc ngược. Có thể kết hợp một số thiết bị khoan phá ở đầu tay, có thể thay đổi dung tích gàu. Xe ủi: Xe ủi thường dùng loại bánh xích, dùng để san gạt tạo phẳng mặt đê Xe tải: Xe tải phân làm hai loại là loại chuyên chở vật liệu trên đường và loại chuyên dùng trong công trường. Trang 40
  42. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.29: Một số thiết bị đào, xúc đá Bảng: Đặc điểm của một số loại thiết bị b) Phương tiện-Thiết bị nổi Cần cẩu nổi Cẩu nổi có thể là loại chuyên dụng tự hành hoặc đơn giản chỉ là cần cẩu bình thường gắn trên sà lan. Tính ổn định của cẩu phụ thuộc vào sà lan và trong quá trình vận hành cần phải đảm bảo tính ổn định của phương tiện nổi. Hình 3.30: Cẩu gắn trên sà lan Tàu chở VL: Tàu chở vật liệu có thể là tàu tự hành hoặc sà lan. Một số loại tàu chuyên dụng để chở đá có khả năng tự đổ. Trang 41
  43. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.31: Sà lan chở đá Hình 3.32: Tàu chở đá có cẩu tự hành 4.2.2. Vận chuyển Vận chuyển vật liệu cần đảm bảo tiến độ cung cấp vật liệu cho công tác thi công. Công tác bốc xếp vật liệu xuống các phương tiện nổi cần được nghiên cứu ngay từ đầu căn cứ vào điều kiện bến bãi, mực nước, thiết bị bốc xếp. Khi bốc xếp VL xuống tàu thuyền cần chú ý độ chênh lệch do dao động mực nước, do biến động mớn nước của phương tiện. Trang 42
  44. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.33: Ảnh hưởng biến động mực nước, tải hàng hóa Hình 3.34: Chuyển VL xuống sà lan Hình 3.3: Chuyển VL bằng sà lan Vận chuyển đường bộ các khối cấu kiện lớn cần có các phương tiện chuyên dụng phù hợp. Trang 43
  45. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.36: Chuyển đá khối bằng xe ô tô 4.2.3. Điều kiện tự nhiên, môi trường khu vực xây dựng - Vị trí, hạ tầng khu vực xây dựng Cần có số liệu rõ ràng về vị trí công trình, hạ tầng khu vực xây dựng và hạ tầng liên kết khu vực ngoài công trình để xem xét đánh giá công tác vận chuyển vật tư, thiết bị, khả năng cung cấp điện nước - Địa hình thực tế khi thi công: Do khu vực ven bờ địa hình luôn biến đổi nên cần tiến hành đo đạc khảo sát lại địa hình khu vực xây dựng, đảm bảo xác định chính xác địa thực tế khi thi công. - Số liệu mực nước: Cần có số liệu mực nước triều, biến động triều. Cần phải tính toán dự báo biến động mực nước triều trong suốt quá trình thi công để có phương án bố trí thi công hợp lý. - Số liệu sóng, dòng chảy: Cần điều tra, tính toán về sóng, dòng chảy khu vực xây dựng. Cần khảo sát đo đạc và dự báo các số liệu sóng dòng chảy trong quá trình thi công công trình. Hình 3.37: Dự báo mực nước triều tại vị trí xây dựng Trang 44
  46. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển 4.2.4. Đánh giá rủi ro Công tác thi công ven biển luôn tiềm ẩn những rủi ro do đặc điểm của môi trường biển. Do đó công tác đánh giá, dự báo rủi ro là quan trọng từ đó đưa ra các biện pháp đề phòng phù hợp. Cần có thiết bị cảnh báo nguy hiểm khi thi công. Trong quá trình chuẩn bị thi công cần đánh giá đúng ảnh hưởng của các yếu tố môi trường không xác định như gió, triều, sóng, dòng chảy Ngoài ra cần quan tâm đến khả năng thay đổi đường bờ biển, đáy biển trong quá trình thi công công trình. Nguyên tắc quản lý rủi ro: a) Bảo vệ công trình Công trình hoàn thành hoặc một bộ phận công trình đã xây dựng phải luôn đảm bảo ổn định trong điều kiện bình thường. Tuy nhiên trong trường hợp điều kiện tác động môi trường lớn trong khi thi công thì công trình có thể bị hư hại. Do đó cần có giải pháp phù hợp để dự đoán và lựa chọn để bảo vệ công trình không hư hại hoặc hư hại ít. b) Xác định thời gian thi công hợp lý và chính xác Cần xác định chính xác thời gian thực hiện xây dựng công trình, từ đó lựa chọn thời điểm thi công, công việc và tiến độ thi công hợp lý để tránh các các mùa có điều kiện môi trường nguy hiểm cho công tác xây dựng. c) Giới hạn các điều kiện hoạt động của phương tiện, thiết bị Các phương tiện, thiết bị cần có giới hạn hoạt động rõ ràng, các giới hạn này phụ thuộc không chỉ tính năng thiết bị mà còn phụ thuộc cả người điều khiển. d) Công trình tạm phục vụ thi công Các công trình tạm phục vụ thi công cần được thiết kế với điều kiện môi trường hợp lý. Thông thường nếu các công trình này quan trọng thì được thiết kế với chu kỳ lặp của ĐKMT là 10 năm. e) Khả năng thay đổi đường bờ, đáy biển Ttong khi thi công có thể xảy ra sự biến đổi đường bờ biển, đáy biển làm ảnh hưởng đến khả năng tiếp cận, hoạt động của các phương tiện, thiết bị đặc biệt là các phương tiện, thiết bị nổi. f) Thời gian thực hiện dự án g) Bảo vệ người lao động Trang 45
  47. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển h) Bảo vệ môi trường chung trong quá trình xây dựng i) Lựa chọn và sử dụng phương tiện thiết bị phù hợp 4.3. Phương án thi công 4.3.1. Phương án thi công từ biển Phương án tiếp cận từ biển phụ thuộc rất lớn vào điều kiện môi trường trong khi xây dựng công trình. Đồng thời đỏi hỏi hệ thống bến bãi, cầu cảng, luồng lạch phải phù hợp với phương tiện thi công Cần xem xét các điều kiện để có thể thi công từ biển: - Các điều kiện, yêu cầu của công việc: thời điểm xây dựng, tiến độ, các yếu tố môi trường dự báo trong suốt thời gian dự kiến xây dựng, các yêu cầu đặc biệt khác - Vị trí công trình, khu vực xây dựng: sự ảnh hưởng của các công trình hiện có tại vị trí XD, lân cận khu vực xây dựng - Vị trí các mỏ vật liệu, khả năng tiếp cận của các phương tiện chuyên chở vật liệu đường bộ ra vị trí bến tập kết. - XD các bộ phhận công trình ở độ sâu nước lớn: đệm đáy, chân khaay - Khả năng cung cấp thiết bị: sự phhù hợp của các thiết bị với công việc, khả năng bến bãi và luồng lạch. Hình 3.38: Sơ đồ XDCT a) Lớp đá lõi : Công tác đào đáy móng, chân khay có thể sử dụng tàu quốc kết hợp với máy đào sấp trên phương tiện nổi. Khi thi công cần chú ý khả năng sạt nở mái. Công tác đổ đá lõi đê có thể sử dụng sà lan mở đáy hoặc bốc từ sà lan thả xuống bằng gầu ngoạm. Lớp đá lõi đê khi thả có thể thi công với độ chính không đòi hỏi cao, sau khi đổ từ xà lan có thể sử dụng máy kết hợp thợ lặn để hoàn thiện lớp lõi. Qúa trình đổ từ trên xà lan cần xem xét các yếu tố sau: Trang 46
  48. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Vận tốc dòng chảy lúc thi công; - Độ sâu thả đá từ mặt nước; - Đặc điển đá lõi (kích thước đá, hàm lượng các loại đá); - Khi đổ bẳng sà lan xả đáy cần phải xác định mực nước thi công hợp lý đảm bảo khả năng vận hành của sà lan. Khi mực nước không cho phép thì sử dụng máy gầu ngoạm. Hình 3.39: Đổ đá lõi đê bằng sà lan xả đáy - Khi có lớp đá hộc gia tải, phải thả phần gia tải, sau thả đá thân đê lên trên. - Khi cần ép trồi đối với nền thì thả đá từ giữa lấn dần ra hai bên. Trang 47
  49. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.40: Sà lan xả cạnh Hình 3.41: Đổ đá lõi đê bằng sà lan xả cạnh b) Lớp đá gia cố: Phải xét đến ảnh hường của sóng, tiến độ đảm bảo phủ kín đá lót trước khi bị xói. Trước lúc lắp đặt, cần kiểm tra tu sửa bổ sung độ dốc và tình trạng bề mặt lớp đá lót, cần làm phẳng bằng cách san rải đá nhỏ để lấp các khe lớn. Sai số cho phép, đối với phần thi công trên nước không lớn hơn ± 5cm, phần dưới nước không lớn hơn ± 10cm. Trang 48
  50. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.42: Thi công mái đê bằng gầu ngoạm nổi 4.3.2. Phương án thi công từ đất liền Phương án tiếp cận từ đất liền phụ thuộc rất lớn vào khả năng tiếp cận khu vực xây dựng công trình bằng đường bộ. Cần xem xét các điều kiện để có thể thi công từ đất liền: - Các điều kiện, yêu cầu của công việc: thời điểm xây dựng, tiến độ, các yếu tố môi trường dự báo trong suốt thời gian dự kiến xây dựng, các yêu cầu đặc biệt khác - Vị trí công trình, khu vực xây dựng: sự ảnh hưởng của các công trình hiện có tại vị trí XD, lân cận khu vực xây dựng - Vị trí các mỏ vật liệu, khả năng tiếp cận của các phương tiện chuyên chở vật liệu đường bộ ra vị trí bến tập kết. - XD các bộ phận công trình ở độ sâu nước lớn: đệm đáy, chân khay - Khả năng cung cấp thiết bị: sự phù hợp của các thiết bị với công việc Trang 49
  51. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.43: Đổ đá lõi đê bằng xe vận tải Hình 3.44: Thi công mái đê Hình 3.45: Cẩu lắp và theo dõi lắp đặt khối phủ dưới nước Trang 50
  52. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.46: Thi công khối phủ Hình 3.47: Thi công khối phủ 4.3.3. Phương án thi công kết hợp Đây là phương án thi công kết hợp dùng cả phương pháp tiếp cận từ biển và từ bờ. Phương án này cho phép lựa chọn thiết bị thi công đa dạng hơn, khắc phực được các hạn chế của cả hai phương án là tiếp cận từ biển và từ bờ. 4.3.4. Yêu cầu kỹ thuật Các khối phủ ở cuối dốc phải đảm bảo tiếp xúc chặt chẽ với lăng thể đá đổ chân đê. Dùng khối dolos hoặc tetrapod phủ mái Đảm bảo mật độ đồng đều trên toàn mái. Trang 51
  53. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 3.48: Sơ đồ lắp đặt khối dolos trên mái nghiêng Hình 3.49: Phương pháp lắp đặt khối terrapod trên mái nghiêng a. Mặt cắt ngang; b. Mặt bằng - Cách lắp đặt khối dolos: cách đặt đứng ở phía dưới dốc và đè lên cánh nằm ngang của khối phía dưới , cách đặt ngang đè lên lớp đá mái đê. Thanh nối vượt qua cánh ngang của khối lân cận sao cho đá lót ở dưới không lộ ra ( hình 9.2). Sai số lắp đặt cấu kiện được quy định như sau - Đối với khối dolos và tetrapod: số lượng lắp đặt thực tế so với thiết kế không sai lệch quá ± 5%. Trang 52
  54. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển - Đối với tấm khối vuông : chênh lệch độ cao so với khối lân cân không quá 15 cm, khe lát giữa hai khối không lớn hơn 10cm. Hình 3.50: Sơ đồ kiểm tra lắp đặt khối gia cố trên mái nghiêng Bảng 3.1: Sai số cho phép đối với đá đổ đường viền mặt cắt thiết kế của đê. Trọng lượng đá thả(kg) 10÷100 100÷200 20÷030 300÷500 500÷70 700÷1000 0 0 Chênh lệch cao cho ±40 ±50 ±60 ±70 ±80 ±90 phép(cm) Bảng 3.2: Chênh lệch cao độ cho phép giữa đường viền thực tế so với thiết kế Đối với trường hợp phù mái bằng đá hộc lát khan Trang 53
  55. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Nên chọn viên tương đối gần với lăng trụ, chiều dài không nhỏ hơn chiều dày thiết kế. Viên đá đặt dựng đứng, trọng lượng không nhỏ hơn trọng lượng thiết kế. Lớp phủ bằng đá hộc cần đạt các yêu cầu sau : - Trên 90% diện tích bảo đảm độ dày thiết kế; - Khe rỗng giữa hai viên đá lát không lớn hơn 2/3 đường kính bé nhất của đá lót phía dưới, không tồn tại khe liên thông vuông góc với mặt lớp phủ: + Chiều rộng khe ghép cho phép : 3 cm; + Chiều rộng khe tam giác cho phép: 7 cm; + Độ nhấp nhô mặt mái cho phép : 3 cm; - Đá lát khan cần chèn chặt, đá nhỏ được gài phía dưới, dùng xà beng bẩy một viên đá lớn rời khỏi mái thì 2- 3 viên xung quanh cũng bị bẩy lên. Xây đá cần đạt các yêu cầu cho phép sau: - Mạch xây : 4 cm - Độ rộng khe tam giác: 8 cm - Độ lồi lõm mặt mái : 3 cm Trang 54
  56. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển 5. THI CÔNG MỎ HÀN, ĐÊ CHẮN SÓNG TƯỜNG ĐỨNG TTRỌNG LỰC Phương pháp thi công mỏ hàn hay đê chắn sóng tường đứng cũng phải được nghiên cứu ngay từ khi thiết kế công trình. Tùy loại hình cấu tạo đê, vị trí xây dựng – điều kiện môi trường, khả năng cung ứng vật tư, thiết bị thi công mà lựa chọn phương án thi công phù hợp. Hình3.27 : Sơ đồ xây dựng phương án thi công 5.1. Phương án thi công bệ đá Bệ đá được thi công đảm bảo độ phẳng, đặc chắc. Khi thi công chú ý đến khả năng vật liệu đá bị trôi dạt do dòng chảy và sóng. Công tác kiểm tra độ phhẳng của bề mặt đáy đệm đá ngập nước được thực hiện bằng thợ lặn dựa trên hệ ga ngầm. Bệ đá được đầm chặt bằng thiết bị đầm nén đặc biệt hoặc các đầm dạng trọng lực thả từ trên tàu. Trang 55
  57. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 5.1: Thi làm phẳng công bệ đá Hình 5.2: Thi công đổ đệm đá hộc Trang 56
  58. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 5.3: Một số dạng thi công đổ đệm đá hộc 5.2. Thi công khối thùng chìm Thùng BTCT thường được thi công trên bờ, trong ụ nổi hoặc trên sà lan. Tùy từng điều kiện cụ thể để chọn cách thi công. - Thi công trên bờ: thường dùng với các thùng có kích thước, trọng lượng nhỏ do khả năng hạn chế của phương tiện cẩu, vận chuyển và hạ thủy. - Thi công trong ụ khô: Thường dùng với các thùng có kích thước và trọng lượng lớn, có tính ổn định và tự nổi cao trong quá trình vận chuyển kéo ra vị trí lắp đặt. - Thi trên sà lan (ụ nổi): Thường dùng với các thùng có kích thước và trọng lượng lớn, có khả năng ổn định và tự nổi trong quá trình kéo vào vị trí lắp đặt. Tùy từng điều kiện cụ thể để lự chọn biện pháp thi công phù hợp. Khi thi công hạ thủy, vận chuyển và đánh chìm cần tính toán các bài toán lựa chọn thiết bị thiết bị hợp lý: - Lựa chọn cẩu để vận chuyển, hạ thủy cấu kiện: Cần căn cứ vào khả năng nâng - tầm với của cẩu và kích thước – trọng lượng của thùng BT để lựa chọn phương án cẩu phù hợp. Trang 57
  59. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 5.4: Quan hệ tầm với và sức nâng của cẩu - Lựa chọn tàu lai dắt: Khi vận chuyển lai dắt thùng BT (tự nổi, chở bằng sà lan) cần xác định lực kéo của tàu lai dắt. Cần chú ý đến các ảnh hươngr của dòng chảy, sóng đến công tác lai dắt. Cần kiểm tra khả năng tự nổi và ổn định của thùng khi kéo thùng ra vị trí tập kết tại công trình và đánh chìm vào vị trí xây dựng. Nếu kéo thùng trên quãng đường dài thì độ định của thùng đòi hỏi cao hơn là chở bằng sà lan ra vị trí xây dựng. Hình 5.5: Ổn định nổi thùng chìm BTCT - Lựa chọn sà lan, ụ nổi: Sà lan, ụ nổi để đúc các cấu kiện trên boong cần phải đảm bảo khả năng chịu tải của mặt boong khi công các thùng trên boong. Cần xác định thời gian thi công trên sà lan một cách chính xác để bố trí thiết bị và lựa chọn vị trí neo đậu phù hợp. Trang 58
  60. Bộ môn Cơ sở kỹ thuật CTB&CT Ven biển Bài giảng: Kỹ thuật TCCT bảo vệ bờ biển Hình 5.5: Thi công lắp đặt thùng chìm BTCT Cần dự báo, xác định khả năng thay đổi mực nước biển, mớn nước thi công trong suốt quá trình thi công trên biển. Hình 5.6: Lai dắt thùng chìm vào vị trí xây dựng Công tác thi công cần được tính toán dự kiến ngay từ khi thiết kế. Lựa chọn được phương án hợp lý để thi công sẽ đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật của công trình. Trang 59