Bài giảng Kỹ thuật xây dựng công trình biển

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật xây dựng công trình biển

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA KỸ THUẬT BIỂN BỘ MÔN KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BIỂN BÀI GIẢNG KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN Người biên soạn: PGS.TS. Lê Xuân Roanh Hiệu đính : TS. Thiều Quang Tuấn Hà Nội 2011
2. Lời nói đầu Tập bài giảng này được viết theo chỉ đạo của Ban giám hiệu trường Đại học Thủy lợi sau khi nâng cấp và chuyển đổi tài liệu học tập, nhằm cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về công nghệ thi công công trình ven biển. Nội dung của cuốn sách biên soạn trên cơ sở của các nguồn tài liệu tham khảo chính, bao gồm: giáo trình thi công công trình thủy lợi tập 1 và 2 của trường Đại học Thủy lợi, giáo trình thi công công trình ven biển và xa bờ- Do giáo sư Ben C. Gerwick, Jr., California, USA, in năm 2007. Nội dung trong cuốn bài giảng được viết ngắn gọn lại với những kiến thức cơ bản của hai nguồn tài liệu chính trên và các tài liệu liên quan khác, và được trình bày thành ba phần kỹ thuật và một phần bổ sung thêm về quản lý xây dựng. Nội dung như sau: Phần thứ nhất trình bày về phương pháp dẫn dòng thi công, công tác hố móng, thi công công trình đất đá. Phần thứ hai giới thiệu công nghệ thi công công trình bê tông. Phần thứ ba trình bày về công nghệ thi công các công trình biển. Phần thứ tư giới thiệu về quản lý xây dựng. Tập bài giảng là tài liệu tham khảo cho người học chương trình đại học, thuộc chương trình đào tạo kỹ sư ngành kỹ thuật biển. Nó cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành khác trong nhóm ngành xây dựng công trình thủy. Bài giảng biên soạn lần đầu, không tránh khỏi những sai. Bộ môn và tác giả xin chân thành đón nhận những góp ý của người học để hoàn chỉnh hơn trong lần biên soạn tới. Bộ môn Kỹ thuật công trình biển Trưởng bộ môn PGS. TS. Lê Xuân Roanh 2
3. Mục lục Phần thứ nhất 11 DẪN DÒNG, NGĂN DÒNG, THI CÔNG ĐẤT VÀ ĐÁ 11 Chương 1: MỞ ĐẦUU 11 1.1. Sự hình thành và phát triển của xây dựng công trình thủy 11 1.1.1 Sự hình thành 11 1.1.2. Nội dung 11 1.1.3. Trình tự trong quản l y đầu tư và xây dựng công trình 11 1.2. Sơ lược về sự phát triển của công trình thuỷ ở Việt Nam 11 1.3. Tính chất của thi công các công trình thủy, công trình biển 11 1.4. Những nguyên tắc cơ bản trong xây dựng thủy, công trình biển 12 1.5. Đặc điểm thi công các công trình bảo vệ bờ biển, công trình xa bờ 12 CHƯƠNG 2: DẪN DÒNG THI CÔNG 13 2.1. Các phương pháp dẫn dòng thi công 13 2.1.1. Đắp đê quai ngăn dòng một đợt 13 2.1.2. Đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt 13 2.1.3 Dẫn dòng thi công qua lòng sông không thu hẹp (thi công trên bãi bồi)14 2.2. Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng 14 2.2.1 Chọn tần suất thiết kế 14 2.2.2. Chọn thời đoạn dẫn dòng 14 2.3.1. Xác định cao trình đỉnh đê quai 15 2.3.2 Bố trí mặt bằng đê quai 15 2.3.3 Vật liệu đê quai thi công công trình biển 15 2.3.3.1 Đê quai cống hộp bê tông 15 2.3.3.2 . Đê quai cừ thép 16 Chương 3: THI CÔNG ĐẤT 18 3.1. Kỹ thuật đầm đất 18 3.1.1. Nguyên lý cơ bản của đầm nén đất 18 3.1.2.1. Lượng ngậm nước 18 3.1.2.2. Loại đất 18 2.1.2.3. Sự tổ hợp cấu tạo hạt 19 3.2. Các loại công cụ đầm nén 19 3.2.1. Đầm lăn ép 19 3.2.1.1. Đặc điểm 19 3.2.1.2. Cấu tạo và đặc điểm làm việc 19 3.2.2. Tính năng xuất của đầm lăn ép 22 3
4. 3.2.3. Đầm xung kích 22 Chương 4: 25 KỸ THUẬT THI CÔNG ĐẬP ĐẤT, ĐÊ BẰNG KỸ THUẬT ĐẦM NÉN TRÊN KHÔ 25 4.1. Khái niệm 25 4.1.1. Đặc điểm của thi công đất đầm nén 25 4.1.2. Những yêu cầu chủ yếu khi thi công đập đất 25 4.2. Công tác bãi vật liệu 25 4.2.1. Nguyên tắc chọn bãi vật liệu 25 4.2.2. Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu 26 4.3. Đào và vận chuyển đất 26 4.3.1. Nguyên tắc chọn phương án 26 4.3.2. Tổ chức vận chuyển 26 4.4. Công tác trên diện thi công 27 4.4.1. Công tác chuẩn bị 27 4.4.2. Công tác trên mặt diện thi công 27 4.5. Biện pháp tổ chức thi công mùa mưa lũ 29 CHƯƠNG 5: KỸ THUẬT THI CÔNG CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ- ĐÊ BIỂN, ĐẬP PHÁ SÓNG, MỎ HÀN 30 5.1 Kỹ thuật xử ly nền đất yếu dưới đê 30 5.1.1 . Xử lý nền đê bằng đệm cát 30 5.1.2 Xử lý nền bằng bấc thấm 31 5.1.3 . Sử dụng vải địa kỹ thuật để gia cố đê 31 5.1.4 Xử lý nền đê bằng bè cây 32 5.1.5 Xử lý nền bằng đệm cọc cát 33 5.1.6 Xử l y nền bằng khoan phụt áp lực cao 34 5.2.1 Thi công đê biển 34 5.2.1.2 Thi công lớp bảo mái đê dạng rời và xây vữa 35 5.2.2 Thi công các khối dị hình cho mỏ hàn, lớp bảo vệ 35 5.2.3 Thi công mảng liên kết mềm 36 5.2.4 Trồng cỏ mái phía đồng 38 5.2.5 Thi công chân khay 38 5.3. KỸ THUẬT THI CÔNG MỎ HÀN, THẢ RỒNG ĐÁ BẢO VỆ ĐÁY 38 5.3.1 Thi công mỏ hàn 38 5.3.2 Thi công bằng thiết bị dưới nước 39 5.3.3. Thi công đập có sự kết hợp của cả thiết bị dưới nước và thiết bị trên cạn 39 Phần thứ hai 41 4
5. KỸ THUẬT THI CÔNG BÊ TÔNG 41 Chương 6: KHÁI NIỆM CHUNG 41 Chương 7 : 43 CÔNG TÁC VÁN KHUÔN 43 7.1.Khái niệm chung 43 7.1.1 Định nghĩa 43 7.1.2 Tầm quan trọng 43 7.1.3. Các loại ván khuôn 43 7. 2 Xác định lực tác dụng lên ván khuôn và các bước thiết kế 43 7. 2.1 Lực tác dụng lên ván khuôn đứng 43 7. 2.2 Lực tác dụng lên ván khuôn ngang 43 7.2.3 - Chọn tổ hợp tính toán 45 7.2.4- Các bước thiết kế 45 7.3 Các loại ván khuôn và lắp dựng ( cố định) 45 7.3.1.Ván khuôn gỗ 45 7.3.2 Ván khuôn thép 46 7.3.3 Ván khuôn trượt 48 Chương 8: Error! Bookmark not defined. KỸ THUẬT SẢN XUẤT BÊ TÔNG Error! Bookmark not defined. 8.1. Tính cấp phối bê tông và phối liệu Error! Bookmark not defined. 8.1.1. Tính cấp phôí: ( Giáo trình vật liệu xây dựng)Error! Bookmark not defined. 8.1.2. Công tác phôí liêu Error! Bookmark not defined. 8.2 Các phương pháp trộn bê tông, máy trộn bê tôngError! Bookmark not defined. 8.2.1. Trộn bê tông bằng tay Error! Bookmark not defined. 8.2.2. Trộn bê tông bằng máy Error! Bookmark not defined. 8.2.3. Thông số công tác của máy trộn bê tôngError! Bookmark not defined. 8.3.1. Yêu cầu đôí với trạm trộn Error! Bookmark not defined. 8.3.2. Các hình thức bố trí trạm trộn Error! Bookmark not defined. Chương 9:KỸ THUẬT VẬN CHUYỂN VỮA BÊ TÔNGError! Bookmark not defined. 9. l Khái niệm chung Error! Bookmark not defined. 9.1.1. Những yêu cầu kỹ thuật khi vận chuyển vữa bê tôngError! Bookmark not defined. 9.1.2. Các phương án vận chuyển vữa bê tông Error! Bookmark not defined. 9.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng chọn phương án vận chuyểnError! Bookmark not defined 9.2 Các phương pháp vận chuyển vữa bê tông Error! Bookmark not defined. 9.2.1. Vận chuyển vữa bê tông bằng nhân lực Error! Bookmark not defined. 9.2.2. Vận chuyển bằng ô tô Error! Bookmark not defined. 9.2.3. Vận chuyển bằng đường ray, cần trục Error! Bookmark not defined. 5
6. 9.2.4. Vận chuyển vữa bê tông liên tục Error! Bookmark not defined. Chương 10. KỸ THUẬT ĐỔ, SAN, ĐẦM VÀ DƯỠNG HỘ BÊ TÔNGError! Bookmark 10.1. Phân khoảnh đổ bê tông Error! Bookmark not defined. 10.1.2. Sự cần thiết và nguyên tắc phân chia khoảnh đổError! Bookmark not defined. 10.1.3. Các hình thức phân chia khoảnh đổ Error! Bookmark not defined. 10.1.3.1. Hình thức xây gạch Error! Bookmark not defined. 10.1.3.2. Hình thức kiểu hình trụ Error! Bookmark not defined. 10.1.3.3. Hình thức lên đều Error! Bookmark not defined. 10.2. Công tác chuẩn bị trước khi đổ bê tông Error! Bookmark not defined. 10.2.1. Chuẩn bị nền Error! Bookmark not defined. 10 2.2. Xử lý khe thi công (mạch ngừng thi công)Error! Bookmark not defined. 10.2.3. Kiểm tra trước khi đổ bê tông Error! Bookmark not defined. 10.3. Đổ, san, đầm và dưỡng hộ bê tông Error! Bookmark not defined. 10.3.1. Đổ bê tông Error! Bookmark not defined. 10.3.2. San bê tông Error! Bookmark not defined. 10.3.3. Đầm bê tông Error! Bookmark not defined. 10.3.3.1. Nguyên tắc hoạt động của máy đầm Error! Bookmark not defined. 10.3.3.2. Các loại máy đầm Error! Bookmark not defined. 10.3.3.3. Yêu cầu kỹ thuật khi đầm Error! Bookmark not defined. 10.3.4. Dưỡng hộ bê tông Error! Bookmark not defined. 10.4. Ứng suất nhiệt trong bê tông khối lớn Error! Bookmark not defined. 10.4.1. Ứng suất nhiệt của bê tông Error! Bookmark not defined. 10.4.1.1.Nứt nẻ bề mặt Error! Bookmark not defined. 10.4.1.2 Nứt xuyên Error! Bookmark not defined. 10.4.2. Biện pháp giảm ứng suất nhiệt trong bê tôngError! Bookmark not defined. 10.4.2.1. Giảm lượng phát nhiệt của bê tông Error! Bookmark not defined. 10.4.2.2. Hạ thấp nhiệt độ đổ bê tông Error! Bookmark not defined. 10.4.2.3. Tăng tốc độ toả nhiệt của bê tông ngay sau khi đổError! Bookmark not defined. Chương 11. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐẶC BIỆTError! Bookmark not def 11.1. Độn đá hộc trong bê tông Error! Bookmark not defined. 11.1.1. Ưu điểm Error! Bookmark not defined. 11.1.2. Nhược điểm Error! Bookmark not defined. 11.1.3. Yêu cầu về chất lượng của đá để độn bê tôngError! Bookmark not defined. 11.1.4. Phương pháp thi công độn đá hộc chủ yếuError! Bookmark not defined. 11.1.5. Những hiện tượng làm giảm chất lượng bê tông độn đá hộcError! Bookmark not 11.2. Đổ bê tông dưới nước Error! Bookmark not defined. 11.2.1. Khái quát Error! Bookmark not defined. 11.2.2. Các phương pháp đổ bê tông trong nướcError! Bookmark not defined. 11.3. Thi công bê tông bằng phương pháp lắp ghépError! Bookmark not defined. 6
7. 11.3.1. Ưu điểm Error! Bookmark not defined. 11.3.3. Vận chuyển bê tông Error! Bookmark not defined. 11.3.4. Lắp ráp: gồm các bước: Error! Bookmark not defined. 11.4. Phun vữa và phun bê tông Error! Bookmark not defined. 11.4.1. Yêu cầu kỹ thuật Error! Bookmark not defined. 11.4.2. Yêu cầu đối với mặt cần phun và kỹ thuật phunError! Bookmark not defined. 11.5. Thi công bê tông bằng phương pháp chân khôngError! Bookmark not defined. Chương 12: TÍNH VẬT LÝ MÔI TRƯỜNG CỦA CÔNG TRÌNH BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH NGOÀI KHƠI Error! Bookmark not defined. 12.1 Tổng quan Error! Bookmark not defined. 12.2 Khoảng cách ngang và chiều sâu Error! Bookmark not defined. 12.3 Nhiệt độ Error! Bookmark not defined. 12.4 Dòng chảy Error! Bookmark not defined. 12.5 Sóng và sóng cồn Error! Bookmark not defined. 12.6 Gió và bão Error! Bookmark not defined. 12.7 Thủy triều và sóng cồn Error! Bookmark not defined. Chương 13: KHAI QUÁT THI CÔNG CÔNG TRÌNH BIỂNError! Bookmark not define 13.1: Giới thiệu chung Error! Bookmark not defined. 13.2 Các giai đoạn tiến hành xây dựng đối với các công trình ngoài khơiError! Bookmark 13.3: Các nguyên tắc thi công Error! Bookmark not defined. 13.4 Phương tiện và phương pháp chế tạo Error! Bookmark not defined. 13.5 Hạ thủy Error! Bookmark not defined. 13.5.1 Hạ thủy tàu, sà lan Error! Bookmark not defined. 13.5.2: Cẩu và vận tải Error! Bookmark not defined. 13.5.3: Xây dựng trong xưởng đóng tàu (cạn) Error! Bookmark not defined. 13.5.4: Xây dựng ở lòng chảo Error! Bookmark not defined. 13.5.5: Lao trượt kết cấu từ đường dẫn hoặc sà lanError! Bookmark not defined. 13.5.6: Sàn đệm bằng cát Error! Bookmark not defined. 13.5.7: Hạ kiểu lăn tròn Error! Bookmark not defined. 13.5.8: Hạ giàn đỡ Error! Bookmark not defined. 13.5.9 Hạ thủy sà lan bằng cách gia trọng Error! Bookmark not defined. 13.6: Lắp ráp và ghép nổi trên biển Error! Bookmark not defined. 13.7: Lựa chọn nguyên vật liệu và quy trình Error! Bookmark not defined. 13.8: Nguyên tắc thi công Error! Bookmark not defined. 13.9: Điều kiện đi lại Error! Bookmark not defined. 13.10: Sai số cho phép Error! Bookmark not defined. 13.11: Kiểm soát công tác khảo sát Error! Bookmark not defined. 7
8. 13.12: Quản lí và đảm bảo chất lượng Error! Bookmark not defined. 13.13 An toàn thi công Error! Bookmark not defined. 13.14 Kế hoạch dự phòng Error! Bookmark not defined. Chương 14: KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC CHO CÁC CÔNG TRÌNH BIỂNError! Book 14.1 Mở đầu Error! Bookmark not defined. 14.2 Cọc thép đúc sẵn, cọc ống Error! Bookmark not defined. 14.3 Vận chuyển cọc Error! Bookmark not defined. 14.5 – Các phương pháp tăng khả năng thâm nhậpError! Bookmark not defined. 14.6 – Cọc lắp lồng Error! Bookmark not defined. 14.7 – Cừ thép hình chữ H Error! Bookmark not defined. 14.8 – Làm tăng độ cứng và khả năng chịu lực cho cọcError! Bookmark not defined. 14.9 – Cọc bê tông dạng trụ dự ứng lực Error! Bookmark not defined. 14.10 – Xử lý và định vị các cọc xây dựng trạm đầu mối ngoài khơiError! Bookmark not 14.12 Giếng khoan và cọc khoan lỗ đúc tại chỗ . Error! Bookmark not defined. 14.13 Những kinh nghiệm trong thi công hạ cọcError! Bookmark not defined. 14.14 Thi công cọc trong điều kiện địa chất đặc biệtError! Bookmark not defined. 14.15 Các phương pháp khác nhằm cải thiện sức chịu tải của cọcError! Bookmark not de Chương 15: KỸ THUẬT THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH CẦU CẢNG TRÊN SỐNG VÀ TRÊN BIỂN Error! Bookmark not defined. `15.1 Các công trình bến cảng Error! Bookmark not defined. 15.1.1 - Các loại công trình bến cảng Error! Bookmark not defined. 15.1.3 - Đê, Kè Error! Bookmark not defined. 15.3 - Các công trình trên sông Error! Bookmark not defined. 15.3.1 - Các kết cấu ô cừ ngăn nước Error! Bookmark not defined. 15.3.2 Khuôn bê tông đúc sẵn —Kết cấu thi công trong nướcError! Bookmark not def 15.3.3 Các công trình bê tông nổi Error! Bookmark not defined. 15.4 Nền móng cho các trụ cầu tràn nước Error! Bookmark not defined. 15.4.1 - Giếng hở Error! Bookmark not defined. 15.4.2 - Giếng hơi ép Error! Bookmark not defined. 15.4.3 - Giếng đế trọng lực (Giếng hộp) Error! Bookmark not defined. 15.4.5 - Giếng chìm dạng hộp đỡ bởi hệ cọc Error! Bookmark not defined. 15.4.6 - Cọc dạng ống đường kính lớn Error! Bookmark not defined. 15.4.7 – Nối cọc với khối chân đế (mũ cọc) Error! Bookmark not defined. 15.4.8 - Cọc khoan CIDH Error! Bookmark not defined. 15.4.9 - Cừ vây Error! Bookmark not defined. 15.5 - Đường hầm chìm đúc sẵn (dạng ống) Error! Bookmark not defined. 15.5.1 – Mô tả Error! Bookmark not defined. 8
9. 15.5.2 – Thi công đúc các đốt hầm kiểu phối hợp thép – bê tôngError! Bookmark not de 15.5.3 – Đúc sẵn các đốt hầm bê tông toàn bộ. Error! Bookmark not defined. 15.5.4 – Chuẩn bị rãnh đào đón hầm Error! Bookmark not defined. 15.5.5 – Lắp đặt các đốt hầm Error! Bookmark not defined. 15.5.6 – San lấp Error! Bookmark not defined. 15.5.7 - Cổng nối Error! Bookmark not defined. 15.5.8 - Hầm được chống đỡ bởi cọc Error! Bookmark not defined. 15.5.9 – Đường hầm nổi trong nước Error! Bookmark not defined. 15.6.3 – Đê chắn sóng dâng Oosterschelde ( tham khảo)Error! Bookmark not defined. 15.7.Trạm đầu mối ngoài khơi Error! Bookmark not defined. Phần thứ tư: TỔ CHỨC THI CÔNG VÀ QUẢN LÝ XÂY DƯNGError! Bookmark not d Chương 16: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG TRONG TỔ CHỨC THI CÔNGError! Bookma 16.1 Nhiệm vụ, đặc điểm của tổ chức thi công Error! Bookmark not defined. 16.1.1Nhiệm vụ Error! Bookmark not defined. 16.2 Các thời kỳ tổ chức thi công Error! Bookmark not defined. 16.2.1 Thời kỳ chuẩn bị thi công Error! Bookmark not defined. 16.2.2. Thời kỳ thi công Error! Bookmark not defined. 16.2.3. Thời kỳ bàn giao công trình Error! Bookmark not defined. 16.3 Đấu thầu Error! Bookmark not defined. 16.3.1. Hình thức lựa chọn nhà thầu Error! Bookmark not defined. 16.3.2. Phương thức đấu thầu Error! Bookmark not defined. 16.3.3. Quy trình tổ chức đấu thầu Error! Bookmark not defined. 1. Mở thầu : Error! Bookmark not defined. 16.4. Hợp đồng Error! Bookmark not defined. 16.5. Kế hoạch đấu thầu của dự án Error! Bookmark not defined. 16.6. Luật xây dựng Error! Bookmark not defined. Chương 17: KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNGError! Bookmark not defined. 17.1. Ý nghĩa, mục đích nguyên tắc Error! Bookmark not defined. 17.1.1. Ý nghĩa Error! Bookmark not defined. 17.1.2. Mục đích Error! Bookmark not defined. 17.1.3. Nguyên tắc Error! Bookmark not defined. 17.2. Các loại tiến độ, phương pháp thể hiện Error! Bookmark not defined. 17.2.1. Khái niệm chung Error! Bookmark not defined. 17.2.2. Các phương pháp biểu diễn Error! Bookmark not defined. 17.3. Phương pháp biểu diễn theo đường thẳng Error! Bookmark not defined. 17.3.1. Phương pháp đường thẳng ngang (Gant) Error! Bookmark not defined. 17.3.1.1. Phương pháp đường thẳng xiên Error! Bookmark not defined. 17.3.2. Lập tiến độ thi công theo phương pháp sơ đồ mạng lướiError! Bookmark not def 9
10. 17.3.2.1. Các phương pháp thể hiện Error! Bookmark not defined. 17.3.2.2. Những khái niệm cơ bản Error! Bookmark not defined. 17.3.2.3. Phân tích chỉ tiêu thời gian Error! Bookmark not defined. 17.3.2.4. Đường găng Error! Bookmark not defined. 17.3.2.5 Vẽ sơ đồ mạng lên trục thời gian Error! Bookmark not defined. 17.3.2.6. Các bước lập sơ đồ mạng Error! Bookmark not defined. 17.3.2.7. Tổ chức điều khiển Error! Bookmark not defined. 17.4. Tổ chức thi công theo phương pháp dây chuyềnError! Bookmark not defined. 17.4.1. Thi công dây chuyền Error! Bookmark not defined. 17.4.1.1. Điều kiện để thực hiện phương pháp này Error! Bookmark not defined. 17.4.1.2. Các khái niệm trong thi công dây chuyềnError! Bookmark not defined. 17.4.2. Các hình thức bố trí tổ chức thi công dây chuyềnError! Bookmark not defined. Chương 18: Error! Bookmark not defined. MẶT BẰNG THI CÔNG Error! Bookmark not defined. 18.1. Khái niệm chung Error! Bookmark not defined. 18.2. Nguyên tắc, các bước trong lập bản đồ mặt bằng thi côngError! Bookmark not defin 18.2.1. Nguyên tắc Error! Bookmark not defined. 18.2.2. Các bước lập Error! Bookmark not defined. 18.3. Công tác kho bãi Error! Bookmark not defined. 18.3.1. Ý nghĩa Error! Bookmark not defined. 18.3.2. Các loại kho bãi Error! Bookmark not defined. 18.3.3. Xác định lượng vật liệu cất giữ trong khoError! Bookmark not defined. 18.3.3.1. Khi không có tiến độ thi công Error! Bookmark not defined. 18.3.3.2. Khi có tiến độ thi công Error! Bookmark not defined. 18.3.4. Xác định diện tích kho Error! Bookmark not defined. 18.3.5. Nguyên tắc chọn kết cấu kho Error! Bookmark not defined. 18.4. Cung cấp điện, nước, hơi ép Error! Bookmark not defined. 18.4.1. Cung cấp nước Error! Bookmark not defined. 18.4.2. Cung cấp điện Error! Bookmark not defined. 18.5. Tính toán diện tích nhà ở Error! Bookmark not defined. Chương 19: Error! Bookmark not defined. DỰ TOÁN, TỔNG DỰ TOÁN Error! Bookmark not defined. 19.1. Đơn giá Error! Bookmark not defined. 19.2. Dự toán hạng mục Error! Bookmark not defined. 19.2.1. Các bộ phận hợp thành dự toán Error! Bookmark not defined. 19.2.2. Cách lập dự toán hạng mục Error! Bookmark not defined. 10
11. KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN Phần thứ nhất DẪN DÒNG, NGĂN DÒNG, THI CÔNG ĐẤT VÀ ĐÁ Chương 1: MỞ ĐẦU Trong quá xây dựng và trình phát triển kinh tế của đất nước, chúng ta cần phải xây dựng hạ tầng cơ sở, trong đó có hệ thống đường giao thông( bộ và thủy), công trình dân dụng, công nghiệp, công trình ven sông ven biển, hồ chứa là những loại công trình được ưu tiên. Trong những năm qua chúng ta đã có nhiều kinh nghiệm về xây dựng các loại công trình này. Bài giảng này giới thiệu công nghệ thi công các loại công trình trên, trong đó chú trọng giới thiệu công nghệ thi công công trình thủy. Toàn bộ bài giảng gồm 4 phần chính: - Dẫn dòng thi công và thi công đất đá. - Công nghệ thi công công trình bê tông. - Công nghệ thi công công trình biển. - Tổ chức thi công và quản lý xây dựng. Vì thời lượng phân bổ cho môn học có hạn, song kiến thức yêu cầu sinh viên cần hiểu được rất lớn. Vì vậy bài giảng viết với tinh thần: ngắn gọn, súc tích, cô đọng, cơ bản và tân tiến. Trong phần ly thuyết, sẽ có một số bài tập để hiểu lý thuyết. Người học có thể tham khảo thêm ở một số tài liệu chuyên môn liệt kê ở cuối sách. 1.1. Sự hình thành và phát triển của xây dựng công trình thủy 1.1.1 Sự hình thành Công trình thủy được con người xây dựng và phát triển từ lâu. Kỹ thuật xây dựng đã được phát triển không ngừng. Ở nước ta, công trình thủy được phát triển từ những năm khai trương mở cõi, tuy vậy lý thuyết về lính vực này chỉ khi đất nước hòa bình, cả nước đi lên xây dựng chủ nghĩa xã hội và đặc biệt là sau thời kỳ hội nhập thì phần lý luận và phương pháp được hoàn chỉnh và tiếp cận hiện đại hơn. 1.1.2. Nội dung Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật, tổ chức, quản lý trong việc xây dựng công trình thủy nhằm xây dựng công trình nhanh, rẻ, tốt, an toàn. Đặc biệt chú ý trong xây dựng công trình biển. 1.1.3. Trình tự trong quản ly đầu tư và xây dựng công trình Trình tự quản lý đầu tư xây dựng công trình được chia thành các bước chính sau: - Chuẩn bị đầu tư ( lập báo cáo dự án, khảo sát, thiết kế, phê duyệt dự án, phân bổ vốn dầu tư xây dựng). - Thực thi dự án: tổ chức xây dựng ( thi công và nghiệm thu, bàn giao). - Quản ly, duy tu bảo dưỡng: Bàn giao dự án, quản ly và khai thác hiệu quả dự án. 1.2. Sơ lược về sự phát triển của công trình thuỷ ở Việt Nam Việc xây dựng công trình thủy đã có nhiều thành tựu lớn. Theo thống kê của bộ chủ quản, chúng ta đã xây dựng trên 400 hồ chứa lớn nhỏ, trên 4000Km đê sông, trên 1500Km đê biển với cấp an toàn khác nhau. 1.3. Tính chất của thi công các công trình thủy, công trình biển + Khối lượng lớn, thời gian kéo dài. + Điều kiện thi công khó khăn. 11
12. + Yêu cầu chất lượng cao. + Thi công ngoài khơi bị ảnh hưởng của chế độ thuỷ hải văn, xa bờ 1.4. Những nguyên tắc cơ bản trong xây dựng thủy, công trình biển • Đảm bảo chất lượng tốt. • Giá thành rẻ. • Tốc độ nhanh. • An toàn tuyệt đối. 1.5. Đặc điểm thi công các công trình bảo vệ bờ biển, công trình xa bờ - Thường xuyên bị tác động của mực nước thay đổi, sóng biển, dòng chảy ven bờ. - Vật liệu rời, thi công phải dàn xếp để đạt độ khít nhất định. - Địa hình thi công phức tạp, đường thi công thay đổi. 12
13. CHƯƠNG 2: DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1. Các phương pháp dẫn dòng thi công Để thi cong cong trình gần bờ, thềm sông thì chúng ta phải thực hiện công tác dẫn dòng, đê quai bao hố móng. Phương pháp đắp đê bao có thể ngăn chặn toàn bộ dòng chảy, rồi dẫn qua công trình dẫn dòng hoặc có thể xây dựng công trình khu vực bãi cạn. Phương pháp đắp đê bao chặn dòng có thể thực hiện thep hai phương pháp chính là: - Đắp đê quai ngăn dòng một đợt. - Đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt. 2.1.1. Đắp đê quai ngăn dòng một đợt Nội dung: Đắp đê quai ngăn toàn bộ dòng chảy trong một đợt, dòng chảy được dẫn qua các công trình tháo nước tạm thời hoặc lâu dài. Công trình dẫn dòng này có thể là máng, cống ngầm, đường hầm khi xây dựng vùng sông suối, qua kênh khi dẫn qua vùng địa hình làm được kênh. Các phương án này có thể tham khảo giáo trình Thi công công trình thuỷ lợi để hiểu rõ thêm chi tiết kỹ thuật lựa chọn và giải pháp thiết kế. 2.1.2. Đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt Phương pháp này chia ra nhiều giai đoạn dẫn dòng khác nhau, thông thường chia làm 2 giai đoạn: - Giai đoạn đầu: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp hoặc không thu hẹp. - Giai đoạn sau: Dẫn dòng qua công trình lâu dài chưa xây dựng xong. Điều kiện áp dụng - Khi xây dựng các công trình có thể chia thành từng đoạn thi công độc lập như công trình bê tông, bê tông cốt thép. - Lòng sông rộng, lưu lượng và mực nước biến đổi nhiều trong năm. - Cần đảm bảo lợi dụng tổng hợp dòng chảy trong quá trình thi công (phục vụ tưới, ngăn mặn, giao thông thủy, ). Khi thu hẹp lòng sông người ta cần dự trù phạm vi thu hẹp thông qua độ thu hẹp K. - Mức độ thu hẹp (K) của lòng sông hợp lý: K= (30÷60)%. ω K = 1 100% ω2 Trong đó: ω1- Dện tích ướt mà đê quai và hố móng chiếm chỗ. ω2- Dện tích ướt của lòng sông cũ. - Mức độ thu hẹp phụ thuộc vào: + Lưu lượng dẫn dòng. + Không xói lở lòng sông (v<[v]kx của vật liệu). + Đảm bảo lợi dụng tổng hợp dòng chảy. + Đặc điểm cấu tạo công trình thuỷ công. + Điều kiện và khả năng thi công trong các giai đoạn. + Hình thức, cấu tạo đê quai. + Tổ chức thi công, bố trí công trường và giá thành công trình. Công thức cơ bản tính toán thuỷ lực qua lòng sông thu hẹp Q Vc = μ() ω2− ω 1 Trong đó: 13
14. Vc- Vận tốc dòng chảy trung bình tại mặt cắt co hẹp. Q- Lưu lượng thiết kế dẫn dòng (m3/s). μ - Là hệ số thu hẹp: μ =0,95 thu hẹp 1 bên, μ=0,9 thu hẹp 2 bên. Để thoả mãn cần phải xác định vận tốc Vc≤ [V]kx - Biện pháp chống xói + Bố trí đê quai thuận dòng chảy (chủ yếu là đê quai dọc). + Dùng biện pháp nạo vét mở rộng lòng sông để tăng tiết diện thu hẹp. + Thu hẹp phạm vi của đê quai và hố móng ở giai đoạn đầu đồng thời dùng các biện pháp kè đá đê quai để tăng khả năng chống xói lở. - Xác định mực nước dâng ở thượng lưu (khi dòng sông bị thu hẹp): 1 v 2 v 2 Z =c − 0 ϕ 2 2g 2g Trong đó: Z- Độ cao nước dâng (m) Q Vo- Lưu tốc tới gần V0 = ω2 Vc- Lưu tốc tại mặt cắt co hẹp. ϕ - Hệ số lưu tốc phụ thuộc mặt bằng bố trí đê quai: dạng hình chữ nhật: ϕ =0,75÷0,85. hình thang: ϕ =0,80÷0,85. tường hướng dòng ϕ = 0,85÷ 0,9. 2.1.3 Dẫn dòng thi công qua lòng sông không thu hẹp (thi công trên bãi bồi) Nội dung - Thi công phần công trình trên bãi bồi (vào mùa khô năm đầu), dòng chảy dẫn qua sông tự nhiên. Ở giai đoạn này công trình trên bãi bồi phải thi công xong để dẫn dòng cho giai đoạn sau. - Mùa khô năm sau ngăn sông dẫn dòng qua công trình trên bãi bồi và thi công phần công trình còn lại. Ưu điểm - Công trình thi công trong điều kiện khô ráo, không ảnh hưởng tới lợi dụng tổng hợp dòng chảy. - Giai đoạn đầu không phải đắp đê quai nên giá thành hạ. 2.2. Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng - Khi thiết kế công trình dẫn dòng ta chọn một hoặc một số trị số lưu lượng làm tiêu chuẩn để tính toán gọi là lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công. - Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn dẫn dòng ứng với tần suất dẫn dòng. Các bước chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng được thể hiện như sau. 2.2.1 Chọn tần suất thiết kế - Tần suất thiết kế phụ thuộc vào cấp công trình theo 209/2004/NĐ-CP hoặc TCXDVN 285-2002. Hiện nay phân cấp công trình nghiêng theo TCXDVN 285- 2002. - Tần suất thiết kế lấy theo cấp công trình, thời gian thi công và đặc điểm vật liệu công trình, vị trí tràn và cao độ bảo vệ. - Khi có luận chứng chắc chắn P% có thể nâng lên hoặc hạ xuống nhưng phải được cấp trên phê duyệt. 2.2.2. Chọn thời đoạn dẫn dòng - Chọn thời đoạn dẫn dòng phụ thuộc thời gian thi công và đặc trưng thủy văn dòng chảy. 14
15. - Thời đoạn dẫn dòng có thể là 1 năm, 1 mùa khô hoặc vài tháng của mùa khô. Nó thực chất là thời gian phục vụ của công trình dẫn dòng và bảo vệ hố móng. 2.2.3 . Chọn lưu lượng dẫn dòng thiết kế Lưu lượng thiết kế dẫn dòng là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn thiết kế dẫn dòng ứng với tần suất thiết kế dẫn dòng. 2.2.4 Những nguyên tắc chọn phương án dẫn dòng 1. Thời gian thi công ngắn nhất. 2. Chi phí dẫn dòng và giá thành công trình tạm rẻ nhất. 3. Thi công thuận lợi, an toàn, chất lượng cao. 4. Bảo đảm tối đa yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy. 2.3. Đê quai 2.3.1. Xác định cao trình đỉnh đê quai Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu chủ yếu phụ thuộc vào lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công, khả năng xả công trình dẫn dòng và khả năng điều tiết của lòng hồ (nếu có): Z1=ZTL+δ ZTL=ZHL+Z Trong đó: Z1- Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu (m). ZTL- Cao trình mực nước TL ứng với lưu lượng thiết kế dẫn dòng (m). δ- Độ cao an toàn của đê quai 0,5÷0,7m. Z- Chênh lệch mực nước thượng hạ lưu (m). Z xác định thông qua tính toán thuỷ lực và điều tiết dòng chảy. Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu phụ thuộc vào lưu lượng thiết kế dẫn dòng và đặc trưng thuỷ văn của dòng sông: Z2=ZHL+δ Trong đó: Z2- Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu (m). ZHL- Cao trình mực nước hạ lưu (m). δ - Độ cao an toàn của đê quai hạ lưu (0,5÷0,7)m Chú ý: Công trình tháo nước càng nhiều, càng lớn thì đê quai càng thấp và ngược lại. Do đó muốn chọn phương án hợp lý về kỹ thuật và kinh tế ta phải tính toán so sánh kinh tế. Tuy nhiên có nhiều trường hợp không thể thoả mãn hoàn toàn điều kiện kinh tế vì còn phải xét đến nhiều yếu tố kỹ thuật và yếu tố khác nữa. 2.3.2 Bố trí mặt bằng đê quai − Hố móng khô ráo, rộng rãi tiện lợi thi công. − Dòng chảy thuận, không xói lở lòng sông và đê quai. − Tận dụng điều kiện có lợi của địa hình, của kết cấu công trình chính để giảm chi phí công trình dẫn dòng. − Sử dụng đê quai làm đường thi công. − Thi công, tháo dỡ đê quai dễ dàng nhanh chóng. 2.3.3 Vật liệu đê quai thi công công trình biển 2.3.3.1 Đê quai cống hộp bê tông Trong trường hợp thi công khu vực triều thay đổi vật liệu làm nên đê quai lại có thể sử dụng bê tông cốt thép được. Người ta chế tạo các đoạn cống hộp trong bãi, sau đó kéo đoạn hộp cống này ra vị trí xây dựng. Cống nổi được do thiết kế khoang rỗng chứa 15
16. khí. Để đặt cống vào vị trí xây dựng, người ta kéo cống đến đúng điểm đặt, cho nước vào dần trong khoang nổi, thùng chìm xuống dưới sự kiểm soát của các neo dẫn các góc. 2.3.3.2 . Đê quai cừ thép Đê quai làm bằng cừ thép sẽ tiết kiệm được diện tích mặt bằng công trường, thi công nhanh và đôi khi lại là phương án rẻ nhất. Đê quai được thiết kế bao vây hố móng bằng các loại ván cừ thép có hình dạng khác nhau. Hình 2.1. Các dạng cừ thép thông dụng • • Hình 2.2: Đê quai bảo vệ bằng cừ thép Hạ cừ thép vào nền có thể dùng máy chấn rung hoặc ép tĩnh. Máy ép chấn rung được ngàm vào đầu trên của cọc, dưới tác dụng của áp lực và chấn rung, ma sát thành và đáy cọc giảm xuống, lực nén trên xuống thắng trở lực ma sát của cọc mà cọc được hạ vào nền. Hạ cừ bằng máy chấn rung Thông số chọn máy rung tham khảo công thức sau: Trong đó: F – Lực ly tấm t- Chiều sâu hạ cừ G – Khối lượng của cừ thép. Chú y: Giữ tốc độ hạ cừ không quá 50cm/phút, như vậy có thể theo dõi và xử lý khi cừ gặp nền không theo muốn. Khoảng cách thay đổi tần số của búa rung từ 800-1800 vòng/phút, lực ly tâm đạt đến 5000kN. 16
17. Hình 2.3: Máy đang hạ cừ vào nền. Hạ cừ bằng máy búa đóng Sử dụng loại máy này để hạ cọc trong điều kiện hạ là đất mềm như: bùn, cát bụi, trầm tích hạt rời không dính đá. Khi hạ có thể làm từng tấm cừ hoặc hạ cả mảng cừ tùy thuộc vào công suất máy và ma sát của nền. Hạ cừ bằng máy ép thủy lực Loại thiết bị này thuận lợi khi hạ cọc trong đất nền mềm yếu như: bùn, cát bụi, sỏi tròn cạnh. Tháo dỡ cừ Sau khi hoàn thành nhiệm vụ bảo vệ hố móng, thi công xong người ta rút cừ lên để tái thu vật tư. Việc rút cừ lên bằng lực nâng lên của thiết bị. Khi hạ xuống dùng thiết bị ép rung thì khi nâng lên cũng dùng nâng rung hoặc nâng thủy lực. 17
18. Chương 3: THI CÔNG ĐẤT 3.1. Kỹ thuật đầm đất 3.1.1. Nguyên lý cơ bản của đầm nén đất a. Nguyên lý Dưới tác dụng của áp suất do đầm truyền vào những hạt đất, thắng trở lực ma sát giữa chúng làm cho các hạt di chuyển, hạt nhỏ chui vào khe kẽ giữa các hạt lớn, khoảng trống bị thu hẹp lại, mật độ đất tăng lên, đất được đầm chặt. b. Tầm quan trọng Đất đào xong đắp lại, chúng sẽ ổn định ở trạng thái tự nhiên, đặc điểm dung trọng khô tự nhiên thấp. Do vậy dẫn đến khả năng chống thấm kém, khả năng phát sinh ra lún gây trượt dễ dàng. Để đảm bảo những yêu cầu khi đất đắp cho công trình khi đưa công trình vào làm việc thì phải khống chế chất lượng đất đắp, hạn chế những thiếu sót trên. Cho nên đất đắp cần phải được đầm nện chặt chẽ. c. Đánh giá độ chặt của đất Việc đánh giá độ chặt của đất là kết luận quan trọng về chất lượng thi công đập đắt. Đất đủ độ chặt, tức là thoả mãn mọi yêu cầu thiết kế: khả năng phòng thấm, chống lún, chống trượt Đánh giá độ chặt của đất là người ta kiểm tra dung trọng khô tự nhiên của đất đắp. Có 4 phương pháp đánh giá trực tiếp là: Dao vòng cổ điển, bình rót cát, màng đo và máy đo phóng xạ. Có 2 phương pháp đo dán tiếp đó là: Thông qua mô đuyn đàn hồi và thiết bị xuyên tiêu chuẩn, xuyên tĩnh. 3.1.2. Các nhân tố tự nhiên ảnh hưởng tới hiệu quả đầm nén 3.1.2.1. Lượng ngậm nước Nước trong đất tạm phân ra làm 2 loại: - Nước liên kết phân tử. - Nước bao quanh mặt ngoài phân tử. - Nước liên kết phân tử chia ra: Nước cố kết và nước màng mỏng. - Nước bao quanh có tác dụng bôi trơn giữa các hạt với nhau. Nếu lượng nước bao quanh quá ít tức là lượng ngậm nước nhỏ, đất khô, lực nội ma sát lớn, trở lực giảm đi. Đầm dễ chặt. Nếu lượng ngậm nước quá nhiều đất quá ẩm, áp lực truyền vào hạt đất không nguyên vẹn, sinh ra áp lực kẽ hổng, đất đầm không chặt. Như vậy cần phải có một lương ngậm nước vừa phải mới đưa hiệu suất đầm cao nhất. Lượng ngậm nước đó trong thi công gọi là lượng ngậm nước tốt nhất. Định nghĩa: Đối với công cụ đầm nén đã xác định, để đạt tới dung trọng khô thiết kế, lượng ngậm nước nào mà công năng tiêu thụ cho 1m3 đất đắp là nhỏ nhất, thì tương ứng đó là lượng ngậm nước tốt nhất. Cách xác định: Dùng thí nghiệm ở hiện trường. Chọn một mặt bằng thi công có bxl = 60 x 60m. Trên mỗi dải tiến hành số lần đầm khác nhau và độ ẩm thay đổi. Kết quả vẽ lên đường quan hệ. 3.1.2.2. Loại đất Đất khác nhau thì tính chất cơ lý khác nhau. - Đất sét hạt nhỏ, độ rỗng lớn, dẻo dính khi ướt - đầm khó chặt, khô quá đầm xốp, hiệu quả kém. - Đất thịt độ ẩm vừa đầm dễ chặt. 18
19. - Đất cát có độ ẩm đầm nén mau chặt, đặc biệt dùng đầm bánh hơi hoặc đầm rung hiệu quả hơn. 2.1.2.3. Sự tổ hợp cấu tạo hạt - Đất hạt càng đồng đều thì đầm khó chặt. - Đất gồm nhiều cỡ hạt khác nhau thì đầm mau tới hiệu quả. Ngoài ra công cụ đầm nện khác nhau cũng cho hiệu quả khác nhau. Đất dẻo dính dùng đầm chân dê hiệu quả hơn, ngược lại đất pha cát, đất cát hạt rời đầm lăn phảng, có rung thì hiệu quả cao. Ngày nay đầm đất tải trọng lớn, có rung đưa hiệu quả đầm lên rất nhiều. Hình 3.1: Quan hệ số lần đầm, độ ẩm và dung trọng đầm nện. 3.2. Các loại công cụ đầm nén Phân loại: Dựa vào ngoại lực tác dụng của công cụ đầm người ta phân ra các loại đầm sau: - Đầm lăn ép - Đầm xung kích - Đầm chấn động Đầm lăn ép lại phân ra: - Đầm lăn phẳng - Đầm Chân dê - Đầm bánh hơi. Đầm xung kích (đầm nện) lại phân ra các loại sau: - Đầm thủ công. - Đầm nâng hạ bằng máy. - Đầm gắn máy tự hành. Đầm chấn động, phân ra: - Đầm chạy điện - Đầm chạy dầu. 3.2.1. Đầm lăn ép 3.2.1.1. Đặc điểm - Lực tác dụng tĩnh. - Trị số áp lực ổn định theo vòng lăn và thời gian. 3.2.1.2. Cấu tạo và đặc điểm làm việc a. Đầm lăn phẳng Cấu tạo các bộ phận của máy đầm: + Khung kéo đầm 19
20. + Dao gạt đất + Thùng lăn + Ổ trục + Cửa tăng tải. Hình 3.2 : Cấu tạo đầm lăn phẳng 1-Khung đầm, 2- Trống đầm, 3- Lưỡi nạo mặt đầm, 4- Trục đầm, 5- Vít điều chỉnh lưỡi nạo. Đặc điểm làm việc - Áp suất đáy đầm không lớn lắm. - Phân bố không đều áp suất theo chiều sâu. - Tạo mặt nhẵn sau khi đầm. - Tạo gờ đất trước quả đầm gây ra ứng suốt cắt. Ứng dụng Do đặc điểm trên nên đầm lăn phẳng ít được ứng dụng, chỉ bố trí đầm ở những nơi không quan trọng lắm. + Các thông số của đầm lăn phẳng - Chiều dày rải đất. ω h = 0,2 p. R Đất dính ω ω h = 0,35 q. R Đất không dính. ω 0 Trong đó: ω, ω0 lượng ngâm nước và lượng ngâm nước tốt nhất q tải trọng đơn vị đầm Q q = , B bề dài quả đầm. B r bán kính thùng lăn b - Đầm Chân dê cấu tạo Đầm chân dê có cấu tạo tương tự đầm lên phẳng chỉ có thêm những núm đầm (chân dê) gắn xung quanh thùng lăn. Hình dạng chân dê: 20
21. Hình 3.3: Các dạng chân dê. Hình C cho hiệu quả tốt hơn Hình 3.4: Cấu tạo đầm chân dê có đầu kéo rời 1- Thùng lăn, 2- Chân dê, 3- Cửa gia tải, 4- Nạo mặt đầm , 5- Trục kéo đầm Đặc điểm - Áp lực đơn vị lớn. - áp lực phân bố đều theo chiều sâu. - Khi đầm xong tạo lớp xờm bề mặt có tác dụng tốt cho lớp đất đầm sau. - Năng xuất cao. Ứng dụng: Do đầm có nhiều ưu điểm nên được xử dụng rất rộng rãi trong xây dựng. + Các thông số cơ bản của đầm chân dê (i) Áp lực nén dưới đáy chân dê Tuỳ thuộc loại đất mà chọn áp lực dưới đáy chân dê cho thích hợp. Áp lực nén nhỏ quá hiệu quả kém. Áp lực lớn quá phá vỡ kết cấu của đất. Tham khảo bảng 3-5 giáo trình thi công công trình thuỷ lợi tập I. (ii) Khối lượng tổng cộng quả đầm. FN. Q = p g Trong đó: Q: khối lượng tổng cộng quả đầm. p: áp lực dưới đáy chân dê. F: diện tích đáy chân dê. g: gia tốc trong trường. (iii) Chiều dày rải đất Hiện nay chưa có công thức lý luận, kinh nghiệm của các tác giả nghiên cứu cho: Theo H. xapxyma H = L + 2,5 b - h1. L chiều dài chân dê b chiều dài cạnh nhỏ nhất của đáy chân đê h1 chiều dày lớp đất đầm trước bị chân đê làm tơi xốp ra (h1 = 5cm). Theo Kpuδoδ: H = 1,5L. (iv). Số lần đầm nén Theo kinh nghiệm cho thấy, máy đầm kín 1 lượt thì đạt tới dung trọng yêu cầu. Do vậy số lần đầm được tính. n = K *S/( F*m (1+ φ)) Trong đó: S - diện tích thùng lăn 21
22. F - diện tích đáy chân dê: m - tổng số chân dê. ϕ - hệ số nở hông đất. K hệ số trùng lặp trong quá trình đầm, K = 1,3. Công thức trên thực tế không phù hợp. Để tìm được số lần đầm hiệu quả người ta phải tiến hành thí nghiệm đầm nén hiện trường để xác định các thông số đầm nện cho loại đầm cụ thể, với loại đất thực tế. c. Đầm bánh hơi Là loại đầm mà bánh công tác là lốp đàn hồi. * Đặc điểm làm việc - Áp suất nén truyền cho đất thay đổi theo sự biến dạng của đất. - Áp suất điểm có thời gian kéo dài hơn. - Thay đổi tải trọng và áp suất p1 làm thay đổi suốt nén. - Tạo mặt nhẵn sau khi đầm. - Mọi chỗ mấp mô máy đều có thể đầm được. * Ứng dụng Đầm có nhiều ưu điểm nên được dùng rộng rãi trong xây dựng. Hiệu quả đối đầm này là đất rời xốp. * Các thông số của đầm bánh hơi. (1) Áp suất tiếp xúc giữa đầm và đất P δn = ≈(0,8 − 0,9)[δ ] 1− e P- là áp suất khí nén trong bánh hơi. e - hệ số tính đến độ cứng của bánh xe (xem bảng 8-6 giáo trình TCCTTL, tập I). []δ : áp suất cho phép của đất. (2) Độ dày rải đất ω QP. h = 0,2 ω 0 1− e ω, ω1: lượng ngậm nước thực tế và lượng tốt nhất. % Q : tải trọng lên mỗi bánh xe. P : áp lực khí nén trong bánh xe e : hệ số tính đến độ cứng của bánh xe. 3.2.2. Tính năng xuất của đầm lăn ép V() B− C h Π = .K n B Trong đó: V vận tốc thùng lăn. h chiều dày lớp đất đầm chặt. B bề rộng thùng lăn n số lần đầm trên cùng một diện tích C độ trùng lặp khi đầm KB hệ số lợi dụng thời gian. c = 0,15 - 0,25m. 3.2.3. Đầm xung kích (1). Cấu tạo và phân loại - Đầm thủ công - Đầm cơ giới 22
23. Hình 3.5: Đầm xung kích 1- Xi lanh, 2- Píton công tác, 3- Lỗ phun lửa, 4- Cán Pi stong, 5- Van thải khí, 6- Lỗ thải khí, 7- Bộ phận giảm xung kích, 8- Van lấy khí, 9- Bản đế máy. (2). Đặc điểm làm việc - Lực đầm nện là lực động và thay đổi theo thời gian tại một địa điểm. - Năng suất thấp so với những điểm khác. (3) Ứng dụng - Đầm những nơi mà máy đầm lớn không đến được. - Khối lượng ít, cường độ thi công nhỏ. Chiều dày lớp đất rải, theo kinh nghiệm nên lấy: - Đầm thủ công h > 10m - Đầm búa máy nâng h = 0,8 - 1,0m. - Đầm điezen cóc nhảy h = ≤ 40cm. (4) Tính năng suất và tải trọng đầm + Năng suất Đối đầm xung kích ().DCh− N = 60mL Kb n Đầm cóc nhảy N = 60 f.n. KB. Φ/n Trong đó: m số lần đầm trong một phút h chiều dày lớp đất đầm chặt. D đường kính đáy đầm n số lần đầm. c độ rộng đầm trúng nhau, có thể L chiều dài di động 1 lần đầm. lấy c = 20cm. KB hệ số lợi dụng thời gian. + Chọn và tính thông số cho đầm Khối lượng và độ cao rơi búa Q2 gh i = F− g i - xung lượng đơn vị (Kg - 3/cm2). i ≤ [i]. Q - khối lượng của búa h- chiều cao rơi của búa. F- diện tích tiếp xúc. Nếu có được p = γg H0 (áp lực tĩnh của đất). 23
24. pF Từ đó tìm Qmin = > Q g Có Q tìm được độ cao h thích hợp. -Chiều rộng đáy búa đầm B ≥ (0,8 - 1,0) H0. (2) Độ dày rải đất H ω H H = 0 hoặc H = x 0 7,0 ω 0 7,0 (3) Số lần đầm nén: Dùng thí nghiệm ở hiện trường để tìm kinh nghiệm cho: Đất cát: n = 5-10 lần. Đất dính n = 10-14 lần. 24
25. Chương 4: KỸ THUẬT THI CÔNG ĐẬP ĐẤT, ĐÊ BẰNG KỸ THUẬT ĐẦM NÉN TRÊN KHÔ 4.1. Khái niệm 4.1.1. Đặc điểm của thi công đất đầm nén - Dùng vật liệu địa phương tại chỗ nên không mất tiền mua, giảm cước phí vận chuyển trữ lượng nói chung đáp ứng yêu cầu nên không bị ảnh hưởng về tiến độ hay cường độ thi công. - Bất luận trong mọi trường hợp, khi thi công không cho phép nước tràn qua. - Khối lượng lớn, tổ chức thi công không phức tạp. Áp dụng thi công cơ giới tăng năng suất. - Vật liệu dễ khai thác và bảo quản. - Do yêu cầu về dung trọng khô γ rất cao, nên trong thi công, cần phải chú ý tới độ ẩm tự nhiên của đất để hiệu qủa đầm tốt nhất. 4.1.2. Những yêu cầu chủ yếu khi thi công đập đất (1) Công tác bãi vật liệu - Bóc bỏ lớp đất màu hữu cơ, đất không thoả mãn yêu cầu đất đập. - Làm rãnh tiêu nước cho bãi vật liệu, đường đi làm hệ thống hạ thấp mực nước ngầm - Nếu đất vượt quá độ ẩm tốt nhất, hoặc làm hào tưới ẩm. - Làm đường sá để khai thác và vận chuyển. - Phân định vùng khai thác. - Có thể san bù lại lớp đất màu sau khi khai thác xong. (2) Công tác trên mặt đê, đập - Tổ chức công tác vận chuyển đất lên khu thi công. - Bố trí dải công tác: Tiến hành rải, san, đầm. - Làm rãnh tiêu nước quanh khu thi công, dọn nền móng, sửa chân đanh. - Xử lý lượng ngậm nước (nếu có). - Tu sửa, hạt mái. - Kiểm tra chất lượng đất đắp. (3) Nguyên tắc khi tổ chức thi công cơ giới Thi công đập đất thường là sử dụng các loại máy để giảm sự cực nhọc, tăng năng suất, đẩy nhanh tiến độ thi công. Trong các khâu của thi công đập đất đầm nén, thường sử dụng các loại máy chuyên dùng. Trong đó có nhiều loại. Do vậy để đảm bảo hiệu qủa kinh tế và chất lượng công trình, thi công cơ giới cần đảm bảo những nguyên tắc cơ bản sau: (a) Phát huy hết năng suất của máy. Đặc biệt ưu tiên máy chủ đạo. Máy chủ đạo là máy có năng suất lớn giá thành ca máy cao. Ngoài ra cũng cần xét thêm điểm tính chất ảnh hưởng của máy đó đổi dây chuyền sản xuất. (2) Chọn ít loại máy, một máy có thể làm được nhiều việc khác nhau Mục đích: Để sử dụng và bảo quản, linh hoạt điều động khi cần thiết. (3) Sự phối hợp xe máy là tốt nhất Mục đích: Giảm sự chờ đợi, chồng chéo. Đảm bảo an toàn và nhịp nhàng trong thi công. 4.2. Công tác bãi vật liệu 4.2.1. Nguyên tắc chọn bãi vật liệu (1). Đất ở bãi vật liệu phải đảm bảo mọi yêu cầu thiết kế. Độ ẩm vừa phải. (2). Nên chọn bãi vật liệu ở gần đập để giảm quãng đường vận chuyển. Cũng không chọn gần quá mà ảnh hưởng tới điều kiện làm việc của đập, cự ly L ≥ 100m. (3) Đất ở bãi vật liệu cấu tạo đồng đều. Lớp phủ màng, dễ khai thác. 25
26. (4) Lớp khai thác phân bố trên bề mặt, mực nước ngầm hạ thấp, địa hình không dốc lắm. (5) Bãi vật liệu nên phân ra thành bãi chính và bãi phụ. Bãi chính hay còn gọi bãi chủ yếu trữ lượng khai thác phải đạt 1,5 - 2,0 lần vật liệu yêu cầu. Bãi phụ phải có trữ lượng (20 - 30) % vật liệu yêu cầu. 4.2.2. Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu a. Lợi dụng đất đào vào khối đắp. b. Đất cao trình nào đắp vào cao trình đó. c. Gần trước, xa sau. Thượng lưu khai thác trước, hạ lưu sau. Thấp trước, cao sau. d. Nên ưu tiên giành một số bãi dễ khai thác để phục vụ cho công tác ngăn dòng và thi công vượt lũ. 4.3. Đào và vận chuyển đất 4.3.1. Nguyên tắc chọn phương án Trên cơ sở máy móc có khả năng đáp ứng, ta sẽ chọn phương án đáp ứng được yêu cầu thi công, đồng thời phương án đó là rẻ nhất. Việc đề xuất phương án cần căn cứ những vấn đề sau: - Khối lượng công trình lớn hay nhỏ. - khoảng cách vận chuyển xa hay gần. - Khối đất khai thác dầy hay mỏng, ở độ sâu hay nông. - Phân bố đất theo chiều sâu . Máy đào đất thông dụng là loại đào gầu sấp, điều khiển gầu bằng hệ thống thuỷ lực. Khi sử dụng loại thiết bị này cần lưu ý sự phối hợp làm việc giữa máy đào và công cụ vận chuyển sao cho an toàn và phát huy hết năng suất của máy. Nghiên cứu tính năng kỹ thuật, năng suất và bố trí làm việc của máy đào có thể tham khảo giáo trình Thi Công công trình thuỷ lợi, tập I của Bộ môn Công nghệ và quản lý xây dựng ( Bộ môn thi công cũ- Trường Đại học Thuỷ Lơị) để nắm thêm thông tin 4.3.2. Tổ chức vận chuyển Bố chí tổ chức các máy làm việc với nhau sao cho nhịp nhàng, liên tục, phát huy hết năng xuất: - Số khoảng đào B n = b B là bề rộng bãi khai thác b chiều rộng khoảng đào (s3) - Kiểm tra sự phối hợp giữa ôtô và máy đào Q m = =4 − 7 1 q−γ tn k n . K p 2L (n-1)T xúc ≥ +T đổ + T đợi V n0 Π > Π x. m: Số gầu súc đầy 1 ô tô n: Số ô tô kết hợp một máy đào Π0: năng suất ô tô Πx: Năng suất máy xúc. 26
27. 4.4. Công tác trên diện thi công 4.4.1. Công tác chuẩn bị (1). Dọn nền, bóc bỏ lớp phủ, lấp hố khoan, làm rãnh tiêu nước, hạ thấp mực nước ngầm. (2). Bóc bỏ lớp phủ, lớp đất kém phẩm chất. (3). Làm phần tiếp giáp giữa đập và nền đập bạt mái đá, độ dốc 1:1 mái đất 1:1 - 1:2. Mặt tiếp xúc không nên vuông góc với tuyến đập/đê mà nên chếch 1 góc 450. 4.4.2. Công tác trên mặt diện thi công (1). Công tác tổ chức thi công Công việc trên mặt đập có thể gồm như sau: - Đổ, san, đầm. - Xử lý lượng ngậm nước hoặc bóc bỏ lớp đất do mưa không đạt dụng trọng thiết kế. - 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. (2). Tính số đoạn đoạn công tác Ứng với một cao trình mặt đập đã định cần phải bố trí số dải thi công sao cho luân phiên thời gian và địa điểm được hợp lý. Cần xác định việc bố trí số dải trên cao trình thi công như sau: Ft m = Frai Trong đó: m : số dải bố trí thi công. Ft: diện tích cao trình mặt đập. Fr: diện tích rải công tác. Q Fr = hchat Q: cường độ đưa đất lên đập. hchặt: chiều dày lớp đất đầm chặt. hxop hch = k p kp hệ số tơi xốp đất. Q Q = dao K2 K2 : hệ số tổn thất đất do vận chuyển. Q đào: Cường độ đào đất. - Các trường hợp cần lưu ý + Số dải m tính ra lẻ cần chọn chẵn lúc này phải tính lại Fr.chặt. + Số dải m tính ra nhỏ m < số công việc dây chuyền công nghệ, thì nên phân kíp nhỏ ra để thi công. + Số m tìm ra quá lớn. Thời gian chờ đợi các lớp đất thi công trên mặt đập lâu. Người ta cắt đoạn ra để thi công. (3). Xử lý lượng ngậm nước của đất Ứng mỗi loại đầm, để đạt hiểu quả đầm tốt nhất thì cần đất có một độ ẩm nhất định, để đạt yêu cầu đó nếu đất quá khô thì nên làm như sau: 27
28. - Đối với đất thịt thì nên tưới ấm ở bãi khai thác: Dùng nước phun bề mặt hoặc làm hào thấm. - Đối đất cát thì nên tưới bề mặt. Lượng nước tưới cho m2 được tính: γ 0 h ω = (ω1 - ω2). kp Trong đó: γ0 : trọng khô của đất ở bãi vật liệu. h: chiều dày lờp đất rải. Kp : h/s tơi xốp của đất. w1: độ ẩm tự nhiên. w2: độ ẩm tốt nhất. +Nếu lượng ngâm nước quá nhiều thì cần phải làm rãnh hạ thấp mực nước ngầm, rải đất hong khô trên mặt. (4) .Đầm đất Sau khi xử lý lượng ngâm nước và rải san xong, tiến hành đầm đất. Nội dung công việc tính toán đầm đất bao gồm: Cách mắc đầm : Hình 4.1: Sơ đồ mắc quả đầm với đầu kéo 1- Một quả đầm, 2- Hai quả đấu nối tiếp, 3- Ba quả đấu nối tiếp, soong soong, 4, 5, 6 các dạng đấu nhiều quả. Thực tế người ta ít mắc nhiều quả cho một máy kéo, vì mắc nhiều quả thành một chùm sẽ khó quay quanh, lại khó tăng tốc độ. Nên thường mắc một quả một đầu kéo. - Số lần đầm nén KS. Theo kết quả tính số lần n = Fm(1+ϕ ) Công thức trên chỉ là sơ bộ. Nó không đúng khi đầm đất có thành phần hạt khác nhau. Vì vậy trong thực tế phải tiến hành đầm nện hiện trường để xác định các thông số đầm nén cho loại đất và thiết bị cụ thể. Tham khảo tiêu chuẩn thi công đập đất đầm nén để biết thêm chi tiết. Biết số lần đầm sẽ tính được khoảng dịch chuyển giữa các bước đầm. B b = n Trong đó: n : số lần đầm. B : bề rộng quả đầm. 28
29. c : bề rộng dịch chuyển (bước dịch chuyển). - Cách bố trí đầm đất. Có 2 cách bố trí đầm, đầm vòng và đầm tiến lùi. Đầm vòng: chạy tốc độ nhanh, tăng năng suất. - Hàng lối đầm dễ điều khiển. - Phần chỗ vòng quay bị trùng lặp nhiều và ảnh hưởng quay góc nên đất dễ bị phá vỡ kết cấu, hiệu suất đầm kém. Đặc điểm đầm tiến lùi. - Thao tác đơn giản, dễ khống chế chất lượng. - Mất thời gian để sang số nên giảm năng suất ca máy. - Khi chạy dật lùi khó tăng tốc độ. Ứng dụng: - Đầm vòng thích hợp với vùng diện tích rộng. Đầm tiến lùi thích hợp đầm dải hẹp, có bề dài lớn nhiều so bề rộng. (5). Kiểm tra chất lượng Ở từng dây chuyền qua từng khâu ở bãi vật liệu cần: - Kiểm tra loại đất, tổ hợp hạt độ ẩm, lực dính kết, dùng trong tự nhiên ở mặt đập cần kiểm tra: - Chiều dày lớp rải, độ ẩm, mặt tiếp xúc giữa hai lớp. - Lấy mẫu, kiểm tra dung trọng khô, kiểm tra hệ số thấm K. - Kiểm tra mái nghiêng (độ dốc). Chiều dày tầng bảo vệ, kích thước mặt cắt, tầng lọc. 4.5. Biện pháp tổ chức thi công mùa mưa lũ Một trong những nguyên tắc khi thi công đất là: không cho phép nước tràn qua. Thi công trong điều kiện khô ráo. Để đảm bảo chất lượng đất đắp, khi thi công cần chú ý những điểm sau: - Làm hệ thống thoát nước cho bãi khai thác, mặt đê/đập và đường vận chuyển. - Rải đất đến đâu, đầm đến đó, tránh đất bị mưa. - Ưu tiên những ngày khô ráo thuận lợi để thi công tường nghiêng, tường tâm, tầng lọc. - Cần thiết làm nhà tạm tại nơi gần chỗ thi công nhân tránh mưa. - Lớp đất mặt đập bị mưa gây lầy thì cần bóc bỏ hết rồi mới rải lớp khác và đầm. - Khi tiến hành thi công căng thẳng thì tính toán đắp mặt cắt kinh tế để kịp cao trình chống lũ. Khi thiết kế mặt cắt kinh tế cần lưu ý. -Điều kiện thi công mặt đập mà chọn bề rộng b. - Ổn định mái dốc. - Đường bão hoà thấm trong đập đất. - Tạo cơ sở tốt thuận lợi cho đợt thi công sau. (1) Làm hệ thống thoát nước bãi vật liệu, đường, mặt đập. (2) Tường tâm, tường nghiêng thường thi công lên trước khoảng hơn 1 m (tuỳ tâm). (3) Phòng mưa. - Làm nhà trú tạm. - Làm đến đâu, đầm đến đó. - Dự trữ vật liệu. 29
30. CHƯƠNG 5: KỸ THUẬT THI CÔNG CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ- ĐÊ BIỂN, ĐẬP PHÁ SÓNG, MỎ HÀN 5.1 Kỹ thuật xử ly nền đất yếu dưới đê Hiện nay có khá nhiều giải pháp xử lý nền đắp trên đất yếu. - Cải thiện sự ổn định của nền đắp (như làm thoải mái dắp, tăng chiều rộng đáy đê, làm bệ phản áp, giảm trọng lợng khối dắp, cho nền đắp chôn sâu vào đất yếu). - Tăng khả năng chịu tải của nền bằng thay đổi chỉ tiêu cơ lý (tăng ϕ, C) của đất yếu. - Tăng nhanh tốc độ cố kết hoặc giảm độ lún tổng cộng (như làm đệm cát, cọc cát, cột đất gia cố vôi, nền cọc). Nói chung các biện pháp xử lý nền đều có liên quan cả vấn đề ổn định và lún. Mỗi trường hợp cụ thể đều có một hoặc nhiêu biện pháp xử lý thích hợp, việc chọn biện pháp nào cân phải phân tích kỹ, đầy đủ. 5.1.1 . Xử lý nền đê bằng đệm cát Khi ta thay lớp đất yếu hoặc một phần lớp đất yếu nằm dưới nên móng công trình bằng đệm cát sẽ có tác dụng: - Đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực, có khả năng tiếp thu được tải trọng của công trình và truyền tải trọng đó xuống lớp đất chịu lực phía dưới. Cừơng độ khán cắt của đất cát lớn do đó tăng khả năng chịu tải của nền. - Cát có tính ép co thấp do đó giảm được độ lún của công trình. - Cát có tính thấm mạnh nên nó có tác dụng tăng nhanh quá trình cố kết của nền khi chịu tải trọng ngòai. - Tăng khả năng ổn định khi công trình có tải trọng ngang vì cát trong lớp đệm sau khi đầm chặt sẽ có lực ma sát lớn làm tăng khả năng chống trượt. Thi công đệm cát: Đệm cát có cấu tạo tương đối đơn giản, nền đê được đào với chiều sâu d tương ứng với chiều dày đệm cát, hệ số mái đào phụ thuộc vào tính chất đất nền, chiều rộng đào L, sau đó đổ cát xuống và đầm chặt, với nền đê bão hòa nước cần trải thêm một lớp vải địa kỹ thuật ngăn không cho cát chìm lẫn vào đất nền. Sau khi thi công xong đệm cát tiến hành đắp đê lên trên lớp đệm cát. Mặt cắt ngang đê có chiêu cao H, chiều rộng mặt đê b, hệ số mái m ( xem hình). Hình 5.1: Xử ly đệm cát ngay dưới thân đê. Kỹ thuật thi công đệm cát - Chuẩn bị mặt băng thi công tuyến đê. - Dùng máy đào hoặc máy ủi đào móng đê với chiều sâu d thiết kế đệm cát. - Trải một lớp vải địa kỹ thuật xuông đáy hố móng. 30
31. - Đầm nén cát : Cát được chọn lảm vật liệu lớp đệm được rải thành từng lớp. Chiêu dày mỗi lớp rải phụ thuộc vào thiết bị đầm nén . - Đầm thủ công nặng 30kg : chiều dày lớp rải khoảng 20 cm - Đầm bàn rung : chiều dày lớp rải khoảng 25 cm - Đầm bánh xích : chiều dày lớp rải khoảng 3 0 – 40 cm - Đầm rung có phun nước U20: chiều dày lớp rải khoảng 100 - 15 0 cm. 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, vết đầm trong thời gian 15 - 20 phút trên diệt đầm 6m2 thì cát trong lớp đệm sẽ đạt đến độ chặt trung bình. Nếu dùng hỗn hợp cát và sỏi làm vật liệu lớp đệm thì khi thời gian đâm 40 phút trên diện đầm 12m2, đo chặt trong lớp đệm có thể đạt tới D = 0,70. Trường hợp đầm nén đệm cát bằng xe bánh xích thì yêu cầu vệt xích 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. Tốc độ di chuyển lúc ban đầu của xe thừơng vào khoảng 25m/phút. Ngoài ra người ta có thể đầm chặt cát bằng thiết bị thô sơ như tưới ẩm, dùng cọc sắt nhọn xuyên vào cát, lắc cây sắt tạo dao đọng để cát dịch chuyển. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng đầm nén : Khi thi công đệm cát, việc trước tiên là xác định các chỉ tiêu đầm nén. Để đánh giá chất lượng đầm nén người ta thường dựa vào hai chỉ tiêu quan trọng : độ chặt và độ ẩm đầm nén. Để đánh giá độ chặt của cát trong lớp đệm, có thể dùng hệ số rỗng hoặc độ chặt tương đối D. Đệm cát sau khi được đầm nén xong có thể áp dụng một trong ba phương pháp sau đây để kiểm tra độ chặt: phương pháp dùng phao Kovalêv, Máy đo phóng xạ và phương pháp xuyên tiêu chuẩn. 5.1.2 Xử lý nền bằng bấc thấm Phương pháp này làm cho nền thoát nước nhanh qua các bấc thấm chôn trong nền đê. Bấc thấm được cắm vào nền bằng máy nén, sau khi bấc cắm vào đến cao độ thiết kế thì rút cần lên, để lại bấc trong nền. Chiều sâu hạ bấc và khoảng cách bấc thấm được thiết kế cụ thể. Có thể tham khảo tiêu chuẩn TCXD 245-2000: Gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm thoát nước để có thêm thông tin trong khi thiết kế. Hình 5.2: Xử lý nền bằng bấc thấm và đệm cát . 5.1.3 . Sử dụng vải địa kỹ thuật để gia cố đê Đối với những đoạn đê tương đối cao, cần thi công trong một mùa qua vùng đất yếu có thể dùng vải địa kỹ thuật để gia cố nền và thân đê. Đặt các lớp vải địa kỹ thuật lên bề mặt phân cách giữa thân đê và nền đê, đồng thời đặt các lớp vải địa kỹ thuật ở các cao trình khác nhau trong thân đê nằm song song với mặt nền. Lớp vải địa kỹ thuật đặt ở mặt 31
32. nền có tác dụng phân cách nền đê và thân đê, làm cho khối đất đắp không bị lún chìm vào nền, áp lực đất đắp đê phân bổ tương đối đồng đều vào mặt nền tạo điều kiện cho nền cố kết từ từ. Lớp vải đặt nằm ngang trong thân đê có tác dụng phân bổ áp lực đều theo từng cao trình mặt cắt ngang đê, tăng độ bền chống trượt của khối đất đắp và giảm mặt cắt ngang đê. Hình 5.3: Xử lý đê bằng vải địa kỹ thuật tăng ổn định bền Biện pháp thi công vải địa kỹ thuật Chuẩn bị nền : • Trước khi trải vải địa kỹ thuật, mạt nền 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 hỏng vải. • Sau khi chuẩn bị nền xong, trải vải trực tiếp lên mặt đất đã được chuẩn bị theo yêu cầu đặt vải trên. Căng các thảm vải làm cùng lúc với việc san gạt, liên kết các băng vải kỹ thuật với nhau băng khâu lại với nhau hoặc tăng chiều rộng phân vải phủ chồng lên nhau, tuy theo các đặc trưng của đất nên, cao trình mặt cắt ngang mà băng này phủ chồng lên băng kia từ 0,3 m đến lm. • Thi công vật liệu đắp đầu tiên, thì điều quan trọng là ổn định lớp đắp đầu tiên trên nền đất yếu để cho phép các thiết bị xây dựng đi vào thi công, lớp đầu tiên được đắp xử dụng xe đổ đất loại nhẹ và cách đổ giật lùi để tránh sự tiếp xúc của bánh xe lên vải. Áp dụng phương pháp đổ theo dải hẹp đối xứng từ đừơng trung tâm để giữ cho qúa trình thi công luôn luôn có dạng chữ U, việc thi công như vậy sẽ hạn chế được sự dịch chuyển ngang của lớp đất đắp. Việc thi công mái dốc dùng khuôn có góc phù hợp với mái dốc thiết kế. • Sau khi thi công lớp đầu tiên lại trải vải làm như trên sau đó thi công tiếp, cứ như thế thi công đến cao trình thiết kế. 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 các thiệt hại nhìn thấy 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. 5.1.4 Xử lý nền đê bằng bè cây Đắp đất trên bè làm bằng gỗ, tràm, tàu lá dừa, bó cành cây là một trong những phương pháp sử dụng lâu đời, đã từng được xử dụng thành công trong xây dựng đê. Bè cây làm lớp đệm trước khi đắp đê trên nền đất yếu là một trong những phương pháp khá hữu hiệu ở Việt Nam. Khi sử dụng bè cây có những tác dụng chính sau: 32
33. • Mở rộng diện tích truyền tải trọng, làm cho nền thiên nhiên chịu một tải trọng phân bố đều. • Có thể ngăn không cho mặt trượt sâu xuyên qua nền đê. • Ngăn không cho cát, đất chìm sâu vào nền đất yếu và nước cuốn trôi đất đắp Các loại đất mềm yếu thường có tính nén lún lớn và mực nước ngầm cao do đó sau một thời gian ngắn nền lún cố kết bè có thể chìm xuống dưới mực nước ngầm sẽ khó mục nát nên thời gian sử dụng được kéo dài đến khi nền cố kết xong. Dựa trên vật liệu sử dụng có thể chia bè thành 2 loại: Bè mềm và bè cứng. Bè mềm được làm bằng các bó cành cây hoặc cây con như: tràm, tre, tàu lá dừa, sú vẹt có đường kính 2-5 cm thường được dùng để đắp đê lấn biển và đê quai đầm lầy. Ngoài ra bè mềm còn được dùng làm lớp lót trên nền đất yếu trước khi làm lớp đệm cát thay cho lớp vải địa kỹ thuật. Hình 5.4: Xử lý nền bằng bè cây bó mảng Bè cứng thường được làm bằng tre hoặc gỗ có đường kính lớn ghép lại. Phương pháp đắp đê trên có ưu điểm là thi công đơn giản, trọng lượng nhẹ do đó ở những nơi có sẵn vật liệu làm bè thì đây cũng là một phương án khả thi. Tuy nhiên việc tính toán cụ thể cấu tạo của bè, đặc biệt khả năng dùng ở những nơi mực nước ngầm không ổn định chưa được nghiên cứu sâu mà thường là bố trí cấu tạo theo kinh nghiệm. 5.1.5 Xử lý nền bằng đệm cọc cát Nén chặt đất bằng cọc cát là một phương pháp có hiệu quả để tăng tốc độ cố kết, là bố trí trong nền đất mềm yếu các thiết bị thoát nước dưới dạng đường thấm thẳng đứng. Hệ thống các đường thấm thẳng đứng thường được bố trí trong nền đất yếu trước khi đắp đất. Cọc cát là một giải pháp tạo nên đường thấm thẳng đứng. Cọc cát là cọc được tạo nên bằng cát. Đóng một ống thép rỗng bịt đáy vào trong đất sau đó nhổ ống lên và cho cát vào đâm chặt sẽ tạo nên cọc cát. Thi công cọc cát gồm những bước sau đây: - Chuẩn bị mặt bằng thi công tuyến đê. - Dùng các tấm chống lầy và ray để vận chuyển máy khi đóng cọc. - Dùng búa đóng cọc và hai ống thép đường kính 40cm, dài 4,5m nặng 450kg, mũi nhọn của ống thép có 4 cánh lắp bản lề. Để nén chặt cát trong cọc, dùng 2 chày đầm bằng sắt dài 4m, đường kính 35cm, hai kích 50T để phòng khi rút ống không lên trong qúa trình thi công. 33
34. Hình 5.5: Xử lý nền bằng đệm cọc cát. Trình tự thi công như sau: - Trước tiên di chuyển máy đóng cọc đến vị trí thiết kế, kê đệm cho máy cân bằng và vững chắc, điều chỉnh cho tim búa trùng với tim cọc, tiếp theo dùng tời của búa dựng ống lên để mũi nhọn ống thép đúng với tim cọc. - Hạ búa chặn trên đầu ống, điều chỉnh cho ống thép thẳng đứng rồi rồi bắt đầu hạ búa đóng cọc tới cao trình thiết kế. kéo cọc lên 1m để 4 cánh mũi cọc mở ra, đổ cát xuống, dùng tời của búa kéo chày đầm lên cho vào ống thép và hạ búa đóng 3 lần lèn chặt cát, sau đó buộc chày đầm vào búa để kéo búa lên, tời thì dùng để kéo ống thép lên. Tiếp tục kéo ống thép lên lm đổ cát vào ống thép. hạ chày đầm và búa đóng 3 lần để nén chặt cát. Tiếp tục kéo ống lên lm nữa, đổ cát. hạ búa đóng như trước, cứ như thế kéo ống lên, nhồi cát và dùng chày đâm chặt cọc cát. - Sau khi thực hiện xong cọc cát, cần tiến hành kiểm tra xác định trọng lượng thể tích, hệ số rỗng của đất, cũng như các chỉ tiêu cơ lý cần thiết khác ở khoảng cách giữa các cọc cát. Những trị số này yêu cầu phải phù hợp với các số liệu tính toán trong thiết kế. 5.1.6 Xử ly nền bằng khoan phụt áp lực cao Người ta có thể gia tăng sức chịu tải của đát nền bằng cách trộn/ phụt xi măng vào đất để tăng cố kết. Phương pháp có thể là trộn khô hoặc ướt. Đây là công nghệ mới, có thể tham khảo ở cuốn: Công nghệ khoan phụt áp lực cao trong nền đất. 5.2 KỸ THUẬT THI CÔNG THÂN CÔNG TRÌNH 5.2.1 Thi công đê biển 5.2.1.1 Thi công phần đất (a) Quy trình kỹ thuật - Lên ga định dạng mặt cắt ngang đê. Khoảng cách các ga không xa hơn 50m. - Đo đạc : kích thước các chiều. - Thi công nền đê: Xử lý nền. -Loại bỏ rễ cây, đất không phù hợp với thân đê. Lấy đất cách xa chân đê ít nhất 200m - Rải san đầm các lớp trên mặt thi công. - Kiểm tra độ chặt khối đắp. - Bạt mái, đầm bề mặt. - Thi công lớp bảo vệ phái biển. - trồng cỏ bảo vệ mái phía đồng. 34
35. 5.2.1.2 Thi công lớp bảo mái đê dạng rời và xây vữa Yêu cầu kỹ thuật chung Đá dùng để xây, lát trong công trình thuỷ lợi phải cứng rắn, đặc chắc, bền, không bị nứt rạn, không bị hà, 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 cụ thể do thiết kế quy định. Lát đá khan Khi lát đá: cần theo các quy định sau: a) 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. b) 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. c) 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. d) Sau khi lát đá, phải đảm bảo mặt nền chặt chẽ và tương đối bằng phẳng. Độ gồ ghề của mặt lát mái dốc không quá 100mm so với tuyến thiết kế. Lát đá có vữa Lát đá có vữa: là 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. 5.2.2 Thi công các khối dị hình cho mỏ hàn, lớp bảo vệ Lắp đặt 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. 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. 35
36. Hình 5.6. Sơ đồ lắp đặt khối dolos trên mái nghiêng Hình 5.7: 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. 5.2.3 Thi công mảng liên kết mềm Hiện nay ở nước ta việc sử dụng mảng liên kết mềm trong bảo vệ đê kè khá phổ biến. Sau đây xin giới thiệu công nghệ thi công loại kết cấu này. l) Lưới thảm và kết cấu lưới thảm: - Tấm lưới thép làm nhiêm vụ là thiết bị thi công để đưa mảng bê tông lắp ghép tự chèn lắp sẵn trên phao, bè nâng và trải phủ lên mái bờ sông liên tục từ mực nước kiệt đến đáy sông khu vực cần bảo vệ ngập sâu dưới nước. - Tấm lưới thép là tấm giá đỡ, vừa nâng vừa định vị khe hở lắp ghép giữa các viên thảm đều nhau tạo nên sự độc lập tương đối của từng viên trong tấm thảm hạn chế đến mức thấp nhất hiện tượng dồn nén, uốn, gẫy viên thảm. Duy trì sự liên kết giữa các viên thảm trong quá trình thảm làm việc. - Đảm bảo tính ổn định của thảm trên nền đất mềm yếu, lún không đều, gồ ghề không bằng phẳng, lưới thảm làm nhiệm vụ của bè đệm chống lún và lún không đều. 36
37. - Tấm lưới thảm gồm có hai phần: phần lưới thép và phần thép khung biên chia ô. Lưới thép Lưới thép được đan lồng bằng thép d = 6 – 8 mm (tốt nhất là thép chống rỉ. thép không rỉ, đặc biệt có thể dùng với thép d = 10 mm, sợi thép uốn gấp dập theo hình sin. Chiều dài cạnh uốn dập và khoảng cách giữa các đỉnh hình sin bằng nhau và bằng t. - Góc uốn theo mặt phẳng α = 60o. - Góc uốn lệch β= 45o - Chiều dày mặt phẳng lồng các sợi thép thành lưới thép thảm bằng 2φ +Δ (Δ độ hở thi công). Các sợi thép sau khi uốn dập có chiều dài bàng chiều rộng tấm thảm được lồng xoắn với nhau để tạo thành tấm lưới có chiều dài theo ý muốn. Thép khung biên và chia ô Thép khung biên bao gồm: Khung biên ngang và khung biên dọc được hàn chặt với tấm lưới. Thép khung chia ô tấm thảm làm nhiều ô nhỏ, khoảng cách giữa các ô tùy thuộc vào chiều dài thảm có thể 3 - 4m phân làm 1 ô. Đường kính thép khung biên, khung chia ô φ 12mm - φ14mm là khung chịu lực nâng thảm khi thi công và liên kết vững chắc mảng Bêtông tự chèn lắp ghép, trải nằm trên nền mềm yếu, gồ ghề trong thời gian dài làm nhiệm vu nén ép tự điều chỉnh nền dần tới ổn định. Thi công nâng đặt thảm: a. Yêu cầu - Thảm được trải liên tục (không chap nối) trên mái bờ sông, đáy sông. - Trọng lượng của thảm và thiết bị dàn đặt thảm được giảm nhẹ bằng lực đẩy của dòng chảy dê điều chỉnh độ chính xác cua thảm trong qúa trình thi công. - Thảm được đạt trên nền mái đồng thời trên toàn bộ mạt cắt từ trên xuống dưới nhằm khắc phục hiên tượng tạo nên lực kéo cục bộ, trượt trên mái đất làm biến dạng nền mái đất. Biến dạng kết cấu của thảm, làm nhản nhúm hoăc rách vải lọc dưới thảm do sự căng kéo trượt trong quá trình trải thảm. - Thảm được đặt đều đồng thời trên nền mái đảm bảo sự dàn phẳng của thảm trên mái nghiêng có tác dụng vừa đặt vừa nén ép khắc phục đươc hiện tượng nền mái gồ ghề, lồi lõm, cong vòng. - Thảm được nâng lên theo hai biên dọc giảm tối đa trong lượng bản thân của thảm lên thép lưới và thép trục biên giam độ cong võng của tham, độ nghiêng lệch do dòng chảy tác đông. - Thảm có chiều dài ìiên tục, treo lên các dàn đỡ có cần cẩu đảm nhiệm liên kết với nhau trong qúa trình nâng đặt. Thiết bị thi công trải thảm Căn cứ nguyên tắc thi công thảm. có 2 giải pháp để thực hiện: - Sử dụng hệ thống các cần cẩu nổi thích hợp. - Sử dụng hệ thống các thiết bị tương tự như hê thống câu trục trong các nhà công nghiệp. Trình tự các bước nâng đặt thảm. - Nâng dàn nâng đạt thảm cách mạt ntrớc từ 2.5 – 3.0 m. - Dùng ca nô kéo bè phao đã lắp sẵn thảm (gọi tắt là bè thảm) di chuyển phía dưới dàn nâng điều chỉnh bè thảm song song với dàn nâng. Hạ dần dàn nâng sát mặt thảm, luồn 37
38. hai dây cáp vào các móc săn ở hai biên dọc của thảm và treo lên các móc ở hai bên dàn nâng với chiền dài l,5 - 2m có một móc ) buộc múi cáp 4 đầu neo thảm. - Nâng dàn nâng kéo thảm lên cách mặt phao từ 2,5 - 3 m. Dùng ca nô kéo bè ra khỏi khu vực chuyển bè phao sát vào bờ để tiếp tục thi công lắp thảm và ca nô chuẩn bị kéo bè thảm đã chuẩn bị vào vị trí. - Sau khi kéo bè phao của dàn nâng thảm được từ từ hạ xuống theo sự chỉ huy của kỹ thuật trưởng sao cho toàn bộ dàn nâng thảm đặt lên vị trí đã xác định, thả chùng dây cáp nâng dàn, sau đó mở nút cáp 4 đầu dây treo thảm rút cáp lên từ giữa. Như vậy thảm đã được đặt in vào mái công trình. Nâng dàn nâng lên đê tiếp tục kéo bè thảm . . . vào để liên kết và tiếp tục thao tác như vậy hết tấm thảm này đến tấm thảm khác. 5.2.4 Trồng cỏ mái phía đồng Cỏ vetiver được xem là một giải pháp khá hữu hiệu trong bảo vệ chống xói lở bề mặt đê, bờ sông. Cỏ vetiver có thể sống được cả môi trường nước ngọt, nước mặn, môi trường độc hại có độ kim loại cao, khô hạn. Rễ loại cỏ này ăn rất sâu trong đất, tạo thành màng giữ đất rất tốt. Theo ý kiến các chuyên gia nước ngoài loại cỏ này có thể sử dụng vào bảo vệ đê như một giải pháp phi công trình rất hiệu quả. Cỏ truyền thống vẫn được sử dụng rất tốt ở rất nhiều tuyến đê, đoạn đê. Cỏ đã quen với môi trường tự nhiên Việt Nam. Để cỏ sống và phát triển tốt cần sử dụng lớp đất mầu tối thiểu 50cm, đất lấn nhiều sét càng có lợi cho độ bền mái đê. 5.2.5 Thi công chân khay Chân khay của đê có thẻ là cọc: gỗ thép, bê tông, hoặc cừ thép, ống buy Khi thi công chân khay là ống buy thì người ta 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. 5.3. KỸ THUẬT THI CÔNG MỎ HÀN, THẢ RỒNG ĐÁ BẢO VỆ ĐÁY Mỏ hàn là loại công trình dùng trong chỉnh trị một đoạn sông hoặc một đoạn bờ biển. 5.3.1 Thi công mỏ hàn - Công tác chuẩn bị mặt bằng - Làm sạch nền - Thả đá - Tôn cao mỏ hàn - Hoàn chỉnh bề mặt của mỏ hàn. Việc thi công đập phá sóng, mỏ hàn bằng phương pháp đắp rải trên khô, bằng xà lan hoặc kết hợp cả hai. Phương pháp thi công trên khô là dùng thiết bị xe vận chuyển vật liệu đổ lấn dần từ bờ ra phía biển. Sau khi xe đổ vật liệu, máy san gạt và đầm chặt. Thi công tới đâu tạo đường đi đến đó. Nếu xe vận chuyển vật liệu không đổ vào đúng vị mái của đập, cẩu sẽ hỗ trợ công việc này. Phương pháp thi công dưới nước là sử dụng thiết bị thả đá vào vị trí công trình. Có thể dùng cần cẩu nổi để bốc xúc đá từ xà lan và nhả vào vị trí đổ hoặc dùng thiết bị xà lan xả đáy để tự thả đá vào nền. - Thả rồng đá được thực hiện bằng các phao nổi, xà lan. - Thả cục bảo vệ bằng cẩu cần dài, kết hợp thợ lặn để điều chỉnh độ gài của các cục bê tông, kích thước và sai số trong thi công. 38
39. 5.3.2 Thi công bằng thiết bị dưới nước Khi đê phá sóng khá dài và khi việc đi lại của xe tải trên đỉnh đê gây tắc nghẽn giao thông hoặc khi cần cẩu phải vươn quá xa, người ta phải dùng tới xà lan. Khi thi công phần lõi của đê phá sóng hay mỏ hàn, việc sử dụng xà lan để đổ một khối lượng đá lớn thường khá tiết kiệm. Với phần chân công trình hay phần bảo vệ mái, người ta dùng xà lan mở thành để xếp đá một cách chính xác hơn phần lõi. Một số công trình lớn còn cần phải dùng đến cần cẩu nổi hay những xà lan thiết kế đặc biệt. Hình 5.8: Thi công đê phá sóng dùng cần cẩu trên phao nổi 5.3.3. Thi công đập có sự kết hợp của cả thiết bị dưới nước và thiết bị trên cạn Khi xây dựng các công trình bảo vệ bờ và mái, người ta thường kết hợp cả hai loại thiết bị thi công dưới nước và trên cạn, nhất là đối với các công trình lớn. Hình 5.9 biểu diễn sự thi công một đê phá sóng lớn. Đầu tiên đáy được gia cố bằng thảm phủ hoặc bằng sỏi ở một số phần. Trên lớp gia cố đáy này một phần lõi được làm từ mỏ đá, thi công bằng xà lan mở đáy cho tới khi lớp đá này cách mực lớn vài mét, tuỳ theo độ mớn nước của xà lan. Phần còn lại của lõi được thi công tiếp bằng xe tải, trong khi đó mái được chỉnh sửa và gia cố một phần lớp bằng cần cẩu nổi. Phần chân của đê phá sóng được thi công bằng cần cẩu nổi và sau đó là hoàn thành phần gia cố mái cũng bằng cần cẩu nổi hoặc cần cẩu đặt ở đỉnh đê. Lớp bảo vệ mái làm bằng cấu kiện đúc sẵn có khối lượng lớn và được thi công bằng cần cẩu. Cuối cùng là thi công tường đỉnh và hoàn thành phần bảo vệ mái. 39
40. Hình 5.9: Trình tự thi công đê phá sóng (a) Xà lan thả đã biên của chân đập (b) Thiết bị trên cạn đổ lấn dần theo dọc trục đập (c) Mặt cắt hoàn chỉnh thân đập Hình 5.10 : Sự kết hợp của thiết bị thi công trên cạn và dưới nước thi công thân đập 40
41. Phần thứ hai KỸ THUẬT THI CÔNG BÊ TÔNG Chương 6: KHÁI NIỆM CHUNG Trong xây dựng cơ bản, bên cạnh những vật liệu được dùng phổ biến thì bê tông đang có vị trí rất quan trọng trong xây dựng kết cấu chịu lực. • Trong xáy dựng dân dụng : bê tông được sử dụng vào các công trình như: Nhà cửa, công trình văn hoá, kiến trúc v.v • Trong giao thông : Cầu giao thông, bến tàu, bến cảng, nhà ga v.v. . . • Trong xây dựng thuỷ lợi thì bê tông càng thấy rõ tầm quan trọng của nó. Đập trọng lực, đập vòm, nhà máy thuỷ điện, trạm bơm, âu tàu, đập tràn v.v đều phải sử dụng loại vật liệu này. Vì vậy nghiên cứu cong nghệ xây dựng công trình bê tống vẫn đang là yêu cầu cần thiết phục vụ công tác xây dựng công trình. Bê tông có 2 loại chính: bê tông truyền thống và bê tông đầm lăn. Bê tông truyền thống có từ thế kỷ 18, tới nay chúng ta đã có nhiều kinh nghiệm về thi công lại kết cấu vật liệu này. Bê tông đầm lăn mới được phát hiện giữa thế kỷ 20. Nó được ứng dụng cho xây dựng các công trình có khối lượng lớn, thời gian thi công dài thì rất kinh tế. ( 1). Định nghĩa Bê tông truyền thống là đá nhân tạo được cấu thành từ các loại vật liệu cơ bản như cát, đá xi măng và nước trộn theo một tỷ lệ nhất định, qua kỹ thuật định hình mà tạo thành khối chỉnh thể. Bê tông cốt thép là kết cấu chịu lực gồm cả bê tông và thép. Thông thừơng trong tính toán thì bê tông sẽ chịu nén, còn thép chịu kéo. Bê tông ra đời từ thế kỷ l8, do một người trồng hoa tìm ra. Từ đó tới nay, lý luận về loại vật liệu này đã hoàn chỉnh một cách đầy đủ và chặt chẽ. Bê tông đầm lăn được chế tạo từ loại hốn hợp gồm: Xi măng, cát, đá chất độn như tro bay, Puzolan, xỉ lò cao và một số phụ gia khác có thể. Hỗn hợp vữa có độ sụt nhỏ, để làm chặt vữa bê tông người ta phải sử dụng đầm lăn ép để nén chặt. Vì thế có tên gọi là bê tông đầm lăn. Bê tông truyền thống có độ sụt cao nên dùng đầm rung, chấn động để đầm chặt vữa bê tông. Đó là điểm khác biệt cơ bản của hai loại bê tông này. Trong xây dựng nói chung, công trình thuỷ nói riêng bê tông ngày càng, được sử dụng rộng rãi. Bên cạnh những công trình cao chọc trời (toà nhà 99 tầng, những tháp vô tuyến truyền hình cao vút, thì những đập chắn nước cũng không kém tầm cao. (2) . Ưu điểm của vật liệu bê tông - Tính hoàn chỉnh cao: Đặc chắc, đồng nhất, cách nhiệt, cách âm khá tốt. - Ổn định cao (về hoá, lý, cơ học) - Chống thấm tốt. - Dễ tạo dáng ( có thể tạo dáng theo mong muốn). (3 ). Nhược điểm - Sử dụng khá lớn vật liệu quý ( giá lm3 bê tông gấp tới 100 lần giá lm3 đất đắp). - Yêu cầu nền móng cao. Tính đàn hồi nhỏ, dễ nứt. - Yêu cầu kỹ thuật thi công cao: + Xử lý thi công phức tạp. + Làm thoát nhiệt trong thi công. 41
42. + Kết cấu mỏng. + An toàn lao động cần lu ý. (4). Quy trình công nghệ sản xuất bê tông Môn học bê tông cốt thép đã trình bày ở một giáo trình chuyên sâu, mục đích là nghiên cứu tính chất vật liệu, tính toán kết cấu chịu lực. Còn ở môn học này chúng ta nghiên cứu quá trình thi công để tạo ra kết cấu bê tông theo yêu cầu thiết kế. Quá trình công nghệ được minh hoạ bằng giản đồ sau: Phối liệu Đầm CCốtố tli ệuli vàệu nướvàc Vữa bê tông Dưỡng hộ Trộn Hình 6.1: Sơ đồ dây chuyền thi công bê tông. 42
43. Chương 7 : CÔNG TÁC VÁN KHUÔN 7.1.Khái niệm chung 7.1.1 Định nghĩa Ván khuôn là chiếc áo để dưỡng hộ bê tông trong thời gian chuyển hoá từ dạng lỏng sang dạng rắn. 7.1.2 Tầm quan trọng - Định hình bê tông (tạo dáng). - Nuôi dưỡng cường độ bê tông. - Bảo vệ mặt ngoài cho bê tông trong quá trình đông cứng và phát triển cường độ. 7.1.3. Các loại ván khuôn Phân theo vật liêu xây dựng: Gỗ. thép, bê tông. Phân theo thao tác lắp gá: Ván khuôn cố định. Ván khuôn tháo lắp, Ván khuôn trượt. - Phân theo chịu lực : Ván khuôn chịu lực. Ván khuôn cấu tạo. Ván khuôn treo. 7. 2 Xác định lực tác dụng lên ván khuôn và các bước thiết kế 7. 2.1 Lực tác dụng lên ván khuôn đứng - Khối lượng kết cấu ván khuôn A - Khối lượng bê tông và Cốt thép B - Tải trọng công cụ và người thi công truyền xuống C ( 100 -250 daN/m2) - Lực xung kích do đổ hoặc dầm D - Lực sinh ra do lớp phủ bảo dưõng bề mặt E 7. 2.2 Lực tác dụng lên ván khuôn ngang a- áp lực ngang của vữa bê tông Bảng 7.1: Áp lực ngang của bê tông lỏng 43
44. Các ký hiệu trong bảng trên P – Áp lực phân bố của bê tông lỏng γb- Khối lượng riêng đơn vị của bê tông đầm chặt H – Chiều cao sinh áp lực ngang (m) Nếu đổ theo phương pháp lên đều thì: H =( N*t1/ Fd)= V*t1 Trong đó: v : vận tốc nâng cao cột bê tông. t1: thời gian ninh kết ban đầu xi măng, N: năng suât trạm trộn. Fd: diện tích khoảnh đổ. - Ro : bán kính tác dụng thẳng đứng của đầm chày, lây bằng chiều dài của trục đầm. - R1: bán kính ảnh hưởng theo chiều thẳng đứng của đầm treo ngoài. b. Tải trọng đổ xem bảng sau Bảng 7.2: Trị số áp lực do đổ bê tông vào khoảnh 44
45. c- Tải trọng đẩy ngang của gió. Tính toán cho mảng ván khuôn chống đỡ Khi tính toán thông thường người ta lấy tần suất gió cấp 4 để tính. 7.2.3 - Chọn tổ hợp tính toán Bảng 7.3: Tổ hợp lực khi tính toán lực lên ván khuôn Chú thích : H*: Tính cho cột có kích thước nhỏ hơn hoặc bằng 30 cm, tường dày nhỏ hơn hoặc bằng 10 cm lấy lực xung kích đầm bê tông. Khi lớn hơn trị số trên thì chọn lực xung kích đổ bê tông. H : Lực do đầm rung. H : Lực đổ bê tông. 7.2.4- Các bước thiết kế - Chọn kích thước ván khuôn tiêu chuẩn. - Xác định lực tác dụng. - Lập sơ đồ tính. - Tính toán kiềm tra ổn định và biến dạng. 7.3 Các loại ván khuôn và lắp dựng ( cố định) Phân theo Vật liệu : Thép, gỗ, Bê tông, bê tông cốt thép. Phân theo Tháo lắp ván khuôn: Cố Định, tháo lắp. ván khuôn trượt. Phân theo tính chất chiụ lực : ván khuôn chịu lực. ván khuôn cấu tạo, ván khuôn treo. 7.3.1.Ván khuôn gỗ - Ván khuôn gỗ - Dầm kép 45
46. Hình 7.1 : Cấu tạo ván khuôn gỗ (a) 1- Ván mặt, 2- Thanh nẹp ngang, (b) 3- Ván mặt, 4- Thanh nẹp dọc, 5- Thanh xiên. Hình 7.2: Lắp dựng ván khuôn tại khối đổ 1- Ván mặt , 2- Thanh nẹp ngang , 3- dầm dọc , 4- Thanh chéo , 5- Bu lông , 6- Đai ốc. 7.3.2 Ván khuôn thép Ván khuôn thép được sử dụng trong thi công các khối từ nhỏ đến lớn. Nó có ưu điểm là độ bền cao, độ khít, bằng phẳng, dễ chống đỡ, lắp dựng cũng như tháo dỡ. Hình 7.3: Ván khuôn đổ bê tông cục Tetrapods 46
47. Hình 7.4: Ván khuôn thép trong thi công bê tông đầm lăn. Hình 7.5: Ván khuôn đúc sắn hình chữ U. Hình 7.6: Ván khuôn FUVI lắp dựng cho đổ sàn bê tông. 47
48. Hình 7.7: Lắp dựng ván khuôn cột- Ván khuôn nhựa- FUVI. Hình 7. 8 : Dựng lắp ván khuôn thép tại công trình Tuyên Quang. 7.3.3 Ván khuôn trượt Ván khuôn trượt là ván khuôn giữ bê tông đến khi đủ chịu lực rồi trượt lên để đổ lần tới. Thời gian gián đoạn các lần trượt phụ thuộc vào đặc trưng chịu lực của ván khuôn tại khối đổ. Hình ảnh sau đây minh họa cho loại ván khuôn này. 48
49. Hình 7.9: Ván khuôn trượt thi công tấm bản mặt- Đập Tuyên Quang. Hinh 7.10: Ván khôn trượt đổ bê tông thành mỏng. 7.3.4 Ván khuôn bêtông, gạch xây (Bê tông bao ngoài, bê tông áo) 49
50. Hình 7. 11: Ván khuôn bê tông (a) Hình chiếu đứng và chiếu cạnh, (b) Hình chiếu bằng. 50
51. Deleted: TRƯỜNG ĐẠI HỌC TH Ủ[1]Y Deleted: bờ Formatted [2] Formatted Chương 8: KỸ THUẬT SẢN XUẤT BÊ TÔNG [3] Deleted: quyết định số: . 8.1. Tính cấp phối bê tông và phối liệu Deleted: của Ban giám hiệu trường 8.1.1. Tính cấp phôí: ( Giáo trình vật liệu xây dựng) [4] Deleted: Phần thứ nhất trình bày về Mục đích của phần này là tìm ra hàm lượng của cốt liệu là bao nhiêu khi sản xuất một [5] Formatted loại mác bê tông cụ thể. [6] Deleted: GS 8.1.2. Công tác phôí liêu Deleted: và được trình bày thành 4 Công tác phối liệu là thực hiện công việc chọn lựa trọng lượng các cốt liệu thô và mịn để [7] đưa vào máy trộn. Hiện nay có 2 cách phối liệu: Deleted: Ben C. Gerwick, Jr., [8] Deleted: • Phối liệu theo trọng lượng Deleted: về công nghệ thi công các • Phối liêu theo thể tích. [9] Deleted: biển. Nó cũng có thể làm tài Việc phối liệu theo trọng lượng là chính xác hơn cả. Phối liệu theo thể tích tức là dùng [10] Formatted thiết bị đo thể tích của cốt liệu nạp. Phương pháp này nhanh mà không chính xác. [11] Deleted: Sinh viên cần xem giáo trình và chú y hiểu được trình tự tính toán cấp phối. Ưu nhược Deleted: điểm và điều kiện ứng dụng trong phương pháp phối liệu. Phần thứ nhất 1111¶ [12] Với nhà máy sản xuất bê tông liên tục, cốt liệu được cân đong tự động, điều khiển bằng Deleted: ¶ [13] hệ thống máy tính điều hành, lập chương trình có sẵn. Khi cần loại mác bê tông nào, loại Deleted: ¶ [14] vật liệu đầu vào cụ thể sẽ cho hàm lượng phối liệiu cần th ết, sau khi hiệu chỉnh độ ẩm. Deleted: o Với các trạm trộn đơn lẻ, trạm di động việc phối liệu theo số chẵn của bao xi măng, cân Deleted: ng trình thuỷ lợi để hiểu rõ [15] hoặc đong thể tích tỷ lệ pha trộn theo tính toán thành phần của mác bê tông. Deleted: cuối cùng Deleted: về chất lượng thi công đậ p[16] 8.2 Các phương pháp trộn bê tông, máy trộn bê tông Deleted: đất Việc trộn bê tông có thể sử dụng công nghệ máy trộn hoặc thủ công. Phần này giới thiệu Deleted: đất là người ta kiểm tra dung [17] cho người học về kỹ thuật trộn vữa bê tông trong xây dựng. Deleted: KỸ THUẬT THI CÔNG [18] 8.2.1. Trộn bê tông bằng tay Formatted [19] Việc trộn bê tông bằng thủ công rất vất vả, chất lượng không đều, khối lượng phụ thuộc Deleted: vào mặt bằng thi công. Deleted: .¶ [20] (a) Quy trình thao tác Formatted [21] - Trộn khô đều ciment và cát ( trộn khô). - Rải đá sỏi theo lớp, rải bột xi măng- cát lên trên, tưới ẩm, trộn đều (rưới nước bằng bình hoa sen cho đều). - Rưới đủ nước trộn đều kỹ. Kinh nghiệm cho hay có thể đảo vữa qua 3 lần là đã đều. Để dễ trộn, người ta sử dụng xẻng để xúc, hỗn hợp vữa được đặt trên tấm tôn hoặc nền xi măng cát đã cứng, phẳng bề măt. (b) Đặc điểm Deleted: - Làm việc khá vất vả nặng nhọc, năng suất thấp. Deleted: [22] - Chất lượng vữa bê tông thường kém so với trộn bằng máy. Formatted [23] - Lượng ciment cần nhiều hơn so trộn máy, thông thường cần tăng thêm (5 – 15)%. Deleted: ¶ (c) Ứng dụng Deleted: CÔNG TÁC VÁN KHUÔN [24]¶ - Trong điều kiện máy không có đáp ứng. Formatted [25] - Cường độ thi cộng nhỏ, khối lượng nhỏ. Formatted [26] - Những công trình không quan trọng hoặc sửa chữa nhỏ hạng mục. Deleted: d Formatted [27] 8.2.2. Trộn bê tông bằng máy Deleted: uyn đàn hồi và thiết bị xuyên [28] Formatted [29] 51 Deleted: ¶ Formatted [30] Formatted [31] Formatted [32] Formatted [33] Formatted [34] [35] Formatted [36] Formatted [37] Formatted [38] Formatted [39] Formatted [40] Formatted [41]
52. (a) Phân loại - Máy trộn bê tông tuần hoàn kiểu rơi tự do. - Máy trộn bê tông tuần hoàn kiểu cưỡng bức. - Máy trộn bê tông dòng liên tục. (b) Máy trộn bê tông tuần hoàn kiểu rơi tự do + Nguyên lý làm viêc 52
53. Cốt liệu được đổ vào thùng, thùng quay, cánh quạt nâng cốt liệu lên đến độ cao nhất định, khi cốt liệu mất cân bằng, rơi xuống. Hiện tượng đó lặp đi lặp lại nhiều lần, bê tông được trộn đều. 53
54. Hình 8.1 : Nguyên ly máy trộn bê tông tuần hoàn kiểu rơi tự do Formatted: Font: Bold + Môt số máv trộn thường dùng (1)- Máy trộn quả lê lật nghiêng được: ( xem giáo trình) Hình 8.2 : Máy trộn quả lê lật nghiêng được Formatted: Font: Bold Cấu tạo : 1 vỏ thùng, 2- cánh sắt, 3- phễu nạp, 4- mô tơ, 5- khung thùng, 6- trục quay, 7- bánh xe nón quay thùng, 8- bánh xe quanh thùng, 9- tay quay điều khiển để xả vữa. Nguyên lý làm việc - Cốt liệu khô trút vào phễu, nạp qua cửa nạp của thùng, đóng cầu giao, mô tơ quay truyền chuyển động qua hộp số tới bánh xe 7, truyền sang 8 làm thùng quay. - Khi cốt liệu, nước đã đều, công nhân quay tay quay số 9 để điều chỉnh thùng nghiêng, vật liệu trong thùng được trút ra qua cửa. Ứng dụng: Loại này thường được chế tạo dung tích nhỏ, năng suất thấp nên dùng thi công khối đổ nhỏ, hoặc trộn vữa xây rất hiệu nghiệm. (2)- Máy trộn hình trống không lật được Hình 8.3 : Máy trộn hình trống không lật được Formatted: Font: Bold 54
55. 1- Mô tơ, 2- thùng trộn, 3- phếu nạp, 4-, 5 bộ phận điều khiển phễu nạp 6- tay quay điều khiển, 7- phễu xả vữa, 8 – trục truyền động. Cấu tạo: ( xem hình trên) Nguyên lý làm việc: Cốt liệu được đổ vào phễu 3, đóng cầu giao, mô tơ quay nâng phễu nạp lên cao, miệng phễu nghiêng, cốt liệu được trút vào thùng. Khi cốt liệu được rót vào thùng, do liên kết trục quay mà cánh sắt nâng cót liệu lên rồi rơ i tự do xuống. Khi vữa được trộn đều, điều chỉnh tay quay 6 và phếu hứng nghiêng 7. Vật liệu (vữa) rơi trên phếu nghiêng và được đưa ra ngoài. Đăc điểm công tác: - Thùng không lật được. - Nhập và trút vật liệu bằng phễu. - Năng suất tương đối cao. - Máy làm việc tuần hoàn. (3)- Máy trộn hình chóp đôi lật nghiêng được: Cấu tao: ( xem hình) Hình 8.4 : Máy trộn hình chóp đôi. Formatted: Font: Bold 1- Thùng trộn, 2- Dầm cong, 3,4 – Bệ máy, 5- Hệ thống gimar tốc, 6- Xilanh, 7,8,9- Các bánh xe đỡ thùng trộn, 10- Bánh xe quanh thùng. Nguyên lý làm viêc: Thùng có 2 miệng để nạp và trút vật liệu ra. Trình tự như sau : (1) Cốt liệu đổ vào thùng, (2) dập cầu dao, (3) thùng quay trộn bê tông. Khi đạt yêu cầu, (4) điều chỉnh hệ thống lật thùng, (5) trút vật liệu ra. Đăc điểm: • Máy làm việc theo chu kỳ. • Năng suất hơn so máy hình trống. • Máy lật nghiêng thùng được. • Được dùng phổ biến trong xây dựng thuỷ lợi. 55
56. (4)- Máy trộn kiểu cưỡng bức Cấu tao: ( xem chú thích hình) Nguyên lý làm viêc: (1) Trục quay được truyền chuyển động Hình 8.5 : Máy trộn tuần hoàn cưỡng từ mô tơ, (2) hộp số quay cánh quạt, (3) bức C773. làm đảo lộn cốt liệu trong thùng. (4) Điều chỉnh cưa xả để xả vữa. Đăc điểm: - Vỏ thùng cố định. - Cánh quạt quay. - Máy tĩnh, ít rung động. - Năng suất cao. ứng dụng: - Dùng cho trạm trộn cố định. - Nhà máy sản xuất bê tông. Deleted: Hình 8.5 : Máy trộn tuần hoàn 8.2.3. Thông số công tác của máy trộn bê tông cưỡng bức C773.¶ Formatted: Font: Bold Formatted: Font: (Default) Times (1). Dung tích công tác thùng trộn New Roman, Font color: Auto Dung tích công tác thùng trộn là dùng tích tính toán khối lượng vật liệu nạp vào hay trút Formatted: Font color: Auto ra. Ký hiệu: Vct Formatted: Font: (Default) Times Máy do Trung quốc sản xuất Vct được tính là thể tích vữa chảy ra. New Roman, Font color: Auto Máy do Nga sản xuất Vct được tính là thể tích tổng cộng của xi măng (X) Formatted: Heading 2, Adjust space cộng với cát ( C) và cộng với đá (Đ). between Asian text and numbers Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times ( 2) Dung tích hình học thùng trộn: là toàn bộ không gian bên trong giới hạn bằng New Roman, Font color: Auto vỏ thùng. Ký hiệu: Vhh Formatted: Font color: Auto vhh = ( 2,25 - 3 ) Vct Formatted: Font: (Default) Times (3)- Hệ số xuất liệu f. New Roman, Font color: Auto Thể tích cốt liệu lúc đa vào trộn và sau khi trộn thành vữa trút ra khác nhau nhiều. Nếu ký hiệu cốt liệu nạp là Vo. Vữa ra là V thì tỷ số giữa V/Vo gọi là hệ số xuất liệu: Vra f = Vvao 56
57. f = 0,65 - 0,7 (4) Thời gian trộn bê tông Thời gian trộn bê tông là được tính từ lúc đổ xong toàn bộ vật liệu vào cho đến khi bắt Formatted: Subscript đầu trút vữa ra. Formatted: Superscript Tuỳ vào dung tích thùng trộn, vòng quay thùng, cấu tạo thùng, cốt liệu thô, tỷ lệ Formatted: Centered N/X mà thời gian có thể dài ngắn khác nhau. Formatted: Centered Nếu kéo dài thời gian trộn thì vừa giảm năng suất máy mặt khác có thể giảm chất Formatted: Subscript lượng bê tông. Ngược lại nếu rút ngắn thời gian trộn thì bê tông chưa đạt yêu cầu, Formatted: Subscript chất lượng kém. Formatted: Subscript Formatted: Subscript (5) Năng suât máy trộn: Formatted: Subscript a. Máv trộn tuần hoàn (chu kỳ ): Formatted: Superscript Năng suất của máy trộn bê tông tuần hoàn được tính theo công thức sau : Formatted: Portuguese (Brazil) 3 Formatted: Left N = V.f.n.KB/1000 (m /h) Formatted: Portuguese (Brazil) Công thức trên có thể viết thành: Formatted: Subscript 3 Formatted: Subscript N = 3,6. V.f.KB /(t1+ t2+ t3+ t4) (m /h) Trong đó : Formatted: Subscript N – năng suất của máy trộn (m3/h); Formatted: Portuguese (Brazil) V – Dung tích công tác của thùng trộn, dung tích nạp vào thùng (l); Formatted: Centered f – hệ số xuất liệu; n- số cối trộn được trong 1 giờ; KB – hệ số lợi dụng thời gian; t1- thời gian trộn bê tông (giây); t2- thời gian đổ vật liệu vào (giây); t3- thời gian trút vữa bê tông ra (giây); t4- thời gian giãn cách bắt buộc. Nếu là máy trộn có thùng trộn không lật nghiêng được thì t4 = 0. (giây); b. Máv trôn liên tuc 3 Ntt = 60.n’α.ö.t.S (m /h) Trong đó: Ntt: năng suất máy n’: số vòng quay trong một giờ t: bước xoắn ốc của ánh sáng α.ö: hệ số xét đến ảnh hưởng ma sát và giảm tốc của lá kim loại. (4). Năng suất trạm trộn bê tông Deleted: ¶ Trong đó: Formatted: Portuguese (Brazil) Formatted: Portuguese (Brazil) 57
58. Nt: Năng suất trạm trộn m: số ngày làm việc trong tháng n; số giờ làm việc trong ngày K: hệ số làm việc đồng thời các máy (5). Tính số lượng máy trộn bê tông - Khi trộn liên tục (nhà máy sản xuất): Nt NK= Ntt. Trong đó: Formatted: Font: (Default) Times K: hệ số an toàn (không đều của cường độ đổ). New Roman, Font color: Auto Nt: năng suất trạm trộn (m3/h) Formatted: Font color: Auto Ntt: năng suất thực tế máy trộn (m3/giờ). Formatted: Font: (Default) Times New Roman, Font color: Auto Formatted: Font color: Auto 8.3. Nhà máy trộn bê tông, trạm trộn bê tông Formatted: Heading 2, Adjust space 8.3.1. Yêu cầu đôí với trạm trộn between Asian text and numbers - Vật liệu để riêng biệt nhau, tránh lẫn lộn, không giảm chất lượng. Formatted: Font: (Default) Times - Cân đong chính xác. New Roman, Font color: Auto - Vận chuyển đáp ứng yêu cầu. Formatted: Font color: Auto - Máy vận hành liên tục, nhịp nhàng. Formatted: Font: (Default) Times New Roman, Font color: Auto 8.3.2. Các hình thức bố trí trạm trộn Formatted: Font color: Auto (a) Theo mặt bằng Formatted: Font: (Default) Times - áp suất đáy máng nhỏ. New Roman, Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Nhược điểm: Formatted: Font: (Default) Times - Thiết bị cân đong nhiều rải rác. New Roman, Font color: Auto - Chiếm diện tích lớn. Formatted: Heading 2, Adjust space between Asian text and numbers Formatted: Font: (Default) Times Tuyến kép: New Roman, Font color: Auto Bố trí tập trung Formatted: Font color: Auto Hình 8.6: Bố trí trạm trộn theo tuyến và Ưu điểm: Formatted: Font: (Default) Times tập trung New Roman, Font color: Auto Bố trí theo tuvến - Cân đong tậ p trung. Formatted: Font color: Auto - Tuyến đơn. - Máng xả vữa tập trung. Formatted: Font: (Default) Times - Tuyến kép. Diện tích chlếm chỗ nhỏ New Roman, Font color: Auto Nhược điểm: Formatted: Font color: Auto Tuyến đơn: Formatted: Font: (Default) Times - áp suất đáy máng cao. New Roman, Font color: Auto - Không chế tạo mác bê tông khác loại Ưu điểm: Formatted: Font color: Auto được. Formatted: Font: (Default) Times - Nạp và trộn tương đối dễ dàng. New Roman, Font color: Auto - Sản xuất mác bê tông khác nhau được. Formatted: Font: Bold 58
59. (b). Theo chiều cao Hình 8.7: Bố trí trộn trộn theo trục đứng Formatted: Font: Bold (a) Một cấp, (b) Hai cấp. Formatted: English (U.S.) (i). Kiểu tầng - Một Cấp. - Hai cấp. Đặc điểm: Lợi dụng điều kiện địa hình khu vực xây dựng (về mặt bằng và độ dốc) mà người ta quyết định vị trí trạm trộn cao trình trạm bơm hợp lý. Vừa tiền cho nạp vật liệu vào và vận chuyển vữa đi. 59
60. Hình 8.8: Nhà máy trộn bê tông hai đơn nguyên. Formatted: Font: Bold (ii). Kiểu bâc thang Cấu tạo: 1- Máy trộn 5- Xe vận chuyển cốt liệu 2 - Phễu nạp vật liệu 6- Xi Măng 3- Phễu xả bê tông 7- Bàn cân 4- Xe vận chuyển vữa Hình 8.9 : Bố trí trạm trộn hiện trường lợi dụng địa hình Formatted: Font: Bold Bố trí trạm sản xuất như thế này sẽ tận lượng điều kiện địa hình để vần chuyển vữa theo chiều thuận. 60
61. Ch ương 9:KỸ THUẬT VẬN CHUYỂN VỮA BÊ TÔNG Formatted [49] 9. l Khái niệm chung Formatted: Heading 1, Left, Adjust space between Asian text and Phương pháp đổ bê tông đúc sẵn hay đổ tại chỗ thì khoảng cách giữa trạm trộn đến vị numbers trí đổ cũng phaỉ có cự ly nhất định. Do vậy phải tính toán phương án và công cụ vận Formatted [50] chuyển vữa. Vận chuyển vữa bê tông có thể chia ra làm 2 loại vận chuyển theo phương ngang và vận chuyển lên cao. 9.1.1. Những yêu cầu kỹ thuật khi vận chuyển vữa bê tông Formatted: Heading 2, Adjust space (l ) Tránh bê tông bị phân tầng phân cỡ. between Asian text and numbers Yêu cầu đường bằng phẳng, chống xóc, tránh rót bê tông từ trên cao xuống (H ≤ Formatted [51] 1,5m), dùng vòi voi. Đầu dưới vòi voi phải thẳng góc mặt khối đổ. Đổ bê tông đều ra, tránh đổ một chỗ mà tốn công san. (2). Thời gian vận chuyển ngắn không vượt quá thời gian ninh kết ban đầu. (3). Tránh bê tông bị ảnh hưởng môi trường bên ngoài (che chắn, cách nhiệt, nhiễm bẩn, bốc hơi ). 9.1.2. Các phương án vận chuyển vữa bê tông Formatted: Heading 2, Adjust space 1. Vận chuyên bằng nhân lực. between Asian text and numbers 2. Vận chuyển bằng ôtô. Formatted [52] 3. Vận chuyển bằng đường ray. 4. Vận chuyển bằng băng chuyền. 5. Vận chuyển bằng cần trục. 6. (Vận chuyển kết hợp). 7. Bơm bê tông. 9.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng chọn phương án vận chuyển Formatted: Heading 2, Adjust space l .Cường độ đổ, khối lượng đổ. between Asian text and numbers 2. Khoảng cách lên cao và cự ly vận chuyển. Formatted [53] 3. Đặc tính cấu tạo, kích thước khối đổ. 4. Điều kiện khí hậu, địa chất, khí tượng. 8. Phương án và trình tự thi công. 6. Điều kiện cung ứng thiết bị. (Phân tích tại giờ giảng- sinh viên tự nghĩ và phân tích trước!) 9.2 Các phương pháp vận chuyển vữa bê tông Formatted: Heading 1, Adjust space 9.2.1. Vận chuyển vữa bê tông bằng nhân lực between Asian text and numbers yêu cầu kỹ thuật: Formatted [54] Formatted: Heading 2, Adjust space - Độ dốc cầu: i 80cm. - Cột bê tông chôn trong bê tông phải đánh xờm, rửa sạch, mặt cầu công tác cách khối đổ l,5 m và cách nhau 4,0m thẳng góc với mặt đổ. - Kết cấu vững chắc ổn định. Bê tông không bị xóc. - Làm phễu đổ khi H > l ,5 m. 3. Ưu nhược điểm và ứng dụng - Đơn giản, kết cấu nhỏ. - Cự ly vận chuyển ngắn. - Có vật liệu làm cầu công tác. - Nặng nhọc, áp dụng công trình nhỏ. - Có xe chuyên dùng để chở bê tông. 61
62. 9.2.2. Vận chuyển bằng ô tô Formatted: Font: (Default) Times (l). Yêu cầu kỹ thuật New Roman, Font color: Auto Ngoài đảm bảo yêu cầu trên cần chú ý: Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times - Chiều dày lớp bê tông trong thùng h > 40cm. New Roman, Font color: Auto - Thời gian vận chuyển: t >/ 45phút Formatted: Font color: Auto - Nếu L = l,5km với Sn = (6 – 8)cm bê tông bị phân cỡ. Nhưng nếu Sn = 4 - 5 cm bê Formatted: Heading 2, Adjust space tông không bị phân tầng. between Asian text and numbers - Sau l - 2 giờ phải rửa xe một lần. Formatted: Font: (Default) Times Thùng xe kín khít, chống mất nước ( có thể làm bạt che tránh ảnh hưởng của môi New Roman, Font color: Auto trường). Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times (2). Các phương án vận chuyển New Roman, Font color: Auto a. ô tô tự đổ vào khoảnh Cấu tạo: ( xem hình biểu diễn) Hình 9.1: Ô tô đổ trực tiếp vào khoảnh đổ kết hợp cầu cômng tác Formatted: Font: Bold 1. Dốc lên cầu, 2. Mặt cầu, 3. Dầm cầu, 4. Chân cầu công tác. Đặc điểm: Deleted: - Cường độ thi công nhanh, năng suất cao. Formatted: Font: (Default) Times - Phải chôn cột trong bê tông, tốn vật liệu. New Roman, 13 pt - Khối lượng yêu cầu làm cầu công tác lớn. Điều kiện ứng dụng: - Khối đổ lớn. - Thế nằm khối đổ ở vị trí thấp. - Có phương tiện thi công. b. ô tô kết hợp với cần trục, thùng bê tông nằm cấu tạo: (xem hình biểu diễn) 62
63. ' Hình 9.2: Ô tô kết hợp với mãng dẫn, phễu Hình 9.3: Ô tô kết hợp cần trục Deleted: 1. Ô tô tự đổ, 2. Phếu hứng vật liệu, 3. Máng nghiêng, 4. Vòi voi, 5. Ván khuôn Formatted: Font: Bold Deleted: Đặc điểm: Formatted: Font: Bold - ô tô kết hợp với cần trục giảm khối lượng cầu công tác. - Tầm đổ khống chế bởi cần trục. - Bê tông trút đổ nhiều lần. Deleted: ứng dụng: - Đổ bê tông khối lớn. - Nơi khó thiết kế cầu công tác. c. ô tô kết hợp các công cụ vận chuyển khác Ô tô không trực tiếp đổ vào khoảnh đổ mà phải qua các phương tiện khác có thể ví dụ như: - Dùng xe cải tiến đẩy bê tông đến phễu hoặc vòi voi. - Hướng bê tông vào khoảnh. - Ô tô đổ bê tông vào máng chung chuyển. Hình 9.4: Ô tô kết hợp thùng trung chuyển Formatted: Font: Bold 1. Ô tô, 2. Thùng trung chuyển, 3. Xe chở bê tông, 4. Cầu công tác - Cầu công tác thiết kế đơn giản hơn. - Lợi dụng địa hình đẻ giảm công năng vận chuyển. Deleted: - Bê tông trút đổ nhiều lần. - Phải kết hợp thật tốt giữa ô tô và xe cải tiến. ứng dụng: - Được ứng dụng rộng rãi và phổ biến. 63
64. 9.2.3. Vận chuyển bằng đường ray, cần trục Deleted: 5 Cấu tạo: Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times New Roman, Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times New Roman, Font color: Auto Formatted: Heading 2, Adjust space between Asian text and numbers Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times New Roman, Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times New Roman, Font color: Auto Hình 9.5: cần trục cánh cân Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times 1. Khung đỡ, 2. Bánh xe dịch chuyển, 3. Cánh tay cần, 4. Xe con cẩu hàng, 5. Phòng New Roman, Font color: Auto máy chính, 6. Đường dây cáp điện, 7. Phòng điều khiển. Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times New Roman, Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times New Roman, Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times New Roman, Font color: Auto Formatted: Font: Bold Deleted: Hình 9.6: Sơ đồ cần trục dây cáp. Hình 9.7: Sơ đò mặt bằng các cần trục làm việc Formatted: Font: Bold a) Kiểu cố định, b) Kiểu hình quạt, c) Kiểu di động. Formatted: Font: Bold 1. Thân tháp, 2. Cáp chịu tải, 1. Cáp chịu tải, 2. Xe con cẩu Formatted: Bullets and Numbering 3. Cáp kéo, 4. Xe nâng, vật, 3. Giá tháp cố định, 4. Giá Formatted Table 5. Cáp nâng tháp di động, 5. Đường di chuyển của giá tháp Deleted: ¶ Đặc điểm: - Vữa vận chuyển ít bị xóc, đảm bảo chất lượng. - Cường độ cao và khối lượng đổ lớn, tầm với chiều cao lớn. - Trong nhiều trường hợp giá thành đổ bê tông giảm. - Cước phí vận chuyển tính ra tương đối hạ, nhưng giá thành làm đường vận chuyển lại cao. Deleted: - Yêu cầu khắt khe về kỹ thuật an toàn trong thi công như: - Độ dốc đường i /> 2% - Bán kính cong R > 20m. h- Phối hợp c ặt chẽ giữa cao trình trạm trộn, đường ray và khối đổ. ứng dụng: 64
65. - Có máy móc cho phép. - Có địa hình hợp lý. - Thời gian thi công dài, khối lượng lớn. 9.2.4. Vận chuyển vữa bê tông liên tục Formatted: Font: (Default) Times (1). Vận chuyển bằng băng chuyền New Roman, Font color: Auto Trong khai thác mỏ, trong dây chuyền sản xuất nhà máy người ta dùng băng chuyền Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times vận chuyển khá phổ biến. Trong điều kiện cho phép khi thi công bê tông người ta New Roman, Font color: Auto cũng dùng băng chuyền để vận chuyển. Formatted: Font color: Auto a. Đặc diểm: Formatted: Font: (Default) Times - Dòng vận chuyển liên tục. New Roman, Font color: Auto - Trong quá trình vận chuyển bị xóc nên dễ phân cỡ. Formatted: Heading 2, Adjust space - Diện tiếp xúc bên ngoài nhiều, dễ mất nước. between Asian text and numbers - Tổn thất vữa khá lớn (3 - 4%). Formatted: Font color: Auto Formatted: Font: (Default) Times b. Những điểm chú ý khi thi công bằng băng chuyền New Roman, Font color: Auto - Vận tốc của băng chạy : v = l - l,2 m/s Formatted: Font color: Auto - Mặt băng chuyền căng, có nhiều con lăn và 2 bên thành be gờ để tăng khối lượng Formatted: Font: (Default) Times vận chuyển và chống phân tầng. New Roman, Font color: Auto Hạn chế số lần trút, đổ. Đầu băng chuyền có thiết bị gạt vữa để tránh lãng phí. ứng dụng: - Phạm vi vận chuyển không xa. - Độ chênh cao vừa ph ải. (2). Bơm bê tông Vữa bê tông sau khi trộn dùng bơm và hệ thống ống dẫn đưa vữa đến khoảnh đổ. Hình 9.8: Nguyên lý hút và bơm bê tông trong xi lanh Formatted: Font: Bold a) Khi nạp vữa bê tông vào bơm, b) Khi bơm đẩy vữa đi. Formatted: Bullets and Numbering 1. Phếu nạp, 2. Xilanh, 3. Tay đẩy, 4. Pitstong, 5. Vữa bê tông, 6. Van ra, 7. Van vào. Nguyên lý làm việc: Deleted: Hút bê tông vào bầu: Van 3 xoay lại , van 2 mở ra, hương PISTON đi từ trái sang phải. 65
66. Đẩy bê tông đi: Van 2 chắn cửa vào, van 3 mở xoay, pít tông đẩy sang trái, bê tông đẩy đi theo đường ống. Đặc diểm - Cự ly vận chuyển xa tới 300m cao 40m. - Đường kính ống 10cm - Phải có giá đỡ đường ống. - Trước khi bơm thì bơm 1lớp vữa tráng, bơm xong rửa sạch ống. ứng dụng: Đổ bê tông địa hình phức tạp. Đổ bê tông đường hầm. Thi công sàn cao tầng. 66