Đồ án Xây dựng cầu

ĐỒ ÁN XÂY DỰNG CẦUTKMH: ĐỒ ÁN XÂY DỰNG CẦU I. SƠ LƯỢC TỔNG QUAN CẦU. 1. QUY MÔ CÔNG TRÌNH. Vĩnh cửu. 2. CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT THIẾT KẾ. - Khổ cầu: + Phần xe chạy : 2 x 3,0 = 6,0 (m) + Lề : 2 x 1,0 = 2,0 (m) + Lan can : 2 x 0,5 = 1,0 (m) + Tổng cộng : 9,0 (m) - Tải trọng thiết kế : Đoàn xe H-30, xe nặng đơn chiếc HK-80, người đi 300kG/m2. - Tĩnh không thông thuyền : Không có thông thuyền, đáy dầm cách mực nước thiết kế (P=1%) 1,50m (cao độ mặt cầu theo yêu cầu thiết kế tuyến). - Chiếu sáng trên cầu : Không có. 3.ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU. 3.1. Kết cấu nhịp. + Chiều dài toàn cầu L = 33,7(m) (tính đến mép sau tường mố), gồm 1 nhịp giản đơn dài 33(m). + Trắc dọc cầu dốc i = 0 %. 3.1.1. Bố trí mặt cắt ngang. - Nhịp gồm 4 dầm BTCT DƯL căng sau, mặt cắt chữ T, dài 33m. Khoảng cách giữa các dầm chủ 2,40m. - Dốc ngang cầu : + Dốc ngang 2 mái i = 2 %. + Tạo dốc bằng lớp BTCT M300 có chiều dày thay đổi từ 3-11cm. - Dầm ngang : 5 dầm ngang BTCT M400 đổ tại chỗ. 3.1.2. Mặt cầu. + Lớp phủ bằng bê tông nhựa nóng hạt trung dày 7cm. + Lớp phòng nước ngoại nhập dày 0,4cm. + Lớp tạo dốc bằng BTCT M300 đổ tại chỗ dày 3-11cm. + Gờ lan can bằng BTCT M300 đổ tại chỗ, lan can thép. 3.1.3. Gối cầu. +Gối cầu dùng gối cao su dày 5cm. +Khe co dãn cao su. 3.2. Kết cấu mố. + Bệ mố và thân mố bằng BTCT M250 đổ tại chỗ. + Tường ngực và mũ mố bằng BTCT M300 đổ tại chỗ. + Móng: mỗi mố dùng 6 cọc khoan nhồi D=1m (mố M1 L=10,5m, mố M2= 12,5m) + Đất đắp trước mố va taluy hai bên mố trong phạm vi đường đầu cầu được gia cố bằng đá hộc vữa xây xi măng M100. + Sau mố đặt bản quá độ dày 0,25m, dài 3m, rộng 8m (bằng bề rộng phần xe chạy). II. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ. -Chuẩn bị mặt bằng thi công: Bãi đúc dầm, bãi tập kết vật liệu,nhà ở, nhà ăn, nhà vệ sinh, nhà ban chỉ huy công trường,bãi tập kết thiết bị xe máy, bãi gia công, kho chứa vật liệu (xi măng, sắt thép, dụng cụ thi công,…) -Khảo sát lại khu vực xây dựng cầu, đưa vào những cột mốc chuẩn mà đơn vị khảo sát thiết kế đã lập ra. -Làm đường tạm dẫn đến vị trí xây dựng cầu, san lấp mặt bằng xung quanh khu vực thi công, song song với việc này tiến hành dựng lán trại và dựng vòng vây xung quanh khu vực thi công của công trình. - Đóng hệ vòng vây cọc ván thép và hệ vòng vây bao quanh công trình. -Vận chuyển vật liệu cơ bản và bán thành phẩm, trang thiết bị máy móc đến công trường. III. THI CÔNG MỐ CẦU. 1.THÔNG SỐ KỸ THUẬT. 1.1. Mố M1. - Kích thước bệ mố: + Theo phương dọc cầu : 4,5 m. + Theo phương ngang cầu : 9 m. + Chiều dày bệ : 1,5 m. - Chiều cao toàn mố : 8,2 m. - Cao độ đỉnh bệ + 8,13 m so với mặt chuẩn - Cao độ đáy bệ + 6,63 m so với mặt chuẩn. - Cọc móng là loại cọc khoan nhồi BTCT có đường kính 1m. Số lượng cọc 6 cọc bố trí thành 2 hàng. Chiều dài cọc 10,5 m. 1.2. Mố M2. - Kích thước bệ mố: + Theo phương dọc cầu : 4,5 m. + Theo phương ngang cầu : 9 m. + Chiều dày bệ : 1,5 m. - Chiều cao toàn mố : 8,2 m. - Cao độ đỉnh bệ + 8,13 m so với mặt chuẩn - Cao độ đáy bệ + 6,63 m so với mặt chuẩn. - Cọc móng là loại cọc khoan nhồi BTCT có đường kính 1m. Số lượng cọc 6 cọc bố trí thành 2 hàng. Chiều dài cọc 12,5 m. Chọn mố M2 bất lợi hơn để trình bày thi công do có chiều sâu đáy móng so với cao độ mặt đất tự nhiên lớn hơn và chiều dài cọc khoan nhồi lớn hơn, mố M1 thi công tương tự. 1.3. Đề xuất phương án thi công - MNTC =MNN = MNTN + (1÷1,5) = 6,82 + 1 = +7,82 m - Vậy cả 2 mố đều không ngập nước, nhưng có ảnh hưởng của nước ngầm, địa chất yếu và chiều sâu hố móng so với cao độ tự nhiên là gần 3m, nên đề xuất phương án thi công là đóng vòng vây cọc thép hình, sau đó dùng cẩu và thủ công để đào đất trong hố móng, đồng thời dùng máy bơm để hút nước ngầm chảy vào các rãnh thu. 1.4. Định vị hố móng: - Căn cứ vào đường tim dọc cầu và các cọc mốc đầu tiên xác định trục dọc và ngang của mỗi móng. Các trục này cần phải đánh dấu bằng các cọc cố định chắc chắn nằm tương đối xa nơi thi công để tránh va chạm làm sai lệch vị trí. Sau này trong quá trình thi công móng cũng như xây dựng các kết cấu bên trên phải căn cứ vào các cọc này để kiểm tra theo dõi thướng xuyên sự sai lêch vị trí của móng và biến dạng của nền trong thời gian thi công cũng như khai thác công trình. - Hố móng có dạng hình chữ nhật, kích thước hố móng làm rộng hơn kích thước bệ móng thực tế về mối cạnh 0,75 để làm hành lang phục vụ thi công và làm rãnh thu nước. 2.THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI. 2.1.Công tác chuẩn bị. -Định vị vị trí các cọc khoan trong phạm vi móng. -Điều tra thu thập các tài liệu liên quan tới công tác khoan cọc khoan nhồi. -Tập kết đầy đủ máy móc thiết bị khoan, vật liệu sử dụng. 2.2.Khoan lỗ. -Sử dụng biện pháp khoan gầu xoay: Biện pháp này sử dụng máy khoan xoay với đầu khoan có trang bị lưỡi cắt hoặc các răng gầu để phá đất đá đồng thời là gầu chứa đất và đưa ra khỏi lỗ khoan. -Thành vách được giữ ổn định bằng ống vách trên suốt chiều dài lỗ khoan do địa chất yếu, đường kính trong d=1,3m. -Đầu khoan liên tục được lấy ra khỏi lỗ khoan để xả đất và cần khoan được nối dài dần theo chiều sâu lỗ khoan. -Khoan đến cao độ thiết kế, tiến hành vệ sinh đáy lỗ khoan sau đó lùi máy khoan ra khỏi khu vực lỗ khoan và lắp thả lồng cốt thép cọc vào trong lỗ khoan. -Lồng cốt thép phải được giữ cách đáy lỗ khoan 10cm, được treo trên miệng ống vách hoặc giá đỡ dựng trên miệng lỗ khoan. -Phải chờ đến khi bê tông cọc bên cạnh trong cùng một móng đạt tối thiểu 70% cường độ thiết kế mới được khoan cọc tiếp theo. 2.3. Vệ sinh lỗ khoan. - Việc làm vệ sinh đáy và thành lỗ khoan trước khi đúc cọc là một công việc rất quan trọng. Nếu không vét bỏ lớp mạt khoan, đất đá và dung dịch vữa sét lắng đọng sẽ tạo ra một lớp đệm yếu dưới chân cọc, khi chịu lực cọc sẽ bị lún. Mặt khác bê tông đổ nếu không đùn hết được cặt lắng sẽ tạo ra những ổ mùn đất làm giảm sức chịu tải cuả cọc. Vì vậy khi khoan xong cũng như trước khi đổ bê tông phải thổi rửa sạch lỗ khoan. - Công việc thổi rửa lỗ khoan được tiến hành như sau: + Trước khi đổ bê tông cần phải đẩy ra ngoài tất cả những hạt mịn còn lại ở trạng thái lơ lửng bằng ống hút dùng khí nén. + Miệng ống phun khí nén đặt sâu dưới mặt nắc ít nhất là 10m và cách miệng ống hút bùn ít nhất là 2 m về phía trên. + Miệng ống hút bùn được di chuyển liên tục dưới đáy lỗ để làm vệ sinh. - Kiểm tra hiệu quả xử lý cặn lắng: + Sau khi kết thúc được làm lỗ cọc đo ngang độ sâu lỗ cọc. Sau khi thổi rửa lỗ khoan xong lại đo độ sâu lỗ cọc từ đó so sánh xác nhận hiệu quả của việc xử lý cặn lắng. + Có thể dùng máy đo cặn lắng bằng chênh lệch điện trở. 2.4. Gia công và lắp hạ lồng thép. - Lồng thép bao gồm: + Cốt chủ có gờ như thiết kế + Cốt đai như thiết kế. + Thép định vị đường kính 25mm thay thế cốt đai ở một số vị trí, đặt cánh nhau 3m, hàn chắc chắn và vuông góc với cốt chủ. + Tại định vị bằng thép tròn đường kính 25mm được hàn đính hai đầu với cốt chủ. Tại định vị được bố trí bốn phía tại các vị trí có thép định vị. + Móc treo. - Lồng thép được chế tạo thành từng đoạn sau đó được nối với nhau sao cho đủ chiều dài thiết kế trên giá đỡ nằm ngang theo trình tự sau: + Lắp thép định vị vào vòng rãnh trên các tấm cữ. + Lắp cốt chủ vào các khấc đỡ trên các tấm cữ. + Choàng và buộc cốt đai. + Hàn thép định vị vào cốt chủ. + Hàn tại định vị và móc treo. - Việc lắp hạ lồng cốt thép vào hố khoan được thực hiện bằng cần cẩu theo trình tự sau: + Lắp hạ một đoạn lồng thép vào trong lỗ khoan và treo vào miệng ống chống nhờ các thanh ngáng đặt dưới vòng thép định vị và kề trên miệng ống vách. Tim lồng thép phải trùng với tim cọc. + Cẩu lắp đoạn lồng khác, dùng dây thép to buộc chặt mối nối 2 đầu cốt chủ bằng mối nối chồng. + Cẩu cả hai đoạn lồng đã nối, tháo tạm thanh ngáng, hạ lồng thép nhẹ nhàng và đúng tim cọc. + Tiếp tục lắp các đoạn lồng thép tiếp theo. + Kiểm tra lồng thép sau khi hạ tới vị trí. 2.5.Đổ bê tông cọc. - Thời gian gián đoạn từ khi thổi rửa lỗ khoan xong đến khi đổ BT không quá 2h. - BT cọc khoan nhồi phải đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật theo đúng thiết kế. - Đổ bê tông cọc trong dung dịch vữa sét bằng biện pháp rút ống thẳng đứng. - Tốc độ rút ống phải đảm bảo phối hợp với tốc độ vữa dâng lên trong lỗ khoan sao cho miệng ống luôn ngập trong vữa bê tông từ 2,5-4m - Đoạn ống vách được rút lên khi đổ bê tông đến cao độ thiết kế nếu xét thấy việc lấy ống không ảnh hưởng đến ổn định của thành vách phía trên miệng lỗ khoan và bê tông nằm trong phạm vi chiều dài ống chưa ninh kết, nếu không đảm bảo ống vách phải để lại và được cắt bỏ đi cùng với phần bê tông đầu cọc được đập bỏ. 3. HẠ VÒNG VÂY CỌC THÉP HÌNH. - Xác định vị trí mố bằng máy toàn đạc và thước thép. - Dùng cẩu 40T và búa rung dz60 để đóng cọc i350 làm vòng vây bao che phạm vi thi công móng giằng ngang 1 tầng bằng i350. * Tính vòng vây cọc thép hình: - Hệ số áp lực chủ động của đất: - Hệ số áp lực đất bị động của đất: Trong đó: _Góc nội ma sát. _Trọng lượng riêng của nước. _Dung trọng đẩy nổi của đất nền. Khoảng cách từ CĐTN đến MNN là 1,43m Khoảng cách từ MNN đến CĐ đáy lớp lót móng là 1,29m Gọi t là khoảng cách cọc ván ngàm vào trong đất tính từ đáy lớp lót móng - Áp lực đất chủ động: ; ; ; - Áp lực đất bị động: ; - Điều kiện ổn định: Trong đó: _Tổng các mô men đối với điểm O do áp lực đất chủ động gây ra. _ Tổng các mô men đối với điểm O do áp lực đất bị động gây ra. m=0,9_Hệ số điều kiện làm việc. Thay vào ta có phương trình: Giải phương trình trên được: t = 1,18 (m). Vậy chọn t = 1,5 (m) 4.CÔNG TÁC ĐÀO ĐẤT HỐ MÓNG. -Dùng máy đào gầu nghịch, đứng ở vị trí sao cho mép bánh xe cách thành hố móng tối thiểu 1m và di chuyển theo chiều dài dọc hố móng để đào lấy đất lần lượt từng lớp. -Đất được đổ lên ô tô tự đổ và chuyển ra ngoài bãi thải của công trường. -Khi đào đụng các đầu cọc có thể kết hợp với đào thủ công, đồng thời sửa sang taluy mố.Khi đào đến vị trí cách cao độ thiết kế của đáy móng 0,5m thì phải đào hoàn toàn bằng thủ công. -Nền đất dưới đáy hố móng chỉ được đào đi mà không được đắp bù vào. -Mỗi bên mố phải đào rộng ra thêm tối thiểu 80cm trong đó 50cm cho công tác lắp dựng cốt thép và ván khuôn mố được dễ dàng, và 30cm là rãnh thu nước. 5.ĐỔ BÊ TÔNG MỐ. 5.1. Đổ bê tông bệ mố. -Dùng máy bơm hút hết nước trong hố móng nếu có. -Đổ lớp bê tông lót móng đá 4x6 M100 dày 10cm. -Đập bỏ 1m bê tông đầu cọc, để lộ cốt thép chủ, chỉnh sửa lại cốt đai đầu cọc. -Tiến hành vệ sinh đầu cọc. -Tiến hành lắp dựng cốt thép và ván khuôn bệ mố, tiến hành đổ bê tông bệ mố bằng máy bơm chuyên dụng, đặt cốt thép chờ. 5.2. Đổ bê tông thân mố và một phần tường cánh. - Tháo dỡ ván khuôn bệ mố. -Tháo dỡ một phía vòng vây thép hình để có thể thi công được phần tường cánh của mố. - Đào vát phần đất để thi công tường cánh. - Lắp dựng cốt thép, đà giáo và ván khuôn phần thân mố và một phần tường cánh mố. - Đổ bê tông thân mố và một phần tường cánh mố. 5.3. Đổ bê tông tường đỉnh và phần còn lại của tường cánh. - Tháo dỡ nốt phần vòng vây cọc thép hình, đắp bù đất đầm chặt. - Lắp dựng đà giáo, cốt thép và ván khuôn tường đỉnh và phần tường cánh còn lại. - Tiến hành đổ bê tông. 5.4. Hoàn thiện mố. - Tháo dỡ đà giáo, ván khuôn và các thanh chống. - Đắp bù đất sau mố đến cao độ móng bản quá độ. - Bố trí ván khuôn, cốt thép và đổ bê tông bản quá độ theo phương pháp đổ tại chỗ. -Đắp đất nón mố, gia cố mái taluy phạm vi 10m sau mố. - Lắp đặt gối cầu. - Hoàn thiện mố. IV. THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU NHỊP. - Cầu giản đơn 1 nhịp, gồm 4 dầm mặt cắt ngang chữ T, dài 33m, đúc tại chỗ. - Vì số lượng dầm ít nên tạo dự ứng lực căng sau. THI CÔNG BÃI ĐÚC DẦM. - Bãi đúc dầm có kích thước 40x10m, gần công trình cầu. - Nền bãi đúc dầm được gia cố rắn chắc, nền phẳng, sạch sẽ. ĐÚC DẦM VÀ CĂNG CÁP DƯ L. - Lắp dựng cốt thép dầm. - Lắp đặt ống gen. - Lắp ván khuôn. -Tiến hành đổ bê tông dầm. - Một số chú ý khi đổ bê tông : + Độ sụt của BT phải đạt yêu cầu. + Chiều cao rơi của BT không quá 1,5m. - Khi dầm đạt khoảng 80% ta tiến hành căng cáp DƯL theo đúng thiết kế. 4. LẮP ĐẶT GỐI CẦU. - Gối cầu là một bộ phận quan trọng của cầu làm nhiệm vụ truyền tải trọng từ kết cấu nhịp xuống mố trụ. - Trình tự lắp đặt gối cầu gồm các bước sau: + Siết bulông neo vào tấm bệ. + Đặt tấm bệ và bulông neo vào hố neo, điều chỉnh cao độ và cố định bằng vữa không co ngót. + Sau khi vữa đông cứng thì đặt gối cao su lên trên tấm bệ. + Siết bulông vào tấm đế rồi đặt tấm đế lên gối cao su. + Lắp khung kết cấu phía trên và cố định bằng BT. + Khi BT đủ cường độ, tháo khung kết cấu kết thúc việc đặt gối. CẨU DẦM. - Do không có số liệu cụ thể của đề bài nên ta tính sơ bộ khối lượng dầm theo kích thước trong cad. Qdầm = - Vậy ta chọn 2 cẩu 50T để cẩu dầm đặt vào vị trí, vị trí cẩu có tầm với không lớn. - Lắp dựng đường ray di chuyển xe goòng để vận chuyển dầm từ bãi đúc ra đến vị trí để cẩu. - Các bước tiến hành. + Di chuyển 2 cẩu đến đúng vị trí, tiến hành cố định, nếu đất nền yếu thì có thể sử dụng các tấm thép để cẩu không bị lún trong quá trình cẩu cọc, gây nguy hiểm. + Lắp dựng đường ray di chuyển xe goòng để vận chuyển dầm từ bãi đúc ra đến vị trí để cẩu. + Di chuyển dầm đến vị trí để cẩu. + Cẩu dầm đặt vào đúng vị trí. 6. ĐẮP ĐẤT HAI ĐƯỜNG VÀO ĐẦU CẦU. Tiến hành đắp đất hai đường đầu vào cầu theo đúng thiết kế, đê dễ dàng cho các công tác thi công sau này. 7. ĐÚC DẦM NGANG. - Tiến hành lắp ván khuôn dầm ngang theo bản vẽ thiết kế, lắp dựng cốt thép dầm ngang như thiết kế. Trộn bêtông dầm ngang M400 tại chỗ đúc rồi tiến hành đổ Bê tông dầm ngang. - Đổ bêtông lần lượt từng dầm, chạy suốt hết 5 dầm theo phương ngang cầu. 8. THI CÔNG KHE CO GIÃN. - Thi công lắp đặt khe co giãn bằng cao su như thiết kế. - Các bước: + Làm vệ sinh và tạo nhám phần bê tông trên mố có khe co giãn chuẩn bị thi công. + Định vị và khoan các lỗ bulông neo khe co giãn trên cánh dầm. Đường kính lỗ 18mm, chiều sâu đủ chôn bulông neo. + Thổi sạch làm khô lỗ khoan bằng khí ép. + Chôn bulông neo bằng keo epoxy hoặc vữa xi măng. + Lắp đặt cốt thép , ván khuôn bêtông, làm ván khuôn đúng kích thước và thật kín khít. + Lắp đặt tấm cao su khe co giãn, điều chỉnh đúng vị trí như thiết kế. + Đổ bêtông cả 2 bên của khe co giãn. Bê tông có độ linh động cao và đặc chắc. + Bảo dưỡng bêtông tránh các tác động của tải trọng. + Bêtông đạt 80% tải trọng có thể thi công tiếp các hạng mục sau. 9. TẠO LỚP PHỦ BẢN MẶT CẦU. - Độ dốc ngang 2 mái là 2%. - Thi công lớp tạo dốc bằng BTCT M300 đổ tại chỗ dày thay đổi từ 3-11 cm. - Thi công lớp phòng nước ngoại nhập dày 0,4 cm. - Thi công lớp phủ bằng bê tông nhựa nóng, hạt trung dày 7cm. Bê tông nhựa nóng trộn tại trạm trộn rồi dùng phương tiện chuyên dụng chở tới. Trải bê tông nhựa nóng bằng máy trải chuyên dụng. Sau khi trải xong thì tiến hành đầm nén bằng máy lu. Số lần đầm nén như thiết kế. 10. THI CÔNG LAN CAN. - Thi công gờ lan can bằng BTCT M300 đổ tại chỗ. - Thi công lan can thép như đúng thiết kế.