Đồ án Thiết kế và tổ chức thi công Hầm giao thông Kim Liên

au 28 ngày). b) Đánh giá kết quả: Đánh giá chất lượng bê tông trong tường barette trong đất qua kết quả kiểm tra bằng phương pháp siêu âm truyền qua căn cứ vào các số liệu sau đây: b) Đánh giá kết quả: b1) Theo biểu đồ truyền sóng Nếu biểu đồ truyền sóng đều đều, biến đổi ít trong một biên độ nhỏ, chứng tỏ chất lượng bê tông đồng đều; nếu biên độ truyền sóng biến đổi lớn và đột ngột, chứng tỏ bê tông có khuyết tật. b2) Căn cứ vào vận tốc âm truyền qua: Vận tốc sóng âm truyền qua bê tông càng nhanh, chứng tỏ bê tông càng đặc chắc và ngược lại. Có thể căn cứ vào các số liệu trong bảng sau đây: Đánh giá chất lượng bê tông tường barette theo vận tốc truyền âm. Vận tốc âm (m/sec) < 2000 2000á3000 3000á3500 3500á4000 > 4000 Chất lượng bê tông Rất kém Kém Trung bình Tốt Rất tốt b3) Quan hệ giữa cường độ bê tông và vận tốc âm Có thể tham khảo tài liệu sau đây của TS Nguyễn Hữu Đẩu (Viện Khoa học - Công nghệ giao thông vận tải). Vận tốc âm m/sec Cường độ nén, Mpa Vận tốc âm m/sec Cường độ nén, Mpa 3000 á 3250 20 3500 á 3750 30 3250 á 3500 25 3750 á 4000 35 7.3.2. Kiểm tra chất lượng chống thấm nước qua tường: Chủ yếu kiểm tra thấm qua các gioăng cách nước giữa các panen bằng cách quan sát thực địa. Thường có hai khả năng nước thấm qua tường do gioăng cao su bị đứt trong quá trình tháo bộ gá và do bêtông tường bị rỗ không đảm bảo. Để xử lý thấm qua tường ta chỉ có cách chống thấm ngược tức là bằng cách bơm vữa chống thấm vào vị trí thấm. Vữa chống thấm là dung dịch có tính thuỷ trương khi bơm vào các lỗ rỗng, khe nứt gặp nước sẽ trương nở ngăn không cho nước thấm vào bên trong. Chương 8: Lập biện pháp thi công đào đất 8.1. Tổng quan về thi công đất Công việc đào, đắp đất có khối lượng lớn, quá trình thi công phụ thuộc nhiều yếu tố như vị trí công trình, loại đất, thời tiết ... Vì vậy chọn phương án thi công đất có ý nghĩa quan trọng đến việc làm giảm giá thành xây dựng, nâng cao chất lượng công trình và đẩy nhanh tiến độ thi công [5] 8.1.1. Công tác chuẩn bị: Chuẩn bị mặt bằng khu vực đào, đắp Chuẩn bị phương tiện, nhân lực thi công, Xác định và thống nhất vị trí đổ các chất phế thải (Đất bùn, đất xấu, lớp đất thực vật) [40]. Chuẩn bị hệ thống thoát nước (làm các rảnh thoát nước mặt, các hệ thống bơm tạm thời ...), Chuẩn bị các hệ thống khác như: Hệ thống điện, hệ thống chiếu sáng, hệ thống nước sạch. 8.1.2. Nội dung công tác thi công đất: a) Công tác đào đất Đoạn hầm kín - Đào phần đất phía trên vòm tính từ KM 0+250 đến KM 0+390, từ cos 0.00 đến cos -3,50m (từ trên mặt đất đến độ sâu dự tính làm đáy vòm), - Đào đất phía dưới vòm từ cos -3,50 đến cos -10,80m. Đoạn hầm dẫn - Đào đất ở hai đoạn hầm dẫn từ KM 0+50 đến KM 0+250 và từ KM 0+390 đến KM 0+590 theo độ dốc 4% (thay đổi từ cos 0,00 xuống -10,80m). Hình 8. 1. Mặt bằng thi công đất b) Công tác đắp đất Sau khi thi công vòm, để hoàn trả lại mặt bằng khu vực hầm kín cần thi công đắp đất - Đắp phần đất phía trên vòm tính từ KM 0+250 đến KM 0+390, từ cos 0.00 đến cos -3,50m (từ mặt trên vòm cos mặt đất tự nhiên - cos 0,00), 8.2. Thi công đất: 8.2.1. Khối lượng đào đất: Tính khối lượng sẻ cho biết khối lượng đất phải đào, từ đó sẽ xác định được số ca máy và nhân công phải thực hiện [40]. Nguyên tắc tính khối lượng đất trên bản vẽ thi công là phân chia công trình đất thành nhiều khối có dạng hình học đơn giản để tính khối lượng rồi tổng cộng khối lượng đó lại [5]. a) Khối lượng đất phải đào đoạn hầm kín: Khối lượng đất trên vòm Hình 8. 2. Thể tích đất trên vòm (V) Hình 8. 3. Thể tích V1+V2 - - Do bán kính vòm lớn nên ta tính gần đúng bằng thể tích hình chữ nhật → Khối lượng đất dưới vòm Hình 8. 4. Thể tích đất dưới vòm V' Hình 8. 5. Thể tích V'1+V'2 - - → Vậy tổng khối lượng đất cần đào đoạn hầm kín là: V0 = V + V' =10200 + 14304 = 24504 m3 b) Khối lượng đất phải đào đoạn hầm dẫn: Hình 8. 6. Thể tích đất hầm dẫn Khối lượng đất cần đào hai đoạn hầm dẫn là: 8.2.2. Khối lượng đắp đất: Khối lượng đất cần đắp đoạn trên vòm hầm là: 8.2.3. Lựa chọn phương án thi công đào đất: Phương án đào đất hợp lý sẻ tạo điều kiện cho các loại cơ giới phối hợp đồng bộ và phát huy hết năng suất thiết bị nhằm đẩy nhanh tiến độ thi công [40]. Thực tế thi công đào đất có ba phương án.Tùy thuộc vào khối lượng, thời gian thực hiện, hiệu quả kinh tế, mức độ an toàn mà ta sẻ lựa chon phương án thi công hợp lý nhất. a) Thi công bằng phương pháp thủ công Thi công đất thủ công là phương pháp thi công truyền thống, chủ yếu áp dụng cho những công trình nhỏ, khối lượng đào đắp ít.Dụng cụ để làm đất là dụng cụ cổ truyền như: xẻng, cuốc, mai, cuốc chim, kéo cắt đất... Để vận chuyển đất người ta dùng quang gánh, xe cút kít một bánh, xe cải tiến, xe gòng...[5]. Thi công theo phương pháp đào đất bằng thủ công có ưu điểm là đơn giản và dễ tổ chức theo dây chuyền. Nhưng với khối lượng đào cũng khá lớn thì số lượng công nhân phải lớn mới đảm bảo được rút ngắn thời gian thi công, do vậy nếu tổ chức không hợp lý thì sẽ gây trở ngại cho nhau dẫn đến năng suất lao động giảm, không bảo đảm được tiến độ.Nhưng ở sát cốt đáy hố đào khoảng 60cm vẫn phải đào bằng thủ công để sửa lại kích thước móng, tạo mặt bằng, nhằm đảm bảo chính xác cốt thiết kế, kết cấu đất không bị phá hủy. b) Thi công bằng phương pháp cơ giới Thi công bằng cơ giới sẽ cho năng suất cao, đáp ứng được yêu cầu về khối lượng, thời gian thi công ngắn, dễ cơ động. Nếu thi công theo phương pháp này thì có ưu điểm nổi bật là bảo đảm kỹ thuật và tiết kiệm được nhân lực. c) Thi công bằng phương pháp kết hợp Phương án này kết hợp giữa thủ công và cơ giới nên có ưu điểm hơn khi chỉ sử dụng phương án thi công đơn thuần (Thủ công hoặc cơ giới hoàn toàn). Đây là phương án ta sẽ chọn để thi công.Ta sẽ đào bằng máy tới cao trình chân vòm, đáy bản đáy ở cốt thiết kế rồi dùng thủ công để sửa sang tạo mặt bằng. Tận dụng máy đào có công suất lớn triển khai thi công đào đất về đêm để tránh gây ùn tắc giao thông [15]; Đất đào đến đâu vận chuyển luôn đi đến đó để giải phóng mặt bằng thi công [15]. 8.2.4. Lựa chọn thiết bị thi công đào đất: Thiết bị thi công đào đất có nhiều loại, nhưng xét về tầm quan trọng thì có thiết bị thi công chủ yếu và thiết bị phụ trợ. Do thực tế công trình chủ yếu đào đất ở dưới cos 0,00 nên ta chọn thiết bị thi công đào đất là máy xúc gầu nghịch a) Đặc điểm máy xúc gầu nghịch - Máy xúc gầu nghịch dùng để đào đất thấp hơn chỗ đứng của máy, - Máy có thể đào đất dưới mực nước ngầm, - Chiều sâu đào hợp lý nhất là ≤ 4m, - Chiều rộng hố đào trong khoảng 3 ữ 5m - Máy có thể đào đất đổ tại chổ hoặc đổ lên xe ô tô, - Máy có thể vừa đào vừa lùi hoặc đi song song với rảnh đào. Chọn máy đào gầu nghịch theo các tiêu chí: - Bán kính đào Rđào ỏ b+m.h+1+ 0,5c Trong đó : - Chiều rộng của hố đào b = 3,0 m - Hệ số mái dốc m = 1 - Chiều rộng đường máy di chuyển c = 5 m - Chiều sâu đào hđào ỏ 1,5 m. → Rđào ỏ 3+1.1,5+1+ 0,5.5 = 8(m) - Chiều cao đổ lớn nhất : hđổ ỏ hxetải + 0,8m b) Máy chọn đào đất: Ta chọn máy HITACHI với các thông số: Tên máy UH10 Trọng lượng (Tấn) Chiều cao (m) Chiều rộng (m) Chu kỳ (giây) Bán kính (m) Dung tích m3 20,5 2,96 2,99 18,5 11,7 1,4 c) Tính toán số lượng máy đào: Năng suất của máy xúc một gầu được xác định theo công thức: N = q..nck.Ktg (m3/h) Trong đó: q dung tích gầu, (m3) Kđ - hệ số đầy gầu, với máy đào gầu nghịch, đất loại I, Kđ = 1,2 Kt - hệ số tơi của đất, Kt = 1,2 Số chu kỳ xúc trong một giờ: Thời gian của một chu kỳ tck thời gian quay của 1 chu kỳ Kvt hệ số phụ thuộc vào điều kiện đổ đất (đổ tại bãi Kvt=1, đổ lên thùng Kvt=1,1) Kquay hệ số phụ thuộc vào góc quay (Kquay = 1,2) Ktg - hệ số sử dụng thời gian Ktg = 0,7 → N = q..nck.Ktg = Năng suất mỗi ca: → Qd = 144,47.8 = 1155,76 (m3/ca) Nếu chọn máy đào đất là 2 thì thời gian đào đất là: Trong đó: Q - Khối lượng đào đất N - Số lượng máy đào Qd - Năng suất máy đào (m3/ca) Ktg - Hệ số sử dụng thời gian 8.2.5. Lựa chọn thiết bị vận chuyển đất: Do vị trí công trình ở trung tâm thành phố không cho phép tập trung phế thải trên công trường.Nên đồng thời với công tác đào đất ta cần bố trí xe chuyên dụng để chở ra khu vực bãi thải. a) Đặc điểm thiết bị vận chuyển Ô tô làm việc trong dây chuyền đào đất với máy đào phổ biến là ô tô tự đổ khớp quay [38]. Ôtô có kết cấu thùng xe thấp, dài, rộng làm cho việc chất tải dễ dàng.Hệ số đầy thùng và tính ổn định cao Cabin có tầm quan sát tốt, rộng rãi, kết cấu an toàn chống lật, lốp lớn, áp suất thấp làm tăng khả năng đi đường dài của xe b) Thiết bị chọn vận chuyển Trên cở sở dung tích gầu đào ta chọn xe NISAN có các thông số Tên máy CK30ED Trọng lượng (Tấn) Chiều dài (m) Chiều rộng (m) Chiều cao (m) Dung tích m3 Bán kình quay(m3) 7,075 6,745 2,47 2,875 5,2 6,8 c) Số lượng xe Quãng đường vận chuyển trung bình: L = 5km Thời gian 1 chuyến xe: Trong đó: tb thời gian chờ đất đổ đầy thùng (giả sử đất chỉ đổ được 80% thể tích thùng) (phút) Vận tốc xe lúc đi và lúc quay về: v1= 30(km/h), v2 = 35(km/h), Thời gian đổ đất và chờ tránh xe là: tđ = 2 phút, tch = 3 phút. → (phút) Số chuyến xe trong một ca: ( chuyến) Thể tích đất quy đổi: Vqđ = kt.Vch Vqđ = 1,2.1115,76 = 1138,9 (m3) (kt = 1,2 là hệ số tơi của đất) Số xe cần thiết trong một ca: (xe) Vậy ta chọn 15 xe vận chuyển đất. 8.2.6. Chọn đất đắp Chất lượng của đất đắp ảnh hưởng trực tiếp đến công trường xây dựng trên đó.Do vậy để đảm bảo chất lượng công trình ta phải tiến hành lấp đất theo đúng các yêu cầu kỹ thuật. Đất để đắp cần chú ý các đặc điểm sau [40]: - Nếu dùng vật liệu đá sỏi để dắp lên bề mặt thì đường kính các nền đá không được lớn hơn 2/3 chiều dày lớp phủ bề mặt, - Nếu dùng đá dăm, cát chỉ nên dùng để đắp lớp dưới của khối đắp, - Không dùng đất bùn - đất sình lầy để đắp. Đối với công trình hầm Kim Liên thì lớp đất đắp cần phải đảm bảo - Chịu lực tốt - ổn định lâu dài Do đó ta sử dụng cát đầm chặt, cát được đắp thành từng lớp, sơ đồ đắp từ gần ra xa.Ô tô đi lên phần đất đã đắp để đổ đất và có tác dụng lu lèn phần đất đã đắp 8.3.7. Lựa chọn thiết bị đắp đất Vì khối lượng cát lớn nên ta sử dụng cơ giới kết hợp với thủ công để vận chuyển cát. Dùng ô tô tự đổ vận chuyển cát về đổ vào vòm, việc san phẳng tiến hành bằng máy san ủi, dùng lu loại nhỏ để lu lèn chặt cát (sử dụng loại lu tĩnh) Cụ thể như sau: Tổng thể tích cát phải lu lèn: 3,5.19.140 = 9210(m3) Số chuyến ô tô phải vận chuyển: (Sử dụng xe NISAN CK30ED) (chuyến) Sử dụng lu lèn loại 16T (lu tĩnh) Hình 8. 7 Sơ đồ thi công đắp đất trên vòm 8.3.8. Kiểm tra chất lượng đất đắp Cần quan tâm các yêu cầu sau: - Thành phần cấu tạo của đát đắp - Nghiệm thu mặt nền đất đắp - Kiểm tra bám dính , chịu lực giữa các lớp đắp Chương 9: lập biện pháp thi công bêtông vòm, đáy Công trình sử dụng tường liên tục trong đất quây lại thành đường khép kín, làm kết cấu chịu lực, sau khi đào móng lắp thêm hệ thống neo trong đất. Tường có thể chắn đất,ngăn nước, rất tiện cho việc thi công bê tông vòm và bản đáy. 9.1. Công tác chuẩn bị 9.1.1. Chuẩn bị mặt bằng thi công bê tông vòm Sau khi thi công đào đất đến cos đáy của vòm, tiến hành sửa thủ công làm bề mặt ván khuôn đất theo đúng yêu cầu thiết kế Do ta dùng nền đất làm ván khuôn nên yêu cầu của nền đất phải chịu được áp lực đổ bê tông (không được lún hay biến dạng quá nhiều dẫn đến hình dáng kích thước kết cấu không đạt được như thiết kế) Trong trường hợp mà lớp đất làm ván khuôn không thể chịu được tải trọng trên hay khi chịu tác dụng của tải trọng trên nền đất bị biến dạng quá nhiều thì ta phải có biện pháp gia cố nền đất. Ta sử dụng tôn làm ván khuôn lót trên nền đất đã được sữa sang và gia cố. 9.1.2. Chuẩn bị mặt bằng thi công bê tông bản đáy Sau khi thi công đào đất đến cos đáy của đáy hầm, tiến hành tháo dỡ miếng xốp chờ trong tường để lôi đầu thép chờ vòm ở tường trong đất, sửa sang mặt đào và tiến hành thi công lớp bê tông lót.Bê tông lót không đổ thủ công dùng bê tông thương phẩm đổ bằng máy bơm cần. 9.1.3. Chuẩn bị thiết bị thi công Bê tông sử dụng cho kết cấu của đường hầm là bê tông thương phẩm, phương pháp đổ bằng máy bơm cần. a) Thiết bị Chọn xe chở bê tông: HYUNDAI có các thông số Tên xe HD270 Mixer Truck Trọng lượng không tải (Tấn) Trọng lượng có tải (Tấn) Chiều dài (m) Chiều rộng (m) Chiều cao (m) Dung tích m3 11,64 27,9 8,31 2,49 3,6 7,0 Hình 9. 1. Xe chở bê tông Chọn xe cần bơm bê tông: GE có các thông số Tên máy GECP - 15036X Vươn cao (m) Vươn ngang (m) Đường kính ống (m) Góc quay (độ) Chu kỳ bơm (lần/phút) 36,5 32,6 0,125 370 29 Hình 9. 2. Xe bơm bê tông b) Khối lượng bê tông Khối lượng bê tông vòm hầm là: Khối lượng bê tông bản đáy hầm là: 9.2. Thi công 9.2.1. Thi công lắp dựng cốt thép a) Chế tạo Gia công cốt thép phải được tiến hành ở khu vực riêng, xung quanh có rào chắn và biển báo. Nối thép : việc nối buộc (chồng lên nhau) đối với các loại công trình được thực hiện theo quy định của thiết kế. Không nối ở chỗ chịu lực lớn và chỗ uốn cong. Trong 1 mặt cắt ngang của tiết diện ngang không quá 25% tổng diện tích của cốt thép chịu lực đối với thép tròn trơn và không quá 50% đối với thép có gờ. Việc nối buộc phải thoả mãn yêu cầu: Chiều dài nối theo quy định của thiết kế, dùng dây thép mềm d = 1mm để nối, cần buộc ở 3 vị trí: giữa và 2 đầu. b) Lắp dựng Cốt thép vòm, bản đáy được gia công thành lưới theo thiết kế và được xếp gần công trình. Các lưới thép này được cần trục tháp cẩu xuống vị trí lắp dựng. Công nhân sẽ điều chỉnh cho lưới thép đặt đúng vị trí. Nối cốt thép vòm, bản đáy với thép chờ vòm đặt trong tường trong giai đoạn thi công tường. Khi lắp dựng cần thoả mãn các yêu cầu: - Các bộ phận lắp trước không gây trở ngại cho các bộ phận lắp sau. Có biện pháp giữ ổn định trong quá trình đổ bê tông. - Các con kê để ở vị trí thích hợp tuỳ theo mật độ cốt thép nhưng không quá 1m con kê bằng chiều dày lớp bê tông bảo vệ và làm bằng vật liệu không ăn mòn công trình, không phá huỷ bê tông. - Đặt các con kê bằng thép theo thiết kế để chống đỡ 2 lớp thép với nhau cũng như để tạo được chiều dày của bê tông vòm cũng như chiều dày bê tông đáy - Sai lệch về chiều dày lớp bê tông bảo vệ không quá 3 mm khi a 15mm. c) Hoàn thiện, nghiệm thu Sau khi đã lắp đặt cốt thép vào công trình, trước khi tiến hành đổ bê tông tiến hành kiểm tra và nghiệm thu thép theo các phần sau: - Hình dáng, kích thước, quy cách của cốt thép. - Vị trí của cốt thép trong từng phần kết cấu. - Sự ổn định và bền chắc của cốt thép, chất lượng các mối nối thép. - Số lượng và chất lượng các tấm kê làm đệm giữa cốt thép và ván khuôn. - Chiều dày lớp bê tông bảo vệ. - Hồ sơ nghiệm thu phải được lưu để xem xét quá trình thi công sau này. 9.2.2. Thi công đổ bê tông a) Yêu cầu kỹ thuật Không làm sai lệch vị trí cốt thép, vị trí ván khuôn và chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép. Không dùng đầm dùi để dịch chuyển ngang lớp bê tông trong ván khuôn. Bê tông phải được đổ liên tục cho đến khi hoàn thành một kết cấu nào đó theo quy định của thiết kế. Để tránh sự phân tầng chiều cao cao rơi tự do của hỗn hợp bê tông khi đổ không vượt quá 1,5m. Khi đổ bê tông có chiều cao rơi tự do >1,5m phải dùng ván nghiêng hoặc ống vòi voi.Nếu chiều cao >10m phải dùng ống vòi voi có thiết bị chấn động. Giám sát chặt chẽ hiện trạng ván khuôn đỡ giáo và cốt thép trong quá trình thi công. Khi đổ bê tông vòm, bản đáy ta tiến hành đổ theo từng dải rộng 2-3m và đổ đều từ hai phía chân vòm trở lên. Chiều dày mỗi lớp đổ bê tông phải căn cứ vào năng lực trộn, cự ly vận chuyển, khả năng đầm ,tính chất kết và điều kiện thời tiết để quyết định nhưng phải theo quy phạm. Khi trời mưa phải có biện pháp che chắn không cho nước mưa rơi vào bê tông. b) Đổ bê tông Bê tông thương phẩm được chuyển đến bằng ô tô chuyên dùng, thông qua máy và phễu đưa vào xe cần bơm bê tông. Chia kết cấu thành nhiều khối đổ theo chiều rộng. Bê tông được ô tô bơm vào từng vị trí của kết cấu: Máy bơm phải bơm liên tục từ đầu này đến dầu kia. Khi cần ngừng vì lý do gì thì cứ 10 phút lại phải bơm lại để tránh bê tông làm tắc ống. Nếu máy bơm phải ngừng trên 2 giờ thì phải thông ống bằng nước. Không nên để ngừng trong thời gian quá lâu. Khi bơm xong phải dùng nước bơm rửa sạch. Đổ bê tông vòm, bản đáy ta tiến hành đổ xa trước gần sau, trước khi đổ ta cần kiểm tra lại tim cốt các trục định vị ván khuôn, làm vệ sinh và tưới nước cho ván khuôn. Khi đổ mỗi lớp dày từ 25 á 30cm ta tiến hành đầm luôn.Công nhân đứng trên sàn công tác di chuyển vòi bơm bằng thủ công đến các vị trí đổ rồi kết hợp với đầm. Trong suốt quá trình đổ bê tông vòm máy bơm chỉ cần di chuyển dọc theo chiều dài công trình.với tay cần dài hơn 30m cộng thêm hệ thống ống mềm có thể dẫn bê tông tới mọi nơi trên toàn bộ mặt bằng hố đào. c) Hoàn thiện Cần che chắn cho bê tông không bị ảnh hưởng của môi trường. Trên mặt bê tông sau khi đổ xong cần phủ 1 lớp giữ độ ẩm như bảo tải, mùn cưa... Thời gian giữ độ ẩm cho bê tông đài: 7 ngày. Lần đầu tiên tưới nước cho bê tông là sau 4h khi đổ xong bê tông. Hai ngày đầu cứ sau 2 tiếng đồng hồ tưới nước một lần. Những ngày sau cứ 3-10 tiếng tưới nước 1 lần. Khi bảo dưỡng chú ý: Khi bê tông chưa đủ cường độ, tránh va chạm vào bề mặt bê tông. Việc bảo dưỡng bê tông tốt sẽ đảm bảo cho chất lượng bê tông đúng như mác thiết kế và giúp cho kết cấu làm việc ổn định sau này. Sau khi bê tông vòm đã đạt cường độ ta tiến hành lấp đất ở phía trên để trả lại mặt bằng giao thông của nút, với yêu cầu lấp đất đã được trình bày ở phần trên. Với bê tông bản đáy khi đạt cường độ ta tiến hành thi công mặt đường xe chạy để tiến hành thông xe kỹ thuật cho hầm Chương 10: lập biện pháp thi công neo trong đất Khi thi công các neo trong đất, phương pháp khoan, có hay không thổi nước, việc lắp đặt dây neo, hệ thống phun vữa và thời gian của các thao tác có thể ảnh hưởng đến sức chịu tải của neo [28]. Công trình sử dụng neo trong đất là kết cấu vĩnh cửu của công trình nên quá trình thi công neo cần thực hiện để đảm bảo được các các yêu cầu như thiết kế ban đầu. 10.1. Công tác chuẩn bị 10.1.1. Thiết bị thi công a) Máy khoan thủy lực Thiết bị thi công thường dùng hiện nay là máy RPD của Nhật, máy Krupp của Đức, máy MZII của Trung Quốc và máy Casagrande C6 của Hàn Quốc. Ta chọn máy Casagrande C6 để thi công neo trong đất với các thông số: Tên máy Casagrande C6 Trọng lượng (Tấn) Chiều dài cần (m) Chiều rộng (m) Chiều cao cần (m) Lực rút (KN) Lực đẩy (KN) Momen xoắn KN.m 11,7 6,5 1,9 10 63,5 35 7,0 Hình 10. 1 Máy khoan Casagrande C6 b) Máy bơm vữa Thông số của máy bơm vữa UB (Trung Quốc sản xuất) Tên máy UB - 12 Trọng lượng (tấn) Khoảng cách bơm (m) áp lực (MPa) Lưu lương (m3/h) Đặc điểm 0,58 300 - 400 8 12 Bơm 3 pittông Hình 10. 2. Máy bơm vữa UB-12 c) Máy kích thủy lực Thông số của máy kích ENERPAC (Mỹ sản xuất) Tên máy ST 250 Lực kéo (Tấn) 250 Hình 10. 3. Kích thủy lực ENERPAC ST 250 10.1.2. Vật liệu a) Xi măng Xi măng sử dụng cho thi công neo sử dụng xi măng mác cao được sử dụng phổ biến trên thị trường Việt Nam, thường dùng là ximăng Porland PCB40. b) Cáp neo Cáp neo sử dụng loại cáp xoắn 7 dây có đường kính 12,7mm với độ bền đặc trưng là 200KN và có tiết diện là 112mm2. Hình 10. 4. Cáp neo c) Đầu neo Là thiết bị liên kết neo với tường trong đất. Gối neo sử dụng thép cường độ cao với kích thước Mặt bích là 300x300x20mm. Thép ống hình trụ được cắt vát một góc bằng góc của neo Hình 10. 5. Đầu neo d) ống vách ống vách có đường kính 150mm, chiều dài mỗi đoạn ống là 1,5m và được nối với nhau bằng liên kết ren. Hình 10. 6. Ông vách 10.2. Thi công neo 10.2.1. Trình tự thi công Hình 10. 7. Trình tự thi công neo 10.2.2. Khoan tạo lỗ Đào đất thấp hơn vị trí lắp neo của neo một đoạn 0,5m, xác định lỗ chờ trong tường chắn. Làm rãnh thoát nước tạm ở cạnh tường chắn (sâu 0,5m, rộng 0,7m). Máy khoan được đặt cách tường chắn một khoảng L = 0,7 ữ 1,0m, cần khoan nghiêng so với phương ngang một góc bằng góc nghiêng của neo (35o). Khi định vị và cố định xong máy ta bắt đầu tiến hành khoan. Tuỳ theo điều kiện địa chất mà có thể sử dụng phương pháp khoan trong ống vách hay khoan trong dung dịch betonite. Trong công trình ta sử dụng phương pháp khoan trong ống vách. - Đầu tiên sử dụng cần khoan để khoan mồi tạo lỗ, cần khoan có chiều dài L = 4,5m có gắn mũi khoan. Khi khoan mồi đến độ sâu khoảng 2/3 cần khoan thì dừng lại và tiến hành lắp nối ống vách. - ống vách đầu tiên được nối với cần khoan và có nhiệm vụ làm cần khoan trong quá trình khoan. Một đầu ống được gắn với động cơ, đầu kia gắn vào cần khoan, ống vách được nối với cần khoan và động cơ bằng ren nối, liên kết ren này rất cứng, chặt do ống được làm bằng thép hợp kim cường độ cao để tránh hiện tượng tháo ren trong quá trình khoan. Mỗi một lần lắp 2 ống vách. Khi khoan ngập khoảng 3/4 ống vách thứ 2 thì tiến hành nối tiếp ống vách thứ 3 và 4. Để lắp 2 ống vách tiếp theo dùng động cơ xoay ngược lại tháo liên kết giữa động cơ và ống vách thứ 2 đưa ống vách thứ 3 và 4 vào và tiếp tục khoan, quá trình lắp các đoạn ống vách tiếp theo được làm tương tự cho đến khi kết thúc khoan. Mỗi một đoạn ống vách có chiều dài L=1,5m. Quá trình khoan kết thúc khi đạt đến độ sâu thiết kế. 10.2.3. Lắp neo Trước khi lắp đặt cần kiểm tra cẩn thận cáp neo về hư hỏng của các bộ phận và lớp bảo vệ [28]. Sau khi khoan tạo lỗ, cáp neo được luồn vào trong ống vách, cáp được đẩy sao cho chốt dưới của cáp sát đến đáy hố khoan. Cáp neo được tổ hợp từ 3 bó cáp, mỗi bó gồm có 7 sợi 10.2.4. Bơm vữa Sau khi kiểm tra lỗ khoan dạt yêu cầu kỹ thuật, thiết bị phun vữa chuyên dụng được đặt vào lỗ khoan. Vữa ximăng được trộn theo tỷ lệ XM/N=2,2á2,4 theo trọng lượng và bơm vào ống neo: Đầu tiên tiến hành bơm vữa ximăng loãng vào từ đáy hố khoan bằng ống Polime, ống này được đưa vào trong hố khoan cùng với cáp(buộc cùng bó cáp). Đợt bơm vữa đầu tiên nhằm đẩy nước ra ngoài. Nước xi măng có tác dụng bao bọc xung quanh ống tạo neo. Sau khi bơm vữa xong lần đầu tiên ta tiến hành rút ống vách. ống vách được rút ra toàn bộ, rút xong ống vách tiến hành bơm lần tiếp theo, vữa được bơm vào bằng một ống bơm vữa thứ hai (được đưa vào cùng với bó cáp) vữa được bơm vào lần 2 áp lực bơm chưa lớn. Kết thúc lần bơm vữa thứ 2 tiến hành luôn lần bơm vữa thứ 3 khi này vữa được bơm với áp lực cao (7kg/cm2). Vữa phải được bơm liên tục để không bị tắc ống. Khi bơm vữa xong ống vữa được gập lại để vữa không bị phun ngược trở lại. 10.2.5. Lắp bản đính Sau khi bơm vữa xong ta tiến hành lắp và cố định bản đính cho neo để tạo mặt phẳng. 10.2.6. Kéo neo tạo ứng suất Khi bầu neo được tạo nên bởi vữa xi măng đã đông cứng (cường độ đạt trên 30N/mm2) thì mới được đặt neo vào chế độ làm việc [12]. Trước khi kéo chính thức phải kéo trước 1 - 2 lần với 10% - 20% lực kéo thiết kế để làm cho các bộ phận tiếp xúc chặt chẽ với nhau. Khi kéo chính thức phải chia từng cấp, sau khi gia hết tải một cấp phải giữ tải từ 3 - 5 phút.Khi đến tải trọng thiết kế thì giữ ít nhât 10 phút nếu không có thay đổi mới tiến hành khóa neo 10.2.7. Lắp đặt đầu neo Đầu neo căng kéo cần được lắp đặt đúng tâm với dây neo trong vòng sai số ± 10mm và không được lệch hơn 5o so với trục dây neo.Đầu neo phải tránh gập hoặc xoắn đột ngột để đảm bảo các ồng phun vữa không bị hư hỏng.Đoạn đầu neo cần được bơm chất chống ăn mòn như bitum không có sulphide. 10.3. Kiểm tra và thí nghiệm neo Neo thí nghiệm tại hiện trường để kiểm tra sự hợp lý của công nghệ thi công neo được áp dụng và xác định khả năng làm việc thực tế của neo tại điều kiện đất nền cụ thể trước khi thi công đại trà. Theo kinh nghiệm của một số nước, số lượng neo thí nghiệm lấy theo bảng dưới: Số lượng neo thí nghiệm Tổng số lượng sử dụng Số lượng neo thí nghiệm ≤ 200 2 201á500 3 501á1000 4 1001á2000 5 2001á4000 6 Hình 10. 8. Thí nghiệm neo tại hiện trường 10.3.1. Kiểm tra a) Kiểm tra tính năng: Kiểm tra rút ống để thực hiện kiểm tra và chứng minh điều kiện đất cần được quan tâm trong khi thiết kế, sử dụng vật liệu và chất lượng của neo phụ thuộc vào mức an toàn, và độ chính xác của thiết kế trước khi lắp dựng neo kết cấu neo thực sự. Kiểm tra việc neo để đưa ra cách lắp neo trong các điều kiện làm việc tương tự như neo làm việc thực tế, và được neo tạo ra cấp tải trọng thực. Kiểm tra này được thực hiện cho đến khi ổn định trong giới hạn cho phép, kể đến việc neo và phá hoại do từ biến. Hình 10. 9. Kiểm tra tính năng của neo b) Kiểm tra chống thấm: Kiểm tra chống thấm được thực hiện để chứng minh và đánh giá tính năng của toàn bộ neo thích hợp với điều kiện công trường. Hình 10. 10. Kiểm tra chống thấm cho neo 10.3.2. Thí nghiệm neo [12] Hình 10. 11. Sơ đồ thí nghiệm neo a) Thí nghiệm phá hoại Thí nghiệm phá hoại nhằm xác định sức chịu tối đa của neo.Được thí nghiệm với số lượng ít nhất là 3 neo Lực thử Temax ≤ 0,75TP (TP là lực kéo giới hạn ở trạng thái dẻo của thép).Lực thí nghiệm được tăng theo từng cấp, mỗi cấp bằng 10% Temax cho đến khi neo bị phá hoại.Thời gian thí nghiệm khoả