TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐỊA CƠ NỀN MÓNG - TIỂU LUẬN CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM HƠI ÉP GVHD: HVTH: TP.HCM, 2010 Ts Võ Phán Nguyễn Thị Thùy Linh (nhóm trưởng) Hà Nhựt Tân Lê Vinh Triều Lê Khánh Sơn Trần Văn Phúc Bùi Quang Thái Nguyễn Văn Thiện Nguyễn Ngọc Vinh Vương Hồng Sơn MỤC LỤC PHẦN 1: CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG MỤC LỤC Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CỌC NGANG 1.1 Phân loại cọc 1.2 Một số loại cọc chịu tải trọng ngang thường gặp a Cọc xiên b Cọc c Cọc đứng chịu tải ngang moment .9 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG 2.1 Những nội dung cần tính toán cọc chịu tác dụng tải trọng ngang 2.2 Các phương pháp tính toán .10 a.Khả chịu tải ngang cực hạn .10 c.Mô hình Winkler: 19 2.3 Các vấn đề làm việc nhóm cọc chịu tải ngang: 30 Chương 3: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CHUYỂN VỊ NGANG GÓC XOAY ĐẦU CỌC THEO TCVN 205 : 1998 35 Chương 4: TƯỜNG VÂY – CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ CHUYỂN VỊ NGANG CHO TƯỜNG VÂY 56 4.1 Các dạng tường vây: 56 4.2 Giải pháp hạn chế chuyển vị ngang cho tường vây: 58 Chương 5: SỰ CỐ CÔNG TRÌNH VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM .61 5.1 Sự cố cao ốc WASECO (Tháng 9/2010) 61 Bài học kinh nghiệm 61 Chương 1: MỞ ĐẦU 64 1.Mục đích đề tài nghiên cứu/ đặt vấn đề nghiên cứu: 64 2.Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài: 65 Phương pháp nghiên cứu: .65 Phạm vi nghiên cứu đề tài : 65 Chương 2:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG GIẾNG CHÌM 67 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN 1.Tính giếng chìm tải trọng thi công: 67 1.1 Kiểm tra trọng lượng tối thiểu giếng để khắc phục lực ma sát: 67 1.2 Kiểm tra lực kéo đứt giếng : 67 1.3 Kiểm toán ứng suất tường đoạn giếng cùng: 69 1.4 Tính toán kiểm tra chân giếng: 70 1.5 Tính toán tường (thành/ vách) giếng: 75 1.6 Tính lớp bê tông bịt đáy: 77 2.Tính giếng chìm tải trọng thi công: 77 2.1 Giả thiết tính toán: 77 2.2 Tính toán giếng chìm theo trạng thái giới hạn .78 2.3 Tính toán giếng chìm theo trạng thái giới hạn .79 Chương 3: THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM HƠI ÉP 81 1.Đặc điểm cấu tạo móng giếng chìm ép 81 2.Kỹ thuật đúc hạ đốt giếng 84 3.Cung cấp khí nén trình hạ giếng 88 4.Đào đất khoang làm chìm giếng 91 5.Xử lý đáy đổ lấp lòng giếng chìm ép 93 6.Tổ chức thi công giếng chìm ép 94 7.Những vấn đề an toàn lao động thi công giếng chìm ép 95 Thi công móng trụ tháp cầu Bãi Cháy .96 ĐỀ TÀI Trang GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN PHẦN 1: CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG ĐỀ TÀI Trang GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CỌC NGANG Từ xa xưa, người biết sử dụng cọc gỗ đóng xuống sâu để gánh đỡ công trình có tải trọng lớn lớp đất bên mặt không đủ khả chịu tải trực tiếp Thời tiền sử, cọc sử dụng để gánh đỡ nhà vùng hồ Lucerne công trình tương tự tồn vùng Tân – Guine Mặt khác người ta ghi nhận tháp Campanile sụp đổ năm 1902, cọc gỗ gánh đỡ nằm mực nước ngầm tìm thấy trạng thái tốt sử dụng lại cho công trình tái tạo cũ Thời xa xưa người đóng cọc chày vồ lớn, chày vồ kéo tay, bánh xe nước đóng cọc… Quá trình phát triển loại cọc phát triển phương pháp hạ cọc, năm gần kề trước chiến tranh giới thứ 2, 1936, kỹ sư Franki, người Ý, phát minh phương pháp cấu tạo cọc nhồi bê tông vào lỗ khoan đất Cho đến ngày nay, nhiều phương pháp tạo cọc nhồi bê tông chỗ, tiết diện tròn, chữ nhật, chữ I, chữ H… lưỡi khoan gầu đào… có ống vách, giữ ổn định thành vách dung dịch huyền phù bentonite Đến cuối kỷ 20, kỷ lục chiều sâu cọc nhồi 125m tòa tháp đôi thủ đô Kuala Lumpur, Malaysia 1.1 Phân loại cọc • Theo vật liệu: cọc gỗ, cọc thép, cọc bê tông, cọc phối hợp vật liệu trên; • Theo đặc tính chịu lực: cọc chịu mũi (cọc chống), cọc ma sát (cọc treo); ĐỀ TÀI Trang GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN • Bên cạnh đó, công trình chịu tải trọng ngang lớn tường chắn đất, bến cảng, mố trụ cầu, nhà cao tầng…, xây dựng vùng đất yếu thường sử dụng cọc để gánh đỡ vừa tải đứng lẫn tải ngang; Để gánh đỡ tải trọng ngang sử dụng cọc đóng xiên, neo vào điểm tựa vững tường cọc có neo, hay sử dụng cọc đứng có kích thước lớn Xác định moment chuyển vị ngang dọc theo trục cọc thẳng đứng chịu tác động moment M lực ngang H0 cao trình mặt đất nhiều tác giả nghiên cứu Cũng ổn định đất xung quanh cọc Terzaghi đề cập tới báo giáo trình ông năm 1950 1.2 Một số loại cọc chịu tải trọng ngang thường gặp a Cọc xiên Khi có tải trọng ngang lớn mà cọc đóng đứng không đủ sức chịu tải ngang, đóng cọc xiên Khi tải ngang đổi chiều gió, lực thắng xe, áp lực nước chảy vùng có ảnh hưởng thủy triều,…, đóng cọc xiên hai chiều Độ xiên cọc đạt đến 200 tùy khả thiết bị hạ cọc Sức chịu tải cực hạn cọc xiên tính theo công thức sau: Qu = q p Ap + f s As Trong đó: fs – lực ma sát đất cọc độ sâu z có dạng: f s = σ 'n tgϕa + c 'a σ 'n - ứng suất pháp thẳng góc với mặt cọc độ sâu z Tại độ sâu này, ta nhận thấy elipse ứng suất có ½ trục chiều dài ứng suất cực đại σ 'v , ½ trục ngắn ứng suất cực tiểu σ 'h nên σ 'h ĐỀ TÀI Trang GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN < σ 'v bất chấp độ xiên cọc Do để đơn giản tính toán thiên an toàn, cọc sử dụng công thức tính fs cọc thẳng đứng: σ 'h tgϕ a + c 'a < f s = σ 'n tgϕa + c 'a Tương tự sử dụng công thức tính sức chịu tải đơn vị đất mũi cọc qp cọc thẳng đứng để tính cho cọc xiên b Cọc Cọc thường cấu tạo thép bê tông dự ứng lực có dạng bản, chữ Z hình cánh cung nhằm tăng moment kháng Cọc thường sử dụng làm tường chắn mỏng có neo không neo Với cọc thép hạ vào đất búa đóng búa rung, cọc bê tông cốt thép dự ứng lực hạ xói nước hỗ trợ búa rung ĐỀ TÀI Trang GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN Cọc thép dễ thi công búa rung, chịu lực ngang lực neo lớn, dễ bị ăn mòn môi trường nước Trong cọc bê tông cốt thép khó hạ vào đất, đào rảnh có ổn định vách bùn khoan cần, hạ xói nước hỗ trợ búa rung ma sát cọc lớn Do nên cần liên kết đặc biệt hình: Chi tiết nối tường cọc bê tông dự ứng lực ĐỀ TÀI Trang GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN Mặt khác có hỗ trợ búa rung nên bê tông cấu tạo cọc phải dự ứng lực căng trước cọc bê tông thường mỏng chịu tải rung động Hiện có số cọc nhựa dầy dành cho công trình tạm c Cọc đứng chịu tải ngang moment Cọc đứng chịu tải trọng ngang yếu cọc xiên, thực tế thi công, đặc biệt với công trình xây dựng dân dụng khó có điều kiện làm cọc nghiêng diện tích điều kiện thi công không cho phép Mặt khác tỷ số tải đứng tải ngang loại công trình không lớn, nên cọc thẳng đứng thường chọn vừa chịu tải đứng lẫn tải ngang Khi tiến hành thí nghiệm cọc chịu tải ngang có đo đạc cẩn thận với đầu đo ứng suất – biến dạng dọc mặt bên cọc Kết cho thấy cọc chịu tải ngang bị phá hoại dọc đoạn cọc (ngàm trượt) gần với mặt đất, điều cho thấy cọc đứng chịu tải trọng ngang có moment uốn cực đại nằm gần đầu cọc phần đất gánh đỡ tải ngang chủ yếu lớp đất mặt Nên tính toán cọc chịu tải ngang cần ý trước tiên lớp đất mặt, chúng yếu phải nghĩ đến thay chuyển sang cọc xiên Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG 2.1 Những nội dung cần tính toán cọc chịu tác dụng tải trọng ngang - Chuyển vị ngang ∆n góc xoay ψ đầu cọc cần thỏa điều kiện sau: ∆n ≤ Sgh ψ ≤ ψgh Trong đó: • ∆n , ψ: giá trị tính toán tương ứng chuyển vị ngang (m) chuyển vị xoay (radian) đầu cọc • Sgh, ψgh: giá trị giới hạn cho phép qui định từ nhiệm vụ thiết kế - Tính toán ổn định đất xung quanh cọc ĐỀ TÀI Trang GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN - Tính toán moment lực cắt cọc tác dụng ngoại lực 2.2 Các phương pháp tính toán Ta phân làm nhóm sau: - Nhóm 1: Những phương pháp tính toán khả chịu tải ngang cực hạn gồm phương pháp Brich Hansen Brom - Nhóm 2: Những phương pháp tính toán khả chịu tải ngang cực hạn ứng với chuyển vị cho phép gồm phương pháp hệ số phương pháp đàn hồi a Khả chịu tải ngang cực hạn Hình 2.1: Cọc tuyệt đối cứng chịu tải ngang Nội dung chủ yếu phương pháp dựa lý thuyết áp lực đất Bằng cách giả thiết tâm quay thỏa hai điều kiện sau: Σ lực theo phương ngang = z = zr Qu - ∫p zy B.dz + z =0 z=L ∫p zy B.dz = (1) z = zr Σ Mômen điểm đặt tải trọng ngang tác dụng vị trí mặt đất =0 z = zr Qu.e + ∫p z =0 zy B.z.dz − z=L ∫p zy B.z.dz = (2) z = zr đó: B – chiều rộng cọc; zr – độ sâu điểm uốn so với mặt đất; ĐỀ TÀI Trang 10 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN • Lắp đặt hệ thống đường ống van để vận chuyển đất thải vật liệu, đường ống khoang điều áp để đưa đón người xuống giếng làm việc • Ép khí nén xuống khoang làm việc, đào đất tiếp tục hạ giếng điều kiện đẩy nước khỏi khu vực thi công áp lực khí nén Trong giai đoạn thi công công đoạn đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao bước lắp đặt lưỡi cắt, rút kê hạ chìm đốt giếng Các bước yêu cầu độ xác cao lắp đặt cửa ống Sharp dầm ray dùng cho máy xúc lật Trong công đoạn rút kê giếng tụt xuống nhanh sâu, bố trí người khoang làm việc nguy hiểm Nếu mặt đúc giếng đất yếu ( trường hợp thi công bãi sông) kích thước khoang làm việc thiết kế thấp giai đoạn rút kê hạ giếng bắt buộc phải có người làm việc khoang phải bố trí số điểm kê chồng nề tà vẹt bảo hiểm giếng tụt xuống cách đột ngột ĐỀ TÀI Trang 87 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN Cung cấp khí nén trình hạ giếng Khí nén có vai trò ép đẩy nước khỏi khu vực khoang làm việc, khoang phải trì áp suất để nước ngầm nước mặt không tràn vào Áp suất phụ thuộc vào chiều sâu cột nước tính từ MNTC đến chân lưỡi cắt H- chiều cao cột nước tính từ MNTC đến chân lưỡi cắt (m) Lưu lượng khí ép cung cấp vào khoang làm việc hạ giếng : ĐỀ TÀI Trang 88 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN k- hệ số tiêu hao ép cho việc điều áp lấy 1,25 α - mức hao hụt khí ép qua 1m thành trần khoang làm việc lấy 0,35÷0,67m3/h tùy theo độ chặt bê tông F- diện tích bề mặt khoang làm việc ( trần thành giếng ) m β - mức độ hao hụt không khí thông qua 1m dài đáy lưỡi cắt Đối với đất mềm 1÷3 m3/h Đối với đá (tùy theo mức độ nứt nẻ) 4÷6 m3/h U- chu vi đáy giếng (m) Lưu lượng không khí V1 phải không nhỏ lưu lượng tối thiểu cho phép đảm bảo án toàn sức khỏe cho người làm việc khoang giếng : n- số lượng người làm việc giếng chờ khoang điều áp Căn vào thông số để thiết kế trạm cung cấp ép, số lượng máy trạm phải đảm bảo cho trạm hoạt động liên tục tình hướng Hơi ép tập trung vào bình chứa khí để ổn định áp suất, trước cấp vào giếng không khí làm mát để đảm bảo làm việc thuận lợi Đường ống cấp khí nén chôn vào bên thành giếng nối dài thêm theo tiến trình đúc đốt, bên khoang làm việc đầu ống có nắp van , có xu hướng đóng lại ngừng cung cấp khí nén Trong khoang bố trí đầu đo kiểm soát áp suất tự động điều chỉnh tránh áp suất tăng vượt tụt thấp trị số tính toán ĐỀ TÀI Trang 89 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN Để bảo toàn áp suất khoang làm việc không bị thoát vận chuyển đất đá thải vật liệu thông qua đường ống vật liệu, đường ống có cấu tạo cửa van có khoang trung chuyển gọi khoang vật liệu ( Material Lock) Cửa van gồm hai tầng, tầng đáy khoang vật liệu, đóng mở lề cánh cửa mở phía dưới, cửa nắp trần khoang vật liệu cánh cửa hai nửa mâm tròn gạt trượt sang hai bên, đóng lại hai nửa ép chặt vào theo đường kính gioăng cao su kín cho sợi cáp treo thùng vật liệu luồn qua, lỗ luồn cáp ép sát vào sợi cáp nên lượng khí thoát theo đường nhỏ Hai cửa đóng mở so le để đảm bảo lúc đường ống nối thông với khoang làm việc đóng kín Khoang điều áp buồng thép có khả chịu áp suất cao có cửa ngang vào cửa van mở vào đường ống có cầu thang dẫn xuống khoang làm việc ( Man Lock) Khi cho người vào làm việc, phải chờ khoang điều áp áp suất nâng dần lên từ áp suất bình thường môi trường đến với áp suất khoang làm việc, thời gian nâng áp suất 60÷90 phút, sau cửa van mở để người xuống đón người khỏi khoang làm việc lên buồng điều áp Tại cửa van đóng lại, áp suất giảm dần khoảng thời gian từ 90÷120 phút xuống với áp suất môi trường, sau cửa vào mở để người ĐỀ TÀI Trang 90 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN Khi nhân viên công nhân làm việc khoang áp suất cao, không khí phải lưu thông qua đường ống thông Khi hạ đốt đầu tiên, chiều dày lớp phủ mỏng nên dễ xảy tượng thổi khí xung quanh chân giếng làm thất thoát nhanh ép, để khắc phục tượng có hai biện pháp : đào xung quanh bên thân giếng đường hào rộng 70cm sâu 50÷80cm dùng đất sét dẻo đắp thay cát làm thành vành đai chống thoát khí nén bên giếng dùng cát đắp lấp kín toàn xung quanh chân giếng Đào đất khoang làm chìm giếng Khác với hạ giếng chìm đào đến đâu giếng tự chìm đến đó, giếng chìm ép không chìm đào mà phải chia thành hai công đoạn đào đất làm chìm giếng riêng rẽ trình đào phải đảm bảo áp suất khoang làm việc không đổi làm chìm giếng không để có người khoang làm việc tránh cố giếng chìm sâu ép lên người Đào đất máy kết hợp nhân lực đào góc sát với chân lưỡi cắt Máy đào chuyên dụng chế tạo riêng cho thi công khoang làm việc giếng chìm, máy có đặc điểm : nhỏ gọn tháo rời thành môđun đưa lọt qua đường ống vận chuyển, chạy điện để không sinh khí độc hại, bám vào trần di chuyển theo dầm ray treo Gặp trường hợp đá áp dụng biện pháp khoan nổ mìn lượng nhỏ kết hợp với nổ vi sai để đào phá đá khoang làm việc ĐỀ TÀI Trang 91 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN Đất đá thải chuyển thùng chứa hình trụ để đưa lọt qua đường ống dễ dàng Chuyển thùng chứa từ đáy lên khỏi khoang vật liệu cần cẩu thông qua sợi dây cáp treo, dây cáp móc vào quai thùng chứa vòng maní móc cẩu, phải chuẩn vị trí tay với cần cẩu cho tâm ống Sharp Khi đưa thùng lên khỏi đường ống cần cẩu đưa thùng chứa bãi thải đổ lên ôtô Việc đưa đất đá lên chấp hành theo thông tin qui định người bên người làm việc bên khoang giếng Thùng chứa đặt miệng ống để thẳng với dây cáp nâng, đất đá thải máy xúc lật trút thẳng vào thùng vị trí xa dùng băng tải nhỏ di chuyển để chuyển đất vào thùng chứa Người làm việc khoang không đứng phía mặt vát lưỡi cắt phòng tránh khả đốt giếng tụt xuống ép lên đầu người đứng Chỉ đứng vị trí đáy giếng cách vị trí đứng 2,3÷2,5m Tiến hành đào dần cấp đào từ đào đối xứng xung quanh để lại phần đất chân đáy không bị sạt lở có khả tạo phản lực F phương trình (8-15) góp phần giữ cho giếng không bị chìm xuống Để đánh chìm giếng xuống sau đợt đào đất thông thường áp dụng hai biện pháp: gia tải bơm nước vào khoang giếng bên trên, lượng nước tính toán để sau bơm vào đủ lượng nước, giếng tụt xuống khoảng cách an toàn thiết bị bố trí khoang Trong đánh chìm giếng gia tải áp lực khí khoang làm việc tăng lên theo độ chìm, tất công nhân nhân viên làm việc khoang phải thoát hết Việc bơm nước phải đảm bảo cấp khoang Nếu có tượng lệch phía bơm nhiều nước vào ngăn giếng đối diện Biện pháp thứ hai làm chìm giếng cách giảm áp suất khí nén có đến trị số không gọi biện pháp hạ giếng cưỡng Trong biện pháp tương quan lực làm chìm lực giữ phải tính toán cho giảm áp giếng từ từ hạ xuống, đất đáy lưỡi cắt đào moi ĐỀ TÀI Trang 92 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN hẫng tựa vào chân giếng Sau rút hết công nhân khỏi khoang làm việc, tiến hành xả khí để giếng tự chìm Khí nén thải theo đường ống thông khí, không dùng đường ống cấp khí để thải Công nhân phải tránh xa giếng thải khí hạ chìm giếng Trường hợp hạ giếng cưỡng đất chân lưỡi cắt moi hẫng, hạ áp suất khoang xuống thấp mà giếng không tự chìm có nguy treo giếng kéo đứt thân giếng, trước hết phải nén khí trở lại khoang làm việc tiến hành chất tải lên thành giếng sau thải khí khoang đến không để hạ giếng Trong đánh chìm, giếng tụt xuống độ lún tính toán có nguy chôn lấp thiết bị có khoang làm việc, để phòng hộ trước đánh chìm giếng cần xếp sẵn số điểm chồng nề có chiều cao với tĩnh không an toàn thiết bị Đặt thiết bị quan trắc bốn mặt giếng để kiểm tra thường xuyên vị trí giếng Những cố thường xảy hạ chìm giếng : giếng tụt nhanh độ lún tính toán , giếng bị treo Những cố dễ xảy trình đào đất : rò khí xung quanh chân giếng , trào nước vào khoang làm việc, vùng rò khí lan rộng xảy phát nổ Xử lý đáy đổ lấp lòng giếng chìm ép Khi đào gần đến cao độ thiết kế phải giữ cho đáy trạng thái có khả chịu lực làm chìm lực đẩy lên khí nén Dọn phẳng làm mặt Tiến hành nén thí nghiệm kiểm tra cường độ đất đáy móng bàn ép tiêu chuẩn Dùng chống chống lên đáy trần để tì kích thủy lực Phải tiến hành thí nghiệm bốn điểm xung quanh điểm đáy giếng Kiểm tra cao độ mặt điểm xung quanh chân giếng điểm Sau kiểm tra nghiệm thu đáy móng, tiến hành dỡ bỏ thiết bị có khoang làm việc chuyển Khoang làm việc đổ lấp đầy bê tông biện pháp bơm vữa điều kiện khoang không bị tràn nước Bê tông cấp theo đường ống đặt sẵn thành giếng dẫn xuống gần sát đáy đảm bảo chiều cao vữa rơi không 1,5m Vữa bê tông có độ sụt lớn, bơm xuống tự chảy tràn khắp diện tích đáy giếng Vữa bê ĐỀ TÀI Trang 93 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN tông dâng lên, tiến hành giảm dần áp suất khoang qua đường thải khí vữa bê tông lấp đầy không gian đáy giếng Phải bơm cạn nước ngăn giếng bên để tháo dỡ hệ thống đường ống vận chuyển đổ vật liệu lấp lòng Hệ thống đường ống khoang vật liệu, khoang điều áp tháo dỡ dần từ xuống đến mối nối sát với mặt trần ngăn Nếu lấp lòng giếng tiến hành đổ lấp lòng trước, sau dựa mặt lấp đầy ngăn giếng để thi công nắp giếng Nếu lấp lòng nước, nắp giếng phải thi công hệ đà giáo ván khuôn sau để lại lòng giếng Tổ chức thi công giếng chìm ép Mặt thi công giếng chìm ép bao gồm mặt đúc, hạ giếng mặt bố trí công trình phục vụ thi công Nếu vị trí móng nằm khu vực ngập nước mặt đúc hạ giếng tổ chức đảo nhân tạo thiết bị phục vụ thi công ép bố trí hệ nổi, bố trí hệ thống sàn đạo dựng xung quanh đảo Cần cẩu để phục vụ thi công lắp đà giáo cố định Nguồn điện truyền dẫn từ bờ theo hệ thống dây dẫn cột điện dựng riêng đảm bảo cấp điện ổn định bảo đảm an toàn cho giao thông sông Công trình phục vụ thi công quan trọng trạm nén khí hệ thống cung cấp ép vào khoang làm việc giếng chìm Trạm gồm tổ hợp máy đủ công suất có tổ máy dự phòng kịp thời cung cấp bổ sung cho lưu lượng áp suất khí nén trongtrường hợp tổ hợp máy có trục trặc kỹ thuật Công suất tổ máy phụ tối thiểu phải đủ phục vụ cho khoang điều áp buồng tái áp, hai điểm liên quan trực tiếp đến sức khỏe tính mạng công nhân, không phép dừng hoạt động đột ngột Buồng tái áp có chế độ hoạt động tương tự khoang điều áp, người công nhân có triệu chứng nhiễm bệnh liên quan đến áp suất cao đưa vào buồng thể thích ứng lại với trình tăng hạ áp suất tốc độ chậm Mọi liên lạc, điều khiển theo dõi trình thi công khoang làm việc thực mặt đất trạm điều khiển thông qua hệ thống đường cáp truyền tín hiệu sẵn thành giếng Thiết bị quan trắc bao gồm đầu đo cảm biến để theo dõi độ lún cạnh góc giếng, đầu đo áp suất, đo nồng độ khí độc hại Camera theo dõi ĐỀ TÀI Trang 94 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN Những vấn đề an toàn lao động thi công giếng chìm ép Như nói thi công móng giếng chìm ép loại công việc độc hại, dễ xảy tai nạn phát sinh bệnh nghề nghiệp nguy hiểm Trong lập thiết kế tổ chức thi công cần có riêng chương xem xét đến biện pháp bảo hộ lao động, để thực cần nghiên cứu kỹ vấn đề như: tai nạn cháy nổ, ngộ độc, cố hạ chìm giếng, tai nạn liên quan đến điện, cố liên quan đến áp suất cao bệnh lý phát sinh môi trường áp suất cao Ở nêu số khái niệm bệnh nghề nghiệp thi công móng giếng chìm ép.và bệnh lý phát sinh môi trường áp suất cao Ở nêu số khái niệm bệnh nghề nghiệp thi công móng giếng chìm ép a - Các bệnh xảy tăng áp suất o Bệnh khí nén : nguyên nhân thể có số khoang trống chứa khí, không khí vào trao đổi với môi trường, tăng áp xung quanh phận chứa khí tổ chức xương cứng chúng bị ĐỀ TÀI Trang 95 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN chèn ép dẫn đến tổn thương, xuất huyết đau tức, đường dẫn khí bị sưng tấy Bệnh thường gặp chảy máu mũi, tê liệt nửa đầu o Say khí Nitơ : áp suất tăng 0,3MPa người mẫn cảm bị cảm thấy tượng Khi bị say hoạt động thần kinh bị yếu hẳn, có cảm giác sợ hãi, tiến hành động tác đơn giản, suy giảm trí nhớ b - Các bệnh xảy giảm áp suất o Bệnh ngược khí nén : triệu chứng tương tự bệnh khí nén o Bệnh trương phổi : giảm áp, thở bị gián đoạn, thể tích khí phổi tích lại, phổi bị trương phồng lên Nếu việc giảm áp tiếp tục phổi phình to vượt giới hạn làm phá vỡ mao quản gây xuất huyết phổi Triệu chứng tức ngực, chân tay lạnh toát, mạch yếu, thở nông nhanh, nặng thức dãn đồng tử o Chứng giảm áp : nguyên nhân khí Nitơ tích lũy thể tan chảy theo mạch máu , khỏi khoang giảm áp bọt khí Nitơ tăng thể tích "sủi bọt" làm tắc nghẽn tuần hoàn Biểu : thể mềm nhũn, chân tay đau nhức , khó thở, ngứa toàn thân đau cơ, gây trở ngại đến hệ tuần hoàn, hô hấp hệ thần kính trung ương o Bệnh khớp bệnh điếc c - Những biện pháp phòng tránh chữa trị • Thời gian làm việc liên tục môi trường áp suất cao người không ngày đêm • Trước xuống làm việc công nhân phải qua phòng điều áp với tốc độ tăng áp suất không 0,08MPa/phút với áp suất làm việc Sau hoàn thành công việc khoang , trước môi trường áp suất bình thường công nhân phải qua phòng điều áp để giảm dần áp suất từ áp suất làm việc đến áp suất bình thường với tốc độ giảm 0,08MPa/phút Diện tích phòng điều áp 1,3m2 0,6m3 cho người Không gian làm việc đảm bảo 4m cho người Không khí cấp vào khoang phải qua thiết bị lọc làm mát Không khí môi trường cao áp luân chuyển thông qua ống thải khí • Đặt thiết bị giám sát điều chỉnh áp suất tự động khoang làm việc hệ thống cấp khí nén • Những người làm việc phải đào tạo • Sử dụng khoang tái áp để điều trị chứng bệnh liên quan đến áp suất cao Thi công móng trụ tháp cầu Bãi Cháy Có thể nói cầu Bãi Cháy có điều kiện địa chất tương đối thuận lợi, hầu hết trụ đất có cường độ cao, riêng hai trụ quan trọng ĐỀ TÀI Trang 96 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN trụ tháp, tầng đá gốc sa thạch có cường độ tính toán theo thử tải trực tiếp từ 195 đến 272 T/m2 mặt tầng đá chịu lực không sâu Cầu nối liền với cầu dẫn số nên cầu có mố trụ đặt tên A1, P1, P2, P3, P4, P5 P6 Trong đó, P3, P4 trụ có tháp cầu Trong thiết kế chọn kiểu móng giếng chìm ép cho ba trụ P2,P3 p4 trụ lại mố dùng móng cọc đường kính lớn Ф 2,5m Ф 3,0m, thi công theo phương pháp đào thủ dông Nhật Bản gọi cọc Shin – So Trụ P4, với móng giếng chìm ép lớn cầu Móng khối trụ có kích thước ngang cầu 19m, dọc cầu 17m, cao 26m, đáy móng hạ xuống sâu 27m66 từ mặt đất thi công xuống mực nước biển lúc triều lên 26m96 Thi công móng giếng chìm ép thực Việt Nam từ xây dựng Long Biên, 100 năm nay, sau năm 1957 thực cầu Làng Giàng, Lào cai Về nguyên lý lần thi công cầu Bãi Cháy khác với trước bao gồm hai điểm chủ yếu: o Đúc giếng mặt đất mặt đảo, lấy trọng lượng giếng làm động lực khắc phục lực ma sát lực đẩy Archimede để hạ dần giếng xuống đến độ sâu cần thiết, đào bỏ đất đáy giếng o Tạo không gian đáy giếng gọi khoang thi công để bố trí máy móc người làm việc đào bỏ đất đáy giếng Khoang thi công này xuống sâu dần nước giữ khô cách bơm ép vào, đẩy nước Giếng xuống sau áp lực phải lớn Vì công nhân phải làm việc điều kiện áp lực cao không khí nén nên dễ mắc chứng bệnh nghề nghiệp gọi bệnh giếng chìm hay bệnh khí áp cao Khi xây dựng cầu Long Biên nhiều công nhân chết bệnh phương pháp sử dụng nước ta Trong thi công giếng chìm cầu Bãi Cháy trường hợp tai nạn xảy nhờ hai điểm sau đây: a) Thiết bị thi công hoàn hảo có độ tin cậy cao, công nghệ thi ciông hợp lý điều khiển bới kỹ sư thợ có trình độ chuyên nghiệp cao; b) Quy trình lao động đảm bảo an toàn cao cho công nhân, dựa sở hiểu biết sâu sắc bệnh người làm việc môi trường áp lực cao đồng thời có tính đến điều kiện người Việt Nam Công việc khoang thi công từ mặt đất rõ sơ đồ hệ thống thiết bị phục vụ việc thi công giếng chìm cầu Bãi Cháy Hệ thống ĐỀ TÀI Trang 97 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN thiết bị đảm bảo cấp với áp lực xác cho giếng theo quy định người huy, chất lượng khí ép đảm bảo cho sức khoẻ Ngoài ra, còng nhiều thiết bị khác theo dõi từ mặt đất hoạt động khoang thi công, đảm bảo độ tăng hạ giếng với độ xác cao Trong trường hợp cần thiết đào giếng tự động robot, điều khiển từ mặt đất Khi hạ giếng chìm trụ P4 lúc cuối khó xuống phải áp dụng biện pháp thổi khí, bơm bentonite bơm nước dằn nhằm mặt giảm lực cản masát, mặt khác tăng thêm lực đẩy giếng xuống Về tốc độ thi công giếng chìm ép trụ P4 lớn khó khăn thi công thời gian năm, độ sâu hạ giếng 27,7m, tốc độ hạ giếng nhanh 56m/ngày, chậm 3m/ngày, trung bình 15cm/ngày Về mặt an toàn lao động, cầu Bãi Cháy trọng áp dụng biện pháp phòng ngừa bệnh khí nén cho công nhân Trong chịu áp lực khí áp cao xung quanh, bệnh khí nén xẩy người loại khuyết tật xuất khoang trống thể Không khí vào khoang trống tự điều chỉnh để cân với áp lực khí chung quanh Tuy nhiên, hoàn cảnh sau vài phận thể bị tổn thương, xuất huyết đau đớn bị nén ép o Khoang trống thể phần cứng cột sống; o Đường thông từ khoang trống thểt môi trường không khí xung quanh bị tắc viêm viêm tai, mũi đau Khi người công nhân khỏi vùng áp lực cao nhanh, không khí phổi có áp lực cao áp lực không khí xung quanh, phổi bị trương lên chí bị xé rách Bệnh xuất theo cách khác Trong hô hấp, không khí vào thể người ta với thành phần nó, khí Nitrogen có tỷ lệ thể tích 78,11% Khí Nitrogen có áp lực cao chảy với máu Nếu áp lực không khí xung quanh thể thấp áp lực khí Nitrogen máu, khó N biến thành bọt khí nhỏ tới chỗ mạch máu thắt hẹp chúng cản trở lưu thông máu làm cho phần thể không cung cấp máu, gây tê, đau bị hoại thư không điều trị kịp thời Trong thi công cầu Bãi Cháy, để ý tới vấn đề nói tới trên, quan Tư vấn nhà thầu tuân theo toàn dẫn quy định mục 3-02- Quy định kỹ ĐỀ TÀI Trang 98 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN thuật giếng chìm ép – Tập 4-1 Hồ sơ thầu Thêm vào để tăng an toàn cho công nhân thực quy tắc bổ sung Một cách có hiệu để tránh bệnh nói “theo dõi chặt chẽ làm việc” “theo dói chặ chẽ thời gian giảm áp” Thời gian giảm áp đảm bảo theo tiêu chuẩn Nhật Bản có tăng lên 1,6~2,3 lần cho công trường cầu Bãi Cháy để phù hợp với thể lực công nhân Việt Nam Nhờ áp dụng nghiêm chỉnh quy trình lao động nói trênở Bãi Cháy không xảy trường hợp mắc bệnh Tuy nhiên công trường bố trí sẵn điều kiện để điều trị bệnh giếng chìm Trong thời gian thi công có khoang có đặt gần giếng chìm để điều trị cho người lao động có triệu chứng bệnh giếng chìm cách cho người bệnh vào khoang tăng áp lực không khí cao áp lực lúc người bệnh làm việc, sau hạ áp lực chậm, nhờ cách khí nitơ máu người bệnh không dạng bọt thoát thể trình hạ áp lực ĐỀ TÀI Trang 99 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN ĐỀ TÀI 100 Trang GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN ĐỀ TÀI 101 Trang [...]... 0.167 - 0.083 - 2 0.28 0.222 - 0.122 - 8 0.36 0.287 - 5 0.45 C3 D3 A4 0.404 - B4 0.243 - C4 0.082 - 0.975 0.960 0.938 0.907 0.866 0.994 1.090 1.183 1.273 1.358 0.499 - 0.333 - 0.125 - 0.603 - 0.443 - 0.183 - 0.173 - 0.716 - 0.575 - 0.259 - 0.365 - 0.238 - 0.838 - 0.730 - 0.356 - 6 0.56 0.455 - 0.319 - 0.967 - 0.910 - 0.479 - 0 0.67 0.559 - 0.420 - 1.105 - 1.116 - 0.630 - 8 0.81 0.676 - 0.543 - 1.248 -. .. -0 .298 -5 .853 1.490 1.037 -1 .272 -5 .941 3.128 3.225 2.463 -0 .927 1.30 A3 1.118 - B3 1.074 - 8 1.72 1.295 - 1.314 - 0 2.10 1.693 - 1.906 - 5 2.141 2.724 - 2.663 - 3.28 2.621 - 8 3.85 C3 D3 A4 1.699 - B4 2.227 - C4 1.608 - D4 0.207 - 1.646 1.575 1.352 0.917 1.848 - 2.578 - 1.966 - 0.057 - 2.125 - 3.360 - 2.849 - 0.692 - 1.877 2.339 - 4.228 - 3.973 - 1.592 - 3.600 - - 2.427 - 5.140 - 5.355 - 2.821 - 3.108 -. .. 0.405 D1 0 0 0.00 A3 0 0 - B3 0 0 0 - 1 0.00 0.001 - 5 0.01 0.005 - 1 0.011 0.045 - 0.02 - - 0.080 - - - 1 0.03 0.021 - 0.005 - 0.125 - 0.042 - 0.008 - 6 0.05 0.036 - 0.011 - 0.180 - 0.072 - 0.016 - 7 0.08 0.057 - 0.020 - 0.245 - 0.114 - 0.030 - 5 0.12 0.085 - 0.034 - 0.320 - 0.171 - 0.051 - 0.001 - C3 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 D3 0 0.100 0.200 0.300 0.400 A4 0 0.005 0.020 - 0.002 0.999 0.998 0.996... 4.718 - 3.408 - 2.346 - 6.023 - 6.990 - 4.445 - 8 4.98 3.541 - 6.000 - 4.688 - 6.765 - 8.840 - 6.520 - 0 4.54 3.919 - 9.544 - 10.34 - 1.969 1.074 9.244 6.789 - 13.69 - 13.83 - 8 1.614 11.78 17.92 0.358 15.61 23.14 0.271 0.941 - 0.917 -0 .891 -0 .584 -1 5.07 Trang 29 - GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN δ HH + l0δ MM + M ng = δ MM + l0 2 2 Eb I l0 Eb I Các ký hiệu của các đại lượng có ý nghĩa như các phần trước Dấu (-) ... cách giữa các cọc theo phương vuông góc với tải trọng ngang tác dụng khoảng từ 3B – 4B Sức chịu tải giới hạn của nhóm cọc khi chịu tải trọng ngang a Theo Davisson ĐỀ TÀI 1 Trang 32 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN Hầu hết các cọc hợp thành nhóm để chịu lực, khi nhóm cọc chịu tải trọng ngang sẽ xẩy ra sự tương tác giữa chúng với nhau Các thí nghiệm về nhóm cọc đã chứng tỏ rằng nếu khoảng cách giữa các cọc lớn hơn... mặt cắt của nhóm cọc chịu tải trọng ngang Q tại mặt đất, cọc 1 làm căng đất phía ngoài của nhóm cọc, trong khi đó cọc 2 và cọc 3 lại làm căng đất phía trước chúng Như vậy vùng đất xung quanh trước cọc 1 có sức kháng (biểu diễn qua hệ số nền K0) là lớn nhất, còn vùng đất xung quanh trước cọc 3 là nhỏ nhất Aûnh hưởng của nhóm cọc chịu tải trọng ngang theo phương vuông góc với tải trọng ngang tác dụng:... diện ngang cọc (m4); bc – chiều rộng quy ước của cọc (m) Khi D ≥ 0,8m thì bc = D(m)+1m Khi D ≤ 0,8m thì bc =D(m)+0,5m ii/ Sơ đồ tính toán cọc chịu tải trọng ngang ĐỀ TÀI 1 Trang 20 GVHD: PGS.TS.VÕ PHÁN ψ N M N H ∆n H e y0 δH M δHH ψ0 H0=1 z M0=1 z δM M δMH z L L Hình 3: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên cọc Hình 4: Cọc chịu tải trọng ngang và mô hình nền của Winkler iii/ Tính toán chuyển vị ngang của cọc. .. có nghĩa là với lực ngang H hướng từ trái sang phải, moment truyền lên đầu cọc từ phía ngàm có hướng ngược với chiều kim đồng hồ 2.3 Các vấn đề về sự làm việc của nhóm cọc khi chịu tải ngang: Ảnh hưởng của tải trọng ngang tác dụng lên nhóm: Khi cọc cùng nhau làm việc trong nhóm thì sức chịu tải ngang giới hạn của nhóm cọc sẽ giảm đi so với tổng sức chịu tải ngang giới hạn của từng cọc riêng rẽ Sự giảm... của đất; ξ - hệ số lấy bằng 0.6 cho cọc nhồi và bằng 0.3 cho các loại cọc khác; η1 - hệ số lấy bằng 1, trừ tính cho các công trình chắn lấy bằng 0.7; η2 - hệ số kể đến phần tải trọng thường xuyên trong tổng tải trọng tính theo công thức: σz = Mp ψ M H K ze ( y0 As − 0 B1 + 2 0 C1 + 3 0 D1 α bd α bd α bd Eb I α bd Eb I - moment do tải trọng thường xuyên, tính toán ở tiết diện móng tại đầu cọc (Tm); ĐỀ... Mv - moment do tải trọng tạm thời (Tm); n - hệ số, lấy bằng 2,5 trừ các trường hợp sau: Những công trình quan trọng: khi le ≤ 2,5 lấy n =4; khi le ≥ 5 lấy n = 2,5; khi le nằm giữa các giá trị trên thì nội suy n Móng 1 hàng cột chịu tải trọng ngang lệch tâm thì lấy n = 4 η2 = M p + Mv nM p + M v Các hệ số A1, B1, C1, D1 tra bảng 5i/ Xác định moment và lực cắt trong cọc Khi tính toán cọc chịu tải ngang, ... 1. 01 1.02 1. 41 1 .18 1. 43 1. 48 1. 36 1. 23 1. 53 1. 53 1. 32 1. 58 1. 69 1. 39 1. 61 1.84 1. 46 1. 64 2.08 1. 54 1. 67 50.00 36.74 28 .14 0 22.24 18 .03 1 14. 91 12.55 10 . 71 9.266 8 .10 1 7 .15 1 6.375 5.730 5 .19 0... 1. 71 2.40 1. 60 1. 72 2 3 3 .16 3 2.905 2.727 2.502 2.4 41 2.048 1. 869 1. 758 1. 6 41 1.6 21 2. 018 1. 889 1. 818 1. 757 1. 7 51 2.548 2.458 2.406 2.394 2. 419 1. 600 1. 572 1. 568 1. 597 1. 618 1. 687 1. 693 1. 707 1. 739... 1. 379 0.499 0.604 0. 718 0.8 41 0.974 1. 5 1. 6 1. 7 1. 8 1. 9 ĐỀ TÀI 0.937 0. 913 0.882 0.848 0.795 1. 468 1. 553 1. 633 1. 706 1. 770 1. 115 1. 264 1. 4 21 1.584 1. 752 D1 0 .16 A3 0 .12 1 - B3 0.055 - 0.22 0 .16 7