Bài giảng Thi công triền tàu

Chương 8. Thi công triền tàu 8-1 Chương 8 THI CÔNG TRIỀN TÀU 8.1. Khái niệm Triền tàu dù là triền dọc hay triền ngang đều có hai phần cơ bản là phần trên cạn và phần dưới nước. Từ đó khi thi công công trình triền tàu người ta cũng chia thành hai phần thi công. Thi công phần trên cạn bao gồm thi công hệ thống đường hào, bệ tàu, bệ tời, bệ puly. Phần đường triền nằm hoàn toàn trên cạn có thể thi công khô. Phần dưới nước bao gồm phần nằm ở vùng mực nước dao động và phần ngập hoàn toàn trong nước. Với phần nằm trong khu vực mực nước dao động ta có thể lợi dụng sự thay đổi mực nước để thi công khô. Phần bị ngập chìm hoàn toàn trong nước có thể thi công bằng cách thi công ngầm trong nước theo phương pháp lắp ghép hoặc tiến hành đắp đê quai thi công khô. 8.2. Biện pháp kỹ thuật thi công 8.2.1. Thi công phần đường hào và bệ tàu Nội dung công việc: 8.2.1.1. Đào hố móng Dùng máy xúc, máy ủi hoặc biện pháp thủ công. Chú ý trước khi đào cần tiến hành đo đạc để định vị hố móng và xác định khối lượng đào, đắp. 8.2.1.2. Đổ cát đệm Với một số nền đất yếu trước khi đổ cát đệm có thể phải gia cố bằng cọc tre. 8.2.1.3. Thi công lớp đá đệm Thường dùng đá 4x6, đổ thành từng lớp từ 20÷ 30cm, sau khi đổ phải đầm lèn đảm bảo yêu cầu độ chặt. Sai số cho phép về cao độ là +2cm. 8.2.2. Gia công tà vẹt Hình 8.1. Tà vẹt ngắn dùng bulông chữ U. 1. Tà vẹt; 2. Bulông chữ U; 3. Cóc hãm ray; 4. Êcu; 5. Ray. Tà vẹt dùng cho triền tàu có hai loại là tà vẹt ngắn và tà vẹt dài. Tà vẹt ngắn thường có các kích thước như sau: ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ ÷= ÷= ÷= mh mb ml 18,012,0 25,02,0 2,18,0 Chương 8. Thi công triền tàu 8-2 Hình 8.2. Tà vẹt dùng bulông chữ T. 8.2.3. Lắp đặt ray Khi nối các đoạn ray phải thực hiện như sau: Hình 8.3. Mối nối ray 1. Ray; 2. Lập lách; 3. Bulông. Đặt tà vẹt, điều chỉnh khoảng cách, tuyến và cao độ tà vẹt. Đặt ray lên trên các tà vẹt và liên kết ra với các tà vẹt bằng bulông. Sau khi lắp đặt xong tiến hành điều chỉnh ray bằng cách đặt các tải trọng lên xe triền. Tải trọng này được lấy bằng nửa tải trọng thiết kế rồi kéo đi kéo lại 3 lần. Nếu độ lún lúc này không lớn hơn 2mm là đạt yêu cầu, nếu độ lún lớn hơn 2mm phải tiến hành kích ray và chèn lại lớp đệm dưới tà vẹt. Chú ý khi chèn thì chèn tà vẹt dài trước rồi mới chèn tà vẹt ngắn sau, phải chèn đều cả đáy của tà vẹt. Cũng có thể lắp đặt ray với tà vẹt thành cầu ray, sau đó cẩu cả cầu ray lên lớp đệm rồi tiến hành điều chỉnh. 8.2.4. Thi công hệ thống động lực Bao gồm thi công bệ tời, bệ puly. Đây là các kết cấu bêtông khối lớn đổ tại chỗ. Khối bêtông này thường được chia thành 2 phần, phía dưới là bản đế, phía trên có chôn sẵn bulông hoặc móc để liên kết với chân của tời hoặc các puly. Nội dung thi công bao gồm: - Định vị; - Đào hố móng; - Gia cố nền móng; - Lắp đặt ván khuôn, dựng cốt thép và các chi tiết liên kết; - Đổ bêtông. Chương 8. Thi công triền tàu 8-3 8.3. Thi công phần dưới nước bằng phương pháp thi công khô Hình 8.4. Thi công kè đường triền bằng phương pháp thi công khô (đắp đê quai). Hình 8.5. Công tác chuẩn bị lắp đặt ván khuôn thi công dầm đường triền trên nền cọc bằng phương pháp thi công khô. Hình 8.6. Lắp đặt ván khuôn, cốt thép dầm đường triền trên nền cọc theo phương pháp thi công khô. Chương 8. Thi công triền tàu 8-4 Thi công khô thì công tác cơ bản là đắp đê quai sanh, hút nước mặt, hạ mực nước ngầm, khi làm xong những việc đó thì coi như thi công trên cạn (xem trong giáo trình “Thi công cơ bản”). 8.3.1. Kết cấu đê Có thể dùng bao cát hoặc dùng cọc ván thép để đóng. 8.3.2. Hút nước mặt để hạ mực nước ngầm Hình 8.7. Đắp đê quai, hút nước phục vụ công tác thi công khô. 8.3.3. Kiểm tra cao độ đường triền Thi công đường triền phải kiểm tra cao độ đối với từng lớp lót, cao độ chẻ đầu cọc, cao độ đáy và cao độ đỉnh dầm theo đúng cao độ thiết kế đã đề ra, đảm bảo sai số cho phép. Riêng đối với cao độ đỉnh ray quy định sai số là ± 2mm nên việc đo đạc cao độ đỉnh triền là một công tác khá khó khăn vì đường triền nghiêng. Để tiện cho quá trình kiểm tra thì ta phải đánh dấu dọc theo tim các đường ray và tính toán cao độ từ trước rồi lập thành bảng (công tác nội nghiệp). Sau đó tại thực địa thì đặt máy thuỷ bình, dựng mia tại các điểm đánh dấu và xác định cao độ thực tế, so sánh với cao độ thiết kế để điều chỉnh. Chú ý: - Do đường triền có độ dốc lớn, chiều dài lớn cho nên điểm đặt máy phải được xác định trước để sao cho đặt máy ít trạm nhất. - Sau khi làm đường triền xong thì khoảng hở giữa các đường ray phải được lát đá hộc hoặc láng ximăng cát để khi bùn cát bồi lắng có thể thổi rửa một cách dễ dàng. Cũng có thể đặt các đường ống thép xung quanh ống có khoan lỗ =φ 5mm để bơm nước thổi rửa bùn cát trên đường triền. Chương 8. Thi công triền tàu 8-5 8.4. Thi công phần đường triền dưới nước bằng phương pháp thi công ngầm 8.4.1. Đào hố móng Công tác đào hố móng nạo vét đường triền có thể được thực hiện bằng cần trục mắc gầu ngoạm đặt trên phao nổi hoặc các tàu hút. Yêu cầu là phải đào đúng mái dốc và độ sâu thiết kế. 8.4.2. Thi công đường triền trên nền tà vẹt đá dăm 8.4.2.1. Đổ cát Hình 8.8. Biện pháp đổ cát thi công đường triền trên nền tà vẹt – đá dăm. 1. Cọc; 2. Xà ngang; 3. Xà dọc; 4. Thanh trượt. Do ảnh hưởng của dòng chảy nên việc đổ cát phải dùng cần trục mắc gầu ngoạm để thi công. Hạ miệng gầu ngoạm đến gần cao độ thiết kế mới đổ cát. Cũng có thể sử dụng máng để đổ cát thủ công. Việc kiểm tra cao độ lớp cát được tiến hành bằng các khung gỗ kết hợp với thợ lặn. 1) Cọc; 2) Xà ngang; 3) Xà dọc; 4) Thanh trượt. Đóng các cọc số 1 và trên đó đánh dấu cao độ để đặt thanh xà ngang số 2. Thanh này sẽ đỡ thanh xà dọc số 3 có độ nghiêng theo độ nghiêng thiết kế của đường triền rồi thả cát. Khi kiểm tra dùng thợ lặn kéo thanh số 4 để xác định cao độ mặt trên của lớp cát, nếu cao thì gạt đi, nếu thấp thì bồi thêm. 8.4.2.2. Đổ đá 4x6 Lớp đá này thường có chiều dày 50÷ 80cm, khi đổ chia thành từng lớp có chiều dày 20cm; đổ xong mỗi lớp thì tiến hành lèn ép và san rất kỹ bằng các khung gỗ tương ứng khi kiểm tra cao độ của cát. Sai số cho phép là ± 2cm. Chương 8. Thi công triền tàu 8-6 8.4.2.3. Cẩu lắp cầu ray Hình 8.9. Đổ bêtông đúc sẵn khung dầm đường triền. Hình 8.10. Gia công chế tạo khung định vị khung dầm bêtông cốt thép. Hình 8.11. Cẩu lắp khung dầm đường triền. Chương 8. Thi công triền tàu 8-7 Hình 8.12. Thiết bị cẩu lắp các đoạn cầu ray đặt trên xà lan. Hình 8.13. Cẩu lắp cầu ray. Cầu ray là những đoạn ray đã được liên kết với tà vẹt. Khi lắp cầu ray có thể dùng cần trục nổi hoặc hệ thống phao nổi đưa cầu ray vào vị trí, kết hợp với thợ lặn điều chỉnh liên kết các cầu ray với nhau. Để điều chỉnh cầu ray vào vị trí, trên các cầu ray người ta đặt các phao tiêu. Tại đúng tim ray trên cầu ray đặt trước dùng 1 tiêu, cầu ray đang đặt có 2 tiêu. Các tiêu phải có chiều cao lớn hơn độ sâu khu nước, thường tiêu sau đặt cao hơn tiêu trước. Khi điều chỉnh ta dùng máy kinh vĩ, khi 3 tiêu cùng nằm trên một đường thẳng thì cho đặt cầu ray. Để điều chỉnh được dễ dàng thì thả cầu ray xuống sát đáy, dùng tời – cáp – neo để điều chỉnh vị trí lắp đặt sao cho các cầu ray thẳng hàng, hai đầu của cầu ray đã đặt và cầu ray tiếp theo phải sát vào nhau để bắt được lập lách liên kết. Thứ tự đặt cầu ray từ trong bờ ra ngoài, dùng đoạn cầu ray đã đặt để định vị các đoạn tiếp theo. Để cầu ray không bị biến dạng trong quá trình cẩu lắp thì trước khi cẩu người ta liên kết ray với các thanh thép chữ C để tăng cường độ cứng. Chương 8. Thi công triền tàu 8-8 Hình 8.14. Tăng cường độ cứng của cầu ray khi cẩu bằng thanh thép C. Trường hợp không có cần trục nổi hoặc cần trục nổi không đủ điều kiện thi công, ta có thể sử dụng các phao nổi để đưa cầu ray ra vị trí lắp đặt trước rồi kéo xuống phía dưới, lợi dụng nước để đưa cầu ray ra vị trí lắp đặt. Hình 8.15. Cẩu lắp cầu ray bằng cần trục nổi. 1. Cầu ray; 2. Phao; 3. Con lăn; 4. Đòn gánh; 5. Palăng xích. Khi đặt cầu ray vào vị trí ta tiến hành neo chặt các phao để tránh ảnh hưởng của sóng và dòng chảy. Sau đó dùng con lăn để điều chỉnh tiếp. Khi đã đảm bảo độ chính xác thì hạ cầu ray bằng palăng xích. Chương 8. Thi công triền tàu 8-9 8.4.3. Thi công phần đường triền dưới nước trên nền cọc bằng phương pháp thi công ngầm Hình 8.16. Cấu tạo phần đường triền trên nền cọc. 1. Ray; 2. Dầm dọc; 3. Dầm ngang liên kết; 4. Dầm ngang đỉnh cọc; 5. Cọc. * Trình tự thi công: 8.4.3.1. Nạo vét: Xem phần 7.2.1.2 (trang 7-5). 8.4.3.2. Đóng cọc: Xem chương thi công cọc (Chương 5). 8.4.3.3. Thi công dầm ngang đỉnh cọc (hoặc vai cọc): Có thể thi công bằng phương pháp lắp ghép hoặc đổ tại chỗ. * Phương pháp thi công đổ tại chỗ Với các dầm ngang đỉnh cọc nằm trong vùng nước thay đổi, ta có thể lợi dụng sự thay đổi của mực nước và tính toán thời gian duy trì mực nước để thi công đổ bêtông tại chỗ như phần trên cạn. Chương 8. Thi công triền tàu 8-10 Hình 8.17. Thi công khô bằng thùng chụp. Chương 8. Thi công triền tàu 8-11 Hình 8.17. Thi công khô bằng thùng chụp (tiếp theo). Đối với những dầm ngang đỉnh cọc nằm hoàn toàn trong nước, ta phải làm đê vây hoặc thùng chụp rồi tiến hành bơm nước để thi công khô. Thùng chụp là một thùng bằng thép có gia cường thép hình để đảm bảo độ cứng. Khi thi công đóng thùng chụp vào trong đất từ 0,5÷ 1m, sau đó tiến hành hút nước trong thùng chụp, phá đầu cọc, lắp đặt ván khuôn, cốt thép rồi đổ bêtông dầm ngang đỉnh cọc. Người ta cũng có thể dùng cọc ván thép để tạo thành thùng chụp. Chương 8. Thi công triền tàu 8-12 Chú ý: Thùng chụp có tác dụng ngăn nước chảy từ bên ngoài vào bên trong nên cần được kiểm tra theo các điều kiện sau: - Ngăn hoàn toàn hoặc cho nước thấm vào bên trong với một lưu lượng phù hợp với công suất của máy bơm hút nước ra khỏi thùng. ở đây cần kiểm tra với hành cọc sát mút triền đồng thời phải biết rõ cấu tạo của đất và hệ số thấm của nó. - Kiểm tra kích thước của thùng chụp để đảm bảo không gian thao tác cần thiết. Trường hợp thùng chụp có kích thước quá lớn sẽ gây khó khăn trong việc hạ và nhổ thùng chụp thì cần phải có biện pháp phân chia thùng chụp thành từng phần cho phù hợp hoặc làm thùng chụp cho riêng từng đầu cọc để mở rộng đầu cọc rồi dùng biện pháp liên kết dầm ngang đúc sẵn với đài cọc. - Kiểm tra điều kiện nâng và hạ thùng chụp trong quá trình thi công. * Thi công dầm ngang đỉnh cọc bằng phương pháp lắp ghép Với những dầm ngang ngập trong nước ta có thể xử lý như sau: Sử dụng thùng chụp hoặc coc ván thép đóng vào vị trí dầm ngang, hút nước ra ngoài, chẻ đầu cọc, cẩu đặt dầm ngang rồi tiến hành đổ bêtông mối nối. Đặt cốt thép cấu tạo để liên kết dầm ngang đỉnh cọc với cốt thép cọc tương tự như dầm ngang của công trình bến. Ở đây cần lưu ý là cao độ của dầm ngang đòi hỏi độ chính xác rất cao vì phải lắp ghép dầm dọc và ray ở bên trên. Do đó ở trong thùng chụp ta phải tiến hành đo đạc và đánh dấu cao độ đầu cọc, cao độ mặt trên của dầm ngang phải chuẩn. Trong quá trình cẩu lắp dầm ngang phải điều chỉnh và kiểm tra theo các mốc được vạch trên đầu cọc hoặc trên thùng chụp. Khi điều chỉnh xong mới tiến hành đổ bêtông liên kết mối nối. Vì mặt trên của dầm ngang có độ dốc bằng độ dốc của đường triền nên phải bù một lớp vữa bêtông M200 trên mặt của dầm ngang tại vị trí đỡ dầm dọc. Trong trường hợp không dùng thùng chụp cho tất cả các đầu cọc ta phải làm riêng thùng chụp cho từng đầu cọc để tiến hành đổ đài cọc nhưng ở trên đài cọc phải đặt sẵn các chi tiết để liên kết với dầm ngang đỉnh cọc. Khi bêtông đài cọc đủ cường độ thì tháo thùng chụp, cẩu đặt dầm ngang và liên kết với đài cọc. Ở đây bố trí các chi tiết liên kết cần phải tính toán các điều kiện lắp đặt và sai số khi thi công đồng thời đảm bảo tốt mối nối của dầm ngang với dầm dọc. 8.4.4. Cẩu lắp dầm dọc – ray đường triền Ray được liên kết với dầm dọc thông qua hệ thông bulông chữ U chôn sẵn ở dầm. Để tránh việc phải lắp đặt ray dưới nước, người ta lắp đặt ray vào khung dầm ngay ở trên cạn. Quá trình cẩu lắp khung dầm được tiến hành bằng cần trục nổi và thợ lặn. Để điều chỉnh khung dầm vào vị trí cần bố trí hệ thống tiêu ngắm và sử dụng máy kinh vĩ (tương tự như lắp đặt cầu ray trên nền tà vẹt đá dăm). Chú ý: Để đảm bảo độ chính xác về vị trí và cao độ của khung dầm kế tiếp, ta cần phải làm hệ thống khung dưỡng đồng thời đánh số thứ tự khung dầm và tiến hành cẩu lắp theo đúng số thứ tự.