Bµi gi¶ng thi c«ng c«ng tr×nh biÓnBµi gi¶ng thi c«ng c«ng tr×nh biÓnBµi gi¶ng thi c«ng c«ng tr×nh biÓnBµi gi¶ng thi c«ng c«ng tr×nh biÓn

Më ®Çu

tæng quan vÒ c¸c qu¸ tr×nh tc ctb tæng quan vÒ c¸c qu¸ tr×nh tc ctb tæng quan vÒ c¸c qu¸ tr×nh tc ctb tæng quan vÒ c¸c qu¸ tr×nh tc ctb

1. Môc tiªu cña m«n häc

Giúp sinh viên tìm hiểu các vấn đề liên quan đến quá trình thi công các công trình biển :

• Đặc điểm của các quá trình thi công công trình biển. • Quy trình thi công các bộ phận công trình. • Nguyên lý cơ bản thực hiện các công tác thi công. • Các phương tiện phục vụ thi công. • Tính toán các bài toán thi công. • Lập tiến độ, nhân lực, máy móc cho các công việc thi công.

Từ đó hiểu được các giai đoạn thi công, các công tác và trình tự thi công để tổng hợp lại và đưa ra thiết kế tổ chức thi công, quản lý và tính toán chi phí

2. C¸c giai ®o¹n thi c«ng ctb cè ®Þnh

2.1 Thi công chế tạo - Thi công một phần hoặc toàn bộ công trình trên bãi lắp ráp, ụ khô, đốc nổi gần bờ. - Kết cấu công trình biển bằng thép sẽ được thi công chế tạo trên BLR sau đó mới đưa ra lắp dựng ngoài biển. - Kết cấu BTCT thường được chế tạo trong các ụ khô và chế tạo ở gần bờ biển trước khi đua ra khơi.

Một công trình biển phải trải qua các giai đoạn thi công chính như sau :

Chế tạo

Hạ thủy

Vận chuyển

Lắp đặt

Hình 1 - Bãi lắp ráp (nhìn từ trên cao)

Hình 2 - Khối chân đế trên bãi lắp ráp

2.2 Hạ thuỷ

Giai đoạn đưa công trình xuống nước đối với các công trình tự nổi hoặc từ bãi lắp ráp xuống các phương tiện nổi.

2.3 Vận chuyển trên biển

- Kéo ra vị trí xây dựng bằng các phương tiện nổi hoặc tự nổi. - Sử dụng các phương tiện nổi hoặc bằng chính sức nổi của công trình.

Hình 3 - Hạ thuỷ khối chân đế bằng trailer

Hình 4 - Hạ thuỷ khối chân đế bằng kéo trượt

Hình 4 - Vận chuyển khối chân đế bằng Sà lan

2.4 Đánh chìm

Đưa chân đế từ trạng thái vận chuyển đến trạng thái làm việc. Các phương pháp đánh chìm: - Sử dụng các cẩu nổi để nhấc chân đế từ phương tiện nổi xuống nước. - Kéo trượt để đưa chân đế xuống nước. - Sử dụng nước dằn hoặc các vật liệu dằn để kết cấu chìm xuống đáy biển (với các công trình tự nổi).

Hình 5 – Đánh chìm khối chân đế từ Sà lan

2.5 Cố định công trình

- Là giai đoạn thi công đóng cọc - đối với các kết cấu sử dụng móng cọc. - Là gia đoạn thi công dằn - đối với các kết cấu móng trọng lực.

Hình 6 – Đóng cọc cho khối chân đế

2.6 Hoàn thiện và lắp ráp kết cấu sán chịu lực và thượng tầng

- Sau khi cố định công trình sẽ lắp đặt phần khung sàn chịu lực đỡ thượng tầng. - Khắc phục các vấn đề xảy ra trong quá trình thi công và lắp đặt thượng tầng theo thiết kế.

3. C¸c ®Æc ®iÓm chñ yÕu cña qu¸ tr×nh thi c«ng ctb

3.1 Điều kiện về môi trường khắc nghiệt

- Quá trình thi công trên biển chịu tác động khắc nghiệt của môi trường như : sóng, dòng chảy, gió và các điều kiện thời tiết khác. - Việc thi công phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường, đồng thời ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả công việc, cũng như giá thành và tiến độ, độ an toàn cho người và công trình.

3.2 Điều kiện địa lý, địa chất tại nơi xây dựng

- Công trình phải thi công ở xa bờ, ở nơi có độ sâu nước lớn. - Điều kiện địa hình địa chất đáy biển phức tạp (bùn nhão, có khi là san hô không bằng phẳng gây khó khăn cho việc lắp đặt ...). - Phải có các biện pháp cải thiện tình trạng của đáy biển mới tiến hành lắp đặt được công trình.

3.3 Các kết cấu có trọng lượng, kích thước lớn

Các cấu kiện nặng từ vài trăm đến vài nghìn tấn, đặc biệt là các chân đế các, vì vậy việc di chuyển, cẩu lắp phải được thực hiện bằng các phương tiện chuyên dụng phù hợp, dẫn đến chi phí và tiến độ thi công, và dễ xảy ra sự cố.

3.4 Chất lượng thi công khắt khe

- Chất lượng thi công đảm bảo tuổi thọ cho công trình, dưới yêu cầu rất cao về độ an toàn, độ tin cậy thì quá trình thi công phải được thực hiện một cách tốt nhất có thể. - Tất cả các công việc thi công đều phải được kiểm tra kiểm soát một cách chặt chẽ từ các Vật liệu sử dụng, Máy móc thiết bị, nhân lực thực hiện quá trình thi công... Cần có quy trình đảm bảo chất lượng và Quy trình kiểm tra chất lượng một cách chặt chẽ.

3.5 Phương án thi công quyết định đến phương án kết cấu công trình

- Việc thi công là một lựa chọn rất quan trọng, ảnh hưởng lớn đến tính khả thi và chi phí của dự án. - Phương án kết cấu lựa chọn là phải đồng bộ với phương án thi công dự kiến. Ví dụ: việc vận chuyển kết cấu trên biển bằng phương pháp tự nổi, hay việc sử dụng hay không sử dụng phao phụ trong quá trình thi công,...

3.6 Ảnh hưởng đến môi trường

Ch−¬ng i

giai ®o¹n thi c«ng trªn bê giai ®o¹n thi c«ng trªn bê giai ®o¹n thi c«ng trªn bê giai ®o¹n thi c«ng trªn bê

1. C¬ së kü thuËt phôc vô thi c«ng trªn bê

1.1 Bãi lắp ráp

Bãi lắp ráp là một khoảng đất rộng trên đó có thể: + Tiến hành lắp ráp các kết cấu xây dựng hoặc các bán thành phẩm tổ hợp thành các mảng kết cấu lớn hơn hoặc thành các kết cấu hoàn chỉnh trước khi lắp dựng tại vị trí xây dựng; + Sử dụng để bốc xếp vật tư, thiết bị phục vụ thi công.

Các yêu cầu của bãi lắp ráp:

1) Khả năng chịu tải của bãi lắp ráp: phải phù hợp với sức nặng của kết cấu cần lắp ráp. Do đó, mặt bãi lắp ráp có thể được cấu tạo như các lớp nền đường hoặc bằng tấm bê tông cốt thép trên nền đất thiên nhiên được đầm chặt hoặc bằng tấm bê tông cốt thép trên nền cọc khi gặp nền đất yếu. 2) Hạ tầng kỹ thuật: Trong bãi lắp ráp có hệ thống kho, bãi và hệ thống giao thông nội bộ thuận tiện, phù hợp với yêu cầu thi công xây dựng. 3) Hệ thống giao thông bên ngoài bãi: phải thuận tiện cho việc cung cấp nguyên vật liệu phục vụ thi công. 4) Vùng nước ven bờ: phải nằm cạnh vùng biển có đủ độ sâu để có thể hạ thuỷ khối chân đế xuống nước hoặc xuống các phương tiện nổi. 5) Hệ thống đường trượt: phải có hệ thống đường trượt để kéo các khối chân đế lớn xuống nước hoặc xuống các phương tiện nổi. 6) Hệ thống thoát nước: phải có hệ thống thoát nước ngầm và nước mưa để đảm bảo thi công liên tục trên bãi lắp ráp.

Đường trượt trên BLR

được lắp đặt trên bãi lắp ráp nhằm phục vụ cho việc di chuyển các kết cấu nặng bằng phương pháp kéo trượt; thường được sử dụng khi kéo các chân đế khối lượng lớn ra mép cảng.

Cấu tạo của đường trượt : gồm 2 phần + Kết cấu chịu lực: thường là bê tông côt thép toàn khối, trên nền thiên nhiên hoặc nền cọc.

+ Mặt đường trượt thường được ghép bằng thép tấm. * Độ dốc của đường trượt : Trong trường hợp hạ thuỷ xuống phương tiện nổi thì độ dốc bằng không, trong trường hợp hạ thuỷ trực tiếp xuống nước thì độ dốc phải phù hợp với thiết kế khi hạ thuỷ.

1.2 Bến cảng

- Bến cảng phải có độ sâu nước đủ lớn để lưu thông được các phương tiện nổi loại lớn. - Bến cảng càng sâu càng thuận tiện cho việc lựa chon các giải pháp thi công. - Bến phải đảm bảo khả năng bốc xếp các loại hàng siêu trường, siêu trọng và là nơi neo đậu tàu và các phương tiện, công trình trước khi vận chuyển ra biển.

1.3 Các thiết bị máy móc phục vụ thi công trên bờ :

1.3.1 Các loại thiết bị nâng : Cần cẩu, xe nâng, vận thăng

1) Cẩu:

- Là phương tiện quan trọng nhất, dùng trong hầu hết các công đoạn thi công của công trình, cẩu cung cấp sức nâng và sức kéo. - Trong một bãi lắp ráp phải có nhiều cẩu với sức nâng và tầm với khác nhau để kết hợp sử dụng cho hợp lý: cẩu loại nhỏ có sức nâng nhỏ và tầm với gần dùng nâng các bộ phận nhỏ như ống, nút, ... cẩu loại lớn có khả năng nâng được các bộ phân lớn như các pannel, ống lớn, các diaphragn, ....

2) Xe nâng:

- Là phương tiện cung cấp sức nâng (thường < 5 T), nhưng có khả năng di chuyển linh hoạt hơn nhiều so với cẩu.

3) Vận thăng:

1.3.2 Các loại máy phục vụ thi công kết cấu thép:

Máy cắt, máy mài, máy đánh bóng, trạm hàn, lò gia nhiệt.

1.3.3 Các loại máy phục vụ cho công tác hàn :

máy hàn, lò gia nhiệt,...

1.3.4 Các loại máy phục vụ kiểm tra mối hàn

1.3.5 Các loại máy phục vụ công tác sơn:

Máy nén khí, máy phun sơn,....

1.3.6 Các thiết bị phụ trợ :

Tăng đơ, giá đỡ, rọ treo, cáp cẩu, .....

1.3.7 Các thiết bị đảm bảo an toàn PCCC

1.3.8 Giá đỡ kết cấu phục vụ thi công:

Giá đỡ cố định, giá đỡ

1.4 Giới thiệu sơ bộ bãi lắp ráp hiện có tại Việt Nam - của VSP

- Tổng diện tích bãi lắp ráp là 210.000m2 bao gồm diện tích bãi trống để chế tạo kết cấu dàn khoan và diện tích khu nhà xưởng, trong đó diện tích đường giao thông và khu thao tác hoạt động là 180.000m2. - Bãi lắp ráp có độ dốc bằng không, thoát nước bằng cơ chế tự thấm, có hệ thống thoát nước ngầm trong lòng đất, nền bãi lắp ráp được gia cố bằng các lớp đá dăm từ hạt thô đến mịn dần để dễ thấm nước, lớp trên cùng là cát đầm chặt. - Cường độ nền của bãi lắp ráp là R = 6kg/cm2; - Trên bãi lắp ráp có hai đường trượt dài 183m và 216m. Đường trượt có thể dùng thi công các khối chân đế có khối lượng đến 5000 tấn;

- Bờ cảng dài 750m, độ sâu bến cảng 6m; - Trên bãi lắp ráp có hệ thống dẫn nước cứu hoả và nước sinh hoạt, hệ thống đường dây tải điện phục vụ sinh hoạt và phục vụ thi công.

- Bãi lắp ráp cho phép thi công đồng thời nhiều khối chân đế.

Các loại máy móc và phương tiện.

1.4.1 Các loại máy móc phụ vụ thi công trên bờ: - Các loại cẩu tự hành DEMAG do Đức sản xuất.

- Loại CC-4000: một chiếc với chiều dài cần 42 m (ghép từng đoạn 9 đến 12 m). Sức nâng lớn nhất 650 (T) ứng với chiều dài cần 18m.

- Loại CC-2000: chiều dài cần 72m có 1 chiếc, chiều dài cần 60m có 1 chiếc, chiều dài cần 36m có 2 chiếc. Sức nâng lớn nhất 140 (T) ứng với chiều dài cần 12m. - Các loại cẩu bánh lốp sức nâng 45T, 70T, 90T có hai loại là COLES và TADANOS do Nhật sản xuất. - Các loại khác có sức nâng khác nhau, các loại xe kéo với các loại tải trọng khác nhau. - Các loại ô-tô tải trọng 5T, 10T, 12T... các loại thiết bị phục vụ bơm trám xi măng.

1.4.2 Các loại phương tiện phục vụ hạ thuỷ, vận chuyển, đánh chìm KCĐ - Các loại cẩu nổi: tại Xí nghiệp liên doanh dầu khí VIETSOVPETRO có 3 cẩu nổi và nhiều tàu chuyên dụng khác phục vụ cho công tác thi công trên biển: - Tàu cẩu Hoàng Sa (ISPOLIN): có sức nâng tối đa là 1200T. Tàu cẩu này không tự hành được, muốn di chuyển phải có tàu kéo. Tàu cẩu Hoàng Sa dùng để thi công khối chân đế có trọng lượng lớn. - Tàu cẩu Trường Sa (TITAN): có sức nâng tối đa là 600T. Đây là loại tàu hai thân tự hành được, không cần tàu kéo. Tàu cẩu Trường Sa thích hợp cho việc thi công khôi chân đế có trọng lượng vừa và nhỏ, thi công lắp phần thượng tầng của dàn khoan. - Tàu cẩu Côn Sơn: có sức nâng tối đa 547T, đây là loại tàu cẩu chuyên dụng để thả ống. Loại tàu này không tự hành được phải dùng tàu kéo đến vị trí thi công, định vị bằng 8 neo, di chuyển trong phạm vi nhỏ bằng cách cuốn hoặc nhả các neo định vị tương ứng.

1.4.3 Các loại tàu chuyên dụng khác phục vụ cho công tác vận chuyển trên biển - Tàu Phú Quý, tàu Sông Dinh, tàu Sao Mai... - Tàu phục vụ công tác phòng hộ trong quá trình thi công trên biển.

- Tàu phục vụ cho công tác lặn như tàu Bến Dinh 01, tàu Hải Sơn, kèm theo các thiết bị thi công. - Các loại Ponton: LxBxH = 40x12x4.5m. Mớn nước thấp nhất là 1.24m, sức chở lớn nhất 800T. - Các thiết bị đóng cọc: có thiết bị đóng cọc cho các loại có đường kính φ720 với chiều dày t = 20mm; φ620 với chiều dày t < 16mm. - Các loại búa đóng cọc: + Búa MRBS - 1800: số lượng 4 chiếc.

+ Búa MRBS - 3000: số lượng 3 chiếc.

- Thiết bị định tâm cọc: các loại cọc khác nhau cần thiết bị định tâm khác nhau. Có các loại thiết bị định tâm cho các loại cọc φ 812.8 (hai chiếc), φ750 (5 chiếc), φ630 (2 chiếc). - Các loại thiết bị kẹp cọc: dùng cho loại đường kính φ1220 (4 chiếc), φ1020 (5 chiếc), φ812.8 (2 chiếc), φ720 (6 chiếc), φ630 (4 chiếc).

2. Nguyªn lý chung chÕ t¹o khèi ch©n ®Õ trªn bê

2.1 Nguyên lý và yêu cầu thi công

- Quá trình thi công khối chân đế trên bờ là quá trình chế tạo và lắp ghép các bộ phận của khối chân đế từ các vật liệu cơ bản: thép ống, thép bản . - Từ các phân tố ống thép chế tạo các bộ phận trong chân đế, từ nhỏ đến lớn sau đó lắp ráp lại bằng các liên kết hàn. - Có thể sắp xếp theo thứ tự tăng dần các bộ phận của kết cấu như sau: phần tử ống, nút, các diaphragn, các Pannel, Chân đế.

- Do kích thước công trình lớn, nhiều công tác phải thực hiện ở trên cao, năng suất và độ an toàn thấp, chính vì vậy việc bố trí tổ chức thi công cần thực hiện sao cho hàm lượng công việc thi công dưới thấp càng nhiều càng có lợi. - Do để đảm bảo một liên kết hàn đảm bảo chất lượng thì phải rất tốn công trong các công tác thi công và kiểm tra, vì vậy càng giảm nhiều mối hàn ngoài công trường càng có lợi về mặt thời gian, chi phí và chất lượng công trình.

- Tất cả các công tác thi công đều phải thực hiện theo đúng các quy trình đó được duyệt và phải được kiểm tra, kiểm soát theo các chính sách kiểm soát chất lượng, quy trình đảm bảo an toàn.

2.2 Các loại công việc phải thực hiện

a) Gia công cơ khí :

Cắt các ống thép từ các ống thép dài thành các cấu kiện, gia công đầu ống theo quy trình hàn, uốn, tạo hình dáng các cấu kiện với độ sai lệch không được vượt quá giá trị cho phép. Gia công các loại giá đỡ.

b) Thi công gá lắp:

- Các cấu kiện sẽ được đưa vào vị trí định vị theo thiết kế và được gá lắp tạm thời. Việc gá lắp sao cho định vị được các cấu kiện đúng như thiết

kế để tiến hành hàn liên kết. Sai số không được vượt quá giới hạn cho phép. - Việc gá lắp bao gồm cả việc lắp các cấu kiện nhỏ nhất như khi chế tạo nút, cho đến các cấu kiện lớn như các Panel, các mặt ngang có trọng lượng đến vai trăm tấn.

c) Công tác hàn :

- Hàn là công tác quan trọng nhất trong quá trình thi công, quan hệ trực tiếp đến tuổi thọ của công trình - Công tác hàn phải được thực hiện theo đúng các quy định của “Quy trình hàn” được duyệt. - Các mối hàn trong các nút, các thanh được cấu tạo sao cho đảm bảo chịu lực và giảm thiểu khả năng tập trung ứng suất. - Công tác hàn được tiến hành sau khi các công tác gia công cơ khí, công tác gá lắp và việc chuẩn bị bề mặt được hoàn thành. - Để kiểm soát được chất lượng mối hàn cần phải lập được một quy trình hàn phù hợp, trong đó quy định từ các vấn đề về vật liệu hàn (que hàn, khí hàn,...), phương pháp hàn, gia công chuẩn bị bề mặt, phương pháp gia nhiệt trước và sau khi hàn, kiểm tra tay nghề của thợ hàn...

d) Công tác chống ăn mòn hàn :

- Các ống được làm sạnh theo tiêu chuẩn và sơn các lớp trong. trước khi hoàn thiện.

e) Công tác kiểm soát kiểm tra :

* Kiểm tra vật liệu:

Các vật liệu đưa vào sử dụng đều phải đúng với chủng loại thiết kế. Các vật liệu thép phải được kiểm tra và kiểm soát tại hiện trường và có hồ sơ đi kèm, trong đó phải có các chứng chỉ kiểm định về thành phần hoá học và các chỉ tiêu cơ lý. Các vật liệu thép phải được bảo quản tại công trường để tránh hư hại, móp méo , cong vênh ...

* Kiểm tra kích thước:

Sẽ có rất nhiều mối liên kết các bộ phận kết cấu có trọng lương lớn và ở trên cao, vì vậy phải đảm bảo việc gia công là đúng kích thước. Phải có quy trình về kiểm tra kích thước trong quá trình thi cụng. Trước khi hàn phải kiểm tra để sai số không vượt quá giá trị cho phép.

* Kiểm tra mối hàn:

Kiểm tra chất lượng mối hàn được thực hiện theo quy trình kiểm tra chất lượng mối hàn, trong đó áp dụng các phương pháp kiểm tra như sau : + Các phương pháp kiểm tra không phá huỷ : Phương pháp kiểm tra bằng mắt, phương pháp chụp X-quang, phương pháp siêu âm, phương pháp kiểm tra từ tính. + Phương pháp phá huỷ: Là phương pháp lấy mầu về để thực hiện các thí nghiệm kéo, uốn, độ cứng ... (nhằm kiểm nghiệm lại thợ hàn và quy trình hàn).

2.3 Các phương pháp tổ chức thi công

a) Phương pháp thi công theo nút:

- Là phương pháp chế tạo sẵn các nút của KCĐ trong nhà máy và công xưởng. - Sau khi chế tạo xong các nút của KCĐ thì vận chuyển các nút ra ngoài công trường bằng các xe nâng hoặc cẩu lọai nhỏ. - Các nút này được đặt lên trên hệ thống các gối đỡ đã được thiết kế và lắp sẵn ngoài công trường. - Chế tạo các thanh còn lại của KCĐ theo thiết kế, tiến hành hàn cố định các thanh vào các nút theo bản vẽ thiết kế.

Ưu điểm:

- Có thể kiểm soát được chất lượng các mối hàn vì có thể chế tạo toàn bộ các nút của KCĐ trong nhà xưởng; - Các kết cấu được chia nhỏ phù hợp với sức nâng của các cẩu nhỏ, dễ thi công gá lắp và dễ đảm bảo chính xác.

Nhược điểm:

- Số lượng các mối hàn lớn, vì vậy chi phí cao, khó đảm bảo chất lượng; - khối lượng thi công trên cao nhiều; - Tăng chi phí công trình và thời gian thi công cũng kéo dài, việc kiểm soát kích thước cũng khó khăn hơn.

b) Phương pháp thi công úp mái:

- Là phương pháp chế tạo sẵn hai Panel dưới đất, một Panel được chế tạo ngay trên đường trượt Panel còn lại thì được chế tạo ngay vị trí bên cạnh đường trượt. - Sau khi thi công xong Panel trên đường trượt, tiến hành lắp dựng các thanh ngang, xiên không gian của các Panel bên. - Sau khi lắp đặt xong các thanh không gian của hai Panel bên thì tiến hành lắp đặt các mặt ngang. - Sau cùng là dùng cẩu cẩu nhấc Panel còn lại (được chế tạo ở dưới đất bên cạnh đường trượt) lên và úp nó xuống rồi tiến hành hàn cố định Panel đó với các thanh ngang, thanh xiên và các mặt ngang. - Tiếp theo người ta sẽ tiến hành lắp đặt các kết cấu phụ của KCĐ như sàn chống lún, các anốt hy sinh, các ống dẫn hướng…

Ưu điểm:

- Tận dụng và tiết kiệm diện tích chế tạo, tận dụng tối đa không gian thi công khi mà diện tích bãi lắp ráp hạn chế. - Số lượng mối hàn giảm nhiều hơn so với phương pháp chế tạo nút nên công tác kiểm tra kiểm soát mối hàn tốt hơn. - Tiến độ thi công nhanh hơn phương pháp chế tạo nút.

Nhược điểm:

- Phải thi công nhiều cấu kiện ở trên cao (hàn các thanh không gian của hai Panel bên, và hàn nối Panel trên cùng). - Phải dùng các loại cẩu cỡ lớn khi cẩu lắp các thanh không gian và cẩu lắp Panel trên cùng. - Thời gian thi công kéo dài, tiến độ thi công chậm, gây tốn kém về nhân công và hiệu quả kinh tế không cao.

c) Phương pháp thi công theo cấu kiện :

Kết cấu sẽ được thi công tổ hợp thành các cụm cấu kiện riêng lẻ, ví dụ như các Pannel, các mặt ngang, .... trong đó hạn chế tối đa việc chia kết cấu theo nút. Với phương án thi công này sẽ rút ngắn lượng mối hàn và khối lượng công việc ở trên cao, tuy nhiên lại đòi hỏi độ chính xác rất cao.

Ưu điểm:

- Có nhiều cấu kiện đựơc chế tạo, lắp ráp dưới thấp, việc chế tạo KCĐ dễ dàng hơn nhờ sử dụng các trạm hàn tự động ngoài công trường để hàn. - Các công tác cắt ống và chế tạo ống hoàn toàn được chế tạo tại công trường và có thể tiến hành chế tạo nhiều cấu kiện cùng một lúc. - Có thể đẩy nhanh tiến độ thi công, đồng thời có thể tận dụng tối đa các thiết bị máy móc và nhân lực sẵn có.

Nhược điểm:

- Cần các thiết bị cẩu nâng lớn. - Hệ thống gối đỡ, chống đỡ cố định phức tạp. - Cần mặt bằng rộng để thi công.

3. quy tr×nh thi c«ng khèi ch©n ®Õ 08 èng chÝnh

Cấu tạo chân đế: + Các panel + Các mặt ngang + Các cấu kiện trụ

Hình 1.1 - Khối chân đế 08 ống chính

Hình 1.2 - Panel 1 (khối chân đế 08 ống chính)

Hình 1.3 - Panel A (khối chân đế 08 ống chính)

Hình 2.4 - Mặt ngang (khối chân đế 08 ống chính)

3.1 Các bước thi công KCĐ trên BLR

a) Bước 1: Công tác chuẩn bị cho thi công - Chuẩn bị mặt bằng bãi thi công: phải hoàn thành việc chuẩn bị mb trước khi tiến hành thi công, chuẩn bị về diện tích, về khả năng chịu lực, giao thông ... - Chuẩn bị các phương tiện, máy móc thiết bị, nhân lực phục vụ thi công, trong đó cần lưu ý toàn bộ các phương tiện , máy móc đều phải được kiểm tra, kiểm định, nhân lực phải được đào tạo.

- Chuẩn bị vật liệu thi công, các vật liệu chính và các vật liệu phụ trợ, (mua sắm, chứng chỉ kiểm định chất lượng ) - Chế tạo sẵn các cấu kiện trong nhà máy, hoặc trong xưởng chế tạo: giá đỡ, nút, thanh, ... - Sơn các lớp sơn đầu tiên theo yêu cầu sơn chống ăn mòn

b) Bước 2: bố trí các gối đỡ phục vụ công tác lắp ráp 02 Panel trong (Panel P2, P3) - Số lượng các gối đỡ ống phải đảm bảo điều kiện để phục vụ thi công trong các giai đoạn : gá lắp, giai đoạn hàn, giai đoạn hoàn thiện Panel. - Các giá đỡ xoay phải đảm bảo phục vụ quá trình cẩu xoay. Giá đỡ phải đảm bảo về độ bền, ổn định tương ứng với nền BLR.

Lưu ý: Nếu chân đế phải hạ thuỷ bằng đường trượt thì hai Panel trong phải song song với nhau

Hình 1.5 - Bố trí gối đỡ thi công panel

K2K2

K2

K2 K2

K2

K2

K2

K2

K2

K2

Hình 1.6 - Bố trí gối đỡ thi công vách ngang

Hình 1.7 - Cấu tạo gối đỡ xoay

Hình 1.8 - Cấu tạo gối đỡ ống

c) Bước 3: Tổ hợp các thanh chính trong panel - Trường hợp các thanh chính đó được tổ hợp hoàn chỉnh ở ngoài trong bước 1, thì dựng cẩu để đưa vào vị trí lắp ráp, trong trường hợp chưa được tổ hợp thì bắt đầu bằng việc bố trí các nút đó chế tạo sẵn theo thiết kế rồi mới rải ống. d) Bước 4: Tổ hợp các thanh nhánh trong panel Các thanh ngang và thanh chéo đó được gia công đầu ống theo thiết kế sẽ được đưa vào vị trí và hàn vào ống chính e) Bước 5: Quay lật Panel P2 (P3) Sau khi hoàn thành việc chế tạo các panel P2, P3 trên mặt bằng (Bao gồm cả các công việc phụ trợ như : Sơn, Hàn protector, hàn các thiết bị

phụ trợ có gắn trên panel như parker, ống bơm trám, bơm nước, phễu dẫn hướng, móc cẩu ...). Việc quay lật được thực hiện theo các bước sau:

* Công tác chuẩn bị:

- Tính toán: tính toán chọn lựa cẩu và vị trí móc cẩu. Để quay lật panel người ta thường dùng 02 cẩu. Vị trí móc cẩu lựa chọn sao cho phù hợp với sức nâng và tầm với của cẩu. Tính toán các bước di chuyển của từng cẩu, lực căng cáp, lực tác dụng lên gối đỡ ...

- Chuẩn bị các thanh chống, mặt bằng, hành lang di hoạt động của cẩu, kiểm tra sự hoàn thiện của panel, kiểm tra liên kết tại đế các gối đỡ xoay. - Lắp sẵn các thanh chống - Hạ panel xuống giá đỡ xoay - Chuẩn bị phương tiện liên lạc

* Cẩu xoay:

+ Thu cáp nhận tải: khi thu cáp nhận tải, cáp cẩu sẽ chuyển từ phương thẳng đứng sang phương chéo với phương đứng một góc a, góc a

≤ 200. + Tiến cẩu: sau khi a đạt giá trị cực đại cho phép thì dừng thu cáp và bắt đầu cho cẩu tiến lên phía trước một đoạn x cho đến khi cáp cẩu chuyển về phương thẳng đứng. Quá trình thu cáp nhận tải và tiến cẩu được được tiếp tục cho đến khi panel chuyển về phương thẳng đứng.

* Chống giữ:

Trong quá trình quay lật panel thì phải dựng thêm một cẩu phụ để nhấc thanh chống của một bên. Khi panel đó về phương thẳng đứng thì thanh chống sẽ được lắp vào vị trí, cố định thanh chống bằng chốt hoặc hàn.

Hình 1.9 - Mặt bằng quay lật panel

Hình 1.10 - Mặt đứng quy trình quay lật panel

Hình 1.11 - Chống panel sau khi quay lật

g) Bước 6: Lắp ráp các panel D1, D2. h) Bước 7: Quay lật Panel P3 (P2). i) Bước 8: Chế tạo các panel ngoài, lắp ráp các phần D3, D4. k) Bước 9: Quay lật panel P1, lắp các thanh giằng để giữ P1 ở vị trí thẳng đứng. l) Bước 10: Quay lật Panel P4. m) Bước 11: Lắp đặt các thanh không gian còn lại của chân đế, hoàn thiện chân đế. Lắp đặt các thiết bị phụ trợ và chuẩn bị đưa công trình ra biển.

Hình 1.12 - Lắp vách ngang

4. C¸c bµi to¸n tÝnh to¸n cho giai ®o¹ntrªn bê

4.1 Tính toán trọng lượng, trọng tâm kết cấu

Tính toán trọng lượng trọng tâm các cấu kiện trong quá trình thi công để phục vụ cho các tính toán về sau như : Tính toán tìm vị trí móc cẩu, xác định lực căng cáp, phản lực nền gối đỡ ... Trọng tâm X, Z của cấu kiện n phần tử được tính theo công thức sau:

,

trong đó, xi, zi, Pi là trọng tâm và trọng lượng của phần tử thứ i

trọng cấu kiện.

∑

∑==

i

n

1i

ii

P

Pz

Z

∑

∑==

i

n

1i

ii

P

Px

X

4.2 Tính toán khả năng chiụ lực của gối đỡ

+ Tính áp lực dưới đế giá đỡ ống chính, giá đỡ ống nhánh + Tính áp lực dưới đế giá đỡ xoay. Nội dung: xác định tải trọng của chân đế trền xuống các gối đỡ. Kiểm tra bộ bền của gối đỡ, kiểm tra sự làm việc của nền dưới đáy gối đỡ. * Có thể xác định tải trọng truyền xuống gối đỡ bằng phần mềm tính toán, hoặc tính gần đúng bằng tính tay.

4.3 Tính toán cẩu nhấc

Tính toán khi cẩu ống, cẩu nâng Pannel, nâng Diaphragn, cẩu xoay Pannel, Cẩu chân đế... Các bài toán sau: - Chọn cẩu để nâng cấu kiện : Cẩu để nâng được các cấu kiện như ống thép, Panel, Diaphragn phụ thuộc vào độ cao cần nâng vật, kích thước cấu kiện, độ dài tối thiểu của đoạn cáp trên và cáp dưới. - Tính toán chọn cáp : Tính sức căng lớn nhất của cáp và từ đó tra bảng các thông số cáp để chọn được bó cáp với độ an toàn cho phép.

4.4 Tính toán cẩu xoay

- Chọn cẩu cho việc quay lật Panel : Để quay lật được panel thì thường dùng 2 cẩu mới đảm bảo được sự ổn định, vị trí đặt móc cẩu phải được chọn sao cho có lợi nhất về mặt chịu lực của panel. Dựa vào điểm móc cẩu đó chọn tính toán lực căng trong cáp và căn cứ vào các đặc tính của cẩu, chiều cao, độ dài của đoạn cáp trên và cáp dưới để chọn sức cẩu phù hợp. - Tính toán các bước tiến của cẩu, lực cẩu và lực tác dụng lên gối đỡ xoay.