Thuyết Minh Thi Công I.pdf

1 CHƯƠNG I PHÂN TÍCH SỐ LIỆU BAN ĐẦU I NHIỆM VỤ Trong đồ án này, công trình hố móng cần thi công có vị trí đáy móng ở phía bên bờ phải của dòng sông, diện tích đáy hố móng rất lớn cỡ 7750 m2 Với cao t[.]

CHƯƠNG I PHÂN TÍCH SỐ LIỆU BAN ĐẦU

I NHIỆM VỤ

Trong đồ án này, công trình hố móng cần thi công có vị trí đáy móng ở phía bên bờ phải của dòng sông, diện tích đáy hố móng rất lớn cỡ 7750 m2 Với cao trình đáy hố móng -13m thấp hơn cao trình đáy sông là +5, mái dốc của hố móng là 1,5, công với độ dốc địa hình lớn thì khối lượng đào hố móng là rất lớn Từ đó, ta có thể thấy, với những công trình được xây dựng trên các địa hình phức tạp, độ dốc lớn thường có quy mô thi công công trình rất lớn, khối lượng lớn, thời gian thi công sẽ kéo dài

Do đó, để có thể hoàn thành công trình đúng tiến độ, ta cần phải lập tiến độ thi công cụ thể cho từng giai đoạn, từ công tác chuẩn bị công trường đến việc thi công đào hố móng và hoàn thiện Từ đó, có thể tính toán được số nhân công cụ thể, các tổ hợp máy cần dùng cho từng giai đoạn và quy trình thực hiện các công việc sao cho hiệu quả nhất

II ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH, KHÍ HẬU LƯU VỰC SÔNG

1 Đặc điểm dòng sông, hướng dòng chảy

Từ bình đồ hình 1.1 ta thấy, đoạn dòng sông chảy từ thượng lưu về theo hướng Bắc-Đông Bắc và chảy về hạ lưu theo hướng Đông Bắc, đoạn hẹp nhất của lòng sông là khoảng tầm 45m, đoạn rộng nhất khoảng tầm 80m Nhìn từ thượng lưu về hạ lưu thì bờ lồi ở phía bên bờ trái, còn phía bên bờ phải tương đối thẳng Độ cong của đoạn sông cũng tương đối nhỏ, độ dốc của đáy sông là i = 0,001 Do đặc điểm hướng dòng chảy tương đối ổn định, chiều rộng sông không quá lớn sẽ dễ dàng hơn cho công tác làm đê quây ngăn dòng để thi công hố móng

2 Đặc điểm địa hình

Địa hình của vùng thi công hố móng khá dốc Địa hình hai bên bờ có độ dốc tương đối đồng đều, bên bờ trái có độ dốc trung bình là 22%, còn bên bờ phải độ dốc trung bình là 23% Với địa hình dốc lớn như vậy thì việc thi công hố móng sẽ gặp nhiều khó khắn trong công tác vận chuyển khối đất đào, khối lượng đào sẽ lớn dẫn tới thời gian thi công lâu và chi phí thi công lớn

3 Đặc điểm khí hậu của vùng thi công

Khí hậu của vùng chia làm 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô, do đặc điểm dòng sông hẹp và dốc nên vào mùa mưa nước sông lên nhanh và dâng cao, còn mùa khô thì nước rất ít

Vì vậy, cần tiến hành thi công nhanh vào mùa khô khi mưa ít, nước sông còn thấp để bù khối lượng cho lúc mùa mưa đến, lượng mưa tăng cao, nước sông lên nhanh ảnh hưởng đến công tác thi công đào đất và tiêu thoát nước hố móng

4 Địa chất vùng thi công

Địa chất của vùng chủ yếu là loại đất cấp III Tính chất của loại đất này là khá cứng và khô, thành phần chủ yếu của loại đất là là đất có lẫn sỏi sạn, hàm lượng sỏi sạn chiếm khoảng 20-25% Lớp đất trên bề mặt có lẫn sỏi đá, rễ cây, cỏ dại… Do đó, phải tính toán lựa chọn các loại máy đào, máy ủi có lực cắt đất phù hợp để có thể đào được loại đất này Đối với lớp thực vật dày khoảng 1m ở phía trên, ta tiến hành bóc bằng máy ủi và vận chuyển đến bãi thải, còn với lớp đất bên dưới sẽ tiến hành đào bằng máy đào gầu thuận và dùng ô tô để vận chuyển lượng đất này đến một công trình đắp cần loại đất này

III ĐƯỜNG THI CÔNG VÀ BÃI THẢI

1 Đường thi công

Do đặc điểm hố móng lớn, lượng đất đào nhiều nên việc cần phải sử dụng phương tiên vận chuyển đất đến bãi thải ở xa so với công trình thi công Để đễ dàng vận chuyển đất đào và

có tính linh động cao thì nên sử dụng ô tô tự đổ Do đó, cần phải làm đường vào hố móng cho

ô tô chạy Với địa hình tương khá dốc, việc làm đường với hai làn xe chay (rông tầm 6-7m) thì khối lượng đào đất sẽ tăng lên nhiều, dẫn đến chi phí thi công cũng tăng theo, do đó ta sẽ tiến hành làm đường một làn xe chạy với chiều rộng đường từ 3 – 3,5m kết hợp với bố trí các điểm tránh nhau cho ô tô, khoảng cách là cứ 200m làm một vị trí tránh nhau Các đường ô tô vào hố móng sẽ được bố trí tại các cao trình bằng với cao trình của cơ đập để tận dụng cơ đập làm đường vận chuyển trong hố móng, thuận lợi hơn cho thi công Các đường thi công này sẽ được được nối với nhau thành một đường khi đi ra khỏi hố móng, nhưng độ dốc mỗi đường tối đa là 10% để đảm bảo ô tô có thể vận chuyển được dễ dàng

2 Bãi thải

Trong thi công hố móng, lớp đất bề mặt thường là lớp đất xấu, có lẫn gốc rễ cây nên lớp này sẽ cần phải bóc đi trước khi đào vào lớp đất bên dưới, lượng đất bóc phủ này sau khi đào lên sẽ được vận chuyển đến một bãi thải ở phía hạ lưu cách vị trí thi công khoảng 2km Còn lớp đất đào hố móng còn lại với khối lượng rất lớn được sử dụng để làm vật liệu cho công trình đắp nằm ở hạ lưu cách vị trí hố móng cũng 2km

sơ đồ làm việc của máy ủi hiệu quả nhất là sơ đồ tiến lùi Còn đường thi công thường dốc phụ thuộc nhiều vào địa hình nên phải chọn ô tô ngoài dung tích thùng phù hợp máy đào thì cũng phải lưu ý đến tính năng leo dốc của xe; đặc biệt là vào trời mưa, đường lầy lội, nếu chọn xe kém sẽ khó di chuyển hơn, ảnh hưởng đến tiến độ làm việc

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG THI CÔNG I.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG THI CÔNG

Từ đó vẽ mặt cắt ứng với các vị trí đã định để tính khối lượng; khối lượng này bao gồm: khối lượng bóc lớp phủ thực vật và khối lượng đào

Xác định khối lượng đào hố móng:

Áp dụng công thức:

1 2

2

(m3) Trong đó:

F1, F2: diện tích của 2 mặt cắt ngang gần nhau (m2)

L: khoảng cách giữa 2 mặt cắt (m)

Kết quả tính toán chi tiết thể hiện trong bảng 2.1:

BẢNG 2.1 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG ĐÀO HỐ MÓNG

Stbbp - là diện tích trung bình bóc phủ giữa hai mặt cắt liền kề

Stbđ - là diện tích đào giữa hai mặt cắt liền kề

L - là khoảng cách giữa hai mặt cắt

Vbp - là thể tích bóc phủ giữa hai mặt cắt liền kề

Vđ là thể tích đào giữa hai mặt cắt liền kề

3 Kết luận

- Vẽ được mặt bằng hố móng và các mặt cắt tính toán khối lượng

- Xác định được khối lượng cần thi công:

Bảng 2: Khối lượng thi công

CHƯƠNG III THỜI GIAN VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG

I.XÁC ĐỊNH THỜI GIAN THI CÔNG

- Khối lượng thi công:

bp bp bp

V t N

d

d

V t N

-Công tác chuẩn bị công trường:

1 2

432 108

t

-Công tác hoàn thiện chọn sơ bộ: tht = 30 ngày

-Tổng thời gian thi công công trình:

T = tbp + t1 + t2 + tht = 74+ 432 + 108 + 30 = 644 (ngày)

II TRÌNH TỰ THI CÔNG

1 Chuẩn bị công trường

- Làm đường thi công

- Làm kho bãi

- Xây dựng lán trại, điện, nước

- Xây dựng trạm sửa chữa cơ giới

- Giác móng hố đào

Thời gian kết thúc (ngày thứ)

Tổng thời gian (ngày)

Ghi chú

gầu ngửa+ô tô

III CÔNG TÁC BÓC PHỦ THỰC VẬT

1 Biện pháp thi công bóc phủ thực vật

Trong công tác bóc phủ ta chọn tổ hợp máy gồm có máy ủi vạn năng, máy đào gầu ngửa

và ô tô tự đổ Thời gian làm việc 1ca/ngày (1 ca = 8 tiếng)

Để vận chuyển đất bóc phủ đến bãi thải cần làm đường cho ô tô di chuyển Khi máy ủi thực hiện ủi đất từ trên sườn dốc xuống thì để máy làm việc hiệu quả thì khoảng cách vận chuyển không quá 70m Vì vậy, dựa vào mặt bằng hố móng hình 1.2 ta lựa chọn làm đường tại các cao trình +5, +23 và +35 Do điều kiện địa hình khó khăn, độ dốc khá lớn vì vậy không cho phép làm mặt đường quá rộng (dẫn tới khối lượng đào lớn), vì vậy, ta làm đường với một làn đường rộng 3,5m và trên quãng đường vận chuyển đất đến bãi thải của ô tô ta sẽ làm các chốt tránh nhau để vẫn đảm bảo lưu thông được hai chiều

Máy ủi vạn năng ngoài khả năng làm việc được như máy ủi có bàn gạt ngang thì lưỡi gạt của nó có khả năng nghiêng sang một bên, do đó có thể thay đổi lưỡi gạt phù hợp với địa hình phức tạp, độ dốc lớn Cho máy ủi đi theo sơ đồ tiến lùi, ủi chéo từ sườn dốc xuống Sơ

đồ tiến lùi là hiệu quả nhất cho máy ủi khi làm việc trên sườn dốc, do máy chỉ ủi đất về một phía nên khi ủi đất đầy trước bàn gạt sẽ chuyển sang số lùi để quay lùi lại vị trí ban đầu để tiếp tục ủi đất xuống, khả năng đi lùi của máy ủi cũng nhanh hơn so với đi tiến nên chu kỳ làm việc sẽ được giảm Máy ủi ủi đất từ trên xuống, với cự ly di chuyển khoảng 70m, dồn đất về thành từng đống, rồi sử dụng máy đào quăng tải tự do từ các đống dất do máy ủi dồn được xuống phía dưới Đất được tập kết lại lại thành những đống lớn tại các cao trình đã làm đường sau đó dùng máy xúc để xúc đất lên ô tô vận chuyển đến bãi thải

Để có sự đồng bộ giữa máy đào gầu ngửa và ô tô tự đổ thì cần lựa chọn hợp lý giữa dung tích gầu và dung tích thùng xe Ta lựa chọn số gầu đổ đầy thùng xe trong khoảng 4-6 gầu

Sơ đồ bóc phủ lớp thực vật thê hiện ở hình 4.1

Kết luận: tổ hợp máy được lựa chọn là “máy ủi vạn năng + máy đào gầu thuận + ô tô”

2 Chọn máy

a Chọn máy và tính năng suất của máy ủi vạn năng

Với nền đất cấp III, ta chọn loại máy ủi vạn năng có công suất 100CV có tổ hợp cày xới

để nhổ gốc cây Từ công suất dự định ta chọn được loại máy D5B của hãng MITSUBISHI có công suất 106CV

Năng suất máy ủi được tính theo công thức sau:

Khi tính chiều dài đoạn đường cắt đất để có được thể tích 2,32 m3 trước bàn gạt, ta

có diện tích mặt cắt ngang khối đất trước bàn gạt khi máy ủi xuống dốc:

Chiều dài đoạn đường vận chuyển lấy bằng Lvc = 70m Lấy vận tốc của máy khi cắt đất là 3,5km/h = 0,972 m/s; khi ủi đất là 5km/h = 1,389 m/s; khi về không là 10km/h = 2,778m/s Lấy thời gian đổ đất là 2s và máy có 4 lần sang số trong một chu kỳ Ta có một chu kỳ của máy như sau:

4 1

bp

ca

N n N

Ta chọn 2 máy là đảm bảo thực hiện công việc này

b Chọn máy và tính năng suất của máy đào gầu

Lớp bóc phủ thực vật sau khi được máy ủi dồn thành đống sẽ phai dùng máy đào để đổ đất lên thùng xe ô tô chở đến bãi thải Do kích thước hố đào rộng, khối lượng đất vận chuyển lớn, để hiệu suất đào ổn đinh thì ta dùng máy đào gầu ngửa Với cường độ đào đất dự kiến là

800 m3/ngày  24.103 m3/tháng, ta lựa chọn được máy đào có dung tích từ 1 đến 1,6 m3 Từ

đó ta lựa chọn được loại máy đào EO-51224 của Liên Xô với dung tích gầu q = 1,6m3

Năng suất máy đào được tính theo công thức:

Tck của máy EO-51224 là 20s

kđ – hệ số đầy gầu, tra bảng được kđ = 1,05

kt ’ – hệ số chuyển đổi từ đất tơi sang đất chặt, ' 1

t toi

k k

ktơi – hệ số tơi của đất, tra bảng được ktơi = 1,3

Ktg – hệ số sử dụng thời gian, lấy Ktg = 0,8

Như vậy, ta có năng suất của máy đào là:

bp

ca

N n N

Ta chọn 1 máy đào là đảm bảo để xúc vật liệu từ 2 máy ủi

c Chọn máy và tính năng suất của ô tô tự đổ

Việc chọn số lượng và dùng tích thùng ô tô phải đồng bộ với máy đào, sao cho các máy đều làm việc một cách liên tục, hạn chế thời gian chờ, gây nên giảm năng suất của các máy

Ta chọn ô tô có dung tích thùng ứng với 4 đến 6 gầu xúc tức là dung tích của thùng xe sẽ trong khoảng 6,4 đến 9,6 m3

Ta chọn loại ô tô Magirus 290L của CHLB Đức có kích thước thùng xe là:

Vt = 4,6.2,385.0,6 = 6,6 m3Năng suất của ô tô tính theo công thức:

maydao

V k t

c

L k t v

c

L k t v

   (giờ) = 3,18 (phút) Năng suất của ô tô sẽ là:

maydao

oto

N n N

Chọn 7 ô tô phục vụ một máy đào

IV CÔNG TÁC ĐÀO HỐ MÓNG

1 Biện pháp thi công đào hố móng

Sau khi đã hoàn thành công tác bóc phủ thực vật thì ta tiến hành đào đất hố móng Tổ hợp máy sử dụng gồm có máy đào và ô tô Loại máy đào và ô tô được lấy như đối với công tác bóc phủ thực vật, số lượng sẽ được tính toán để phù hợp với năng suất đã đề ra Thời gian đào hố móng cũng tiến hành 1 ca/ ngày

Máy đào sẽ tiến hành đào đất từ khoang đào có cao trình lớn nhất, và sẽ đào liên tục từ cao xuống thấp, đến khi nào tới được cao trình đáy hố móng Đường sẽ được bố trí vào các cao trình +5, +23 và +35; với mỗi đường thi công có thể đảm bảo được từ 15 đến 25m cao trình đất đào

Do bề rộng một lớp đất đào thường rất lớn, do đó ta phải bố trí nhiều khoang đào để có thể đào hết được một lớp đất tại một cao trình nhất định Ta bố trí khoang mở đầu là khoang đào chính diện để lấy đường cho ô tô vận chuyển vào để chở đất ra, còn các khoang đào tiếp theo là khoang đào cạnh Ô tô sẽ đứng ở cao trình đáy của khoang đào mà máy đào đang làm việc, máy đào đổ đầy đất vào thùng và ô tô sẽ chở đến vị trí có công trình đắp Khi cao trình đáy khoang đào mà ô tô đang đứng cao hơn, hoặc thấp hơn cao trình đường vào hố móng thì cần thiết kế đoạn dốc để ô tô đến được đường vào hố móng, độ dốc lớn nhất không quá 7%

Do chiều dài mỗi khoang đào lớn, nên không thể để ô tô lùi vào lấy đất được mà phải cho ô

tô đi thẳng vào, sau khi đầy thùng thi quay đầu lại để chở đất đi Vì vậy, ta phải thi công khoang đào mở đầu có chiều rộng đủ lớn để ô tô có thể quay đầu dễ dàng, bán kính quay của

ô tô phải bằng bán kính đào trên đáy khoang đào Khi máy đào đang đào khoang đào chính diện, thì bố trí ô tô ở phía sau hai bên sườn của máy đào, sao cho góc xoay của máy đào từ vị trí đào đến thùng ô tô là nhỏ nhất và không được quá 1350 Khi máy đào đang đào khoang đào canh thì bố trí ô tô ở bên cạnh máy đào, sao cho góc quay của máy đào kể từ trục đường

đi của máy đến thùng ô tô là nhỏ nhất và không quá 450

Kết luận: tổ hợp máy sẽ sử dụng là “máy đào gầu thuận và ô tô tự đổ”

2 Chọn máy

Do vẫn sử dụng các loại máy đào và ô tô như đối với công tác bóc phủ thực vật, nên năng suất của mỗi loại trong công tác đào cũng tương đương như với công tác bóc phủ thực vật Do khối lượng đào trong 1ca của công tác đào là 1500 m3/ca nên số máy đào và ô tô được chọn sẽ lớn hơn so với bóc phủ thực vật (800 m3/ca)

Ta thấy, 7 ô tô sẽ đủ phục vụ một máy đào Vì vậy, với 2 máy đào thì sẽ cần tới 14 ô tô

Bảng 4 Thông số của các loại máy

Mã hiệu D5B Mã hiệu EO -

51224 Mã hiệu Magirus 290L Chiều dài ben (B),

3 ) 1.6 Chiều dài xe (m) 7.65 Chiều cao ben (h),

Bán kính đào lớn nhất R (m) 8.93 Chiều rộng xe (m) 2.49 Vận tốc tiến, Km/h 3.5-9.9 Bán kính trút lớn

nhất r (m) 5.1 Chiều cao xe (m) 2.80 Vân tốc lùi, Km/h 4.2-11.7 Chiều cao trút đất

lớn nhất h (m) 5.1

Vận tốc lớn nhất

V Max (Km/h) 73 Chiều dài, mm 4585 Vận tốc v(km/h) 2.2 Dung tích gầu/thùng(m 3 ) 4.6*2.385*0.6 Chiều rộng, mm 2370 Chiều cao đào lớn

nhất H(m) 9.65

Số lượng ô tô dùng cho bóc phủ thực vật 7 Chiều cao, mm 3010 Chu kỳ T ck (giây) 20 Số lượng ô tô dùng cho đào hố móng 14

Trọng lượng, tấn 12 Số lượng máy

dùng cho bóc phủ 1

Số lượng máy dùng

cho bóc phủ 2

Số lượng máy dùng cho đào hố móng

2

Số lượng máy dùng

cho đào hố móng 0

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ KHOANG ĐÀO

I THIẾT KẾ KHOANG ĐÀO CHÍNH DIỆN

Khoang đào chính diện là khoang đào mở đầu tại mỗi lớp đào Mục đích của khoang đào chính diện là mở đường để ô tô có thể vào lấy đất được dễ dàng

Các thông số của khoang đào chính diện như sau:

- Chiều cao đào lớn nhất của máy: Hmax = 9,65m Để không ảnh hưởng đến lực nén gầu, các thiết bị động lực không làm việc quá tải, và giảm năng suất đào thì ta chọn chiều cao mỗi khoang đào là Hk = 6m

- Bán kính đào lớn nhất: Rđmax = 8,93m

- Chiều dài bước tiến của máy: S = 2m

- Khoảng cách từ trục đường đi của máy đến mép cạnh khoang đào chính diện:

- Bán kính đáy khoang đào: R0max = 6,3m

- Chiều rộng khoang đào chính diện:

B = 2B1 = 2.8,7 = 17,4 m

II THIẾT KẾ KHOANG ĐÀO CẠNH

Sau khi đã đào xong khoang đào chính diện thì máy đào sẽ đào tiếp khoang đào cạnh cho đến khi hết lớp đất tại khoang đào

Các thông số của khoang đào cạnh như sau:

- Chiều rộng lợi nhất của một giải khoang đào cạnh:

Bk = B1 + B2 – (Rd – Romax ) = 8, 7 6,3 (8,93 6,3) 10,5

2