TKTCTC công trình tây bắc 1

Nước ngầm tồn tại trong đới nứt nẻ của đá gốc, với trữlượng nhỏ, các mạch nước xuất hiện vào mùa khô thường có lưu lượng nhỏ Q = 1– 2 lít/phút.. - Nguyên lý áp dụng của phương pháp mặt c

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Vị trí công trình

Đập chính Tây Bắc được xây dựng trên sông Xuân Khánh, một trong hainhánh sông lớn của sông Chu, thuộc xã Xuân Khánh, huyện Thọ Xuân, tỉnh ThanhHóa, cách thành phố Thanh Hóa18km về phía Tây – Nam

Vĩ độ: 16019’ BắcKinh độ: 107038’ Đông

1.2 Nhiệm vụ công trình

- Chống lũ tiểu mãn, lũ sớm; giảm lũ chính vụ cho hệ thống sông Chu

- Cấp nước cho sinh hoạt và công nghiệp với lưu lượng Q = 2.0 m3/s

- Tạo nguồn nước tưới ổn định cho 34.782 ha đất canh tác thuộc vùng đồngbằng sông Chu

- Bổ sung nguồn nước ngọt cho hạ lưu sông Chu để đẩy mặn, cải thiện môitrường, phục vụ nuôi trồng thủy sản với lưu lượng Q = 25.0 m3/s

- Phát điện khi cần thiết với công suất lắp máy: N = 18000 KW

1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

1.3.1 Quy mô công trình

- Diện tích lưu vực : 717 km2

- Mực nước lũ thiết kế (P = 0,5 %): + 51,05 m

- Mực nước lũ kiểm tra ( P = 0,1%):+ 54,75 m

- Mực nước dâng bình thường (MNDBT): +45,6m

- Mực nước chết: +23m

- Dung tích phòng lũ : 509,8 106 m3

- Diện tích mất đất vĩnh viễn : 3.262 ha

- Diện tích mất đất tạm thời : 54,5 ha

- Dung tích toàn bộ : 646 x 106m3

- Dung tích cắt lũ ứng với P = 0,1%: 556,2 x 106m3

- Dung tich cắt lũ ứng với P = 0,5%: 435,9 x 106m3

- Dung tich chết: : 73,4 x 106m3

+ Tường chắn sóng cao 1.0m bằng bê tông cốt thép Đỉnh đập trải bê tôngatphan dày 7cm trên các lớp đá dăm cấp phối.

+ Độ dốc mái: tính từ đỉnh đập xuống, thượng lưu:1:3.0; 1:3.50; 1:4.0; hạlưu: 1:2.75; 1:3.50; 1:4.0

+ Tiêu nước thân đập kiểu dải lọc ống khói kết hợp đống đá tiêu nước hạ lưu.+ Gia cố mái thượng lưu: bằng BTCT đổ tại chỗ, dày (15-25)cm, dưới là cáclớp đá dăm và cát lọc…

+ Gia cố mái hạ lưu: Trồng cỏ bảo vệ, trong các ô vuông (3.0 x 3.0)m

- Số cửa: 6 cửa.

- Kích thước 1 cửa: B x H = (8,5 x 12.5) m

- Tổng chiều rộng đường tràn: Bt = 58 m

- Cao trình ngưỡng tràn: Zngưỡng = +34.0 m

- Hình thức tiêu năng: mũi phun

- Công suất lắp máy: N = 18,000 KW

- Điện lượng trung bình hàng năm: 60.106 KWh

- Số giờ làm việc T = 3,300 giờ

- Đường dây 35KV: dài 3.5 km

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình

Mặt thoáng của hồ Tây Bắc bao phủ một diện tích rộng khoảng 23.5 km2 ứngvới cao trình MNDBT + 45.0 m và kéo dài khoảng 17km từ đập chính lên thượnglưu, gần Nam Đông, với một số nhánh nhỏ phát triển theo các suối nhánh hai bênlòng hồ chính

Địa hình lòng hồ, phần nằm gần đập chính đến sông Hai Nhánh đặc trưngbởi các đồi nhỏ dạng bát úp có cao trình từ +30.0 đến +50.0 Từ sông Hai Nhánhngược lên thượng lưu, thung lũng thu hẹp dần Đáy sông có độ dốc trung bình i =0.001-0.003 có nhiều ghềnh nhỏ

Dải bờ hồ phía Tây và Tây Nam phân cách với lưu vực sông Hữu là một dãynúi cao, với các đỉnh có cao trình từ +40.0 đến +60.0 Từ cao trình MNDBT trởlên, ở cao trình MNDBT, sang thung lũng bên cạnh hàng chục kilomet, chỗ mỏngnhất khoảng 1km tại dải bờ hồ nằm ngay thượng lưu vai trái đập.

Dải bờ hồ Đông Bắc phân cách với thung lũng Khe Chăn, là một dãy núi caokéo dài khoảng 4km với các đỉnh Đá Đen có cao trình trên +200 và Mỏ Tàu có caotrình trên +300 Bờ hồ có bề dày từ 1.5km đến 3km

Dải bờ hồ phía Đông và Đông Nam phân cách với lưu vực sông Nông là cácdãy đồi thấp, dạng bát úp, với các đỉnh có cao trình từ +50 đến +100 và các yênngựa có cao trình +30 đến +80 Tại bờ dải hồ này cần bố trí 4 đập phụ Về phíaNam và Đông Nam, địa hình cao dần lên với các đỉnh núi có cao trình từ +160 đếntrên +200 và bờ hồ có bề dày 1-8 km

1.4.2 Điều kiện khí hậu, thủy văn và đặc trưng dòng chảy

1.4.2.1 Điều kiện khí hậu

Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 250C Lượng mưa hàng năm trungbình từ 2,700 mm đến 3,490 mm Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12, chiếm85% lượng mưa cả năm Đây là một trong những những tỉnh có lượng mưa cólượng mưa thuộc loại nhiều nhất nước ta, thường xuyên chịu ảnh hưởng của bão, lũlụt, hạn hán và gió Tây khô nóng

1.4.2.2 Thủy văn và đặc trưng dòng chảy

Mùa kiệt bắt đầu từ tháng 1 và kết thúc vào tháng 8, mùa lũ bắt đầu từ tháng

9 và kết thúc vào tháng 12

Bảng 1.1 Lưu lượng lớn nhất từng tháng mùa kiệt (m3/s)

1.2.1.1 Dòng chảy lũ thiết kế

a) Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế

Bảng 1.3 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế tại tuyến công trình

b) Tổng lượng lũ thiết kế

Tổng lượng lũ thiết kế tính theo phương pháp tương quan đỉnh lượng Sử dụng

quan hệ đỉnh - lượng, tổng lượng với tổng lượng

Hình 1.1 : Biểu đồ quan hệ lưu lượng và mực nước hạ lưu.

Hình 1.2 Biểu đồ quan hệ mực nước thượng lưu hồ và diện tích lòng hồ.

Hình 1.3 Biểu đồ quan hệ mực nước thượng lưu hồ và dung tích hồ

1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn

1.4.3.1 Địa chất

- Về mặt cấu tạo, các thành tạo trầm tích có thế nằm chung 90<70 (phương vịhướng dốc và góc dốc) Theo hướng đập chính Tây Bắc thế nằm của đá cắm về phíavai phải đập chính về phía tràn Tuy nhiên do chịu ảnh hưởng của các hoạt độngkiến tạo, các đá khu vực này bị biến chất nhiệt động và bị vò nhàu uốn nếp thế nằmcủa đá không ổn định Tại khu vực thềm sông vai trái và lòng sông gặp các thể xâmnhập granit

- Khu vực bị phân cắt mạnh bởi các mạng lưới đứt gãy bậc I và bậc II, có khảnăng phát sinh động đất mạnh Hồ Tây Bắc và lân cận trong phạm vi bán kính100km sẽ chịu ảnh hưởng trực tiếp của các đới đứt gãy lớn, vì vậy đây là khu vực

có nguy hiểm về địa chấn

- Địa chất vùng được phân ra thành các lớp theo thứ tự trên xuống dướinhư sau:

+ Lớp 1b: Cát hạt thô lẫn ít sạn sỏi màu xám, xám vàng, ẩm vừa, kém chặt.Sạn sỏi chiếm khoảng 5%, kích thước 2-10mm Nguồn gốc bồi tích hiện đại

+ Lớp 1a: Hỗn hợp cuội sỏi cát và đá tảng màu xám vàng, nâu nhạt, xámtrắng, rời rạc, bão hòa nước Cuội sỏi có thành phần chủ yếu là thách anh, đá phiến,tròn cạnh, cứng chắc, cứng vừa Phân bố ở lòng sông, nguồn gốc bồi tích hiện đại

+ Lớp 2c: Đất á sét trung, đôi chỗ là á sét nhẹ, màu nâu nhạt, nâu vàng.Trạng thái nửa cứng-cứng, kết cấu chặt vừa-kém chặt Lớp này phân bố ở lòngsông Nguồn gốc bồi tích thềm bậc 1

+ Lớp 2b: Sét có chỗ là á sét nặng màu nâu, loang lổ màu vàng, nâu đỏ.Trạng thái nửa cứng-dẻo cứng, đôi chỗ cứng, kết cấu chặt vừa Nguồn gốc bồi tíchthềm bậc 1

+ Lớp 2a: Hỗn hợp cuội sỏi cát và á sét màu nâu, loang lổ nâu vàng, nâu đỏ,kết cấu chặt Cuội sỏi có thành phần chủ yếu là thạch anh, granit, đá phiến, tươngđối tròn cạnh, cứng chắc Nguồn gốc bồi tích đáy thềm bậc 1

+ Lớp 3b: Đất á sét nặng đôi chỗ là sét lẫn ít dăm sạn màu nâu vàng, nâunhạt, loang lổ nâu đỏ Trạng thái nửa cứng-dẻo cứng, kết cấu chặt vừa, không đều.Nguồn gốc pha tàn tích

+ Lớp 3b1: Đất á sét trung-nặng đôi chỗ là á sét nhẹ lẫn nhiều dăm sạn màunâu, nâu vàng, nâu đỏ Trạng thái nửa cứng-cứng đôi chỗ dẻo cứng, kết cấu chặtvừa Nguồn gốc pha tàn tích

+ Lớp 5a: Sản phẩm phong hóa hoàn toàn từ đá gốc Khi khoan lên nõnkhoan ở dạng đất á sét trung, đôi chỗ là á sét nhẹ lẫn nhiều dăm sạn, màu nâu vàng,nâu đỏ, nâu xám, đôi chỗ xám đen Trạng thái nửa cứng – cứng, đôi chỗ dẻo cứng.Trong lớp còn quan sát được kết cấu của đá gốc

+ Lớp 5b: Sản phẩm phong hóa hoàn toàn từ đá gốc Khi khoan lên nõnkhoan ở dạng đất á sét nặng - sét nhẹ lẫn ít dăm sạn, màu nâu vàng, nâu đỏ, đôi chỗ

xám đen Trạng thái dẻo cứng - nửa cứng, đôi chỗ cứng Trong lớp còn quan sátđược kết cấu của đá gốc.

+ Lớp 5b1: Sản phẩm phong hóa hoàn toàn từ đá gốc Khi khoan lên nõnkhoan ở dạng đất á sét nặng lẫn nhiều dăm sạn, màu nâu vàng, nâu đỏ, xám nâu.Trạng thái nửa cứng - dẻo cứng Trong lớp còn quan sát được kết cấu của đá gốc

+ Lớp 5c: Sản phẩm phong hóa hoàn toàn từ đá gốc Khi khoan lên nõnkhoan ở dạng đất á sét trung-nhẹ, lẫn ít dăm sạn, màu nâu vàng, nâu đỏ, nâu xám.Trạng thái nửa cứng - cứng, đôi chỗ dẻo cứng

+ Lớp 6: Đá phong hóa mạnh bị biến màu hoàn toàn so với đá tươi Khikhoan lên nõn khoan ở dạng dăm tảng và á sét

+ Lớp 7: Đá phong hóa vừa nhiều chỗ bị biến màu nhưng còn khá cứng chắc,các mảnh vỡ tương đối sắc cạnh, nứt nẻ mạnh

+ Lớp 8: Đá phong hóa nhẹ, đá hầu như không bị biến màu hoặc biến màunhẹ so với đá tươi

1.4.3.2 Địa chất thủy văn

Các loại đất đá trong vùng đều thuộc loại thấm nước kém, ngoại trừ lớp cátcuội sỏi lòng sông suối Nước ngầm tồn tại trong đới nứt nẻ của đá gốc, với trữlượng nhỏ, các mạch nước xuất hiện vào mùa khô thường có lưu lượng nhỏ (Q = 1–

2 lít/phút) Độ sâu mực nước ngầm gặp trong các hố khoan ở sườn đồi, vào mùakhô thường 7–10 m, vào mùa mưa 5–7m Nước thuộc loại Bicacbonat Canxi cótổng khoáng hóa M < 0,2g/l

Các vết lộ nước ngầm hai bên hồ quan sát được thường có cao trình +30 đến+50 Đỉnh phân thủy ở các dải bờ hồ bao quanh hồ chứa chủ yếu nằm cao hơn cao

độ +60, do đó sau khi hồ chứa dâng nước đến MNDBT +45.6 thì chưa thấy khảnăng nước hồ thấm và chảy qua lưu vực khác

1.4.4 Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực

Xã Tây Bắc là xã miền núi, ở thượng nguồn nhánh Tây Bắc sông Chu, là xãnghèo, đặc biệt khó khăn, được tiếp tục hưởng các dự án thuộc chương trình 135giai đoạn 2006 – 2010 Đời sống nhân dân chủ yếu sống bằng nghề nông nghiệp,diện tích cây ăn quả là 56 ha, trong đó cây thanh trà chiếm 45ha Ngoài việc sảnxuất cây ngắn ngày, thế mạnh phát triển kinh tế ở địa phương là chăn nuôi trâu bò,trồng cây thanh trà, trồng rừng

1.5 Điều kiện giao thông

1.5.1 Đường vào khu đập chính

Là đường tỉnh lộ số 47, nối với quốc lộ 1A tại điểm cách thành phố khoảng7km về phía Nam Sửa chữa nâng cấp đoạn nối vào khu đập chính khoảng 10,36 km

để phục vụ thi công và quản lý sau này

1.5.2 Đường vào khu đập phụ

Trên cơ sở tuyến của tỉnh lộ 15 hiện có (từ ngoài vào công trình dài 22km), sửachữa nâng cấp để phục vụ thi công, kết hợp quản lý và đáp ứng nhu cầu dân sinhtrong khu vực

1.5.3 Hệ thống đường thi công kết hợp quản lý trong khu vực công trình

Gồm mạng lưới các tuyến đường phục vụ thi công và kết hợp quản lý sau nàytrong nội bộ khu đầu mối đập chính, khu đập phụ và nối giữa hai khu vực

Đê quai thượng lưu được sử dụng để làm đường thi công tuynen Giao thông đilại giữa hai bờ sông phía hạ lưu (khu mặt bằng thi công) sử dụng cầu số 1 và cầu số

2 phía hạ lưu, cầu được thiết kế với tải trọng H30-XB60

(m3/quý)

Cấpđường

Chiều rộngnền đường(m)

Vị trí

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước

Khối lượng khai thác (m 3 )

Cự ly trung bình đến đập chính (km)

Khối lượng khai thác (m 3 )

Cự ly trung bình đến đập chính (km)

Khối lượng khai thác (m 3 )

Cự ly

TB đến đập chính (km)

Vị trí

CS1 17,851 3,569 45,370 Ở lòng sông Tây Bắc ngay phạm vi

tuyến đập chínhCS2 8,003 1,601 26,781 1 Là bãi bồi mép trái sông Xuân Khánh

về phía hạ lưuCS3 61,735 12,347 280,509 2 Là bãi bồi mép phải sông Xuân Khánh

về phía hạ lưuCS4 19,536 3,909 47,717 0.5 Là bãi bồi mép trái sông Xuân Khánh

về phía thượng lưuCS5 27,912 5,565 85,181 1.7 Là bãi bồi mép trái sông Xuân Khánh

về phía thượng lưuCS6 20,094 4,010 55,871 2.2 Là bãi bồi mép phải sông Xuân Khánh

về phía thượng lưuCS7 23,272 4,644 46,786 2.8 Là bãi bồi mép trái sông Xuân Khánh

về phía thượng hạ lưu

Σ 178,403 35,645 588,215

1.6.2 Cung cấp điện

Đường dây cao thế và trạm biến áp: Xây dựng tuyến đường dây 22 KV nối

từ lưới điện quốc gia vào khu vực xây dựng công trình và các trạm biến áp (02 trạm

công suất 560KVA-22/0.4KV và 01 trạm 320KVA-22/0.4KV) để cấp điện phục vụ

thi công và vận hành khai thác sau này (bổ sung thêm trạm T4)

- Trạm phát điện dự phòng: Máy phát điện diezen 250 kVA – 0.4 kV

- Điện hạ thế: Cấp điện vận hành các cửa van tràn xả lũ và tuy nen, hệ thốngđiều khiển giám sát, hệ thống chiếu sáng

-Điện dùng để sinh hoạt và thi công lấy từ các trạm hạ thế đã bố trí trongcông trường theo đường dây 35kV

1.6.3 Cung cấp nước

Gần khu vực xây dựng có nước sông đủ chất lượng và số lượng theo yêu cầu,nên sử dụng nguồn nước này để cung cấp nước cho xây dựng và thi công

1.7 Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực

Đơn vị thi công có đầy đủ máy móc, thiết bị vật tư, trình độ quản lý và tổchức thi công cho công trình Đảm bảo công trình thi công đúng tiến độ, an toàn vàchất lượng

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt

Thời gian bắt đầu thi công năm 2008 và dự kiến cơ bản hoàn thành trongnăm 2011 không kể 1 năm chuẩn bị

1.9 Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công

Khu đập chính có mặt bằng rộng thuận lợi cho việc bố trí công trình Đã cóđường vào tận chân công trình Tuy nhiên bờ trái dốc và thềm sông bờ trái hẹp, khóthi công, thềm sông bờ phải bị phân cắt bởi các khe suối nhỏ

Địa chất khu vực đập chính có điều kiện địa chất rất phức tạp với sự có mặtcủa các loại đá gốc có nguồn gốc khác nhau Các hoạt động kiến tạo làm đất đá bị

vò nhàu, uốn nếp và giảm cường độ

Các đứt gẫy từ bậc III đến V cắt qua khu đập chính tạo nên các đới phá huỷ,

đá phong hoá mạnh phát triển sâu và chia cắt đập chính thành các vùng khác nhau

Có thể có hiện tượng thấm mất nước qua vai trái đập Cần xử lý thấm mấtnước qua nền đập trên toàn tuyến đập, xử lý thấm qua vai trái đập

Hiện tượng sạt trượt tại ở mái hố móng và khu vực vai đập và vấn đề nướcchảy vào hố móng có thể xảy ra

Tràn xả lũ nằm ở khu vực yên ngựa có đặc điểm địa hình tương đối thuậnlợi, chiều sâu đào lớn nhất khoảng 45m

Khu vực tuyến tràn có điều kiện địa chất rất phức tạp, ngay trong các đớiphong hoá vừa, phong hoá nhẹ có thể còn có các đới mềm yếu, trong đới đáphong hoá mạnh còn có các khối tảng cứng chắc, vì vậy cần dự trù khối lượng

xử lý phát sinh

Ngoài ra cùng với các điều kiện như :

+ Vật liệu xây dựng (khối lượng VL tổng cộng đạt hệ số 3.1 so với khốilượng thiết kế yêu cầu)

+ Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực đều được cung cấp đầy đủ, kịpthời đến tận chân công trình

Điều này đã tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thi công

Khu vực dự án hồ Tây Bắc nhìn chung kém phát triển, đến nay trình độ dântrí và điều kiện sống thấp, khó khăn nghèo nàn về kinh tế, văn hoá xã hội

Vì vậy việc xây dựng công trình hồ Tây Bắc sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sựphát triển kinh tế xã hội khu vực Hiệu quả về kinh tế xã hội công trình mang lại rấtlớn

Về tổng quan có thể đánh giá chung khu dự án có nhiều thuận lợi cho việcxây dựng công trình, đồng thời việc xây dựng công trình sẽ tạo điều kiện thuận lợi,góp phần tích cực cho sự phát triển kinh tế - xã hội - văn hoá khu vực

CHƯƠNG 2: THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN

2.1 ĐÀO MÓNG ĐẬP ĐẤT.

2.1.1 Phương pháp mặt cắt trung bình.

- Nguyên lý áp dụng của phương pháp mặt cắt trung bình là chia khối lượng đàomóng công trình thành nhiều phần ,càng chia thành nhiều phần nhỏ thì độ chính xáccủa phương pháp càng cao.Tuy nhiên để đảm bảo độ chính xác và giảm khối lượngtính toán thì chúng ta nên chia khối lượng đào móng thành những phần mà trong đódiện tích của các mặt cắt ngang ít bị thay đổi

Phương pháp đươc thể hiện như sau:

- Mỗi phần khối lượng đào có chiều dài Li, hai đầu của mỗi phần được giới hạnbởi hai mặt cắt lần lượt có diện tích là Fi , Fi+1 Ta có diện tích trung bình của haimặt cắt giới hạn hai đầu khối đào là:

Ta có chiều rộng hố móng đươc tính như sau :

Bhm = Bct + (2.C)

Trong đó :

Bhm : chiều rộng hố móng

Bct : chiều rộng công trình

C : độ lưu không khi thi công

2.1.3.Tính khối lượng đào móng đập đất.

- Do công trình đập đất có kích thước lượng lớn, thi công trong thời gian 5năm Nên ta chia khối lượng đào móng thành 2 đợt

+ Đợt 1 vào mùa khô năm thứ nhất, đào móng vai trái của đập

+ Đợt 2 vào mùa khô năm thứ hai, đào móng vai phải của đập

- Để đảm bảo xác định khối lượng đào móng công trình có độ chính xáccao , mà khối lượng tính toán không nhiều Dựa vào sự thay đổi của diện tích mặtcắt ngang khối đào , ta chia khối lượng đào móng thành 9 phần được thể hiện nhưtrong bản vẽ mặt cắt dọc đập đất

+ Phần 1 được giới hạn bởi mặt cắt I’–I’ và mặt cắt I –I

+ Phần 2 được giới hạn bởi mặt cắt I –I và mặt căt II – II

+ Phần 3 được giới hạn bởi mặt cắt II –II và mặt căt III – III

+ Phần 4 được giới hạn bởi mặt cắt III –III và mặt căt IV – IV

+ Phần 5 được giới hạn bởi mặt cắt IV –IV và mặt cắt V –V

+ Phần 6 được giới hạn bởi mặt cắt V –V và mặt cắt VI –VI

+ Phần 7 được giới hạn bởi mặt cắt VI –VI và mặt cắt VII –VII

+ Phần 8 được giới hạn bởi mặt cắt VII –VII và mặt cắt VIII –VIII

+ Phần 9 được giới hạn bởi mặt cắt VIII –VIII và mặt cắt IX –IX.

+ Phần 10 được giới hạn bởi mặt cắt IX – IX và mặt cắt X – X.

+ Phần 11 được giới hạn bởi mặt cắt X – X và mặt cắt X’ – X’.

- Tính khối lượng đào móng từng phần và tổng khối lượng đào móng công

trình được thể hiện trong bảng sau:

Đợt đào móng 1.

Mặt cắt Fi

( m 2 )

Fi tb ( m 2 )

Li ( m )

Vi ( m 3 ) I’

Li ( m )

Vi ( m 3 ) V

558,04 522,48

726,49

636,53 337,93 181,92

97,1 70,19 107,99 124,9

160,86

59,26

54185,68 36673,22 78460,92 79503,22 54359,42 10780,28

- Vậy khối lượng đào móng công trình đợt 1 là : 529370,5 m3.

- Vậy khối lượng đào móng công trình đợt 2 là : 313962,8 m3

Tổng khối lượng đào móng công trình là : 843333,2 m3

2.2 XÁC ĐỊNH XE, MÁY THI CÔNG ĐÀO MÓNG.

2.2.1 Chọn phương án đào móng đập đất.

Do khối lượng đào móng đập đất lớn,nên ta chọn phương án thi công cơ giới.Qua việc nghiên cứu địa hình, địa chất ta thấy lớp đất đào chủ yếu là đất sét và á sétnặng, chứa ít dăm sạn, đất ẩm Vì vậy để đạt hiệu quả cao ta dùng máy đào gầu sấpkết hợp với ô tô tự đổ, sau đó dung máy ủi két hợp với thủ công để dọn nền đập

2.2.2 Tính cường độ đào móng từng giai đoạn.

V

×

Trong đó : + V1 là khối lượng đào trong đợt 1 V1 = 529370,5 m3

+ Số ca thi công trong ngày, ta chọn n = 2ca

+ T1 là số ngày thi công, ta chọn T1 = 145 ngày

⇒ Q1 =

145 2

5 , 529370

V

×

Trong đó : + V2 là khối lượng đào trong đợt 2, V2 = 313962,8 m3

+ Số ca thi công trong ngày, ta chọn n = 2ca

+ T2 là số ngày thi công, ta chọn T2 = 120 ngày

⇒ Q2 =

120 2

8 , 313962

× = 1308,19 (m3/ca).

Vậy cường độ thi công giai đoạn 2 là : Q2 = 1308,19 (m3/ca)

2.2.3 Tính số lượng xe, máy cho từng giai đoạn.

2.2.3.1 Chọn máy đào.

Do khối lượng đào lớn, vì thế ta chọn máy đào gầu sấp nhãn hiệu HITACHI

CONSTRUCTION MACHINERY, có mã hiệu UH10 (tra cứu sổ tay náy thi công).Máy có các thông số sau:

+ Dung tích gầu q = 1,4 m3

+ Bán kính đào lớn nhất 11,7m

+ Chiều cao 2,96m

+ Chiều rộng 2,99m

+ Cơ cấu di chuyển bằng xích

+ Thời gian trung bình của 1 chu kì tck = 18,5s

Máy thi côngMáy đào

- Giai đoạn 1.

Giai đoạn 1 có cường độ đào như đã tính toán ở trên là : Q1 = 1825,41 (m 3/ca) Vớiđất đào thuộc đất cấp III, khi đào 100m3 hết 0,228ca Từ đó ta xác định được năngsuất máy đào cho 1 ca làm viêc là:

Nđ =

228,0

100 = 438,59 (m3/ca)

Số máy đào được xác định theo công thức sau:

nđ1 =

đ N

Giai đoạn 2 có cường độ đào như đã tính toán ở trên là : Q2 = 1308,19 (m3/ca)

Số máy đào được xác định theo công thức sau:

nđ2 =

đ N

- Dựa vào sổ tay chon máy thi công ta chọn loai Ô tô tự đổ nhãn hiệu

NISAN DIEZEL MOTORS Mã hiệu CD51KD Xe có các thông số sau:

= 5,07.

Vậy =5,07

q

W

thỏa mãn điều kiện

- Tra định mức dự toán xây dựng công trình của bộ xây dựng cho 100m3 đất đào móng công trình ta đươc thông số như sau:

Mã hiệu Công tác

xây lắp

Thành phầnhao phí

0,77 0,84 0,92

1 2 3 4

Căn cứ vào định mức trên ta tính được năng suất của ô tô là:

Nô tô = 0100,84 = 119,04 (m3/ca)

- Xác định số ô tô cần thiết phối hợp với một máy đào

Số ô tô phối hợp với một máy đào được xác định như sau:

n ô tô = = = 3,68

Vậy ta chọn 4 ô tô cho một máy đào và dự trữ 1 ô tô

2.2.3.3 Chọn máy ủi.

- Máy ủi có nhiệm vụ gom đất để xúc đổ lên ô tô theo Định mức dự toán xây

dựng công trình của bộ xây dựng

+ Chọn loại KOMATSU công suất 110CV

+ Mã hiệu D50A-16

+ Trọng lượng 11,65T

+ Cơ cấu di chuyển bằng xích

+ Hệ thống điều khiển : thuỷ lực

+ Kích thước bao : dài × rộng × cao = 4,555 × 2,34 × 2,86 m

+ Kích thước lưỡi ủi : rộng x cao = 3,72×0,875 m

+ Trọng lượng lưỡi ủi 1,65T

- Tra định mức dự toán xây dựng công trình của bộ xây dựng cho 100m3, chiều rộng móng > 20m, ta đươc các thông số sau:

Mã hiệu Công tác

xây lắp

Thành phầnhao phí

Máy thi côngMáy ủi

Năng suất thực tế của máy ủi : N ủi= = 2222,22 (m3/ca)

- Do cường độ thi công nhỏ nên ta chọn chọn 1 máy ủi và 1 máy dự trữ

Kết quả tính toán số lượng xe máy được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 2.1 Ttính toán số lượng xe máy.

Sử dụng

Dự trữ

Sử dụng

Dự trữ

II Đào móng

2.2.4 Kiểm tra điều kiện phối hợp xe, máy đào móng

2.2.4.1 Kiểm tra điều kiện ưu tiên cho máy chủ đạo

Năng suất tổng cộng của tất cả các ôtô phục vụ cho các máy đào phải lớn hơnnăng suất của các máy đào để đảm bảo máy đào phát huy hết năng suất

nô tô Nô tô > nđào Nđào

Thay vào ta được:

20 × 119,04 = 2380,8 (m3/ca) > 5× 438,59 = 2192,95(m3/ca)

12 × 119,04 = 1428,5 (m3/ca) > 3× 438,59 = 1315,77(m3/ca)

- Như vây điều kiện ưu tiên cho máy chủ đạo thỏa mãn

2.2.4.2 Kiểm tra điều kiện số gầu đổ đầy ô tô.

Chọn ôtô kết hợp với máy đào thoả mãn yêu cầu sao cho sự phối hợp của đổ đấtcủa máy đào vào xe hợp lý Điều kiện này được kiểm nghiệm qua hệ số m = 4 ÷ 7

m = + m : Số gầu để đổ đầy 1 ôtô

+ Q : Tải trọng của ôtô Q = 10(Tấn)

+ Kp : Hệ số tơi xốp Kp = 1,2

+ Kp’ = = = 0,833

+ γtn: Dung trọng tự nhiên lấy γtn=1,49(T/m3)

+ q : Dung tích của gầu xúc q = 1,4 m3

+ KH: Hệ số đấy gầu với KH = 1,1

⇒

- Như vậy số gầu đổ đầy ô tô nằm trong khoảng (4 ÷ 7) gầu Thỏa mãn điều

kiện phối hợp về mặt khối lượng

2.2.6 Kiểm tra điều kiện phối hợp về thời gian.

Khi sử dụng định mức để tính toán máy thi công, chúng ta có thể bỏ qua sựphối hợp về thời gian

2.3 TIÊU NƯỚC HỐ MÓNG.

2.3.1 Chọn phương pháp tiêu nước hố móng.

Có hai phương pháp tiêu nước hố móng là phương pháp tiêu nước mặt vàphương pháp hạ thấp mực nước ngầm Theo tài liệu địa chất tầng bồi tích lòng sông

là tầng đất á sét dày, không có nước ngầm áp lực Do đó ta chọn phương pháp tiêunước hố móng là phương pháp tiêu nước mặt, đây là phương pháp đơn giản, giáthành rẻ, phù hợp với đất nền công trình

2.3.2 Xác định lượng nước cần tiêu giai đoạn 1.

Theo phương pháp này tiêu nước hố móng được chia làm 3 thời kỳ :

- Lượng nước trong hố móng cần tiêu được tính theo công thức sau :

Q = + Qt

Trong đó : + Q : Lưu lượng nước cần tiêu,( m3/h)

+ ω: Diện tích trung bình của bề mặt hố móng ứng với độ hạ thấp mựcnước trung bình Dùng phần mềm autocad ta đo được ω =10832,7(m2) + ∆h : Tốc độ hạ thấp mực nước trong ngày đêm (m/ngđ) mà không gây sạt

+ Q : Lưu lượng cần tiêu (m 3 /h).

+ Q m : Lưu lượng nước cần tiêu trong phạm vi hố móng, (m 3 /h).

+ Q t : Lưu lượng nước thấm (m 3 /h)

+ Qđ : Lưu lượng nước thoát ra từ khối đất đào móng đã đào ra.Ở đây

do đào tới đâu ô tô chở đi đến đó nên Qđ = 0

+ F : Diện tích hứng nước mưa của hố móng, F = 59889 (m 2 ).

+ h : Là lượng nước mưa bình quân ngày trong giai đoạn tính toán,theo trạm đo mưa Tây Bắc thì lượng mưa bình quân lớn nhất trong thángđạt 109 mm

⇒ Qm = 24

× h

F

- Xác định lưu lượng nước thấm.

Trong trường hợp này chỉ xác định lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu, hạ lưu

Sơ đồ tính thấm qua đê quai

+ Lưu lượng thấm qua đê quai hạ lưu :

qhl = K×

T : Chiều dày tầng thấm, giáo viên hướng dẫn cho T=5(m)

L : Chiều dài đường thấm

L = L0-0,5mh H+l

H : Cột nước ở đê quai hạ lưu H= 7,76 – 5,62= 2,14 (m)

mh : Hệ số mái hạ lưu của đê quai, mh = 2

l : Là khoảng cách từ chân đê quai đến mép mương thoát nước, l = 1,5m

L0 : Chiều dài dưới đáy đê quai:

L0 = b + hđ× (mh + mt)

hđ : Chiều cao đê quai, hđ = 2,14 + 0,5 = 2,64 (m)

mt : Hệ số mái thượng lưu của đê quai, mtl = 1,5

⇒ L0 = 5 + 2,64 × ( 2 + 1,5 ) = 12,92 (m)

⇒ L = 12,92 – (0,5× 2×2,64) + 1,5= 11,78 (m).

K : Hệ số thấm của đê quai, từ tài liệu địa chất ta có :

LL

0

m = 1.5

m = 2

TY

l

H5,62

7,76

H2

+ Lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu :

Do không có tài liệu đầy đủ về mực nước nên ta lấy lưu lượng thấm qua đêquai thượng lưu bằng hai lần lưu lượng thấm qua đê quai hạ lưu:

2.3.2.3 Thời kỳ tiêu nước thường xuyên.

Trong đồ án này thì thời kỳ tiêu nước thường xuyên chỉ xét đến tiêu nước thấmqua đê quai thượng, hạ lưu, nước mưa, nước thấm qua đê quai dọc nhỏ nên có thể

bỏ qua.Lượng nước thi công thải ra thường là nước dùng để tưới khi thi công đập

đá đổ lượng nước này thường căn cứ vào thực tế để xác định Do đập đất nênlượng nước thi công không đáng kể nên co thể bỏ qua Qtc= 0

Lưu lượng nước thấm qua đê quai đã được xác định ở trên ta có :

Q = Qm + Qt = 271,9 + 0,21 = 272,11 (m3/h)

2.3.2.4 Chọn máy bơm cho các thời kì tiêu nước hố móng.

Căn cứ vào lưu lượng cần tháo và cột nước bơm, tra theo Catalog của Công tychế tạo bơm Hải Dương ta chọn loại máy bơm có ký hiệu: HL 270-12, LT70-30TH

là máy bơm kiểu bơm ly tâm và hỗn lưu một cấp trục ngang do Công ty chế tạobơm Hải Dương sản xuất có các thông số kỹ thuật như sau:

Bảng 2.2 Thông số kĩ thuật của máy bơm.

Ký hiệu Q

(m3/s)

H (m)

Hh (m)

n(v/ph )

Nđc(KW)

Dh(mm)

Dx(mm)LT70-

Số máy bơm Dự trữ

Thời kỳ thi công công trình 272,11 LT70-30TH 5 máy 1 máy

2.3.2 Xác định lượng nước cần tiêu giai đoạn 2.

Theo phương pháp này tiêu nước hố móng được chia làm 3 thời kỳ :

- Lượng nước trong hố móng cần tiêu được tính theo công thức sau :

Q = + Qt

Trong đó :

+ Q : Lưu lượng nước cần tiêu,( m3/h).

+ Q :Lưu lượng cần tiêu (m 3 /h).

+ Q m : Lưu lượng nước cần tiêu trong phạm vi hố móng, (m 3 /h).

+ Q t : Lưu lượng nước thấm (m 3 /h)

+ Qđ :Lưu lượng nước thoát ra từ khối đất đào móng đã đào ra.Ở đây do đào

tới đâu ô tô chở đi đến đó nên Qđ = 0

+ F : Diện tích hứng nước mưa của hố móng, F = 38073,5 (m 2 ).

+ h : Là lượng nước mưa bình quân ngày trong giai đoạn tính toán,theo trạm đo mưa Bắc Yên thì lượng mưa bình quân lớn nhất trong thángđạt 109 mm

- Xác địnhlưu lượng nước thấm

Trong trường hợp này chỉ xác định lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu, hạlưu

Sơ đồ tính thấm qua đê quai

+ Lưu lượng thấm qua đê quai hạ lưu :

qhl = K×

T : Chiều dày tầng thấm, giáo viên hướng dẫn cho T = 5 (m)

L : Chiều dài đường thấm

L = L0-0,5mh H+l

H : Cột nước ở đê quai hạ lưu H= 7,76 – 5,62= 2,14 (m)

LL

0

m = 1.5

m = 2

TY

l

H5,62

7,76

H2

mh : Hệ số mái hạ lưu của đê quai, mh = 2.

l : Là khoảng cách từ chân đê quai đến mép mương thoát nước, l = 1,5m

L0 : Chiều dài dưới đáy đê quai:

L0 = b + hđ× (mh + mt)

hđ : Chiều cao đê quai, hđ = 2,14 + 0,5 = 2,64 (m)

mt : Hệ số mái thượng lưu của đê quai, mtl = 1,5

+ Lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu :

Do không có tài liệu đầy đủ về mực nước nên ta lấy lưu lượng thấm qua đêquai thượng lưu bằng hai lần lưu lượng thấm qua đê quai hạ lưu:

2.3.2.3 Thời kỳ tiêu nước thường xuyên.

Trong đồ án này thì thời kỳ tiêu nước thường xuyên chỉ xét đến tiêu nướcthấm qua đê quai thượng, hạ lưu, nước mưa, nước thấm qua đê quai dọc nhỏ nên cóthể bỏ qua.Lượng nước thi công thải ra thường là nước dùng để tưới khi thi côngđập đá đổ lượng nước này thường căn cứ vào thực tế để xác định Do đập đất nênlượng nước thi công không đáng kể nên co thể bỏ qua Qtc= 0

Lưu lượng nước thấm qua đê quai đã được xác định ở trên ta có :

Q = Qm + Qt = 172,92 + 0,114 = 173 (m3/h)

2.3.2.4 Chọn máy bơm cho các thời kì tiêu nước hố móng.

Căn cứ vào lưu lượng cần tháo và cột nước bơm, tra theo Catalog của Công tychế tạo bơm Hải Dương ta chọn loại máy bơm có ký hiệu: HL 270-12, HL270-12 làmáy bơm kiểu bơm ly tâm và hỗn lưu một cấp trục ngang do Công ty chế tạo bơmHải Dương sản xuất có các thông số kỹ thuật như sau:

Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật máy bơm.

Ký hiệu Q

(m3/s)

H (m)

Hh (m)

n(v/ph )

Nđc(KW)

Dh(mm)

Dx(mm)LT70-

Số máy bơm Dự trữ

Thời kỳ thi công công trình 173 LT70-30TH 4 máy 1 máy

Giai đoạn

I

Mùa khô nămthứ nhất vàthứ hai

- Đắp đập bờ phải đến cao trình thiết

- Đắp đập đoạn lòng sông và vai tráitheo mặt cắt chống lũ đến cao trìnhchống lũ tiểu mãn +22.0m

- Đắp đập lòng sông + vai trái đếncao trình thiết kế 55m

2.4.1.2 Tính khối lượng đắp đập.

- Trong từng giai đoạn đắp đập chia thành các dải có chiều dày h, chiều dài Lđược đo trên mặt cắt dọc tính từ đường đào móng đến đường phân chia các giaiđoạn đắp đập, chiều rộng được đo trên mặt cắt ngang Thể tích của dải đó tính nhưthể tích hình hộp có đáy là Ftb chiều cao là h

(m2)

Vtb=Ftb.h (m3)Chia vùng cần đắp thành từng dải để thi công với chiều dày mỗi dải là h = 1(m).Riêng dải đầu tiên thì chiêu cao dải bằng cao trinh chẵn gần nhất trừ di cao trìnhđáy, chiều cao dải cuối cùng sẽ bằng cao tring đỉnh trừ đi cao trình chẵn gần nhất

- Khối lượng đắp đập từng giai đoạn được thể hiện trong các bảng sau:

Chiềurộng (m) Diện tích(m) Diện tíchtb (m2) Chiềucao

(m)

Khối lượng(m3)

(m)

Khối lượng(m3)

Chiềurộng (m)

Diện tích(m)

Diện tích

tb (m2)

Chiềucao(m)

Khối lượng(m3)

Chiềurộng (m)

Diện tích(m)

Diện tích

tb (m2)

Chiềucao(m)

Khối lượng(m3)

Vậy tổng khối lượng đất đắp đập là: 6076276.7 m3

Xác cường độ đắp đập cho các giai đoạn.

- Căn cứ vào thời gian dự kiến đắp đập theo tiến độ tính toán được cường độđắp cho từng đợt Cường độ đắp đập được tính theo công thức:

Qđắp =

Trong đó:

V: khối lượng đắp theo giai đoạn

m: số tháng thi côngn: Số ngày trong thángT: Số ca trong ngày

- Lập bảng theo dõi cường độ đắp đập

Số thángthi công

Số ngàytrong tháng

Số catrongngày

Cường độ(m3/ca)

Biểu đồ cường độ đắp đập từng giai đoạn.

2.4.2.Quy hoạch sử dụng bãi vật liệu cho toàn bộ đập đất.

- Khối lượng cần đào để bảo đảm đủ khối lượng đắp toàn bộ đập

Vcần= Vđắp 1 2 3

TK tn

K K K

γγ

Trong đó:

Vđắp- khối lượng đắp yêu cầu theo thiết kế của toàn bộ đập;

Vcần- khối lượng cần đào để bảo đảm đủ khối lượng đắp của toàn bộ đập;

γtn = 1,07(T/m 3), γtk=1,28(T/m3)K1- hệ số kể đến lún, K1=1,1;

K2- hệ số tổn thất do vận chuyển, K3=1,08;

K3- hệ số tổn thất mặt đập, K2=1,04;

Vcần= 6076276.7 ×1,07×1,1×1,08×1,04

28,1

= 8980768.76(m3)

- Khối lượng cần đào để bảo đảm đủ khối lượng đắp từng đợt.

Sử dụng công thức: Vcần= Vđắp× 1 2 3

TK tn

K K K

γγ

2.4.2.2 Nguyên tắc sử dụng bãi vật liệu.

- Chất liệu đất phải phù hợp với yêu cầu thiết kế và tương đối đồng nhất,lượng ngậm nước tốt nhất

- Chọn bãi vật liệu gần đập để giảm quãng đường vận chuyển nhưng cũngkhông nên quá gần để ảnh hưởng tới ổn định của đập, cách chân đập ít nhất100m

- Chọn bãi vật liệu có lớp phủ mỏng, ít cây cối thuận tiện cho việc khai thác

- Chọn bãi vật liệu ở nơi có địa hình tốt, tiện cho việc tháo nước mặt và nướcngầm

- Chia bãi vật liệu thành bãi chủ yếu và bãi dự trữ hợp lý về khoảng cách vàkhối lượng

2.4.2.3 Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu.

Sử dụng theo nguyên tắc đất ở chỗ thấp đắp nơi thấp, đất ở chỗ cao đắp nơicao, đất gần dùng trước, đất xa dùng sau

Theo tài liệu đã cho ta có:

+ Mỏ vật liệu VĐ2 nằm bên phải vai đập chính khoảng 500m về phía hạ lưu,

có trữ lượng khai thác 3552660 m3 Vì vậy ta sử dụng bãi vật liệu này để đắp đậptrong giai đoạn I, II

+ Mỏ VĐ6 nằm về phía thượng lưu, bên trái vai đập chính, cự ly vận chuyển tớichân đập khoảng 1800 m, có trữ lượng khai thác 4315135 m3 Vì vậy ta sử dụng bãivật liệu này để đắp đập trong giai đoạn III, IV

+ Mỏ VĐ1 nằm về phía thượng lưu, bên phải vai đập chính, cự ly vậnchuyển tới chân đập khoảng 1200 m, có trữ lượng khai thác 1773703 m3 Vì vậy ta

sử dụng bãi vật liệu này để đắp đập trong giai đoạn I, II

+ Mỏ BS1 nằm về phía thượng lưu, bên phải vai đập chính, cự ly vận chuyểntới chân đập khoảng 1100 m, có trữ lượng khai thác 4876463 m3 Vì vậy ta sử dụngbãi vật liệu này để đắp đập trong giai đoạn II, IV

B ng2.9 Tr l ng các lo i v t li u p p ả ữ ượ ạ ậ ệ đắ đậ

Tên mỏ

Diện tíchkhai thác(m3)

Khối lượngbóc bỏ(m3)

Trữ lượngkhai thác(m3)

Cự ly vận chuyển đến chân đập (m)

- Phát huy cao nhất năng suất máy chủ đạo (máy đào đất)

- Số lượng máy trong dây chuyền được quyết định bởi cường độ thi công yêucầu theo tiến độ

-Việc lựa chọn thành phần dây chuyền đồng bộ phải được so sánh các phương ántheo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật

Căn cứ để chọn máy đào và vận chuyển:

-Khối lượng và cường độ thi công

- Cự ly vận chuyển

- Đặc điểm khai thác ở bãi vật liệu: dày, mỏng, nông, sâu

- Phân bố chất đất theo chiều dày

2.4.3.1 Các phương án và lựa chọn phương án khai thác vật liệu.

Tổ hợp 1: Máy đào + ôtô + máy ủi.

Tổ hợp 2: Máy cạp + máy ủi.

Căn cứ vào điều kiện địa hình ta thấy rằng nếu sử dụng máy cạp để đào vàvận chuyển đất thì tốc độ thi công sẽ bị chậm và thi công gặp nhiều khó khăn doquãng đường vận chuyển đất từ các bãi vật liệu đến công trình khá xa Hơn nữa,máy cạp lại cồng kềnh và tính cơ động không cao.Qua việc nghiên cứu địa hình, địachất ta thấy lớp đất đào chủ yếu là đất sét và á sét nặng, chứa ít dăm sạn, đất ẩm Vìvậy để đạt hiệu quả cao ta dùng máy đào gầu sấp kết hợp với ô tô tự đổ, dùng máy

ủi để thu gom đất

Vậy tổ hợp xe máy để đào và vận chuyển đất là :

Máy đào +ô tô +máy ủi

γtk : là khối lượng riêng của đất khi hoàn thành đập, γtk= 1,28 (tấn/m 3)

γtn: là khối lượng riêng tự nhiên của đất,γtn= 1,07 (tấn/m 3)

+ Dung tích gầu q = 2,0 m3

+ Bán kính đào lớn nhất 13,45m

+ Chiều cao 3,1m

+ Chiều rộng 3,16m