THI CÔNG bê TÔNG CỐNG lộ THIÊN

Tính toán xác định khối lượng từng bộ phận công trình , phân khoảnh, đợt đổ bê tông?. 2.2.Căn cứ vào khối lượng, kết cấu và yêu cầu của công trình để tính cấp phối bê tông, xác định khối

THI CÔNG BÊ TÔNG CỐNG LỘ THIÊN

ĐỀ SỐ I – D - 9

TÀI LIỆU TÍNH TOÁN CƠ BẢN:

1/ Các tài liệu cơ bản :

1.1 Bản vẽ thuỷ công cống lộ thiên:

1.3 Vật liệu làm ván khuôn

-Gỗ: Ván mặt dày 3cm, nẹp ngang dùng 8x8cm, nẹp dọc dùng 12x12cm và γgỗ =1,0 T/m3

- Thép: Ván mặt dày 0.5cm, nẹp ngang dùng thép C120, nẹp dọc dùng thép 2C120 và

γthép =7,80 T/m3

1.4 Nước sạch và đủ.

2/ Yêu cầu tính toán :

2.1 Tính toán xác định khối lượng từng bộ phận công trình , phân khoảnh, đợt đổ bê tông ? 2.2.Căn cứ vào khối lượng, kết cấu và yêu cầu của công trình để tính cấp phối bê tông, xác

định khối lượng vật liệu cần thiết ?

2.3 Đề xuất các phương án thi công, từ đó thiết kế trạm trộn, phương án vận chưyển vữa bê

tông, đổ san đầm bê tông ?

2.4 Công tác cốt thép : Tính toán khối lượng cốt thép ?

2.5 Công tác ván khuôn : Căn cứ vào các đợt đổ , kết cấu công trình xác định kích thước

ván khuôn tiêu chuẩn , phương pháp lắp dựng và tháo dỡ ván khuôn, đà giáo , cầu công tác

NỘI DUNG TÍNH TOÁN

1 Tính toán khối lượng và dự trù vật liệu.

1.1 Tính toán khối lượng

Khi bóc tách khối lượng bê tông thường tính theo các khối đổ (được giới hạn bởi cáckhe hoặc khớp nối) của hạng mục công trình.Căn cứ vào kích thước của công trình, việctính toán khối lượng của từng hạng mục được tính như sau:

26.0 1.2

1.7

0.8 6.5

0.8 0.4

26.0

8.0 3.1

1.9

6.0

1.6 Hình a

=66,6 (m2)+ S2 = (6+9).9,5/2 =71,25 (m2)

+ S3 = 17.2 = 34 (m2)

+ S4 = 2

8

5,1.14,

+3,6.1,5+0,9.1,8+1,5.2,9+0,8.1+0,8.0,5+2,4.1,5

= 18,24 m2

→ V = (66,6.1,9 + 71,25.1,6 +

18,24.6,5 + 34.8).2

= 1262,2 (m3)

250 1262,2

1.0 15.0 36.0

Trụ bên

V = V1+V2+V3+V4 + S1 = (3,1+8).12/2

= 66,6 (m2) + S2 = (6+9).9,5/2

= 71,25(m2) + S4 = 6,7.1,5+1,2.1,8+1,5

3,6+0,8.1+1,5.3,1=

23,06 (m2)+ S3 = 2.17=34(m2)

→ V = 2.(66,6.1,1 + 71,25.1,1 + 23,06.6,5 + 34.8) = 1147,05 (m3)

250 1147,05

- Bê tông được sử dụng trong công trình là bêtông M100 và M200

- Bê tông M100 được sử dụng ở lớp bê tông lót dưới đáy móng có chiều dày là 0,1m và khốilượng là V = 155,3 m3

- Bê tông M200 được sử dụng ở tất cả các kết cấu khác của công trình với khối lượng là V

Dựa trên bản vẽ và ghi ký hiệu khoảnh vào bản vẽ

Khoảnh đổ bê tông là vị trí đổ bê tông tại đó có cốt thép và ván khuôn đã lắp dựng.Kích thước khoảnh đổ được giới hạn bởi các khe thi công và khe kết cấu

9.0

6.0 3.1

8.0

0.7

0.8

1.8 3.6 3.1 6.7

1.2 1.5

Hình d

Hình f Hình e

- Lắp dựng cốt thép.

Nguyên tắc chung khi phân chia khoảnh đổ:

- Cường độ thi công gần bằng nhau để phát huy khả năng làm việc của máy và đội thicông

- Các khoảnh trong cùng một đợt không quá xa nhau để tiện cho việc bố trí thi công,nhưng cũng không quá gần gây khó khăn cho việc lắp dựng ván khuôn và mặt bằng thi côngquá hẹp

- Theo trình tự từ dưới lên trên (trước – sau)

- Tiện cho việc bố trí trạm trộn và đường vận chuyển

- Tiện cho việc thi công các khe, khớp nối (thông thường 2 khoảnh đổ sát nhau nên bốtrí ở 2 đợt khác nhau)

Thời gian mỗi đợt đổ kéo dài từ 5-7 ngày ( Cứ 5-7 đơn vị thời gian chuẩn thì có 1 đơn

vị thời gian đổ bê tông)

Số đợt đổ được tính theo công thức:

T

M

M – Là tổng số ngày thực tế thi công

T – Số ngày đổ bê tông 1 đợt

Số ngày thi công trong tháng là 24 ngày Thi công trong 6 tháng mùa khô

i

V i iT

T i – Thời gian đổ bê tông (1ca=6h)

V i th nh kh à ối – Thể tích bê tông đã hoàn thành theo thiết kế (m 3 )

Bảng tớnh toỏn cường độ thi cụng bờtụng

BT thànhkhớ(m3)

Khối lượngvữa BT (m3)

Thời gian

đổ BT(ca),1ca=6h

Cường độ

đổ BT(m3/h)

cống tiếptheo

cống tiếptheo

cống cuốicựng

năng bờnphải

năng bờn trỏi

bờn(bờnphải) từ +2đến +5,09

phải từ+1,5đến

+6,tườngnghiêng ở

TL và HLbên phải

bên(bên trái)

từ +2 đến+5,09

+1,5đến+6,tườngnghiêng ở

TL và HLbên trái

bên(bênphải)từ+5,09đến +10

phải từ +6đến +12

bên(bêntrái)từ+5,09đến +10

trái từ +6đến +12

bên(bênphải)từ+10đến +16,5

phải từ +12đến +16,5

bên(bêntrái)từ+10đến +16,5

trái từ +12đến +16,5

cầu 1,cầu 2

• Vẽ biểu đồ cường độ thi công bê tông

Chọn cường độ thiết kế là Qtk=Qmax= 29,51 m3/h

3 Tính toán cấp phối bê tông:

Cấp phối của bê tông là sự phối hợp về tỷ lệ của các thành phần cấu tạo nên bê tông chomột đơn vị thể tích bê tông Cấp phối của bê tông là nhân tố chủ yếu quyết định đến cường

độ của bê tông Việc tính toán cấp phối bê tông nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của bêtông sau khi rắn chắc cũng như cho phép ta xác định được khối lượng các thành phần vậtliệu cần thiết để chế tạo bê tông đáp ứng đủ khối lượng công trình yêu cầu, từ đó có kếhoạch dự trù, cất giữ và bảo quản

3.1 Xác định độ sụt của bêtông (Sn):

- Độ sụt của bê tông phụ thuộc vào loại kết cấu và điều kiện thi công

- Tra bảng 4-1 trong 14 TCN 59-2002 ta chọn Sn = 6- 8 cm

3.2 Tính toán cấp phối bê tông

- Theo qui phạm: Với bê tông mác M100 có khối lượng không nhiều thì ta dùng bảng trasẵn của TCN D6-78

-Với bê tông có mác lớn hơn M100 phải tính toán cấp phối

- Tính toán: Theo TCN D6-78

3.2.1.Bê tông lót:

Xác định dự trù vật liệu cho bê tông lót mác 100:

SVTH:Nguyễn Viết Cường 10 Lớp

Do mác bê tông lót chỉ là M100 - mác thấp nên tra bảng ĐỊNH MỨC VTXD CƠ BẢNVới độ sụt Sn =6 ÷ 8 cm và Dmax = 40 mm tra bảng 1 m3 BT mác 100 có:

3.2.2 Xác định dự trù vật liệu cho bê tông chính M 250 :

*) Chọn đường kính viên đá : Dmax phải thoả mãn điều kiện sau đây:

+ Dmax ≤ 1/3 kích thước nhỏ nhất của tiết diện công trình

⇒ Dmax ≤

3

1

.50 = 16,67 (cm) + Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai thanh cốt thép là: 0,2 m

⇒ Dmax ≤

3

2

.20 = 13 (cm) + Dung tích máy trộn V = 400lít

căn cứ vào 2 yêu cầu để xác định:

- Đối với yêu cầu về cường độ

Áp dụng công thức : Rb28 = k.RX.(

N

X

- 0,5) Trong đó: Rb28 = 250KG/cm2

Vì đây là công trình thuỷ công luôn nằm dưới nước chịu áp lực nên chọn được tỷ lệ

VTXDCB lượng nước cho 1 m3 bê tông là 185 lít

Kiểm tra tỉ lệ:

m =

oc od d

od d

r

r D

C

C

γγ

γ

β+

=

(*)Trong đó :

-β: hệ số tăng cát, đối với đầm máyβ= 1÷1,2

đối với đầm tay β= 1,2÷1,4

Với m = 0,33 thì không phải hiệu chỉnh lượng nước Vậy N = 185 lít

185

= 324.56 kg

Ta lấy tròn lượng xi măng là 325kg, để dễ cấp phối

*) Xác đinh lượng cát, đá cho 1 m3 bêtông:

Áp dụng phương pháp thể tích tuyệt đối:

Vb = Vac + Vad + Vax +N = 1000

Vb = C D X N

ax ac

+++

γγ

γ ad = 1000 (1)Thể tích tuyệt đối của vữa ( xi măng + cát + nước ) bằng thể tích lỗ rỗng của đá

ad ax

ac

D r N X C

γ

αγ

γ + + = . . (2)

Từ (1) và (2) rút ra ta có :

SVTH:Nguyễn Viết Cường 12 Lớp

- Lượng đá cho 1 m3 bêtông:

Đ =

ad od d

r

γγ

α 1

1000

+ =

6,2

165,1

36,1.365,0

1,3

3256

,2

- Điều chỉnh cấp phối theo độ ẩm tự nhiên của cát, đá:

Do trong cát và đá có độ ẩm tự nhiên (với ωd =1%,ωc =3%nên ta hiệu chỉnh lại sốlượng các thành phần trong bê tông như sau:

Lượng nước có ở cát ẩm : 4,5% 386.42 = 17,4 lít;

Lượng nước có ở đá ẩm : 1,5% 1460 = 21,9 lít;

Như vậy 1 m3 bê tông M250 có liều lượng thành phần cấp phối tính toán cho cát và

đá có độ ẩm tự nhiên như sau:

3 Xác định khối lượng vật liệu cần thiết để xây dựng công trình

Với định mức tiêu hao vật liệu là: 1,025 ta có khối lượng vật liệu cần thiết để xây dựngcông trình như sau:

Khi xác định vị trí trạm trộn phải đảm bảo các nguyên tắc:

- Thuận lợi cho tập kết vật liệu, cung cấp nước trộn bê tông

- Thuận lợi cho việc vận chuyển cốt liệu, vận chuyển bê tông

- Khống chế được nhiều cao trình đổ bê tông

- Hạn chế phải di chuyển trạm trộn nhiều lần

Việc bố trí trạm trộn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như địa hình, khả năng cung cấp vậtliệu(ở đây ta coi vật liệu đã có tại chỗ) Do khối lượng bê tông đổ không quá lớn, địa hình

cống dốc, mặt bằng thi công dài nên ta bố trí trạm trộn di động.

- Đề xuất và lựa chọn phương án thi công

Phương án I: Theo cự ly vận chuyển ta vận chuyển cát, đá, xi tại chỗ mua tới chân

công trình tập kết tại bãi vật liệu bằng ô tô Dùng xe cải tiến chở cát, đá, xi từ bãi tập kết vậtliệu đến trạm trộn Sau đó dùng xe cải tiến chở bê tông đến khoảnh đổ Theo khối lượng của

1 mẻ trộn ta chọn loại xe cải tiến có dung tích thùng là 150 lít, dùng đầm dùi để đầm chặt bêtông

Phương án II: Theo cự ly vận chuyển ta vận chuyển cát, đá, xi tại chỗ mua tới chân công trình tập kết tại bãi vật liệu bằng ô tô Dùng bơm bê tông để vận chuyển đến khoảnh

đổ và dùng đầm dùi để đầm chặt bê tông

Vì mặt bằng thi công dài, trạm trộn di động nên theo phương án I là thuận lợi hơn cả

2 Thiết kế trạm trộn:

Từ bảng tính toán phân đợt đổ tìm ra cường độ thiết kế thi công bê tông, chọn máy trộn

- Chọn loại máy trộn bê tông

- Việc chọn máy trộn phải dựa trên các căn cứ :

- Đường kính max của cốt liệu đá (sỏi)

- Cường độ bê tông thiết kế

SVTH:Nguyễn Viết Cường 14 Lớp

- Điều kiện cung cấp thiết bị

- Lựa chọn loại máy trộn (thường là máy trộn tuần hoàn rơi tự do), tra sổ tay máy thicông ta có thể chọn loại máy trộn bê tông là loại quả lê, xe đẩy, ký hiệu: SB - 100với các thông số chính sau:

- Góc nghiêng thùng khi trộn 120, khi đổ bê tông 400

- Kích thước giới hạn: + Dài : 1,25 m

- + Rộng : 1,75 m

- + Cao : 1,6 m trọng lượng máy trộn : 0,22 tấn

Hệ số xuất liệu của máy trộn:

vao

V f

V

10.65,1

82,40310

.65,1

148210

.3,1325

11

3 3

3 0

0 0

=+

+

=++

C

TT D

TT X

X

γγγ

* Thời gian trộn bê tông:

Thời gian trộn bê tông tính từ lúc toàn bộ vật liệu đã đổ vào thùng trộn tới khi vữa bêtông bắt đầu xả ra Thời gian trộn bê tông có quan hệ với độ sụt, dung tích công tác củathùng trộn, tốc độ quay của thùng trộn và nhiệt độ khi trộn bê tông Với loại máy trộn SB-

100 có thời gian trộn là: t t = 50 sec

* Năng suất thực tế của máy trộn:

Ntt V.f n.KB

1000

= (m3/h)Trong đó:

V - Dung tích công tác của thùng trộn Do là trạm trộn nên V tính với thể tích vật liệuứng với 1 bao xi măng có trọng lượng 50kg Ta có:

V = 150,3 1,6265 1228,65 214,22( )

0 0 â

l D

C X

D C

=++

=++

γγ

cần chia nhỏ 1 bao xi măng trong 1 mẻ trộn

Dung tích vật liệu lớn nhất đổ vào máy trộn là:

Vvào max = 138,89

72,0

n - Số mẻ trộn được trong 1 giờ

n t 3600t

tc

=+ +

tt - Thời gian trộn; tt = 50 s

tđ - Thời gian trút vữa bê tông ra; ta lấy tđ = 30s

tc - Thời gian giãn cách; lấy tc = 0

51,29

Với NTT=3,12 m3/h đối với 1m3 bê tông

Vậy số máy trộn cần sử dụng là m=10 máy

Vậy ta chọn 10 máy trộn còn 2 máy dự trữ

3/ Chọn phương pháp vận chuyển cốt liệu và vữa bê tông:

Do quy mô, khối lượng công trình cũng như cường độ đổ bê tông không lớn nên ta chọnphương tiện vận chuyển là xe cải tiến

• Tính toán xe vận chuyển cốt liệu với khoảng cách L = 200m.

+ Năng suất xe cải tiến khi vận chuyển cốt liệu:

π =xe 3,6.Vvao

KB

t1+t2+t3+t4 +t5 (m3/h)Trong đó:

t1 - Thời gian nạp vật liệu vào xe; t1 = 150s

t2, t3 - Thời gian đi và về của xe;

t2 + t3 = 2L

v

v - Vận tốc trung bình của xe; ta lấy v = 5km/h = 1,4 m/s

L - Chiều dài đường vận chuyển; L = 200m

t2 + t3 = 2 200 286s

1, 4

t4 - Thời gian đổ cốt liệu; t4 = 30s

t5 - Thời gian xe dừng do gặp chướng ngại trên đường; t5 = 10s

Vnạp - Thể tích vật liệu nạp vào xe; Vnạp = 0,15m3

KB - Hệ số lợi dụng thời gian; KB = 0, 85

SVTH:Nguyễn Viết Cường 16 Lớp

→πxe = 0,85

1030286150

150.6,3

++

n - Số mẻ trộn trong 1giờ của máy trộn; n = 45

m - Số bao xi măng trong 1 mẻ trộn; m = 0,5

X - Khối lượng1 bao xi măng X = 50kg

Trong đó:

n - Số mẻ trộn trong 1giờ của máy trộn; n = 45

C - Khối lượng cát cho một mẻ trộn; C = 33,25 kg

KC - Hệ số rơi vãi khi vận chuyển; ta lấy: KC = 1

n - Số mẻ trộn trong 1giờ của máy trộn; n = 45

Đ - Khối lượng đá cho một mẻ trộn; Đ = 119,25 kg

KC - Hệ số rơi vãi khi vận chuyển; ta lấy: KC = 1

→ nxe = 1,6545.1000.119.,025,964 = 3,4xe

Ta chọn 4 xe

Vậy Số xe cải tiến cần thiết để vận chuyển cốt liệu là: 1 + 1 + 4 = 6 xe Ta dự trữ thêm 2xe

• Tính toán xe vận chuyển vữa bê tông với khoảng cách L = 100m

Khi vận chuyển vữa bê tông cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Bê tông không bị phân cỡ Muốn vậy đường vận chuyển bê tông phải bằng phẳng giảm

số lần bốc dỡ không để bê tông rơi tự do từ trên cao xuống khi độ cao đổ bê tông lớn hơn2,5 ÷3 m thì phải có phễu, vòi voi hoặc máng

- Đảm bảo cấp phối của vữa bê tông đúng yêu cầu thiết kế, thiết bị đựng bê tông không

bị rò rỉ, khi chở bê tông không nên chở quá đầy tránh vữa bê tông bị rơi vãi, chú ý che đậykhi trời mưa, nắng

- Không để bê tông sinh ra ninh kết ban đầu, thời gian vận chuyển vữa bê tông khôngđược vượt quá thời gian cho phép, cần sử dụng phương pháp vận chuyển tốt để rút gắn thờigian vận chuyển

- Việc vận chuyển vữa bê tông đến khoảnh đổ cần đảm bảo tốc độ đổ bê tông, tránh sinhkhe lạnh ở khoảnh đổ

+ Tính toán vận chuyển vữa bê tông:

Năng suất xe cải tiến khi vận chuyển vữa bê tông:

π =xe 3,6.Vvao

KB

t1+t2+t3+t4 +t5 (m3/h)Trong đó:

t1 - Thời gian nạp vật liệu vào xe; t1 = 30s

t2, t3 - Thời gian đi và về của xe;

t2 + t3 = 2L

v

v - Vận tốc trung bình của xe; ta lấy v = 5km/h = 1,4 m/s

L - Chiều dài đường vận chuyển; L = 100m

t2 + t3 = 2 100 143s

1, 4

t4 - Thời gian đổ cốt liệu; t4 = 30s

t5 - Thời gian xe dừng do gặp chướng ngại trên đường; t5 = 10s

Vnạp - Thể tích vật liệu nạp vào xe; Vnạp = 0,09m3 = 90 lít

KB - Hệ số lợi dụng thời gian; KB = 0,85

Số xe cần để vận chuyển vữa bê tông là:

=2Trong đó:

Ntt - Năng suất thực tế của máy trộn; Ntt = 3,06 m3/h

Ta chọn 2 xe vận chuyển và 1 xe dự trữ

Vậy tổng số xe cải tiến cần dùng là: 8 + 2 +1= 11xe

4/ Công tác đổ, san, đầm bê tông:

a/ Đổ bê tông:

SVTH:Nguyễn Viết Cường 18 Lớp

Đối với các loại bản đáy ta sử dụng phương pháp đổ bê tông theo lớp nghiêng với gócnghiêng ϕ < 11o Còn với thân cống và phần tháp cống do có chiều cao khá lớn nên ta đổtheo phương pháp đổ lên đều.

b/ San bê tông:

c/ Đầm bê tông:

Mục đích:

Để đảm bảo cho bê tông đổ được đồng nhất, chắc, đặc,không có hiện tượng rỗngbên trong và rỗ bên ngoài và tạo điều kiện cho bê tông bám chắc vào cốt thép.Ở đây tachọn phương pháp đầm máy.Ưu điểm của đầm máy so với đầm thủ công là:

- Đầm được vữa khô hơn,cho nên tiết kiệm được từ 10-15% xi măng

- Giảm công lao động

- Năng suất cao

- Chất lượng bê tông đảm bảo

- Tránh được nhiều khuyết tật trong thi công bê tông toàn khối

- Cường độ bê tông tăng lên do đầm chặt hơn và đều hơn

- Bê tông vào hết các khe nhỏ

Chọn loại đầm :

- Nhằm đảm bảo cường độ bê tông và loại bỏ bọt khí trong bê tông cần tiến hành đầm

bê tông ngay sau khi đổ

- Căn cứ vào :

- Yêu cầu về mặt cường độ và độ bền chống thấm

- Kích thước khoảnh đổ, phương pháp đổ bê tông vào khoảnh đổ.

Do công trình có dạng tường và bản mỏng khối lượng và cường độ thi công nhỏ, kếtcấu công trình có nhiều chi tiết phức tạp nên ta chọn máy đầm loại chấn động trục mềmchạy bằng điện mã hiệu: C - 376 với các thông số kỹ thuật sau:

- Năng suất đầm tối đa: 7 m3/h

- Chiều dài chày đầm: 40cm

- Chiều sâu đầm: 30cm

- Bán kính tác dụng : 30cm

- Đường kính chày đầm: 50mm

- Công suất : 1KW+ Tính toán số lượng máy đầm:

Vậy ta chọn số máy đầm là 1 máy, và bố trí thêm 1 máy dự trữ.Yêu cầu kỹ thuật đầm :

bán kính tác dụng của đầm

0,5Ro và giữa các vị trí đầm cuối cùng đến vị trí sẽ đổ

d/ Dưỡng hộ bê tông:

-Mục đích :

Sau khi đổ bê tông cần bảo dưỡng tốt ngay từ những ngày đầu nhằm:

được thuận lợi và hoàn toàn

của bê tông sau này

- Nhiệm vụ bảo dưỡng :

SVTH:Nguyễn Viết Cường 20 Lớp