ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH bê TÔNG

Xác định khối lượng xây dựng công trình, phân khoảnh, phân đợt đổ bê tông:... Phân khoảnh đổ Khoảnh đổ bê tông là vị trí đổ bê tông tại đó có cốt thép và ván khuôn đã lắp dựng Kích thướ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG

1 TÀI LIỆU CƠ BẢN

1.3 Mác bê tông và xi măng dùng

NỘI DUNG TÍNH TOÁN

*) Mục đích : Nhằm xác định khối lượng vữa bê tông cân dùng , chia đợt thi công hợp

lý đảm bảo tiên độ thi công và chất lượng công trình

I Xác định khối lượng xây dựng công trình, phân khoảnh, phân đợt đổ bê tông:

1 Khối lượng xây dựng công trình

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:

Tổng : - Khối lượng bê tông M200: 272.79 m³

- Khối lượng bê tông M100: 12.23m³

- Khối lượng đá xây: 58.59m³

2 Phân khoảnh đổ

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 ,khe nhiệt ,và khe kết cấu dựavào trí này ta bố trí các khoảnh đổ sao cho trong quá trình thi công không sinh ra khelạnh , đồng thời để quá trình thi công được thuận lợi nhất :

+ Phân khoảnh đổ : Dựa vào bản vẽ ta phân khoảnh

3 Phân đợt đổ:

Đợt đổ bê tông là khối lượng bê tông được đổ liên tục trong một khoảng thời giannhất định Một đợt đổ có thể đổ 1 hay một số khoảnh đổ

Dựa vào các khoảnh đổ, kết cấu cống và đảm bảo điều kiện kinh tế sao cho cường

độ mỗi đợt gần bằng nhau hoặc dạng Parabol lồi

Mỗi đợt đổ gồm:

- Xử lý tiếp giáp

- Lắp dựng cốt thép

- Lắp dựng ván khuôn

- Đổ bê tông vào khoảnh đổ

- Dưỡng hộ bê tông và tháo dỡ ván khuôn

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 độithi công

- 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 thicông quá 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

M – Là tổng số ngày thực tế thi công

T – Số ngày đổ bê tông 1 đợt

Số ngày thực tế thi công có thể chọn phụ thuộc vào giai đoạn thi công:

- Mùa khô : 22-26 ngày/tháng

- Mùa mưa : 14-16 ngày/tháng

TT Đợt đổ Khoảnh đổ

Khối lượng BT thành khí (m 3 )

Khối lượng vữa BT (m 3 )

Thời gian

đổ (ca)

Cường độ

đổ BT (m 3 /h)

9 IX IX+IX1+IX2 31.26 32.04 3 2.14

Với : 1ca = 8giờ (1kíp=4÷6giờ) Một tháng bố trí 5 đợt đổ Mỗi đợt kéo dài 6 ngày Đổ

BT trong 1 ngày phải tính làm việc 3ca Một đợt đổ tối đa là 5ca Mỗi ca chỉ có 5 giờ là

đổ BT tông còn 3 giờ làm công tác chuẩn bị, nghiệm thu

Vvữa = 1.025Vthành khí

BIỂU ĐỒ CƯỜNG ĐỘ ĐỔ BÊ TÔNG( Q ~ T)

4 Dự trù vật liệu:

- Mục đích: Từ khối lượng bê tông cần đổ người ta tính toán lượng vật liệu cần thiết để

có phương án chuẩn bị vật liệu (khối lượng cần mua, kế hoạch mua, bãi tập kết, khochứa….) cho từng đợt đổ hay toàn bộ công trình

- Căn cứ vào định mức “ Vật tư XDCB” với xi măng PC30 ta xác định lượng vậtliệu cần dự trù

Loại vật

liệu

XM (kg)

Cát (m³)

Đá (m³)

Nước (lít)

XM (tấn)

Cát (m³)

Đá (m³)

Nước (m³)

-Tạo cho công trình có hình dạng ,kích thước đúng thiết kế ,tránh lảng phí bê tông

*) Yêu cầu cơ bản

- Đúng hình dạng, kích thước và vị trí các bộ phận công trình theo thiết kế

- Vững chắc, ổn định , khi chịu tải không biến dạng quá trị số cho phép.

- Mặt ván bằng phẳng, trơn nhẵn, kín không để vữa bê tông chảy khi đầm

⇒ Tải trọng do người và công cụ thi công :C=250daN/m2.

⇒ Trọng lượng bản thân của ván khuôn : A=2.1.5.10-3.7,8=0,078(T)

⇒ Khối lượng Bê tông lỏng và cốt thép : B=2,5.5,904+0,1.5,904=15,35T

⇒ Lực xung kích do đổ bê tông hay đầm bê tông gây lên: D=200daN/m2

*)Các lực tác dụng ngang lên ván khuôn :

A- Áp lực ngang của bê tông lỏng : p=Pđ + γR

Áp lực do đổ bê tông hay đầm bê tông gây ra : Pd =200daN/m2

Chiều cao sinh áp lực ngang ( Đổ bê tông lên đều ):

= t 1 b

d

N tH

Do đổ theo phương pháp lớp nghiêng nên lấy H =0,8m < 1 ⇒

Tải phân bố đều Mặt khác R : bán kính tác dụng của đầm (30¸

40)cm < H chiều cao vành đổ Như vậy ta có sơ đồ tính áp lực ngang : chọn R=0,35m

- Độ võng dầm f=

4 x

5ql384EJ

Trong đó E : môdul đàn hồi của thép E=2,1.104(kN/cm2)

Jx: mômen quán tính Jx=bt3/12=0,417(cm4)

Độ võng dầm f=

4 4

x

q l384EJ =384.2,1.10 0,417.100

=0,4(cm)+)Tính cho nẹp ngang:

Trong đó bi : bề rộng tác dụng của tải trọng lên nẹp bi=a=50cm

Mặt cắt tính toán của nẹp ngang ( kể thêm phần tham gia của ván mặt)

với b0=c+2.25.δvánmặt=12+2.25.0,5=37(cm)

c i i

x

q l384EJ =384.2,1.10 364,682.100

=0,0091(cm)

Yc =

49.0,5.5, 25

2,8349.0,5 2.10, 4

i

c i i

-Chiếm chỗ hiện trường thi công do đó ảnh hưởng tới tíên độ thi công

- Bền vững ,chắc chắn do đó ảnh hưởng lớn tới thi công

- Đánh dấu mốc

*) Lựa chọn ván khuôn tiêu chuẩn

-Ván khuôn tiêu chuẩn là những mảnh ván đã ghép lại với nhau có diện tích vài m2 ,được sử dụng nhiều lần

- Kich thước ván khuôn phải đảm bảo gọn ,hợp lí đ ể có thể mang vác được

- Hình thưc cấu tạo phải đơn giản để lắp ghép dễ dàng ,linh hoạt

2.3 Tính toán cấp phối bê tông:

- Mục đích: Xác định thành phần cấp phối cho 1m bê tông theo mác thiết kế phùhợp với điều kiện cát, đá tại hiện trường đảm bảo 2 yêu cầu: Kỹ thuật và kinh tế

- Theo qui phạm: Với bê tông mác M100 có khối lượng không nhiều thì ta dùngbảng tra sẵn của 14 TCN 50 - 2002

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

2.3.2 Bê tông công trình chính:

2.3.2.1 Tính cho 1m3 bê tông theo TCN D6-78 hoặc theo giáo trình VLXD

a Chọn tỉ lệ nước / xi măng

N X

Lượng nước trong 1m3 bê tông được xác định theo bảng 5 - 32 (VLXD) với độlưu động Sn = 2 ÷ 4 và kích cỡ đá lớn nhất Dmax = 40 mm tra được lượng nước lớn nhấtcho 1m3 bê tông là 180 (lít/m3).

So sánh Xmin< X → lượng xi măng cần dùng cho 1 m3 bê tông là 327 kg

Xác định lượng vữa hồ cho 1m 3 bê tông (lít):

327

180 285,5( ít) 3,1

Trong đó; X, N là lượng xi măng và nước trong 1m3 bê tông (kg)

ρx là khối lượng hạt của xi măng, xi măng pooclăng thường ρx =3,1T/m3

Xác định lượng đá, (sỏi) cát, nước trong 1m 3 bê tông (kg).

Tuân theo nguyên tắc thể tích tuyệt đối xét cho 1m3 (1000 dm3) bê tông

- Coi bê tông tươi không có lỗ rỗng, chỉ có X,N,C,Đ

Vobtươi = Vax + Vac + Vađ + Vn = 1000 dm3

3

D 1000( )(1)

Điều kiện để bê tông tươi không có lỗ rỗng thì hỗn hợp vữa gồm X, C, N (vữaXM-c) phải lấp đầy lỗ rỗng của đá, bao quanh các viên đá

→ Vax + Vac + Vađ + Vn = Vrđ α = r.Vok.α

( )

k d

k d

a

γ

γođ, γađ: Khối lượng thể tích xốp tự nhiênvà khối lượng riêng (hạt) của đá (T/m3)

Thay các trị số trên vào (3) ta được

1000

1275( )

1 1, 42.0,43 2,65 1,5

γax, γađ, γac: Khối lượng riêng (hạt) của xi, cát, đá (sỏi) (T/m3)

Khi thi công thực tế thường xác định 3 thành phần của bê tông, sau đó đúc mẫu đểkiểm tra; một thành phần có tỉ lệ N/X như trên, một thành phần có tỉ lệ N/X giảm (10 -15)%, một thành phần có tỉ lệ N/X tăng (10 - 15)% Hai thành phần sau lấy lượng nướcnhư thành phần đầu

Mục đích để kiểm tra xem có thể tiết kiệm được lượng xi măng mà vẫn đảm bảomác bê tông thiết kế bằng cách thay đổi lượng cát, đá

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

Theo tài liệu thực tế, độ ẩm của cát ωc = (3 - 4) %

X1: Khối lượng 1 bao xi măng (kg)

N1: Lượng nước cho 1 bao xi măng đã điều chỉnh độ ẩm (lít)

C1: Đ1: Lượng cát, đá cho 1 bao xi măng đã điều chỉnh độ ẩm (kg)

Tỉ lệ cấp phối như sau: X : N : C : Đ = 1 : 0,43 : 1,84 : 3,96

Tỉ lệ cấp phối theo khối lượng 1 bao xi măng như sau:

Xi măng = 50kg; nước = 21,5 lít; Cát = 92kg; Đá =198kg

2.4 Xác định khối lượng vật liệu cần thiết để XD công trình:

Loại vật liệu XM (tấn) Cát (m3) Đá (m3) Nước (m3)

2.5 Nêu và chọn phương án thi công

2.5.1 Phương án thi công:

- Phương án 1: Đặt trạm trộn cố định cạnh bãi vật liệu, vận chuyển vật liệu vào

thùng trộn bằng máy xúc lật kết hợp với băng chuyền Bê tông được trút vào thùng trungchuyển và các thùng được chở ra khoảnh đổ bằng ô tô Tại khoảnh đổ dùng cẩu bánh lốpđưa thùng trung chuyển bê tông vào khoảnh đổ Dùng đầm chày trục mềm, san, đầm bêtông

- Phương án 2: Đặt trạm trộn di động bên cạnh công trình nơi đủ rộng để có thể

tập kết vật liệu Dùng xe cải tến chở vật liệu đến trạm trộn Bê tông được xe cải tiến vậnchuyển đến khoảnh đổ và được đổ vào khoảnh đổ nhờ cầu công tác hoặc cẩu San, đầm

bê tông bằng đầm chày trục mềm

Theo phương án 1 Đặt trạm trộn cố định, thuận lợi cho việc vận chuyển cốt liệu,Song trung chuyển bê tông bằng ô tô, chi phí tốn kém, và không đảm bảo sự đông kết của

bê tông

Theo phương án 2 Do cấu tạo của công trình, khối lượng bê tông chủ yếu nằm ởdưới cao trình mặt đất tự nhiên, thi công với cường độ liên tục, khối lượng lớn Nên ta bốtrí trạm trộn di động, để thuận tiện cho công tác vận chuyển và khống chế khối lượng đổ

bê tông, ta bố trí trạm trộn ở gần miệng hố móng, bê

tông trộn xong được vận chuyển bàng xe goòng, xe cải tiến, đổ vào thùng đổ chuyêndụng và cần cẩu đổ bê tông vào khoảnh đổ, chi phí nhân công rẻ Từ 2 phương án trên tachọn phương án 2 thuận lợi hơn cả

2.5.2 Thiết kế trạm trộn: Từ bảng tính toán phân đợt đổ tìm ra cường độ thiết kế thi

công bê tông là 3.66m3/h

a Chọn loại máy trộn bê tông

Việc chọn máy trộn dựa trên các căn cứ :

- Đường kính Dmax của cốt liệu đá , chọn Dmax=40mm

- Cường độ bê tông thiết kế

- Điều kiện cung cấp thiết bị

- Dựa vào các điều kiện trên tra cứu ST máy thi công Ta có thể chọn loại máy trộn

bê tông là loại “ quả lê ,xe đẩy” Ký hiệu SB – 16V

với các thông số chính sau:

+ Dung tích thùng trộn V = 500 (lít) , nquay thùng=18(v/ph), Vxuất liệu=330(lít)

+ Thời gian một cối trộn : t = 60( giây)

Dung tích sản xuất của thùng trộn, Vsx=0,8Vhh=0,8.500=400(lit)

b.Tính toán lượng vật liệu cho một mẻ trộn ứng với một số nguyên bao XM.

- Hệ số xuất liệu:

f =` = = = 0.65

→ Lượng bê tông thực tế thu được từ 1 mẻ trộn: Vtt = Vhh.f = 500x0.65 = 325 lít

Lượng vật liệu dùng cho 1 mẻ trộn có dung tích thùng 500l:

Chọn số nguyên bao xi măng là 2 bao

c Tính lại năng suất máy trộn.

Năng suất máy trộn tuần hoàn tính theo công thức:

N = Kb (m3/h)Trong đó: - N: năng suất của máy trộn

- V: dung tích công tác ( thể tích vật liệu đổ vào) (lít)

- f: hệ số xuất liệu

- n: số mẻ trộn trong 1 giờ, n = =18

với tck=t1+t2+t3=1000+50+50=200(giây)

- Kb: hệ số lợi dụng thời gian (0.85÷ 0.95)

- t1: thời gian trộn (giây)

- t2: thời gian đổ vật liệu vào (giây)

- t3: thời gian trút vữa ra ( giây)

- t4: thời gian giãn cách bắt buộc (giây)

→Năng suất thực tế của máy trộn: Ntt = Kb

→ Ntt = 0,9 = 3,4(m3/h)

Năng suất trạm trộn:

Nt = K

Nt : năng suất trạm trộn

K: Hệ số không đều về năng suất giữa các giờ sản xuất, K = 1,2 - 1,5

Q: khối lượng bê tông đợt dổ lớn nhất Q = 38,41 m3

m: số ngày thi công của đợt đổ lớn nhất

n: số giờ làm việc trong 1 ngày

→ Nt = 1,5 = 3,84 (m3/h)

Xác định số máy trộn trong trạm trộn

m = = = 1,13

→Số máy trộn cần thiết là m=2 máy và 1 máy dự trữ

→Năng suất thực tế của trạm trộn gồm 2 máy: Qtt = 2.3,84 = 7,68 (m3/h)

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

Tính năng suất xe vận chuyển cốt liệu

Nxe =

Nxe: năng suất của xe

Vxe : dung tích thùng xe(lít), chọn V=0,2(m3) = 200 lít

t1 : thời gian nạp vật liệu vào xe ,t1=150s

t2, t3 : thời gian đi và về của xe ,t2+t3=2L/v , với L=200(m) , v =5(km/h)

t4 : thời gian đổ vật liệu ,t4=30s

t5 : thời gian trở ngại , lấy t5=10s

Kb : hệ số lợi dụng thời gian , Kb=0,9

e Tính toán xe máy vận chuyển vữa bê tông với khoảng cách L=100m.

Nxe =

t1: Thời gian nạp vật liệu vào xe (s); với dung tích thùng trộn 500l thì t1 = 120s

t2, t3: Thời gian đi và về của xe t2 + t3 = 2L/v (s); L = 100m

v: vận tốc trung bình của xe chạy; v = 5km/h

→ t2 + t3 = 3600 = 144 (s)

t4: Thời gian đổ cốt liệu ra; t4 = 60s

t5: Thời gian trở ngại; ở công trường bố trí 2 làn xe đi ngược chiều nhau do đóthời gian trở ngại t5 = 0

Loại bỏ bọt khí trong bê tông ,nước thừa sắp sếp loại cấp phối chịu thấm

Khi chọn máy đầm căn cứ vào các điều kiện sau:

+ Loại công trình cần đầm

+ Cường độ đổ bê tông thực tế

Từ các điều kiện trên ta chọn loại đầm dùi loại trục mềm(Sổ tay chọn máy thi công) làthích hợp cho quá trình đầm bởi kết cấu khối đứng và khối nằm C376 có năng suất 4(m3/h)

+)Nguyên nhân phát sinh khe lạnh:

- Do quá trình thi công khe thi công sử lý không tốt

- Quá trình đổ bê tông lâu do nguyên nhân nào đấy(mưa,máy trộn hỏng ) không đảmbảo thi công liên tục

- Do tổ chức thi công không hợp lý : phân khoảnh không hợp lý hoặc chọn phươngpháp đổ không hợp lý

+)Kiểm tra điều kiện không phát sinh khe lạnh:

*) Chọn khoảnh đổ điển hình để kiểm tra :

Căn cứ vào kết cấu công trình chọn ra một khoảnh đổ điển hình để kiểm tra khả năngkhông phát sinh khe lạnh cho toàn bộ các khoảnh đổ Các khoảnh đổ điển hình có thểchọn dựa vào các tiêu chí :

Điều kiện không phát sinh khe lạnh tại một khoảnh đổ phải thỏa mãn công thức:

F ≤

K: là hệ số xét tới chở ngại khi vận chuyển K=0,9.

π: Năng suất thực tế của trạm trộn , ∏=Qttế=7,68 (m3/h)

t1: Thời gian ninh kết ban đầu của bê tông (h), theo (Bảng 4 - 6; 14TCN59 - 2002)với xi măng đang dùng Pooclăng thì t1 = 90’ = 1,5h giờ ở điều kiện nhiệt độ ngoài trời(20 - 30)oC

t2: Thời gian từ khi vận chuyển vữa bê tông ở trạm trộn đến khi kết thúc đầm ởkhoảnh đổ (h) t2 = 5’= 0,083h

h: Chiều dày một lớp đổ bê tông (m) tra (bảng 4 - 6; QP 14TCN59 - 2002) độ dàylớn nhất cho phép của mỗi lớp đổ bê tông đổ xuống khoảnh đổ phụ thuộc vào chiều dàiđầm chày được chọn; h = 0,30m

α: Góc nghiêng của mặt bê tông α<11o, chọn α = 10o

Kiểm tra với các khoảnh đổ khác ta thấy F =10,5 < [F]=32,6

Kết luận: Khoảnh đổ II1 là khoảnh đổ có khối lượng lớn và khó đổ, sau khi kiểmtra không bị phát sinh khe lạnh thì các khoảnh đổ khác cũng không phát sinh khe lạnh

2.5.5 Phương pháp dưỡng hộ bê tông:

Sau khi đổ bê tông ta tiến hành dưỡng hộ bê tông để bê tông có điều kiện thuận lợi

để phát triển cường độ tránh ảnh hưởng của điều kiện thời tiết bên ngoài

Khi dưỡng hộ bê tông Ta dùng cách sau:

- Phủ lên bề mặt bê tông một lớp cát tưới ẩm nên cát giúp cho bê tông đủ độ ẩm đểphát triển cường độ

- Tưới nên bê tông: khi đổ bê tông mà thời tiết nắng quá thì người ta thường tiến hành

đổ bê tông vào ban đêm để ánh nắng không ảnh hưởng đến sự phát triển cường độ bêtông (sự phát triển cường độ bê tông ban đầu rất quan trọng, nếu bị ảnh hưởng ngay ở

thời kỳ đầu thì lúc đó bê tông không đủ cường độ rất dễ sinh ra nứt, mất nước nhanh quá

xi măng không thuỷ hoá kịp)

2.5.6 Phương pháp xử lý khe thi công:

Do bê tông chưa đông cứng hoàn toàn nên với khe ngang dùng phương pháp sói rửa trênmặt vữa bê tông bằng vòi nước cao áp Khe đứng thì dùng súng cát bắn lên bề mặt bêtông

2.6 Kết luận

Nội dung đồ án :

- Tính khối lượng của công trình

- Phân khoảnh phân đợt và xác định cường độ đổ bê tông thiết kế

- Tính toán và thiết kế ván khuôn , cách dựng lắp ván khuôn

- Dự trù vật liệu và tính toán cấp phối bê tông

- Tính toán bố trí trạm trộn, chọn máy trộn, chọn loại máy đầm…

Trên đây là nội dung đồ án thi công Mặc dù đồ án đã được hoàn thành nhưng do kiếnthức cũng như kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm

đồ án em còn gặp nhiều sai sót Kính mong nhận được sự chỉ bảo thêm của các thầy côgiáo

Hà Nội, ngày 25 tháng 5 năm 2016

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hồng Quang