THI CÔNG bê TÔNG CỐNG QUA đê

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?. Tính toán khối lượng Khi bóc tách khối lượng bê tông thường tính theo c

THI CÔNG BÊ TÔNG CỐNG QUA ĐÊ TÀI LIỆU CƠ BẢN

1/ Các tài liệu cơ bản :

1.1 Bản vẽ thuỷ công cống lộ thiên:

Mác Bê tông Mác Xi măng Mác Bê tông Mác Xi măng

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 các khe hoặc khớp nối) của hạng mục công trình.Căn cứ vào kích thước của công trình, việc tính toán khối lượng của từng hạng mục được tính như sau:

0.5 0.5

13.0

S = 1,5.1+

(0,5+1).12/2 = 10,5 (m2)

26.0

S = 1,5.1+19,8.1+1,2.2,

6 = 24,42 (m2)

→V = 24,42.26 =

634,92 (m3) 250

634,92

- Bê tông được sử dụng trong công trình là bêtông M75 và M250

- Bê tông M75 được sử dụng ở lớp bê tông lót dưới đáy móng có chiều dày là 0,1m và khối lượng là V = 174,6 m3

- Bê tông M250 được sử dụng ở tất cả các kết cấu khác của công tr nh 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

- 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 đội thi công

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

Với: N - Là số đợt đổ bê tông

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

Bảng tính toán cường độ thi công bêtông

Đợt đổ Khoảnh đổ Khối lượng

BT thành khí (m3)

Khối lượng vữa

BT (m3)

Thời gian

đổ BT(ca), 1ca=6h

Cường độ

đổ BT (m3/h)

cống tiếp theo

cống tiếp theo

cống cuối cùng

năng bên phải

8 4b 317,46 325,4 2 27,12 Sân tiêu

năng b/trái

bên(bên phải) từ +2 đến +5,09

10 6a + 7 + 8 325,1 257,9 1,5 28,66 Tường bên

phải từ +1,5đến +6,tường nghiêng ở

TL và HL bên phải

bên(bên trái)

từ +2 đến +5,09

12 10a + 14

+15 325,1 257,9 1,5 28,66 Tường bên trái từ

+1,5đến +6,tường nghiêng ở

TL và HL bên trái

bên(bên phải)từ+5,09 đến +10

phải từ +6 đến +12

bên(bên trái)từ+5,09 đến +10

trái từ +6 đến +12

bên(bên phải)từ+10 đến +16,5

phải từ +12 đến +16,5

bên(bên trái)từ+10

đến +16,5

trái từ +12 đến +16,5

21 11+12+13 233,03 238,86 1,5 26,54 Tường ngực,

cầu 1,cầu 2

* Vẽ biểu đồ cường độ thi công bê tông

Chọn cường độ thiết kế là Qtk=Qmax= 30,57 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 cho một 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 bê tông sau khi rắn chắc cũng như cho phép ta xác định được khối lượng các thành phần vật liệu cần thiết để chế tạo bê tông đáp ứng đủ khối lượng công trình yêu cầu, từ đó có kế hoạch 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 = 4 - 6 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 tra sẵn 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 75:

Do mác bê tông lót chỉ là M75 - mác thấp nên dùng ngay tra bảng của QPTL D6-78

*) Chọn tỷ lệ

X

N

: căn cứ vào 2 yêu cầu để xác định:

- Yêu cầu về cường độ

- Yêu cầu về độ bền vững của công trình thuỷ công.

+ Đối với yêu cầu 1 tỷ lệ N/X tính như sau:

Áp dụng công thức : Rb28 = k* RX*(

N

X

- 0,5) Trong đó: Rb28 = 75 KG/cm2

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 ⇒ Dmax ≤ 70(mm)

Để thoả mãn 3 yêu cầu trên chọn Dmax= 40mm

*) Chọn tỷ lệ

X

N

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

- Yêu cầu về độ bền của công trình thuỷ công:

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

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 = 0,32 thì phải giảm lượng nước đi 1% Vậy N = 185- 0,01.185 =183,15 lít

*) Xác định lượng XM cho 1m3 bêtông

Ta lấy tròn lượng xi măng là 306kg, 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

r

γγ

165,1

36,1

*365,0

γad )]*γac = [1000- ( 183,15

1,3

3066

,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 =1,5%,ωc =4,5%nên ta hiệu chỉnh lại

số lượng các thành phần trong bê tông như sau:

Lượng nước có ở cát ẩm : 4,5% * 408 = 18,36 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:

X = 306*685 = 209610 kg = 209,61 tấn.

C = 427*685 = 292495 kg = 292,495 tấn

Đ = 1482*685 = 1015170 kg = 1015,17 tấn

N = 143* 685 = 97955 lít = 97,955 m3

3.3 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 dựng công trình như sau:

Cát (T)

Đá (T)

Nước (m3)

4.1 Chọn loại máy trộn

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

Việc chọn máy trộn phải dựa trên các căn cứ :

- Đường kính max của cốt liệu đá (sỏi)

- Cường độ bê tông thiết kế

- Điều kiện cung cấp thiết bị

Lựa chọn loại máy trộn (thường là máy trộn tuần hoàn rơi tự do), tra sổ tay máy thi công

ta có thể chọn loại máy trộn bê tông là loại quả lê, xe đẩy, ký hiệu: SB – 91A với các thông

- Góc nghiêng thùng khi trộn 130, khi đổ bê tông 600

- Kích thước giới hạn: + Dài : 1,75 m

- + Rộng : 2 m

- + Cao : 1,8 m trọng lượng máy trộn : 1,15 tấn

4.2 Tính toán các thông số của máy trộn:

*) Năng suất thực tế của máy trộn:

Ntt= V tt f n K B

1000

=

+ +

Trong đó :

X: lượng xi măng trong 1 m3 bê tông

r: khối lượng đơn vị của xi măng

Đ: thể tích đá trong 1 m3 bê tông

C: thể tích cát trong 1 m3 bê tông

Theo như kết quả tính toán ở phần trước thì để có được 1m3 bê tông, cần phải có tỉ lệ xi, nước, cát, đá: XTT : CTT : ĐTT = 306: 427:1482

1650

4271650

14821300

306

++

=

f

KB: Hệ số lợi dụng thời gian Lấy KB = 0,85

VTT: Thể tích thực của vật liệu vào thùng trộn theo cấp phối ở trên ( lấy số nguyên bao xi măng cho mỗi cối trộn ) để thuận tiện thi công.

77,691300

50 + + = 0,228 (m3)

n: số cối trộn trong 1 giờ

+++ 2 3 4

1

3600

t t t

3600 =

++

Trong đó:

t1: thời gian trộn bêtông (sec)

t2: thời gian đổ vật liệu vào (sec)

t3: thời gian trút vữa bêtông ra(sec)

t4: thời gian giãn cách bắt buộc (sec), thùng trộn không lật nghiêng được t4 = 0

Vậy năng suất thực tế của máy trộn là:

Ntt = 0,85 4,186

1000

30.72,0

228 = m3/h

*) Số lượng máy trộn bêtông

Số lượng máy trộn cần thiết cho công trường :

4.3 Bố trí trạm trộn

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 vật liệu(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 vật

liệu 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 bê tông

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

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

5.Tính toán công cụ vận chuyển

Do quy mô, khối lượng công trình cũng như cường độ đổ bê tông không lớn nên ta chọn phương 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

- Số xe trở xi măng:

nxe = γx.1000 xe0 n.m.Xπ

Trong đó:

n - Số mẻ trộn trong 1giờ của máy trộn; n = 30

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

X - Khối lượng 1 bao xi măng; X = 50kg

Trong đó:

n - Số mẻ trộn trong 1giờ của máy trộn; n = 30

C - Khối lượng cát cho một mẻ trộn; C = 34 kg

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

n - Số mẻ trộn trong 1giờ của máy trộn; n = 30

Đ - Khối lượng cát cho một mẻ trộn; Đ = 120 kg

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

• 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 hơn 2,5 ÷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 đậy khi trời mưa, nắng

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

- Việc vận chuyển vữa bê tông đến khoảnh đổ cần đảm bảo tốc độ đổ bê tông, tránh sinh khe 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

+ Tính số xe vận chuyển vữa bê tông:

Số xe cần để vận chuyển vữa bê tông là:

Trong đó:

Ntt - Năng suất thực tế của máy trộn; Ntt = 1,7 m3/h

Ta chọn 2 xe vận chuyển và 1 xe dự trữ

Vậy tổng số xe cải tiến cần dùng là: 10 + 2 = 12 xe

4/ Công tác đổ, san, đầm bê tông:

a/ Đổ bê tông:

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

b/ San bê tông:

Phương pháp và thao tác san bê tông chính xác có ảnh hưởng lớn tới chất lượng của bê tông Để giảm bớt công tác san bê tông, khi đổ bê tông vào khoảnh đổ chú ý đổ cho đều

Đổ bê tông đến đâu ta tiến hành san ngay đến đó đảm bảo cho bê tông không bị phân tầng phân lớp Khi san cần chú ý các yêu cầu kỹ thuật, tránh va đập vào cốt thép và ván khuôn

Do khối lượng bể tông nhỏ, cường độ thi công không cao nên ta sử dụng phương pháp san bê tông bằng thủ công Công cụ san là cuốc, xẻng, cào

Đối với các khe thép, các góc công trình khó san bằng thủ công và những vị trí có nhiều cốt thép, khi có yêu cầu đẩy nhanh tiến độ thi công thì ta dùng đầm kết hợp để san Khi san bằng đầm chú ý không cắm thẳng đầm vào giữa đống vữa bê tông mà nên cắm nghiêng, cần khống chế thời gian rung của đầm không quá 15 s trong khi san, đầm theo hình hoa mai và khoảng cách san cũng không quá xa để tránh hiện tượng phân cỡ, tầng trong bê tông

c/ Đầm bê tông:

Mục đích:

Để đảm bảo cho bê tông đổ được đồng nhất, chắc, đặc,không có hiện tượng rỗng bên trong và rỗ bên ngoài và tạo điều kiện cho bê tông bám chắc vào cốt thép.Ở đây ta chọn 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

- Hình dạng kích thước kết cấu công trình,khoảng cách cốt thép

- 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, kết cấu công trình có nhiều chi tiết phức tạp nên ta chọn máy đầm loại chấn động trục mềm chạy 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:

- Đầm dưới thấp trước, trên cao sau

- Đầm cắm sâu vào lớp trước 5-10cm để đảm bảo sự kết hợp tốt giữa các lớp bê tông

- Khoảng cách giữa các vị trí đầm, từ đầm đến ván khuôn không được lớn hơn 1.5 lần bán kính tác dụng của đầm

- Khoảng cách này cũng không được quá gần: Từ vị trí đầm tới ván khuôn: 2d < l1 < 0,5Ro và giữa các vị trí đầm cuối cùng đến vị trí sẽ đổ

- Đầm theo kiểu hoa mai

d/ Dưỡng hộ bê tông:

-Mục đích :