THI CONG CONG LO THIEN

Bản vẽ :- Phân chia khoảnh đợt đổ bê tông - Bố trí trạm trộn và phơng án vận chuyển - Bố trí đổ bê tông cho một khoảnh đổ điển hình - Bố trí dựng lắp ván khuôn cho 1 khoảnh cụ thể Phần I

Thi công cống lộ thiên

Phần I : Tài liệu thiết kế và yêu cầu tính toán

Cống lấy nớc đồng bằng nằm trên địa hình tơng đối bằng phẳng, điều kiện địa chất tốt, không cần xử lí đặc biệt Biện pháp tiêu nớc hố móng và thi công đơn giản

1 Đặc trng công trình :

Công trình là một cống lộ thiên có 2 cửa, mỗi cửa có kích thớc 5x8 m, tác dụng khống chế lu lợng nớc qua kênh Bê tông lót đều có chiều dày 10 cm, mác M100 Các bộ phận khác sử dụng bê tông mác M200

2 Đặc điểm về khí hậu thuỷ văn :

Cống đợc xây dựng ở vùng đồng bằng Bắc Bộ có hai mùa rõ rệt :

- Mùa khô từ 1/11 đến 30/4 năm sau

- Mùa ma từ ngày 1/5 đến 30/10

- Ngày 24 – 2 xuất hiện lũ tiểu mãn, mực nớc đạt H = 4 m

- Nhiệt độ trung bình là 270C cao nhất là 350C, thấp nhất là 70C

- Độ ẩm trung bình hàng năm w = 80%

3 Đặc điểm địa hình địa chất :

- Cống nằm ở vùng bằng phẳng, cao độ mặt đất bằng cao độ đỉnh trụ pin

- Bãi tập kết vật liệu máy móc thuận tiện

- Nền cống là lớp đất thịt dày, hệ số thấm nhỏ Nhìn chung đất nền không cần phải xử

lý thấm khi XDCT

4 Vật liệu xây dựng :

Xi măng, sắt thép, cát sỏi mua cách công trình không xa và có thể đảm bảo cả về chất ợng và số lợng, giá thành

l-Các chỉ tiêu của xi măng, cát đá nh sau :

Vật liệu ω% γa(T/m 3) γo(T/m 3) Ghi chú

- Phân chia đợt, khoảnh đổ, xác định cờng độ thi công

- Tính cấp phối cho bê tông M200 và M100

- Xác định máy trộn và số lợng cần thiết

- Số lợng thiết bị vận chuyển cốt liệu và bê tông

- Các cách đổ và kiểm tra không chế khe lạnh

- Thiết kế ván khuôn cho 1 khoảnh đổ cụ thể

2 Bản vẽ :

- Phân chia khoảnh đợt đổ bê tông

- Bố trí trạm trộn và phơng án vận chuyển

- Bố trí đổ bê tông cho một khoảnh đổ điển hình

- Bố trí dựng lắp ván khuôn cho 1 khoảnh cụ thể

Phần II : tính toán thiết kế

1 Tính toán theo thứ tự của hạng mục của công trình :

Căn cứ vào quy mô hạng mục của công trình, các hạng mục của công trình, việc tính toán khối lợng từng hạng mục đợc tính cụ thể trong bảng thống kê sau đây

TT H×nh d¹ng, kÝch thíc DiÔn to¸n Khèi lîng M¸c bª t«ng Ghi chó

3 m0,2 m

0,1[8.12,2 +(16,2 +12,2)6/2+

37,85 m3 M¸c 200 S©n tiªu n¨ng

2 Tính toán khối lợng bê tông theo mác bê tông :

4 Tính toán cấp phối bê tông :

- Mục đích: Xác định thành phần cấp phối cho 1 m3 bê tông theo mác thiết kế phù hợp với điều kiện cát, đá tại công trờng đảm bảo 2 yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật

- Theo Quy phạm :

+ Đối với bê tông M100 : Do khối lợng không nhiều nên dùng bảng tra sẵn

+ Đối với bê tông M200 : Tính toán cấp phối

- Cách xác định :

+ Phối liệu theo thể tích : Thờng không chính xác nên ít sử dụng trong thực tế

+ Phối liệu theo khối lợng: Chính xác cao nên thờng đợc sử dụng trong thực tế

a Xác định độ sụt của vữa bê tông (S n ) :

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

- Do các kích thớc có khối lợng đổ tơng đối lớn Do đó ta chọn hình thức thi công bằng máy → Sn = (4ữ6) cm Do thi công vào mùa khô nên có sự tổn thất do mất nớc Vì vậy ta chọn Sn =6 cm

X

KRXTrong đó :

Chú ý : Khi hiệu chỉnh thành phần bê tông tại hiện trờng thì tỷ lệ N/X không đợc thay

đổi để đảm bảo cờng độ bê tông theo thiết kế

c Xác định lợng pha trộn ( Cha kể đến độ ẩm tự nhiên của cát, đá sỏi) :

320 + = 278,48 (l)Trong đó :

X,N : Lợng nớc và xi măng trong 1m3 bê tông

ρx : Khối lợng hạt xi măng Với XM Pooclan : ρx = 3,1 T/m 3 = 3,1 Kg/m3

• Xác định lợng đá (sỏi), cát trong 1m3 bê tông :

- Theo phơng pháp tổng thể tích tuyệt đối trong 1m3 bê tông :

Vax +Vac + Vađ + Van = 1000 (l)

Trong đó :

Vax , Vac , Vađ , Van : Thể tích tuyệt đối của xi măng, cát, đá, nớc trong 1m3 bê tông

Để đảm bảo yêu cầu trên thì thể tích vữa gồm (N,X,C) phải lấp đầy khe rồng của cốt liệu thô tức là :

K

DNCX

d ad ac

ax

ηρ

=+ρ

d

K1000ρ

+ρ

η

Với :

K : Hệ số trơn trợt Với bê tông thờng có thể lấy K = 1,25

ρođ, ρ ađ : Khối lợng thể tích xốp tự nhiên và khối lợng riêng của đá(T/m 3)

ρođ = 1,5(T/m3) và ρađ =2,65 (T/m 3)

nđ = 1- ρođ /ρađ = 1- 1,5/2,65 = 0,434

ad od

d

K1000ρ

+ρ

65,2

15

,1

434,0.25,1

1000+ = 1353,1 (Kg)

- Lợng cát đợc xác định theo công thức sau :

ax ad

XN

1,3

8,320175

65,2

1,13531000

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

Theo tài liệu thực tế : độ ẩm của cát : ωc% = 3%

C1 : Khối lợng cát tự nhiên cần pha trộn với 1 bao xi măng

Đ1 : Khối lợng đá tự nhiên cần pha trộn với 1 bao xi măng

- Tiện cho bố trí trạm trộn và vận chuyển

- Tiện cho việc thi công các khe, khớp nối ( thông thờng 2 khoảnh đổ sát nhau nên bố trí 2 đợt khác nhau)

Việc chọn máy trộn phải dựa trên các căn cứ :

- Đờng kính max của cốt liệu đá (sỏi)

- Cờng độ bê tông thiết kế

- Điều kiện cung cấp thiết bị

- Lựa chọn loại máy trộn (thờng là máy trộn tuần hoàn rơi tự do) có thể tra cứu ST máy thi công Ta có thể chọn loại máy trộn bê tông là loại “ quả lê xe đẩy” Ký hiệu SB –

16 V với các thông số chính sau :

+ Dung tích thùng trộn : V = 500 (l)

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

+ Năng suất của máy theo lý thuyết :

b Xác định năng suất thực tế của máy trộn :

Năng suất thực tế của máy trộn đợc xác định theo công thức :

NTT =

1000

KNK

TT

Đ 0

TT X

0

X

1γ

+γ

+γ

=

1350

2,5691500

6,13661300

8,320

1+

KTg : Hệ số lợi dụng thời gian phụ thuộc vào việc bố trí tổ chức thi công trên công trờng Ktg = (0,85~0,95) Ta chọn KTg = 0,85

VTT : Thể tích thực tế của thùng trộn dựa theo cấp phối ở trên (lấy số nguyên bao

xi măng cho mỗi cối trộn để thuận tiện cho thi công) Xác định VTT ứng với số nguyên bao

xi măng cho mỗi mẻ trộn :

Đ 0

1 C 0

1 X 0

DC

50

γ

+γ

+

21335

,1

72,883,1

K : Hệ số không đều về năng suất giữa các giờ sản xuất, K = 1,2~1,5→K = 1,5QTK : Cờng độ đổ bê tông thiết kế, QTK = 1,94 (m3/h)

→ m = 1,5

49,9

94,1

= 0,31 → Chọn số máy trộn : m =1 Số máy dự trữ là 1

d Xác định năng suất thực tế của trạm trộn (gồm m máy) :

Đây là thông số quan trọng để tính toán chọn phơng tiện vận chuyển cốt liệu, vận chuyển vữa bê tông và số máy đầm

QTT = mNTT = 9,49 (m3/h)

7 Bố trí thi công bê tông :

a Xác định cao trình và vị 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 nớc trộn bê tông

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

- Khống chế đợc nhiều cao trình đổ bê tông

- Hạn chế phải di chuyển trạm trộn nhiều lần

→ Ta chọn cao trình đặt trạm trộn ở cao trình + 4,00 (m)

b Đề xuất và lựa chọn phơng án thi công :

Phơng 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 lợng của 1

mẻ trộn ta chọn loại xe cải tiến có dung tích thùng là 150 l, dùng đầm dùi để đầm chặt bê tông

Phơng 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 đẻ vận chuyển đến khoảnh

đổ và dùng đầm dùi để đầm chặt bê tông

c Tính toán thiết bị vận chuyển cốt liệu :

Tại các trạm trộn lớn việc phối liệu thờng bằng cách dùng máy xúc lật đa cốt liệu vào

bể chứa, từ đó cốt liệu theo băng chuyền vào bộ phận phối liệu Tại đó cốt liệu đợc cân,

đong theo đúng cấp phối đã tính toán và đợc điều chỉnh

Tại các trạm trộn có quy mô nhỏ (trạm di động) có thể dùng xe cải tiến vận chuyển cốt liệu đến trạm trộn

Trong đồ án này ta chọn xe cải tiến để vận chuyển côt liệu để tính toán

• Tính năng suất xe cải tiến khi vận chuyển cốt liệu :

Năng suất của xe cải tiến khi vận chuyển cốt liệu đợc tính theo công thức :

Xe

ttttt

V6,3

5 4 3 2 1

p n

+++

+Trong đó :

t1 : Thời gian nạp vật liệu vào xe : t1 = 150 s

t2, t3 : Thời gian đi và về của xe : t2+t3 = 2L/V = 2.50/1,389 = 72(giây)

L : Quãng đờng từ bãi cốt liệu đến trạm trộn = 50(m)

V : Vận tốc trung bình của xe : V = 5 (km/h) = 1,389 (m/s)

t4 : Thời gian đổ cốt liệu : t4 = 30s

t5 : Thời gian trở ngại : t5 = 10s

Vnạp : Thể tích vật liệu nạp vào xe : Vnạp = 0,15 (m3)

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

103072150

150.6,3

++

CK

1000

50.mN

π

γ =1,3.1000.1,855

50.1.36

= 0,75 → n = 1 xe

Số xe chở cát thực tế là :

nXe =

xe oC

CK

1000

72,88.mN

π

γ = 1,4.1000.1,855

72,88.1.36

= 1,2 → n = 2 xe

Số xe chở đá thực tế là :

nXe =

xe od

CK

1000

213.mN

π

γ = 1,5.1000.1,855

213.1.36

= 2,76 → n = 3 xeVậy tổng số xe chở cốt liệu là n = 6 xe Chọn 1 xe dùng để dự trữ trong trờng hợp xe chở bị sự cố

• Yêu cầu của vận chuyển vữa bê tông :

Bê tông không bị phân cỡ Muốn vậy đờng 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 ữ 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 nắng, ma

Không để bê tông sinh ra ninh kết ban đầu, thời gian vận chuyển vữa bê tông không đợc vợt quá thời gian cho phép, cần sử dụng phơng 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 :

- Tính năng suất xe cải tiến khi chở vữa bê tông :

Tính toán giống nh tính số xe vận chuyển cốt liệu chỉ khác là khi vận chuyển vữa bê tông thì dung tích nạp của thùng ít hơn khi chở vật liệu để tránh rơi vãi bê tông

Ta có năng suất của một xe cải tiến khi chở vữa bê tông là :

Xe

ttttt

V6,3

5 4 3 2 1

p n

+++

+Trong đó :

t1 : Thời gian nạp vật liệu vào xe : t1 = 30 s

t2, t3 : Thời gian đi và về của xe : t2+t3 = 2L/V = 2.30/1,389 = 43,2(giây)

L : Quãng đờng từ trạm trộn đến nơi đổ = 30(m)

V : Vận tốc trung bình của xe : V = 5 (km/h) = 1,389 (m/s)

t4 : Thời gian đổ cốt liệu : t4 = 30s

t5 : Thời gian trở ngại : t5 = 10s

Vnạp : Thể tích vật liệu nạp vào xe : Vnạp = 100 (l)

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

10302,4330

100.6,3

++

- Số xe cải tiến cần có để vận chuyển vữa bê tông là :

xe TT

Q

π =2,862

49,9

= 3,3 (Xe)

Trong đó:

QTT : Năng suất thực tế của một máy trộn (trạm trộn); QTT = 9,49 (m3/h)

πxe : Năng suất chở bê tông của một xe cải tiến : πxe = 2,862 (m3/h)

Vậy chọn 4 xe cải tiến để vận chuyển vữa bê tông và 1 xe dự trữ khi có sự cố

Qua tính toán ở trên ta thấy tổng số xe cải tiến để vận chuyển cốt liệu, vữa bê tông tính cả dự trữ là 12 xe

g Đổ, san, đầm, dỡng hộ bê tông :

• Đổ bê tông :

Tuỳ theo khoảnh đổ bê tông mà có các cách đổ bê tông khác nhau

Nếu khoảnh đổ có diện tích mặt không lớn lắm và khối lợng bê tông không lớn thì có thể đổ bê tông bằng cách lên đều

Nếu khoảnh đổ có chiều ngang nhỏ nhng chiều dài lớn thì có thể dùng phơng pháp đổ

bê tông theo lớp nghiêng Phơng pháp này rất thích hợp để đổ bê tông bản đáy cống

Phơng pháp đổ bê tông theo kiểu bậc thang (là phơng pháp trung gian của hai phơng pháp trên có thể đổ bê tông ở nhng khoảnh đổ lớn có chiều cao và diện tich bề mặt bằng lớn )

Trong đồ án này khi đổ bê tông các trụ pin, tờng cánh, các bộ phận thẳng đứng khác của cống ta dùng phơng pháp đổ bê tông lên đều; dùng phơng pháp đổ bê tông theo lớp nghiêng cho bản đáy cống, sân trớc và sân sau cống

Khi đầm bê tông phải chú ý đầm bê tông đủ thời gian nhng không đợc đầm một chỗ qua thời gian cho phép, thời gian đầm thờng thay đổi trong phạm vi 30 ữ60 giây

• Chọn loại máy đầm :

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

- Cờng độ đổ bê tông thực tế

- Kết cấu công trình

- Khả năng cung cấp thiết bị

Từ các căn cứ đó do kết cấu công trinh chủ yếu là bê tông khối đứng nên ta chọn loại

đầm chày C376 là loại đầm có năng suất 4 m3/h

• Tính toán số máy đầm :

d TT

Q

49,9

- Tới nên bê tông: khi đổ bê tông mà thời tiết nắng qua thì ngời ta thờng tiến hành đổ

bê tông vào ban đêm để ánh nắng không ảnh hởng đến sự phát triển cờng độ bê tông (sự phát triển cờng độ bê tông ban đầu rất quan trọng, nếu bị ảnh hởng ngay ở thời kỳ đầu thì lúc đó bê tông không đủ cờng độ rất dễ sinh ra nứt, mất nớc nhanh quá xi măng không thuỷ hoá kịp)

h Kiểm tra điều kiện không phát sinh khe lạnh :

• Khái niệm :

Khe lạnh là khe thờng xuất hiện trong khoảnh đổ giữa hai lớp bê tông mà khi tiến hành

đổ bê tông lớp sau thì bê tông lớp trớc đã quá thời gian ninh kết ban đầu Khe lạnh làm mất tính đồng nhất của khối bê tông Thờng khó nhìn thấy khe lạnh bằng mắt thờng mà chỉ phát hiện thông qua ép nớc thí nghiệm, việc xử lý khe lạnh đơn giản nhất là khi phát hiện

ra khe lạnh thì dừng thi công coi khe lạnh là khe thi công và xử lý nh khe thi công

• Nguyên nhân phát sinh khe lạnh :

Vì điều kiện nào đấy mà quá trình đổ bê tông phải ngừng lâu (do ma hoặc điều kiện thiết bị không cho phép nh hỏng máy trộn) không đảm bảo thi công liên tục

Do phân khoảnh quá lớn hoặc chọn phơng pháp đổ không hợp lý với điều kiện thiết bị hiện có

• Kiểm tra điều kiện không phát sinh khe lạnh cho một khoảnh đổ điển hình : Chọn khoảnh đổ điển hình để kiểm tra :

Căn cứ vào kết cấu công trình chọn ra một số khoảnh đổ điển hình tiến hành kiểm tra

điều kiện không phát sinh khe lạnh cho các khoảnh đổ đó từ đó kết luận khoảnh đổ chọn là hợp lý Các khoảnh đổ điển hình có thể chọn nh sau :

- Khoảnh đổ có kích thớc lớn nhất

- Khoảnh đổ có kích thớc không phải lớn nhất nhng ở xa trạm trộn

- Khoảnh đổ khó đổ nhất

Tiến hành kiểm tra :

Ta đi kiểm tra cho khoảnh đổ số IIa : Bản đáy ở đây khối lợng khoảnh đổ lớn và cách

Kπ 1 − 2

Trong đó :

π : Năng suất thực tế của trạm trộn : π = QTT = 9,49 (m3/h)

K : Hệ số xét đến chở ngại khi vận chuyển : K = 0,95

t1 : Thời gian ninh kết ban đầu của bê tông : t1 = 1,5h = 5400s

t2 : Thời gian từ khi vận chuyển vữa bê tông ở trạm trộn đến khi kết thúc đầm ở khoảnh đổ

h : là chiều dày lớp đổ, phụ thuộc vào chiều dài đầm chày chọn đợc

F : diện tích trên bề mặt bê tông đang đổ mà tại đó có khả năng phát sinh khe lạnh (m2) việc xác định diện tích này phụ thuộc vào phơng pháp đổ bê tông thực tế tại khoảnh đổ

αsin

BH

10sin

5,0.1,6

= 17,56 (m2)Trong đó :

H : Chiều cao khối đổ

Kπ 1 − 2

=

3,0

)083,05,1(49,9.95,

Kπ 1 − 2

< Không phát sinh khe lạnh >

i Công tác ván khuôn :

• Vai trò và nhiệm vụ :

- Tạo cho công trình có hình dạng, kích thớc theo đúng thiết kế

- Là bộ phận chịu lực của kết cấu công trình trong thời gian bê tông cha đạt đến cờng

độ thiết kế

• Lựa chọn ván khuôn tiêu chuẩn :

- Ván khuôn tiêu chuẩn thờng đợc dùng rộng rãi trên công trờng, đợc làm bằng gỗ, hay bằng kim loại, đợc dùng nhiều lần, kích thớc của ván khuôn đợc lựa chọn cho phù hợp với công trình để có thể dựng lắp đợc nhiều bộ phận công trình

- Việc lựa chọn kích thớc của ván khuôn tiêu chuẩn cần dựa trên điều kiện thi công, ở những công trờng nhỏ việc lựa chọn kích thớc phải phù hợp với sức khoẻ của công nhân và

có thể mang vác thủ công đợc

- Hình thức cấu tạo của ván khuôn đảm bảo sao cho việc dựng lắp, tháo dỡ, liên kết với nhau thuận lợi Đây là điều kiện đảm bảo cho tăng tốc độ thi công công trình

• Cách lắp ván khuôn :

Ván khuôn nằm đợc lắp dựng theo chiều từ trên xuống thờng gồm các bớc nh sau :

- Ván khuôn tiêu chuẩn

- Các dầm ngang

- Các dầm dọc

- Cột chống (hoặc hệ thống giàn giáo chống)

Ván khuôn đứng đợc lắp dựng theo chiều từ trong ra ngoài theo các bớc sau :

Cách 1 : Ván khuôn tiêu chuẩn :