Máy xây dựng Chuong 1

Máy xây dựng

Mở đầu

Những vấn đề chung về máy xây dựng

I một vài nét về sự phát triển của máy xây dựng

Máy xây dựng xuất hiện từ đầu thế kỷ 19, khi phát minh ra động cơ hơi nước Năm

1812 đã có máy nạo vét lòng sông Năm 1836 máy xúc với dung tích gầu 1,14m3 có năng suất

30÷40m3/h ra đời Sau đó là các loại máy trộn bê tông, máy lu đường và các loại thiết bị xâydựng khác xuất hiện Máy xây dựng thực sự được phát triển khi ra đời động cơ đốt trong,động cơ điện và ngày càng được hoàn thiện Do đòi hỏi ngày càng lớn về khối lượng và chấtlượng xây dựng nên nhiều nước đã tập trung nghiên cứu và sản xuất các loại máy xây dựng.Trong thế kỷ 20, đã phát triển máy xây dựng truyền động cáp đến thế hệ máy xây dựng tiến

bộ hơn là truyền động bằng thuỷ lực Các nước xã hội chủ nghĩa cũ, đứng đầu là Liên Xô,cũng có ngành sản xuất máy xây dựng rất sớm, sản xuất với khối lượng lớn để phục vụ côngcuộc xây dựng lại đất nước sau chiến tranh

Vào cuối thế kỷ 20, máy xây dựng đã có bước phát triển nhảy vọt Ngành chế tạo máyxây dựng đã thừa hưởng sự tiến bộ trong công nghệ chế tạo máy, công nghệ vật liệu và đặcbiệt là kỹ thuật điện và điện tử đã cho ra đời một thế hệ máy xây dựng hoàn hảo, đáp ứngđược mọi công nghệ xây dựng tiên tiến, giảm ô nhiễm môi trường Các nước sản xuất máyxây dựng đã không ngừng cải tiến các sản phẩm của mình về kiểu dáng công nghiệp, suất tiêuhao nhiên liệu, tiện nghi buồng lái, sự tiện lợi trong bảo dưỡng, sửa chữa, độ tin cậy, năngsuất, chủng loại, bộ công tác đáp ứng mọi khía cạnh của nhu cầu sản xuất và đảm bảo hiệuquả kinh tế Kích cỡ máy cũng được đa dạng hoá Đặc biệt hiện nay ngày càng có nhiều côngtrình được xây dựng với qui mô lớn nên nhiều loại máy cỡ lớn cũng được sản xuất cho phùhợp với yêu cầu thực tế của công tác xây dựng Nhờ sự phát triển công nghệ, mức độ hiện đạicủa các máy xây dựng ngày càng tăng Các vật liệu mới có sức bền cao được sử dụng để nângcao hệ số công suất trên trọng lượng máy Các nước hàng đầu trong lĩnh vực này phải kể đến

Mỹ, Nhật Bản, Tây Đức, Thụy Điển, với tên tuổi của các hãng nổi tiếng như Caterpillar,John Deere, Ingersoll-Rand (Mỹ), Mitsubishi Heavy Inds, Kubota, Komatsu, Kobelco,Hitachi, Sakai (Nhật Bản), Mannesmann, Bomag, Hamn, Libher (Đức), Volvo, Dynapac(Thụy Điển), Nordberg (Phần Lan) Nước châu á mới nổi lên trong lĩnh vực này phải kể đếnHàn Quốc với các hãng quen thuộc như Sam Sung, Daewoo, Huyndai

Ngày nay mọi công việc nặng nhọc trong xây dựng như đào đất, phá đá, vận chuyểnđất đá, nghiền sàng, trộn bê tông, vận chuyển vật liệu xây dựng lên cao… đã được cơ giới

hoá Mức độ cơ giới hoá trong xây dựng của nhiều nước phát triển đã ở mức cao, ví dụ: Các

nước nhóm G7 đã đạt trên 95%, ấn Độ đạt 70%

Ở Việt Nam, máy xây dựng cũng có những bước phát triển đáng kể Vào những nămsáu mươi, ở miền Bắc đã nhập các máy xây dựng để thi công các công trình thuỷ điện, làm

đường, khai thác mỏ, Trong giai đoạn này công việc xây dựng lại đất nước sau chiến tranhbắt đầu phát triển, do đó công việc bốc xúc vận chuyển vật liệu với khối lượng đáng kể và đòihỏi phải được cơ giới hoá Những năm sau đó là xây dựng giao thông phục vụ chiến đấu Cácmáy móc trong thời kì này chủ yếu theo các chương trình viện trợ của Liên Xô, Trung Quốc

và một số nước xã hội chủ nghĩa cũ khác ở miền Nam, máy xây dựng chủ yếu do các hãngcủa Mỹ chế tạo, được đưa vào miền Nam để xây dựng các công trình quân sự, đường sá

Những thập kỷ tiếp theo, tình hình sử dụng máy xây dựng ở Việt Nam có thay đổinhiều, số lượng và chủng loại tăng lên đáng kể nhằm đáp ứng công việc xây dựng của nhữngcông trình có quy mô ngày càng lớn như thuỷ điện Sông Đà và các công trình khai thác mỏ lộthiên ở Quảng Ninh Sau ngày thống nhất tổ quốc, máy xây dựng của các nước tư bản nhưNhật Bản, ý, Thụy Điển, Pháp, bắt đầu có mặt ở nước ta Ví dụ, các thiết bị do Volvo,Komatsu, Fiat, Kobelco, Hitachi, Hino, Dynapac chế tạo được nhập vào để thực hiện cáccông trình như xi măng Hoàng Thạch, thuỷ lợi Dầu Tiếng, thuỷ điện Trị An, và các công việcbốc xúc trong khai thác mỏ lộ thiên, nhất là ở khu vực Quảng Ninh Tuy máy móc do cácnước tư bản chế tạo hoạt động có hiệu quả hơn nhưng do giá đầu tư ban đầu cao nên thời kìnày, nhiều máy của các nước XHCN cũ vẫn được sử dụng rộng rãi Điều kiện kinh tế, xã hội

và cơ sở hạ tầng của nước ta trong giai đoạn này ảnh hưởng nhiều đến tình hình sử dụngmáy xây dựng Thông thường, do thiếu vốn nên các dự án do nước nào viện trợ thì thường

là thiết bị của nước đó được cung cấp vào Việt Nam

Đến những năm đầu của thập kỷ chín mươi, cùng với công cuộc đổi mới của cả nước,tình hình sử dụng máy xây dựng ở Việt Nam cũng được cải thiện Các công trình có quy môlớn, chất lượng công trình đòi hỏi cao, thời gian xây dựng dài, người ta đã sử dụng các tổmáy đồng bộ, hiện đại Trong khi đó, các công trình nhỏ, thời gian xây dựng ngắn vẫn phảidựa trên cơ sở máy móc hiện có của các cơ sở xây dựng và chỉ đầu tư thêm một số thiết bị lẻ

để thi công

Do chính sách mở cửa, sức ép của kinh tế thị trường và đòi hỏi chất lượng công trình

mà máy xây dựng được nhập vào Việt Nam cũng dần được nâng lên về chất ưu thế thiết bịxây dựng hiện đại và công nghệ thi công tiên tiến đã chứng minh sức mạnh của các công ty.Người ta đã nghĩ tới hiệu quả thực tế cuối cùng của một thiết bị mang lại chứ không còn quáquan tâm giá đầu tư ban đầu Thực tế giá đầu tư ban đầu theo kinh nghiệm chỉ chiếm khoảng25% tổng chi phí của cả một đời máy (Caterpillar Annual Report -1999) Hiệu quả của thiết bịphụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, như chế độ hỗ trợ sản phẩm của nhà cung cấp thiết bị, năngsuất, độ bền của máy móc, hiệu quả sử dụng nhiên liệu, trình độ sử dụng, Về suất tiêu haonhiên liệu Trước đây người sử dụng thường chỉ chú ý đến suất tiêu hao nhiên liệu (g/mãlực.giờ), cách tính này không phản ánh được hiệu quả thực tế của máy Ngày nay người ta đãdùng một thông số so sánh có ý nghĩa thực tế hơn, đó là khối lượng công việc thực hiện đượckhi tiêu hao một đơn vị nhiên liệu (gọi là hiệu quả tiêu hao nhiên liệu)

Qua phân tích tình hình sử dụng máy xây dựng ở Việt Nam, có thể thấy bức tranh tổngthể của hoạt động này, xu hướng phát triển và nhu cầu máy xây dựng ở nước ta ngày càngtăng Trong những năm gần đây, do sự đòi hỏi của sản xuất, số lượng máy xây dựng được chế

tạo với công nghệ hiện đại được nhập vào nước ta ngày càng nhiều với đủ chủng loại, kích cỡ.Ngành công nghiệp chế tạo máy Việt Nam cũng phải phấn đấu để có thương hiệu máy xâydựng riêng của mình.

II Phân loại máy xây dựng

Máy xây dựng là các máy và thiết bị phục vụ cho công tác xây dựng các công trìnhdân dụng, công nghiệp, quốc phòng, thuỷ lợi và giao thông vận tải,

Máy xây dựng có rất nhiều chủng loại và đa dạng, có thể phân loại theo những cơ sởkhác nhau như: theo công dụng, theo nguồn động lực, theo hệ thống điều khiển, Trong phầnnày ta chỉ căn cứ vào mục đích sử dụng máy để phục vụ cho công tác xây dựng: đào vậnchuyển đất, sản xuất vật liệu xây dựng, nâng vận chuyển vật liệu và thiết bị, thiết bị phụ trợhoàn thiện Từ đó máy xây dựng có thể phân loại:

II 1 Máy nâng - vận chuyển

Máy nâng vận chuyển đơn thuần chỉ làm công tác nâng vận chuyển vật liệu, hàng hoá

và bao gồm các loại:

Máy vận chuyển ngang: có hướng vận chuyển luôn luôn song song với mặt đất, dichuyển trên đường bộ (ôtô, máy kéo), trên đường sắt (xe goòng, xe lửa), trên mặt nước (xàlan, tầu thuỷ) và trên đường không (máy bay vận tải, trực thăng), Trong xây dựng các côngtrình, máy vận chuyển ngang thường được sử dụng trong phạm vi hẹp

Máy vận chuyển đứng (máy nâng): kích, tời, palăng, vận thăng, thang máy, các loạimáy trục

Máy vận chuyển liên tục: có hướng vận chuyển là ngang, nghiêng hay thẳng đứng(băng tải, gầu tải, vít tải, ) dùng để vận chuyển vật liệu rời, vụn

II.2 Máy làm đất:

Máy làm đất là máy chuẩn bị mặt bằng xây dựng, đào và vận chuyển đất, bao gồm:Máy đào (máy đào một gầu, máy xúc và máy đào nhiều gầu);

Máy đào - vận chuyển đất (máy ủi, máy cạp và máy san);

Máy đầm đất (máy đầm lăn ép, máy đầm xung kích và máy đầm chấn động);

Máy chuyên dùng để thi công các công trình thuỷ lợi (máy đào hang, nạo vét kênh…)

II.3 Máy gia cố nền móng:

Máy gia cố nền móng là các máy đưa cọc xuống lòng đất làm cho nền móng vữngchắc hơn, giữ ổn định công trình xây lắp Các loại máy này bao gồm: máy đóng cọc, máy épcọc, máy khoan cọc nhồi,

II.4 Máy sản xuất vật liệu:

Máy sản xuất vật liệu xây dựng bao gồm máy nghiền, sàng và rửa đá, máy trộn bêtông, máy vận chuyển và đầm bê tông

III Chế độ làm việc và các chỉ tiêu của máy xây dựng

III 1 Chế độ làm việc

Mỗi quá trình làm việc của máy được đặc trưng bằng các chỉ tiêu khác nhau: lực, tốc

độ, sự thay đổi phương chiều và giá trị của chúng, thời gian mang tải của các nguyên công.Các chỉ tiêu này phụ thuộc vào đối tượng thi công, tính chất cơ lý của chúng, điều kiện làmviệc, kết cấu máy Trong trường hợp tổng quát, ta xác định tải trọng tác dụng lên cơ cấu làmviệc, kết cấu máy hay động cơ và thời gian làm việc Tải trọng và thời gian làm việc được đặctrưng bằng chế độ làm việc của máy

Có thể chia chế độ làm việc của máy làm sáu loại, tuỳ thuộc từng loại máy và từng loạicông việc:

III.2 Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của máy xây dựng, không kể công dụng và đặc điểm của cơ cấu công tác là: khối lượng, kích thước, độ phức tạp, tính thích ứng sửa chữa, tuổi thọ,công suất riêng và năng suất của máy

a) Khối lượng máy:

Có hai loại, khối lượng làm việc và khối lượng kết cấu.

Khối lượng làm việc có dự trữ đầy đủ nhiên liệu hay vật liệu sử dụng

Khối lượng kết cấu hay khối lượng khô: không có nhiên liệu hay vật liệu sử dụng.Khối lượng hay trọng lượng của máy, nói chung càng giảm càng tốt, có liên quan đếncông suất và khả năng di chuyển của máy (trừ một số máy cần tăng trọng lượng như máyđầm, máy đào, )

b) Kích thước máy được phân làm hai loại:

Kích thước bản thân máy (chiều cao, chiều rộng và chiều dài), không thay đổi Kíchthước làm việc của máy, có liên quan đến kích thước bộ công tác và vị trí tương ứng của nókhi làm việc

c) Công suất riêng của máy:

Công suất riêng của máy là công suất được tính trên một đơn vị khối lượng hay kíchthước hoặc dung tích của bộ công tác Công suất riêng của máy lớn thì máy chịu tải tốt nhưngkhối lượng hay kích thước lại nhỏ, gọn

d) Độ phức tạp của máy:

Độ phức tạp của máy được đặc trưng bằng số lượng các chi tiết hoặc bộ phận hay cơcấu tạo thành máy ở điều kiện như nhau, nếu tăng số lượng chi tiết máy, thì máy sẽ phức tạp,làm cho việc sử dụng và sửa chữa khó khăn Căn cứ vào số lượng chi tiết máy, có thể chia độphức tạp của máy ra làm ba loại:

- Máy có độ phức tạp đơn giản là máy có số lượng chi tiết máy ≤ 1500;

- Máy có độ phức tạp trung bình là máy có số lượng chi tiết máy trong khoảng 3000;

1500 Máy có độ phức tạp cao là máy có số lượng chi tiết máy > 3000

e) Tính thích ứng bảo dưỡng sửa chữa:

Tính thích ứng sửa chữa được đặc trưng bằng khả năng tháo lắp các chi tiết hay bộphận hoặc cụm máy, khi sửa chữa được dễ dàng, thuận tiện, chính xác và nhanh

f) Độ tin cậy:

Độ tin cậy được đặc trưng bằng khả năng làm việc của chi tiết máy hay cơ cấu máyhoặc máy, mức độ không có hiện tượng hư hỏng nào trong thời gian làm việc quy định hoặcchưa đến kỳ sửa chữa

Độ tin cậy của máy không những phụ thuộc vào kết cấu của chi tiết máy hay cơ cấumáy có hợp lý không, mà còn phụ thuộc vào chất lượng chế tạo chi tiết máy, bảo dưỡng vàsửa chữa định kỳ.

g) Tuổi thọ:

Tuổi thọ của máy là thời gian làm việc của máy, ở điều kiện bình thường, đến khi phảisửa chữa và có liên quan đến thời gian sử dụng cũng như khấu hao máy

h) Năng suất:

Năng suất của máy được đặc trưng hay biểu thị bằng khối lượng sản phẩm do máy làm

ra trong một đơn vị thời gian (m3/h, T/h, T/km-h, ) và có ba loại:

- Năng suất lý thuyết: được xác định trong điều kiện máy phải làm việc liên tục với tốc

độ và tải trọng tính toán khi thiết kế chế tạo

- Năng suất kỹ thuật: được xác định tương tự như năng suất lý thuyết, nhưng có xétđến điều kiện thực tế của đối tượng thi công như loại đất, địa hình và môi trường làm việc

- Năng suất thực tế: là lượng sản phẩm do máy làm ra trong một giờ, một ca hoặc mộtnăm Năng suất thực tế phụ thuộc nhiều vào trình độ sử dụng của người lái, trình độ tổ chứcquản lý thi công,

Như vậy, tuỳ theo chức năng của máy, mà người ta cho trước những chỉ tiêu kinh tế

-kỹ thuật cơ bản trên và cũng có thể cho thêm một số chỉ tiêu khác thường gọi là Đặc tính -kỹ

thuật của máy

Nhờ có bản giới thiệu “Đặc tính kỹ thuật của máy” này, ta có thể khảo sát, lựa chọnmáy một cách hợp lý khi lập dự án, để bảo đảm chất lượng thi công và kế hoạch của côngtrình

Chương 1

Công tác xây dựng

1.1 Đặt vấn đề

Xây dựng là một ngành quan trọng của Việt Nam Từ khi thống nhất đất nước, việcxây dựng lại sau chiến tranh đã phát triển nhanh chóng, đặc biệt là từ thời điểm đất nước mởcửa, chủ động hội nhập quốc tế Trong những năm gần đây, ngành này đã tạo ra hàng triệuviệc làm Xây dựng là một quá trình năng động, hấp dẫn và thường tạo ra thu nhập cao chongười lao động Vì vậy đây là một nghề hấp dẫn, nhất là đối với nhiều người muốn vươn lênlàm giàu Mặc dù lợi ích ngành này mang lại là rất lớn, nhưng là một ngành cạnh tranh khốcliệt với nhiều rủi ro tài chính Ngoài ra, tính chất chu kì và mùa vụ của công tác xây dựngcũng thường làm giảm một cách đáng kể thu nhập hàng năm của người lao động

Về nguyên tắc, xây dựng là sự kết hợp giữa nghệ thuật và khoa học Vì vậy, nhữngngười muốn thành công trong nghề này cần phải có kiến thức cơ bản về kĩ thuật và hiểu biết

về thực tế kinh doanh và quản lí Sự cạnh tranh quốc tế ngày càng tăng và sự phát triển nhanhchóng của công nghệ làm thúc đẩy sự phát triển của thiết bị, vật liệu, phương pháp và các kĩthuật quản lí xây dựng mới Kinh nghiệm xây dựng thực tế là vô cùng quan trọng, nhữngngười nghiên cứu về xây dựng cần tận dụng mọi cơ hội để quan sát và tham gia vào các hoạtđộng xây dựng

Các chương sau bàn về việc sử dụng các thiết bị xây dựng, tập trung vào công tác đất,

đá, bê tông và xây dựng công trình lớn Tuy nhiên, những nguyên tắc liên quan cũng áp dụngcho các thiết bị được dùng trong xây dựng nhà và các loại công việc xây dựng khác Cần lưu ýrằng, người quản lí thiết bị xây dựng ở mọi cấp đều liên quan đến công tác lựa chọn, vậnhành, bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế tổ máy để tạo ra hiệu quả cao nhất và chi phí thấp nhất

có thể trong xây dựng, ngoài ra người kỹ sư máy cần biết phương pháp thiết kế chế tạo cácthiết bị thay thế, cải tiến thiết bị để nâng cao hiểu quả sử dụng, phù hợp với từng công việc vàmang lại hiệu quả kinh tế cao

1.2 Phân cấp công trình xây dựng

1.2.1 Các quy định và luật xây dựng

Năm 2003 Quốc hội nước cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam đã thông qua Luật Xâydựng số 16/2003/QH11 Luật có 8 chương, 123 điều quy định khung về hoạt động xây dựng

Ví dụ : Theo điều 5 của luật quy định ‘’Loại và cấp công trình xây dựng”:

1 Công trình xây dựng được phân thành loại và cấp công trình.

2 Loại công trình xây dựng được xác định theo công năng sử dụng Mỗi loại công trình được chia thành năm cấp bao gồm cấp đặc biệt, cấp I, cấp II, cấp III và cấp IV;

3 Cấp công trình được xác định theo loại công trình căn cứ vào quy mô, yêu cầu kỹ thuật, vật liệu xây dựng công trình và tuổi thọ công trình xây dựng.

4 Chính phủ quy định việc phân loại, cấp công trình xây dựng.

Từ luật xây dựng, chính phủ và bộ ngành đã ra các nghị định, các thông tư hướng dẫnthực hiện luật xây dựng: Điều 4/209/NĐ-CP sửa đổi quy định phân loại và phân cấp côngtrình xây dựng:

1 Công trình xây dựng được phân thành các loại như sau:

a) Công trình dân dụng;

b) Công trình công nghiệp;

c) Công trình giao thông;

d) Công trình thủy lợi;

Điều 79 của luật xây dựng quy định về ‘’Bảo đảm vệ sinh môi trường trong thi công xây dựng công trình’’ Trong quá trình thi công xây dựng công trình, nhà thầu thi công xây

dựng công trình có trách nhiệm: Có biện pháp bảo đảm vệ sinh môi trường trong quá trình thicông xây dựng bao gồm: môi trường không khí, môi trường nước, chất thải rắn, tiếng ồn vàcác yêu cầu khác về vệ sinh môi trường

1.2.2 Quản lý xây dựng và quản lý thiết bị

1 Phạm vi quản lý xây dựng

Quản lý xây dựng là công việc kiểm soát các nguồn xây dựng cơ bản gồm : nhân lực,vật liệu, thiết bị, tiền vốn và thời gian Như vậy, phạm vi quản lí xây dựng rất rộng lớn và baogồm các lĩnh vực như : đấu thầu và hợp đồng ; tổ chức và lập kế hoạch dự án ; các phươngpháp, vật liệu và thiết bị xây dựng; kiểm soát tiến độ và chi phí; an toàn và sức khoẻ; kiểmsoát chất lượng; đời sống tinh thần của người lao động; và quan hệ công chúng Các vấn đềquan lý xây dựng nói trên đã được đề cập đầy đủ và cụ thể trong luật xây dựng và nghị địnhcủa chính phủ về xây dựng Phần này tập trung vào việc ứng dụng chúng trong quản lý thiết bịxây dựng.

Mỗi người quản lý công trình xây dựng cần nhận thức rằng mình là phần không thểtách rời của công tác quản lý xây dựng Thành công của dự án và của công ty tuỳ thuộc vàocông tác quản lý theo thẩm quyền ở mọi cấp

3 Chất lượng xây dựng

Trong những năm gần đây, đã có sự nhận thức tốt hơn về tầm quan trọng của chấtlượng sản phẩm trong tất cả các ngành, kể cả ngành xây dựng Nhà thầu chịu trách nhiệmchính về chất lượng xây dựng Thực tế cho thấy rằng việc thanh tra và các thử nghiệm do đạidiện chủ đầu tư thực hiện chỉ là sự kiểm tra một số điểm, xác định rằng một bộ phận cụ thểcủa công trình đạt các tiêu chuẩn tối thiểu Các nhà thầu cần hiểu rằng quản lý chất lượng kémlàm tăng chi phí do phải làm lại và làm chậm tiến độ và đồng thời cũng đánh mất uy tín củachính mình

4 Năng suất

Nói chung năng suất xây dựng là để đo khối lượng hàng hoá và dịch vụ xây dựngtrong một giờ lao động Định nghĩa này không kể đến vai trò của vốn đầu tư và cải tiến côngnghệ đối với năng suất tính toán Trong những năm gần đây, ngành xây dựng công trình đãchứng minh rằng việc sử dụng các thiết bị xây dựng lớn hơn và năng suất cao hơn có thể làmtăng năng suất và hạ giá thành sản phẩm mặc dù có làm tăng các chi phí vật tư và nhân lực

Có nhiều cách để các nhà quản lí có tránh nhiệm và sáng tạo để có thể tăng năng suất và hạ giá thành sản phẩm

5 Quản lý thiết bị

Mục tiêu chính của nhà quản lý thiết bị là sử dụng thiết bị thực hiện công việc xâydựng để hoàn thành dự án đúng thời hạn trong phạm vi ngân sách và đáp ứng các tiêu chuẩnchất lượng Tuy mục tiêu chung của nhà quản lý thiết bị và dự án xây dựng là như nhau nhưngcũng có sự khác biệt :

Đối với người quản lí dự án xây dựng bao gồm:

- Lựa chọn tổ máy tối ưu cho dự án trong khuôn khổ các nguồn của đơn vị xây dựng

- Lập kế hoạch sử dung thiết bị, đảm bảo rằng các hoạt động tuân theo kế hoạch này

- Đảm bảo có đủ thời gian để bảo dưỡng thiết bị

- Làm việc với trưởng phòng quản lý thiết bị của công ty về hệ số sẵn sàng, việc sửdụng và bảo dưỡng thiết bị

Đối với người quản lý thiết bị của công ty bao gồm:

- Tư vấn cho nhà quản lý dự án việc lựa chọn thiết bị dùng cho các dự án

- Đảm bảo tổ máy được bảo dưỡng thích hợp và có hệ số sẵn sàng cao

- Lựa chọn và đào tạo công nhân vận hành và bảo dưỡng thiết bị

- Quản lí các cơ sở bảo quản và bảo dưỡng thiết bị

- Thiết lập quy trình mua sắm phụ tùng sửa chữa hiệu quả

- Làm việc với quản lý dự án về sử dụng, bảo dưỡng, hệ số sẵn sàng của các thiết bị

- Duy trì việc theo dõi chi phí và sử dụng thiết bị

- Lập kế hoạch thanh lí và thay thế thiết bị và đề xuất việc mua sắm thiết bị

1.3 Công tác đất đá, bê tông trong xây dựng

1.3.1 Năng suất và lựa chọn thiết bị cho công tác đất

Công tác đất là công tác đào, vận chuyển đất, đá từ vị trí này sang vị trí khác và sảnphẩm phụ thuộc vào kết cấu bề mặt, độ ẩm, tỉ trọng và độ bền Hoạt động chính của công tácđất, đá là đào, chất vật liệu lên phương tiện vận chuyển và chuyên chở, đổ đất (rải và chấtđống), đầm, san và hoàn thiện Thiết bị xây dựng, quy trình làm việc thông thường và quản lýcông việc trong công tác đất sẽ lần lượt trình bày trong các chương tiếp theo của tài liệu này.Các yếu tố chính trong quản lý công tác đất bao gồm: đánh giá chính xác khối lượng côngviệc, phân tích cẩn thận điều kiện làm việc, lựa chọn đúng thiết bị phù hợp với vật liệu, lập kếhoạch và quản lý công việc cẩn thận

1 Lựa chọn thiết bị

Tính hiệu quả và lợi nhuận trong công tác đất chịu ảnh hưởng chính từ lựa chọn và vận hành thiết bị Lựa chọn thiết bị cho một dự án xây dựng liên quan đến nhiều yếu tố,nhưng yếu tố quan trọng nhất là khả năng đáp ứng yêu cầu công việc của thiết bị Lợi nhuậnlớn nhất của dự án hay khả năng quay vòng vốn đầu tư nên được xem là yếu tố chính để lựachọn thiết bị, và những thiết bị này phải đáp ứng được yêu cầu công việc Khi giá trên một

đơn vị năng suất là nhỏ nhất thì lợi nhuận thường (nhưng không luôn luôn) lớn nhất Tínhkinh tế của thiết bị được trình bày chi tiết trong chương 12 Yếu tố khác cần quan tâm khi lựachọn thiết bị cho một dự án là hệ số sẵn sàng thực hiện công việc của thiết bị cũng như khảnăng cung ứng phụ tùng, khả năng sử dụng lại trong tương lai và ảnh hưởng của bảo dưỡngthiết bị đối với các hoạt động xây dựng khác.

Bước tiếp theo sau khi lựa chọn thiết bị là lập kế hoạch sử dụng thiết bị cẩn thận nhằmphát huy tối đa hiệu quả của thiết bị Một số kỹ thuật nâng cao năng suất và hiệu suất của thiết

bị trình bày trong các chương sau Vấn đề quan trọng là quản lý tốt công việc để công tác xâydựng diễn ra đúng như kế hoạch, kế hoạch chỉ thay đổi khi xuất hiện những yếu tố ngoài dựkiến

2 Năng suất thiết bị

Công thức cơ bản để xác định năng suất cho bất kỳ công tác đất nào:

trong đó:

N - Năng suất (m3/h, t/h)

Q - Khối lượng, trọng lượng trong 1 chu kỳ (m3/ck, t/ck)

n - Số chu kỳ trong 1 giờ (ck/h)Thông số “số chu kỳ trong 1 giờ” cần tính đến ảnh hưởng của những yếu tố đặc trưngcho số chu kỳ đạt được hoặc có thể đạt được trong thực tế Thông thường, nhà sản xuất cungcấp biểu đồ hoặc bảng biểu để xác định năng suất của thiết bị trong những công việc cụ thể

Tổ chức các nhà chế tạo thiết bị trong lĩnh vực xây dựng cũng phát triển các tiêu chuẩn để xácđịnh năng suất máy đào Các bảng biểu khác để xác định năng suất thiết bị trình bày trong cácchương tiếp theo

Giá trên một đơn vị sản phẩm được tính như công thức 1-2:

N t

t C

//

∑

= (1-2)

ΣCtb – tổng chi phí sử dụng thiết bị xây dựng sau một đơn vị thời gian;

N - Khối lượng sản phẩm sau một đơn vị thời gian;

t - thời gian để tính chi phí máy thi công và sản phẩm tạo ra (ca, h)

Chú ý: Ở đây chỉ tính riêng cho chí phí máy xây dựng; trong thực tế xây dựng, tổng chi phí sau một đơn vị thời gian để thực hiện một khối lượng sản phẩm N không những của máy mà còn có thể có cả chi phí công làm thủ công

Để sử dụng đúng công thức 1-1 cũng như các bảng biểu, sơ đồ xác định năng suất cầnxác định chính xác các yếu tố ảnh hưởng đến công việc Có hai phương pháp chính được sửdụng Phương pháp thứ nhất xác định số phút làm việc có ích trong một giờ Chia giá trị nàycho 60 ta có hệ số kể đến điều kiện làm việc Phương pháp thứ hai thực hiện bằng cách lựachọn các yếu tố ảnh hưởng dựa vào điều kiện quản lý và làm việc Bảng 1-1 trình bày các yếu

tố ảnh hưởng đến vận hành thiết bị Cả hai phương pháp đều được sử dụng trong các bài tập

Bảng 1-1: Các yếu tố làm việc ảnh hưởng đến vận hành thiết bị [17]

Điều kiện làm việc** Điều kiện quản lý*

* Điều kiện quản lý bao gồm:

Kỹ năng, trình độ và năng lực của công nhân;

Lựa chọn, vận hành và bảo dưỡng thiết bị;

Lập kế hoạch, sắp xếp công việc, giám sát và phối hợp làm việc

** Điều kiện làm việc là những điều kiện tự nhiên ảnh hưởng đến mức độ làm việc(không bao gồm loại công việc và vật liệu) Điều kiện làm việc bao gồm:

- Địa hình và phạm vi làm việc;

-Điều kiện bề mặt và thời tiết;

Các yêu cầu đặc biệt đối với phương pháp thực hiện hay tính tuần tự của công việc

1.3.2 Các loại vật liệu trong công tác đất

Khi thi công đất, đá, bê tông… ta phải dùng nhiều loại thiết bị khác nhau, phù hợp vớitừng công việc và từng loại đất, đá, bê tông khác nhau Vì vậy chúng ta cần phải hiểu rõ cácloại đất, đá bê tông cơ bản và tính chất cơ lý của chúng

Tất cả các loại vật liệu nằm trong vỏ trái đất có thể phân thành đá hoặc đất Các loạivật liệu này là đối tượng của máy làm đất Có nhiều tính chất của đất và đá ảnh hưởng đếncông tác đất Có nhiều tính chất của đất ảnh hưởng đến các mục đích xây dựng khác nhau.Người thiết kế và kỹ sư xây dựng quan tâm đến khả năng chịu tải và điều kiện môi trường liênquan đến cấu trúc móng của công trình Còn người quản lý máy xây dựng lại chú trọng cáctính chất của đất như: khả năng vận chuyển, khả năng chất tải, độ ẩm, khả năng tiêu nước,trọng lượng, và sự thay đổi thể tích.

Để xác định các tính chất lý hoá của đất liên quan đến các đặc điểm kể trên cần phảitiến hành thí nghiệm Tuy nhiên, khả năng nhận biết các loại đất chính và hiểu biết về tínhchất của chúng giúp ích rất lớn trong quản lý thiết bị, lựa chọn chính xác thiết bị cũng như lựachọn phương pháp vận hành phù hợp với công việc cụ thể Chúng ta hãy nghiên cứu nhữngảnh hưởng của đất đá liên quan đến thiết bị:

1 Khả năng vận chuyển

Mức độ tác động tải trọng của đất đối với phương tiện vận chuyển bánh lốp hoặc bánhxích gọi là khả năng di chuyển Khả năng di chuyển trong hoạt động xây dựng là rất quantrọng đối với người quản lý máy móc thiết bị Khả năng di chuyển đánh giá dựa trên loại đất

và điều kiện độ ẩm mong muốn khi xây dựng hoặc xác định bằng các thí nghiệm Tuy nhiên,

có nhiều thiết bị khác nhau để xác định trực tiếp khả năng di chuyển của đất Với những loạiđất có khả năng di chuyển thấp thì cần sử dụng các phương pháp đặc biệt để tiêu nước chođất, sử dụng các thiết bị xây dựng có áp suất tiếp xúc thấp, gia cố để ổn định tuyến đường thicông hoặc phối hợp các biện pháp này với phương pháp vận hành thiết bị phù hợp

2 Khả năng chất tải

Khả năng chất tải là mức độ thuận lợi khi đào và chất tải Nhìn chung, đất xốp và đấtbột có khả năng chất tải tốt Các loại đất chặt và đất lẫn đá có khả năng chất tải thấp

3 Độ ẩm và khả năng tiêu nước

Tất cả các loại đất trong tự nhiên đều có độ ẩm Ảnh hưởng của độ ẩm đối với quá

trình đầm Độ ẩm cũng ảnh hưởng đến trọng lượng của đất và các tính chất vận chuyển Độ

trạng thái khô Ví dụ: mẫu đất có khối lượng 74,8 kg trong điều kiện tự nhiên, ở trạng thái khôthì mẫu đất đó có khối lượng 68,0 kg Như vậy khối lượng nước trong mẫu đất này là 6,8 kg

Độ ẩm của khối đất được tính:

68.100 10%

8,6

4 Trọng lượng

Đất là đối tượng công tác của máy làm đất, vì vậy tính chất cơ lí và thành phần cấpphối của đất có ảnh hưởng lớn đến quá trình làm việc của các loại máy làm đất

Trọng lượng của đất trên một đơn vị thể tích phụ thuộc vào loại đất, độ đầm chặt và độ

ẩm Trọng lượng của khối đất phụ thuộc trọng lượng riêng của từng loại đất γ (t/m 3 ) có ảnh

hưởng đến quá trình làm việc, liên quan đến lực cản ma sát, khả năng nâng, dung tích gầu

Thành phần cấp phối của đất là tỷ lệ các hạt trong đất có kích cỡ khác nhau, tính theo

phần trăm khối lượng Thành phần cấp phối có ảnh hưởng đến mức độ khó đào, đầm nén

Tính dẻo của đất ảnh hưởng đến khả năng gây biến dạng dư của máy làm đất, nhất là

đối với các loại máy đầm nén

Cấp đất: Căn cứ vào mức độ khó đào, đất đá được phân làm nhiều cấp Máy làm đất

có thể làm việc trực tiếp được với các loại đất đá từ cấp I đến cấp IV, các loại đất đá cấp caohơn thường phải nổ mìn hoặc xới tơi trước

Dung trọng khô (trọng lượng riêng của đất khô trên một đơn vị thể tích) của đấtthường được sử dụng để xác định độ đầm chặt của đất Dung trọng của đất liên quan đến độbền và khả năng chịu lực của đất Dung trọng của đất là yếu tố giới hạn khi xác định khả năngđào và vận chuyển Một số giá trị trọng lượng riêng tiêu biểu của vật liệu đất thông thườngtrong công tác đất trình bày trong bảng 1-2

5 Sự thay đổi thể tích đất

Vật liệu trong công tác đất tồn tại dưới 3 trạng thái:

Tự nhiên: trạng thái bình thường của đất Thể tích của đất được xác định là mét khốiđất tự nhiên

Dạng rời: trạng thái của đất sau khi đào Thể tích của đất được xác định là mét khốiđất rời, đất tơi xốp

Dạng sau đầm: trạng thái của đất sau khi đầm chặt Thể tích của đất được xác định làmét khối đất sau đầm chặt, đất đã bị co ngót

Sau khi đào, đất thường tăng thể tích Tỉ lệ tăng này gọi là độ tơi xốp của đất Côngthức xác định độ tơi xốp của đất:

∆ %=( −1).100

r

tn tx

G

G

; (1-4)

trong đó: Δtx- độ tơi xốp hay độ nở của đất sau khi đào lên so với đất chặt tự nhiên; Gtn- trọng lượng hay khối lượng đất tự nhiên (N, kg);

Gr- trọng lượng hay khối lượng đất rời (sau khi đào) (N, kg).

Bảng 1-2 Đặc điểm của các loại vật liệu tiêu biểu trong công tác đất*[17]

Loại đất Khối lượng riêng (kg/m 3 ) độ tơi

xốp (%)

độ ngót hệ số

chất tải

hệ số co ngót đất rời đất đắp đất chặt

** Đá cứng thường có giá trị lớn hơn.

Tương tự, khi đầm đất thể tích đất sẽ giảm so với thể tích đất tự nhiên Tỉ lệ giảm nàygọi là độ co của đất Công thức xác định độ co của đất:

% (1 r).100

tn co

trong đó: Δco- độ co ngót hay độ xẹp xuống của đất sau khi đầm;

Gtn- trọng lượng hay khối lượng đất tự nhiên (N, kg);

Gr- trọng lượng hay khối lượng đất rời (sau khi đào) (N, kg).

Một điểm quan trọng trong tính toán công tác đất là chuyển đổi tất cả các đơn vị thểtích khác nhau về cùng một đơn vị Có thể chọn bất kỳ đơn vị thể tích nào nhưng thôngthường người ta chọn đơn vị mét khối đất tự nhiên Sau này nếu chỉ ghi ở phần thứ nguyên là

m3 thì hiểu đó là mét khối đất tự nhiên Đơn vị thể tích dùng để thanh toán các hợp đồng trongcông tác đất thường là mét khối đất thanh toán Mét khối đất thanh toán có thể là một trong bađơn vị thể tích trên

Để chuyển đổi mét khối đất rời về mét khối đất tự nhiên, người ta dùng hệ số chất tải

Hệ số chất tải được tính:

tn

r ct

Gtn- trọng lượng hay khối lượng đất tự nhiên (N, kg);

Gr- trọng lượng hay khối lượng đất rời (sau khi đào) (N, kg).

hoặc

k ct =1−∆tx

1

(1.7)

Vì vậy, thể tích đất rời bằng tích của hệ số chất tải và thể tích đất tự nhiên Giá trị độ

nở của đất và hệ số chất tải cho các loại đất thông thường đã cho trong bảng 1-2 Hình 1-2minh hoạ sự thay đổi của thể tích đất tự nhiên, khi đào và đầm nén, hệ số kể đến các trạng thái

này của đất được gọi là hệ số tơi xốp và hệ số co ngót của đất

Hệ số tơi xốp của đất là độ tăng thể tích của đất sau khi bị đào xới:

trong đó: V1 - thể tích khối đất sau khi đào xới, m3;

V0 - Thể tích khối đất trước khi đào, đất tự nhiên, m3