Công trình Đập Tân Giang thuộc địa phận Huyện Ninh Phước ,Tỉnh Ninh Thuận .Đây là loại đập bê tông trọng lực ,có khối lượng tương đối lớn nên cần chú ý đến công tác thi công bê tông ,điều kiện thi công cơ giới kết hợp thủ công ,đơn vị thi công trong ngành ,có đầy đủ phương tiện máy móc thiết bị ,nhân lực ,cung ứng đầy đủ vật tư thuận lợi trong quá trình thi công Mặt khác vùng xây dựng đập có khí hậu rất khắc nghiệt , do vậy chọn phương án đổ bê tông chủ yếu từ 16 giờ ngày hôm trước đến 8 giờ sáng ngày hôm sau để tránh hiện tượng co ngót nức nẻ bê tông ảnh hưởng đến chất lượng công trình.
Trang 1Thi công bê tông
CÔNG TRÌNH THỦY LỢI TÂN GIANG
A/ GIỚI THIỆU CHUNG :
Công trình Đập Tân Giang thuộc địa phận Huyện Ninh Phước ,Tỉnh Ninh Thuận Đây là loại đập bê tông trọng lực ,có khối lượng tương đối lớn nên cần chú ý đến công tác thi công bê tông ,điều kiện thi công cơ giới kết hợp thủ công ,đơn vị thi công trong ngành ,có đầy đủ phương tiện máy móc thiết bị ,nhân lực ,cung ứng đầy đủ vật tư thuận lợi trong quá trình thi công
Mặt khác vùng xây dựng đập có khí hậu rất khắc nghiệt , do vậy chọn phương án đổ bê tông chủ yếu từ 16 giờ ngày hôm trước đến 8 giờ sáng ngày hôm sau để tránh hiện tượng co ngót nức nẻ bê tông ảnh hưởng đến chất lượng công trình
B/ TÍNH TOÁN DỰ TRÙ VẬT LIỆU :
I- Tính toán khối lượng các loại bê tông công trình :
-Dựa vào bản vẽ thiết kế ,chia công trình ra từng bộ phận, ta tính được khối lượng từng bộ phận theo các max bê tông khác nhau,và lập bảng tính như sau:
BẢNG CHIẾT TÍNH KHỐI LƯỢNG
TT Hạng mục công việc Đơn
I PHẦN MÓNG
II PHẦN THÂN TRÀN
Trang 2Đoạn IV - Đoạn V (1.5+20)/2*25*50 13438
Căn cứ vào đặc điểm kết cấu công trình và điều kiện thi công , phân chia đợt đổå bê tông như sau :
Đợt I : Đổ bê tông thường M200 móng và bê tông cốt thép M200
đường hầm
Đợt II : Đổ bê tông thường M200 và bê tông độn đá hộc M150 thân
tràn đoạn I ÷ V
Đợt III : Đổ bê tông thường M200 và bê tông độn đá hộc M150 thân
tràn đoạn IX ÷ XV
Đợt IV : Đổ bê tông thường M200 và bê tông độn đá hộc M150 thân
tràn đoạn IV ÷ VIII
Đợt V : Đổ bê tông cốt thép M200 ốp mặt tràn và cầu
Đợt Hạng mục Khối lượng Loại mác bê tông
II Thân tràn 22.017 BT thường M200 ,BT đá hộc M150 III Thân tràn 23.444 BT thường M200 ,BT đá hộc M150
IV Thân tràn 20.250 BT thường M200 ,BT đá hộc M150
Trang 3Trên cơ sở khối lượng và phân đợt đổ bê tông ta lập kế hoạch thi công ,và dẫn dòng thi công như sau
-Năm thứ nhất (12/2001÷11/2002) thi công phần móng và đường hầm ,dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
-Năm thứ hai(12/2001÷11/2003) thi công đoạn I÷V và đoan IX÷ XV ,dẫn dòng qua đoạn IV,VII,VIII
-Năm thứ ba(12/2003÷30/3/2004) thi công đoạn IV,VII,VIII dẫn dòng qua đường hầm
1/4/2004÷ 30/4/2004 bịt đường hầm xả qua cống tích nước trong hồ và thi công phần trên cao hoàn thiện công trình
II- Tính toán cấp phối bê tông :
1/Xác định độ sụt : Tra trong quy phạm thi công bê tông ta có độ sụt Sn =(4÷6)cm
2/Chọn tỉ lệ Nước/Ximăng:
X Tính theo công thức Rb=K.Rx ( - 0.5)
N Trong đó : Rb -cường độ bê tông =200kg/cm2
K - hệ số kinh nghiệm tra bảng đối với cốt liệu tốt =0.5
Rx –cường độ xi măng =300kg/cm2
⇒ X/N=(Rb/K.Rx)+0.5=(200/0.5*300)+0.5=1.8
⇒N/X=0.55
3/Xác định liều lượng pha trộn /1 m bê tông:3
*Xác định lượng xi măng cho 1m3 bê tông:
Với Dmax=(80÷100)mm ,độ sụt từ (4÷6)cm ,Bê tông M150 có N=170lít
⇒ X=(X/N)*N =1.8*170=306kg
*Xác định khối lượng đá cho 1m3 bê tông : Theo giáo trình vật liệu xây dựng ta có công thức:
Trong đó : γđ –độ rổng của đá (%),đối với Dmax=100mm , γđ=0.39
γađ –trọng lượng riêng của đá =2.69kg/lít
γođ =(1-γđ) γađ=(1-0.39)2.69=1.64kg/lít
α - hệ số tăng vữa cùa xi măng =1.41
ađ ođ
đ 10001
Đ
γ
+ γ
α γ
=
Trang 4*Xác định khối lượng cát cho 1m bê tông :3
Trong đó : γax – trọng lượng riêng của xi măng =3.1kg/lít
γac –trọng lượng riêng của cát =2.6kg/lít
III- Dự trù vật liệu :
Căn cứ vào định mức dự toán xây dựng cơ bản của nhà xuất bản xây dựng tra được :
* Bê tông M200 : SHĐM C2233
- Xi măng : 342 kg
- Cát vàng : 0,455 m3
- Đá (1x2) : 0,867 m3
- Nước : 185 lít
• Bê tông độn đá hộc M150
- Xi măng : 191.24 kg
- Cát vàng : 0,49 m3
- Đá (2x4) 70% : 0,625 m3
- Đáhộc 30% : 0,267 m3
- Nước : 175 lít
Căn cứ vào khối lượng bê tông thi công từng đợt và các chỉ tiêu hao hụt
so với khối lượng gốc như sau :
- Xi măng : 5% ; - Đá dăm (1x2) : 10% ; - Đá dăm (2x4) : 5% ;
- Cát vàng : 10% đá hộc 1%
kg 1414 69
2
1 64
1
41 1
* 39
0 1000 1
.1000 Đ
ađ ođ
+
= γ
+ γ
α γ
=
kg 536 6 2
* )]
170 69
2
1414 1
3
306 ( 1000 [ )]
N Đ X ( 1000
[
ađ
γ
+ γ
−
=
ac ađ
ax Đ N )]
X ( 1000 [
γ
+ γ
−
=
Trang 5Dự trù vật liệu cho từng đợt thi công bê tông :
Loại Khối Vật liệu chưa kể hao
hụt
Vật liệu đã kể hao hụt
Bê tông Lượng Xi Cát Đá Đá Đá Xi Cát Đá Đá Đá
măng 1x2 2x4 hộc măng 1x2 2x4 hộc M200 37378 12783 17007 32407 13422 18708 35647
M150,đá hộc 48344 9245 23689 30215 12908 9708 26057 31726 13037
Tổng cọng 22029 40696 32407 30215 12908 23130 44765 35647 31726 13037
C/ XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ THI CÔNG BÊ TÔNG
1/ Cường độ đổ bê tông tính toán:
Cường độ lớn nhất làm việc trong 2ca (16h)
Q=V/T =400/16=25m3/h
2/ Xác định loại máy trộn,tính toán năng suất của máy trộn và số lượng
máy :
a/ Xác định loại máy trộn: Đập Tân Giang có khối lượng bê tông tương
đối lớn ,cường độ thi công nhanh,đòi hỏi chọn máy trộn bê tông cho phù hợp.Để đảm bảo theo đúng tiến độ thi công và bê tông đạt hiệu quả cao ,dựa vào sổ tay thi công ta chọn loại máy trộn bê tông quả lê mã hiệu SB-91 với các thông số đặc trưng:
Vhh = 750 lít (dung tích hình học của thùng trộn)
Vct = 500 lít (dung tích công tác của máy trộn)
t = 120” (thời gian 1 chu kỳ làm việc)
Nđc = 4KW (Công suất định mức máy)
n = 18.6 v/ph (số vòng quay trong 1 phút)
L = 1.85 m (chiều dài máy trộn)
B = 1.99m (chiều rộng máy trộn)
H = 1.8m Chiều cao máy trộn )
G = 1.28 tấn (trọng lượng của máy trộn )
b) Tính năng suất trạm trộn :
Vtt x f x n
Πtt = x KB (m3/h)
1000
Vtt : Dung tích thực tế của máy trộn
F : Hệ số xuất liệu = 0,7
Trang 63600” 3600”
n : Số cối trộn trong 1 giờ , n = = = 18 cối
t 200”
Với t = tnạp + ttrộn + tđổ = 30”+150”+20”=200”
KB : Hệ số lợi dụng thời gian = 0,8
500 x 0,7 x 18
Πtt = x 0,8 = 5.04 (m3/h)
1000
b) Tính số máy trộn :
QKC 25
n = = = 5 máy
Πtt 5.04
Chọn 6 máy kể cả máy dự trữ
D/ THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ THI CÔNG BÊ TÔNG
I/Xác định phương án vận chuyển cốt liệu:
-Xác định loại công cụ vận chuyển: Chọn loại ôtô tự đổ có dung tích
V = 5,0 m3
-Xác định năng suất vận chuyển và số lượng công cụ vận chuyển:
+ Xe chở xi măng :
∏XM xe =
CK
B
t
xVxK
3600
tck = tbốc + tđi + tđổ + tvề
tbốc : Thời gian bốc xi măng lên xe = 40’ = 2400”
tđi : Thời gian đi trên đường =
1
1
V
L
+ 2
2
V L
L1, V1 : Quãng đường và vận tốc xe đi trên đường
L2, V2 : Quãng đường và vận tốc xe đi phạm vi trên công trường
tđổ : Thời gian bốc dỡ xi măng xuống khỏi xe = 35’
tvế : Thời gian quay trở về (xe không tải) =
3
1
V
L
+ 2
2
V L
Trong đồ án do không có cự ly cụ thể nên tạm tính như sau :
L1 = 5 km ; V1 = 30 km/h
L2 = 1 km ; V2 = 05 km/h
L3 = 1 km ; V3 = 40 km/h
tCK = tbốc + tđi + tđổ + tvề
Trang 7= 2400” + (
30
5
+ 51 )3600 + 35 x 60 + (
40
5
+ 51 )3600 = 6990”
XM
xe
∏ = 3600 x6990x5 0,8 = 2,06 m3/h
Lượng xi măng cần trong 1 h là :
γ
tt
Xx∏
= 1*,1525.04 = 4.03 m3/h
Vậy số xe chở xi măng nX
xe = 42,.0603 = 2 xe Lấy nX
xe = 3 xe (kể cả xe dự trữ)
+ Xe chở cát vàng :
C
xe
CK
t
x
x5 0 , 8
3600
tCK = tbốc + tđi + tđổ + tvề
= 30’ + (
30
13
+ 51 )3600 + 10’ + (
40
13
+ 51 )3600 = 6570”
C
xe
∏ = 3600 x6570x5 0,8 = 2,19 m3/h
Lượng cát vàng cần trong 1 h là :
γ
tt
Cx∏
= 1x5,14.04= 3.6 m3/h
Vậy số xe cần chở cát vàng nC
xe = 23,19.6 = 2 xe Lấy nC
xe = 3 xe(kể cả xe dự trữ)
+ Xe chở đá dăm :
D
xe
CK
t
x
x5 0 , 8
3600
tCK = tbốc + tđi + tđổ + tvề
= 35’ + (
30
39
+ 51 )3600 + 10’ + (
40
39
+ 51 )3600 = 12330”
D
xe
∏ = 3600 x12330x5 0,8 = 1,16 m3/h
Lượng đá dăm cần trong 1 h là :
γ
tt
Dx∏
= 1x5,16.04= 3.15 m3/h
Trang 8Vậy số xe cần chở cát vàng nD
xe = 3,1.1615 = 3 xe Lấy nD
xe = 4 xe(kể cả xe dự trữ)
2/Xác định phương án vận chuyển vữa bê tông:
-Xác định loại công cụ vận chuyển: Chọn loại ôtô tự đổ có dung tích V = 4.5 m3
-Xác định năng suất vận chuyển và số lượng công cụ vận chuyển:
Năng suất của xe
K
B
tc
xVxK
xe=3600
KB : Hệ số lợi dụng thời gian = 0,8
tCK = tn + tđi + tđổ + tvề
tn : Thời gian nạp vữa vào xe = 10’=600”
tđi : Thời gian vận chuyển vữa = L/Vđi
L : Khoảng cách từ trạm trộn đến vị trí đổ được bố trí bình quân 100m
Vđi : Vận tốc đi = 0,5 (m/s)
tđi = L/Vđi =100/0,5 = 200”
tđổ : Thời gian xe đổ vữa ra = 100”
tvế : Thời gian xe về = 100”
tCK = tn + tđi + tđổ + tvề = 600 + 200 +100 + 100 =1000”
K
B
tc
xVxK
xe=3600
∏ = 36001000x4.5x0,8 = 12.96m3/h
+ Số xe vận chuyển :
xe
tt n
∏
∏
= = 512.04.96*5= 2 xe
Lấy n = 3 xe (kể cả xe dự trữ)
3/Thiết kế phương án đổ bê tông cho các loại khoảnh
- Đổ bê tông : Phương pháp thi công bê tông:
Với chiều dài đập L=312m được chia làm 15 đoạn ,khối lượng bê tông của mỗi đoạn rất lớn nên không thể thi công hoàn chỉnh được nên cần phài dùng khe thi công để chia đợt đổ bê tông ra thành nhiều khoảnh có kích thước nhỏ hơn phù hợp với điều kiện khả năng thi công thực tế
Dùng phương pháp đổ lên đều theo từng đợt đổ ,thứ tự đổ bê tông dựa vào phương án dẫn dòng ,mỗi đợt đổ bê tông chia thành nhiều khoảnh nhỏ nhờ các khe thi công
Trang 9Việc phân khoảnh đổ bê tông rất quan trọng ,nó không những ảnh hưởng đến tiến độ thi công ,giá thành công trình mà còn trực tiếp ảnh hưởng chất lượng công trình Nếu kích thước khoảnh đổ quá lớn thì việc lắp và tháo dở ván khuôn gặp khó khăn ,quá trình tỏa nhiệt trong bê tông sẽ chậm,ứng suất nhiệt sinh ra lớn, ngược lại nếu kích thước khoảnh đổ nhỏ thì khe thi công nhiều tốn thời gian tốn công lắp dựng ván khuôn và sử lý khe thi công làm chậm tiến độ thi công.Vậy khi quyết định diện tích khoảnh đổ phải đảm bảo nguyên tắc là không phát sinh khe lạnh,muốn vậy phải đổ bê tông khẩn trương liên tục đảm bảo lớp thứ nhất chưa ngưng kết ban đầu thì phải đổ đầm san lớp tiếp theo
Dựa vào kết cấu công trình ta phân kích thước khoảnh đổ như sau:
- Diện tích mỗi khoảnh đổ từ 100m2÷200m2
- Chiều cao mỗi khoảnh đổ ≤2m
- Chiều rộng khoảnh ≤14m
- Khối lượng bê tông trong 1 khoảnh ≤400m3
- Cường độ thi công bê tông khống chế QKC ≤30m3/h
Trên cùng một mặt bằng thi công các khe thi công dọc và ngang nên bố trí so
le
- Kiểm tra khe lạnh :
Điều kiện để không phát sinh khe lạnh là:
F ≤
h
xK t t Nttx( 1 − 2 )
Trong đó :
F : Diện tích mặt bê tông đang đổ
F = axb =2*10=20m2
Ntt : Năng suất tính toán của trạm Ntt = 4,46 m3/h
t1 : Thời gian ninh kết ban đầu của bê tông bằng 1,5h
t2 : Thời gian vận chuyển bê tông bằng 385” = 0,11h
K : Hệ số sai lệch, trở ngại khi vận chuyển = 0,9
h : Chiều dày của một lớp đổ bê tông
Ta có :
h
xK t t
Nttx( 1 − 2 )
= 4,46(,150−,20,11)x0,9 = 28m2
Như vậy, khoảnh đổ thỏa mãn điều kiện F ≤
h
xK t t Nttx( 1 − 2 )
Vì vậy đảm bảo không phát sinh khe lạnh trong khoảnh đổ
Trang 104/Thiết kế đầm bê tông:
-Chọn loại máy đầm: Chọn máy đầm chấn động loại 11-21 có
• Đường kính ngoài của chày đầm D=75mm
• Chiều dài chày L=450mm
• Bán kính tác dụng R=30cm
• Công suất động cơ N=1KW
-Tính năng suất máy đầm:
Trong đó: t1 - thời gian đầm tại 1 điểm =20”
t2 – thời gian di chuyển đầm =40”
h – chiều dày lớp đổ bê tông =0.2m
K – hệ số lợi dụng thời gian =0.8
-Tính số máy đầm:
Lấy nđầm = 5 xe (kể cả xe dự trữ)
5/Bố trí ván khuôn trong thi công bê tông:
Với đập bê tông ,trong thi công chủ yếu dùng ván khuôn đứng ,tải trọng chủ yếu là tải trọng bên
-Chọn kích thước ván khuôn:
-Áp lực tác dụng lên ván khuôn:
P1= γbRo = 2500*0.45=1125kg/m2
Trong đó : γb -Trọnglượng riêng của bê tông
Ro –bán kính tác dụng đứng của đầm chày Lực tập trung của hổn hợp bê tông mới đổ
K t t
3600 Rh 2
N
2 1
h / m 76 5 8 0 40 20
3600 2
0
* 3 0
* 2 K t t
3600 Rh 2
2 1
+
= +
=
máy 4 76 5
5
* 04 5 N
N n
đầm tt
Trang 11F1=γbRo(H-Ro/2)=2500*0.45(2-0.45/2=1997kg/m Trong đó : H-Chiều cao sinh ra áp lực ngang (chiều cao khoảnh đổ)
Tải trọng động gây ra khi đổ bê tông P2=200kg/m2
Vậy lực tác dụng P=1125+200=1325kg/m2
-Ván khuôn bản mặt:
Bản mặt ván khuôn làm bằng thép tấm,chiều dày bản mặtδ
=3mm
-Tính nẹp ngang :
Sơ đồ lực
Lực tác dụng q=nPb =1.3*1325*0.8=1395kg/m
MA = MB = 0 , Mc =59.2kg.m Nẹp ngang được chọn L50.50.5
Kiểm tra cường độ: Tiết diện nẹp ngang được chọn là thép góc đều cạnh L50.50.5 và có xét tới bản mặt tham gia chịu lực và có
yc =0.35cm ; Jx =22.23cm4 , Wx =4.49cm3
Ứng suất lớn nhất
σmax=Mmax/Wx =59.2 *102/4.49=1318.5kg/cm2 σmax < [σ]=1565kg/cm2 Vậy tiết điện thép chọn là hợp lý -Tính nẹp giữa :
Sơ đồ lực
Lực tác dụng q=nPb=1.3*1325*0.5=861.25kg/m
MA = MB = 0 , Mc =130.26kg.m Nẹp giữa được chọn L50.50.5
Kiểm tra cường độ: Tiết diện nẹp giũa được chọn là thép góc đều cạnh L50.50.5 ø có
yc =1.05cm ; Jx =51.92cm4 , Wx =12.22cm3
Ứng suất lớn nhất
σmax=Mmax/Wx =130.26 *102/12.22=1066kg/cm2 σmax < [σ]=1565kg/cm2 Vậy tiết điện thép chọn là hợp lý -Tính các thanh chống:
Trang 12Thanh chống được làm bằng thép góc đều cạnh L50.50.5 ,chọn thanh chống dưới chân ván khuôn là thanh chịu lực lớn nhất để kiểm tra
Lực tác dụng lên thanh chống là lực nén xem như đúng tâm ,chính là phản lực tại gối tựa các thanh nẹp đứng
N=R=0.375ql=355.27kg
Công thức kiểm tra :
Trong đó:
ϕ -hệ số giả ứng suất khi nén ,được tính
Với µ=1 (2 đầu tự do) ; l=1.5m
Tra bảng có ϕ =0.69
Do đó:
Vậy cấu kiện đảm bảo ổn định
n
] [ F
N
σ
≤ ϕ
= σ
cm 53 1 8 4
2
11 F
J
imin = min = =
min
i
l.
µ
= λ
98 53
1
10
* 5 1
* 1 i
= λ
2 n
2 [ ] 1490 kg / cm cm
/ kg 27 107 8
4
* 69 0
27
= σ