BÀI TẬP LỚN KĨ THUẬT THI CÔNG

BÀI TẬP LỚN KĨ THUẬT THI CÔNG Yêu cầu: Thiết kế san bằng khu đất đã cho theo điều kiện tự cân bằng đào đắp.. Tính cự li vận chuyển trung bình và hướng vận chuyển đất.. Chia các ô vuông

BÀI TẬP LỚN KĨ THUẬT THI CÔNG Yêu cầu: Thiết kế san bằng khu đất đã cho theo điều kiện tự cân bằng đào đắp Tính

cự li vận chuyển trung bình và hướng vận chuyển đất

- Khu đất: A

- Tọa độ B(x;y)=(300,0)

- Kích thước khu đất: 530m x 630m

- Đường đồng mức cao nhất: 800m

- Độ chênh cao đường đồng mức: 40m

I.Tính toán san bằng khu đất

Tính san bằng khu vực xây dựng theo yêu cầu cân bằng phần đào đất và phần đắp đất: |𝑉+| = |𝑉−|

Trình tự tiến hành theo các bước sau:

1.1.Chia khu vực san bằng thành các ô vuông

Ở đây kích thước khu đất 530x630 m nên ta phân chia thành những ô vuông 90x90m và những ô chữ nhật cạnh 90x80 m

Chia các ô vuông và các ô chữ nhật thành những tam giác có đường chéo xuôi theo đường đồng mức

Khu đất được chia thành 70 ô tam giác có cạnh góc vuông 90x90m, 14 ô tam giác

có cạnh góc vuông 90x80m

1.2 Đánh số thứ tự đỉnh ô tam giác: 𝑯𝒊𝒋

i: số thứ tự đỉnh

j: số đỉnh ô tam giác hội tụ ( j ≤ 8 )

1.3 Xác định cao trình thực tế của các đỉnh ô tam giác

Cao trình thực tế của các đỉnh ô tam giác được tính nội suy từ đường đồng mức bằng các mặt cắt qua các đỉnh ô vuông và vuông góc với hai đường đồng mức

Hình 2: Sơ đồ tính cao trình thực tế các đỉnh ô tam giác

𝐻𝑖 = 𝐻𝐴+ 𝐻𝐵−𝐻𝐴

𝐿 𝑥 (1)

Vẽ 1 đường thẳng vuông góc với cả 2 đường đồng mức để xác định L, dùng thước

để xác định khoảng cách từ A đến I được x Biết được độ cao 2 đường đồng mức qua

A và B Từ đó suy ra Hi Kết quả tính toán ghi trên Bảng 1

I.4.Tính cao trình san lấp: Ho

𝐻𝑂 =𝑎(1 ∑ 𝐻𝑖1+ 2 ∑ 𝐻𝑖2+⋯+8 ∑ 𝐻𝑖8) + 𝑏(1 ∑ 𝐻𝑘1+ 2 ∑ 𝐻𝑘2+⋯+8 ∑ 𝐻𝑘8)

3(𝑚𝑎+𝑛𝑏) (2) Trong đó:

m là số ô tam giác của hình vuông

n là số ô tam giác của hình chữ nhật

a là cạnh hình vuông

b là chiều rộng của hình chữ nhật

 𝐻𝑖1,  𝐻𝑖2, ,  𝐻𝑖8: Tổng giá trị độ cao tự nhiên các đỉnh ô tam giác của hình vuông

có 1, 2, , 8 tam giác hội tụ

 𝐻𝑘1,  𝐻𝑘2, ,  𝐻𝑘8: Tổng giá trị độ cao tự nhiên các đỉnh ô tam giác của hình chữ nhật có 1, 2, , 8 tam giác hội tụ

kết quả tính toán ta được

 H0= 614.68 m

1.5 Xác định cao trình thi công: hi

hi = Hi - H0 (3) Trong đó:

Hi là cao trình thực tế tại điểm i

H0 là cao trình san lấp

1.6 Xác định khối lượng đất đào (đắp) của các loại ô tam giác

Hình 3: Trường hợp h1, h2, h3 cùng dấu

- Các ô tam giác đào (đắp) có cạnh góc vuông a.b:

6

3 2

h b a



 (4)

Với h1, h2, h3: Lấy giá trị đại số

- Các ô tam giác chuyển tiếp có cạnh góc vuông a.b:

Hình 4: Trường hợp h1, h2, h3 khác dấu

- Thể tích khối chóp có đáy  cùng dấu với h3:

V∆ =

) )(

( 6

.

3 2 1 3

3 3

h h h h

h b

a



V∆ luôn cùng dấu với h3

h3 trái dấu với h1, h2

- Phần thể tích còn lại trái dấu với V∆ có 2 đỉnh còn lại của tam giác:

Vct = Vi – V∆ (6)

V∆ : xác định theo công thức (5)

Vi : xác định theo công thức (4)

H o

h 1 h 2

h 3

a

a

Tổng khối lượng đất đào: ∑ 𝑉+ = ∑ 𝑉𝑖++ ∑ 𝑉𝑐𝑡+ (7)

Tổng khối lượng đát đắp: ∑ 𝑉− = ∑ 𝑉𝑖−+ ∑ 𝑉𝑐𝑡− (8)

Ta có khối lượng đất đào và đắp được tính theo bảng phần bài tập

Dấu (-) để phân biệt phần đất đắp

II Xác định hướng và cự ly vận chuyển trung bình

- Mục đích: nhằm thiết kế và tổ chức san lấp phù hợp; xác định số lượng xe chuyển đất hợp lý

- Dùng phương pháp đồ thị để xác định hướng vận chuyển và khoảng cách vận chuyển trung bình

- Từ biểu đồ Cutinốp và theo nguyên tắc cộng véctơ ta xác định được khoảng cách trung bình và hướng vận chuyển

-Trong mỗi khoảng diện tích giữa đường đào và đắp gần đúng xem là hiệu diện tích của hai hình thang

Biểu đồ Cutinop theo phương x có đường đào và đường đắp cắt nhau nên từ điểm giao nhau đó, ta gióng vuông góc lên bình đồ và chia khu đất làm 2 phần để tính toán: W1

và W2

BẢNG 1: Tính Ho và hi cao trình thi công

ô

tam

giác

cao trình thực tế

h0

cao trình thi công h tbtc

h1 h2 h3 h1 h2 h3 (h1+h2+h3)/3

1 590.9 616 626.66 614.68 -23.78 1.32 11.98 -3.493

2 616 662.5 626.66 614.68 1.32 47.82 11.98 20.373

3 616 640 662.5 614.68 1.32 25.32 47.82 24.820

4 640 695.38 662.5 614.68 25.32 80.7 47.82 51.280

5 640 656.67 695.38 614.68 25.32 41.99 80.7 49.337

6 695.38 720 656.67 614.68 80.7 105.32 41.99 76.003

7 656.67 665.45 720 614.68 41.99 50.77 105.32 66.027

8 720 733.33 665.45 614.68 105.32 118.65 50.77 91.580

9 665.45 733.33 691.42 614.68 50.77 118.65 76.74 82.053

10 691.42 643.07 665.45 614.68 76.74 28.39 50.77 51.967

11 691.42 643.07 645.71 614.68 76.74 28.39 31.03 45.387

12 643.07 645.71 600 614.68 28.39 31.03 -14.68 14.913

13 600 600 645.71 614.68 -14.68 -14.68 31.03 0.557

14 600 566.6 600 614.68 -14.68 -48.08 -14.68 -25.813

15 662.5 626.66 646.66 614.68 47.82 11.98 31.98 30.593

16 662.5 646.66 686.66 614.68 47.82 31.98 71.98 50.593

17 695.38 662.5 686.66 614.68 80.7 47.82 71.98 66.833

18 695.38 686.66 740 614.68 80.7 71.98 125.32 92.667

19 720 695.38 740 614.68 105.32 80.7 125.32 103.780

20 720 740 777.77 614.68 105.32 125.32 163.09 131.243

21 720 733.33 777.77 614.68 105.32 118.65 163.09 129.020

22 733.33 777.77 767.27 614.68 118.65 163.09 152.59 144.777

23 733.33 767.27 725 614.68 118.65 152.59 110.32 127.187

24 691.42 733.33 725 614.68 76.74 118.65 110.32 101.903

25 691.42 725 687.69 614.68 76.74 110.32 73.01 86.690

26 645.71 691.42 687.69 614.68 31.03 76.74 73.01 60.260

27 645.71 687.69 629.47 614.68 31.03 73.01 14.79 39.610

28 600 645.71 629.47 614.68 -14.68 31.03 14.79 10.380

29 646.66 610.66 634.28 614.68 31.98 -4.02 19.6 15.853

30 646.66 686.66 634.28 614.68 31.98 71.98 19.6 41.187

31 686.66 666.67 634.28 614.68 71.98 51.99 19.6 47.857

32 686.66 740 666.67 614.68 71.98 125.32 51.99 83.097

33 740 666.67 680 614.68 125.32 51.99 65.32 80.877

34 740 777.77 680 614.68 125.32 163.09 65.32 117.910

35 777.77 670 680 614.68 163.09 55.32 65.32 94.577

36 777.77 767.27 670 614.68 163.09 152.59 55.32 123.667

37 767.27 725 670 614.68 152.59 110.32 55.32 106.077

38 725 660 670 614.68 110.32 45.32 55.32 70.320

39 725 660 687.69 614.68 110.32 45.32 73.01 76.217

40 687.69 654.28 660 614.68 73.01 39.6 45.32 52.643

41 687.69 629.47 654.28 614.68 73.01 14.79 39.6 42.467

42 629.47 626.66 654.28 614.68 14.79 11.98 39.6 22.123

43 626.66 590 573.33 614.68 11.98 -24.68 -41.35 -18.017

44 626.66 654.28 590 614.68 11.98 39.6 -24.68 8.967

45 654.28 606.67 590 614.68 39.6 -8.01 -24.68 2.303

46 654.28 660 606.67 614.68 39.6 45.32 -8.01 25.637

47 660 607.05 606.67 614.68 45.32 -7.63 -8.01 9.893

48 660 607.05 670 614.68 45.32 -7.63 55.32 31.003

49 670 680 607.05 614.68 55.32 65.32 -7.63 37.670

50 680 600 607.05 614.68 65.32 -14.68 -7.63 14.337

51 680 666.67 600 614.68 65.32 51.99 -14.68 34.210

52 666.67 588.88 600 614.68 51.99 -25.8 -14.68 3.837

53 666.67 634.28 588.88 614.68 51.99 19.6 -25.8 15.263

54 634.28 576.47 588.88 614.68 19.6 -38.21 -25.8 -14.803

55 634.28 610.66 576.47 614.68 19.6 -4.02 -38.21 -7.543

56 610.66 553.84 576.47 614.68 -4.02 -60.84 -38.21 -34.357

57 553.84 512.5 496.47 614.68 -60.84 -102.18 -118.21 -93.743

58 553.84 576.47 512.5 614.68 -60.84 -38.21 -102.18 -67.077

59 576.47 529.23 512.5 614.68 -38.21 -85.45 -102.18 -75.280

60 576.47 588.88 529.23 614.68 -38.21 -25.8 -85.45 -49.820

61 588.88 537.14 529.23 614.68 -25.8 -77.54 -85.45 -62.930

62 588.88 600 537.14 614.68 -25.8 -14.68 -77.54 -39.340

63 600 534.28 537.14 614.68 -14.68 -80.4 -77.54 -57.540

64 600 607.05 534.28 614.68 -14.68 -7.63 -80.4 -34.237

65 607.05 606.67 534.28 614.68 -7.63 -8.01 -80.4 -32.013

66 606.67 525.71 534.28 614.68 -8.01 -88.97 -80.4 -59.127

67 606.67 590 525.71 614.68 -8.01 -24.68 -88.97 -40.553

68 432 501.33 525.71 614.68 -182.68 -113.35 -88.97 -128.333

69 432 573.33 501.33 614.68 -182.68 -41.35 -113.35 -112.460

70 573.33 504.44 501.33 614.68 -41.35 -110.24 -113.35 -88.313

71 504.44 501.33 440 614.68 -110.24 -113.35 -174.68 -132.757

72 504.44 440 442.85 614.68 -110.24 -174.68 -171.83 -152.250

73 501.33 525.71 440 614.68 -113.35 -88.97 -174.68 -125.667

74 501.33 440 442.85 614.68 -113.35 -174.68 -171.83 -153.287

75 525.71 445.71 448.57 614.68 -88.97 -168.97 -166.11 -141.350

76 525.71 534.28 445.71 614.68 -88.97 -80.4 -168.97 -112.780

77 534.28 537.14 445.71 614.68 -80.4 -77.54 -168.97 -108.970

78 537.14 451.43 445.71 614.68 -77.54 -163.25 -168.97 -136.587

79 537.14 529.23 451.43 614.68 -77.54 -85.45 -163.25 -108.747

80 529.23 452.3 451.43 614.68 -85.45 -162.38 -163.25 -137.027

81 529.23 512.5 452.3 614.68 -85.45 -102.18 -162.38 -116.670

82 512.5 449.23 452.3 614.68 -102.18 -165.45 -162.38 -143.337

83 512.5 496.47 449.23 614.68 -102.18 -118.21 -165.45 -128.613

84 496.47 432 449.23 614.68 -118.21 -182.68 -165.45 -155.447

BẢNG 2: Tính toán khối lượng V+,V-

(a*b)/2 Vi V∆ vct

Khối lượng

V đào V đắp

3600 -12,576.00 -20,789.49 8,213.49 8,213.486 -20,789.486

3600 73,344.00 0.00 73,344.000 0.000

3600 89,352.00 0.00 89,352.000 0.000

3600 184,608.00 0.00 184,608.000 0.000

3600 177,612.00 0.00 177,612.000 0.000

3600 273,612.00 0.00 273,612.000 0.000

3600 237,696.00 0.00 237,696.000 0.000

3600 329,688.00 0.00 329,688.000 0.000

3600 295,392.00 0.00 295,392.000 0.000

3600 187,080.00 0.00 187,080.000 0.000

3600 163,392.00 0.00 163,392.000 0.000

3600 53,688.00 -2,431.67 56,119.67 56,119.670 -2,431.670

2

2

a

3600 2,004.00 15,275.37 -13,271.37 15,275.370 -13,271.370

3600 -92,928.00 0.00 0.000 -92,928.000

4050 123,903.00 0.00 123,903.000 0.000

4050 204,903.00 0.00 204,903.000 0.000

4050 270,675.00 0.00 270,675.000 0.000

4050 375,300.00 0.00 375,300.000 0.000

4050 420,309.00 0.00 420,309.000 0.000

4050 531,535.50 0.00 531,535.500 0.000

4050 522,531.00 0.00 522,531.000 0.000

4050 586,345.50 0.00 586,345.500 0.000

4050 515,106.00 0.00 515,106.000 0.000

4050 412,708.50 0.00 412,708.500 0.000

4050 351,094.50 0.00 351,094.500 0.000

4050 244,053.00 0.00 244,053.000 0.000

4050 160,420.50 0.00 160,420.500 0.000

4050 42,039.00 -3,998.08 46,037.08 46,037.080 -3,998.080

4050 64,206.00 -223.23 64,429.23 64,429.230 -223.230

4050 166,806.00 0.00 166,806.000 0.000

4050 193,819.50 0.00 193,819.500 0.000

4050 336,541.50 0.00 336,541.500 0.000

4050 327,550.50 0.00 327,550.500 0.000

4050 477,535.50 0.00 477,535.500 0.000

4050 383,035.50 0.00 383,035.500 0.000

4050 500,850.00 0.00 500,850.000 0.000

4050 429,610.50 0.00 429,610.500 0.000

4050 284,796.00 0.00 284,796.000 0.000

4050 308,677.50 0.00 308,677.500 0.000

4050 213,205.50 0.00 213,205.500 0.000

4050 171,990.00 0.00 171,990.000 0.000

4050 89,599.50 0.00 89,599.500 0.000

4050 -72,967.50 869.84 -73,837.34 869.840 -73,837.340

4050 36,315.00 -9,907.20 46,222.20 46,222.201 -9,907.201

4050 9,328.50 25,016.80 -15,688.30 25,016.800 -15,688.300

4050 103,828.50 -412.68 104,241.18 104,241.180 -412.680

4050 40,068.00 41,114.33 -1,046.33 41,114.330 -1,046.330

4050 125,563.50 -276.95 125,840.45 125,840.450 -276.950

4050 152,563.50 -201.02 152,764.52 152,764.520 -201.020

4050 58,063.50 61,038.71 -2,975.21 61,038.710 -2,975.210

4050 138,550.50 -1,009.77 139,560.27 139,560.270 -1,009.770

4050 15,538.50 34,145.00 -18,606.50 34,145.000 -18,606.500

4050 61,816.50 -7,507.23 69,323.73 69,323.730 -7,507.230

4050 -59,953.50 3,214.72 -63,168.22 3,214.720 -63,168.220

4050 -30,550.50 6,179.02 -36,729.52 6,179.020 -36,729.520

4050 -139,144.50 0.00 0.000 -139,144.500

4050 -379,660.50 0.00 0.000 -379,660.500

4050 -271,660.50 0.00 0.000 -271,660.500

4050 -304,884.00 0.00 0.000 -304,884.000

4050 -201,771.00 0.00 0.000 -201,771.000

4050 -254,866.50 0.00 0.000 -254,866.500

4050 -159,327.00 0.00 0.000 -159,327.000

4050 -233,037.00 0.00 0.000 -233,037.000

4050 -138,658.50 0.00 0.000 -138,658.500

4050 -129,654.00 0.00 0.000 -129,654.000

4050 -239,463.00 0.00 0.000 -239,463.000

4050 -164,241.00 0.00 0.000 -164,241.000

4050 -519,750.00 0.00 0.000 -519,750.000

4050 -455,463.00 0.00 0.000 -455,463.000

4050 -357,669.00 0.00 0.000 -357,669.000

4050 -537,664.50 0.00 0.000 -537,664.500

4050 -616,612.50 0.00 0.000 -616,612.500

4050 -508,950.00 0.00 0.000 -508,950.000

4050 -620,811.00 0.00 0.000 -620,811.000

4050 -572,467.50 0.00 0.000 -572,467.500

4050 -456,759.00 0.00 0.000 -456,759.000

4050 -441,328.50 0.00 0.000 -441,328.500

4050 -553,176.00 0.00 0.000 -553,176.000

4050 -440,424.00 0.00 0.000 -440,424.000

4050 -554,958.00 0.00 0.000 -554,958.000

4050 -472,513.50 0.00 0.000 -472,513.500

4050 -580,513.50 0.00 0.000 -580,513.500

4050 -520,884.00 0.00 0.000 -520,884.000

4050 -629,559.00 0.00 0.000 -629,559.000

11,614,283.608 -11,820,878.608

Sai số: α = |∑ 𝑉−− ∑ 𝑉+|

∑ 𝑉 − = 0.017 = 1.8% < 5%

Vậy sai số nằm trong khoảng cho phép

A :SƠ ĐỒ HÓA KHU VỰC

B:Cộng dồn theo phương X

ĐÀO

8213.4862

56119.670

204903 375300 531535.5 586345.5 515106 351094.5 160420.5

166806 336541.5 477535.5 500850 429610.5 308677.5 171990 64429.23 193819.5 327550.5 383035.5 284796 213205.5 89599.5 6179.02 69323.73 139560.27 152764.52 125840.45 104241.18 46222.201

647777.73

63

2170612.1

86

4552471.9

56

7326421.1

86

9618068.9

66

11083869.

12

11614283.

61

ĐẮP

-20789.486

-2431.6703

-36729.52 -7507.23 -1009.77 -201.02 -276.95 -412.68 -9907.201 -139144.5 -63168.22 -18606.5 -2975.21 -1046.33 -15688.3 -73837.34 -271660.5 -201771 -159327 -138658.5 -129654 -164241 -455463 -379660.5 -304884 -254866.5 -233037 -239463 -519750 -357669 -520884 -472513.5 -440424 -441328.5 -456759 -508950 -537664.5 -629559 -580513.5 -554958 -553176 -572467.5 -620811 -616612.5

-1998650.7

36

-3629008.1

86

-5058199.9

56

-6427576.1

86

-7827242.9

66

-9659527.6

17

-11820878.

61 1998650.7

36

3629008.1

86

5058199.9

56

6427576.1

86

7827242.9

66

9659527.6

17 11820878.

61

*Biểu đồ cutinop theo phương x

C:cộng dồn theo phương y

0

2000000

4000000

6000000

8000000

10000000

12000000

14000000

ĐÀO ĐẮP

11820878.6 11614283.61

ĐẮ P

KV1 KV2

*Biểu đồ cutinop theo phương y

0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000

ĐẮP ĐÀO

*Biểu đồ cutinop theo khu vực 1

*Biểu đồ cutinop khu vực 2

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

ĐÀO ĐẮP

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

8000000

ĐÀO ĐẮP

** Xác định khoảng cách vận chuyển **

+ Khu vực 1:

2 3 2712577.5 785952.0 90 157433827.5

3 4 4279036.5 2712577.5 90 314622630

4 5 4265293.5 4279036.5 90 384494850

5 6 2693124.0 4265293.5 90 313128787.5

6 7 9610671.9 2693124.0 90 553670816.1





V

W

Ly1 y1 (m)

L tb1 =150.26 m

+Khu vực 2:

Ta có:

Lx2 = 32.7 m

L y2 = 179.115 m

L tb2 = 182.07 m