ĐỒ án môn học THI CÔNG THIẾT kế THI CÔNG bê TÔNG CÔNG

Phân chia đợt, khoảnh đổ, xác định cường độ thi công Xác định máy trộn và số lượng cần thiết Xác định công cụ vận chuyển cốt liệu và bê tông... Phương pháp đổ và kiểm tra khống chế khe l

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG

THIẾT KẾ THI CÔNG BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH: CỐNG LỘ THIÊN

CHƯƠNG 1: TÀI LIỆU VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH

A Tài liệu cho trước:

1 Đặc trưng về kết cấu công trình:

Công trình là một cống lộ thiên có n = 4 cửa, bề rộng cống b = 6m, chiều cao trụ pin

H = 7.5m Cống có tác dụng khống chế lượng nước qua kênh Bê tông lót M100 đều có chiều dày 10 cm Các bộ phận khác sử dụng bê tông mác M250

2. Đặc điểm về khí hậu thuỷ văn:

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

- Mùa khô từ 1/11 đến 30/4 năm sau

- Mùa mưa từ ngày 1/5 đến 30/10

- Nhiệt độ trung bình là 27 độ C cao nhất là 35 độ C, thấp nhất là 7 độ C

- 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 lượng và số lượng, giá thành., sử dụng xi măng mác P30

Các chỉ tiêu của xi măng, cát đá như sau:

6 Đặc điểm thi công công trình.

Đơn vị thi công đủ các thiết bị cần thiết theo yêu cầu Công trình thi công trong 6 tháng mùa khô

B Nhiệm vụ thiết kế

Thuyết minh

Tính khối lượng công trình và dự trù vật liệu

Tính cấp phối cho bê tông M250( tính toán) và M100( tra bảng)

Phân chia đợt, khoảnh đổ, xác định cường độ thi công

Xác định máy trộn và số lượng cần thiết

Xác định công cụ vận chuyển cốt liệu và bê tông

Phương pháp đổ và kiểm tra khống chế khe lạnh.

Thiết kế ván khuôn cho 1 khoảnh đổ cụ thể

Bản vẽ

Một bản vẽ A1 với các nội dung:

- Phân chia khoảnh đợt đổ bê tông

- Bố trí trạm trộn và phương án vận chuyển

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

- Bảng khối lượng, biểu đồ cường độ

- Cấu tạo ván khuôn tiêu chuẩn

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

A Tính khối lượng của công trình

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, vệc tínhtoán khối lượng từng hạng mụcđược tính cụ thể trong bảng thống kê sau đây Ta chỉ tính toán khối lượng bê tông theo mác bê tông

Mác BT

M250

237,94

256

công

tác

Cột đứng: 8*0,3*0,3*5,7 = 4,104Dầm ngang: 8*0,3*0,3*1,3 = 0,936

11,04

- Với bê tông M250 được sử dụng cho phần kết cấu công trình chính của cống.

- Dự trù vật liều đổ bê tông theo định mức

STT Mác bêtông 1 m3 bê tông theo định mức lượng BTKhối Dự trù

II Tính toán cấp phối bê tông và dự trù vật liệu:

II.1 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 bêtông 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

Do vậy việc tính toán cấp phối bê tông nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của bê tôngsau khi rắn chắc, cũng như cho phép ta xác định được khối lượng các thành phần vật liệucần thiết để chế tạo bê tông nhằm đáp ứng đủ khối lượng công trình yêu cầu, từ đó có kếhoạch dự trù, cất giữ và bảo quản vật liệu

- Theo qui phạm: Với bê tông mác M100 có khối lượng không nhiều thì ta dùng bảngtra sẵn của TCN D6-78

- Với bê tông có mác lớn hơn M100 phải tính toán cấp phối

- Tính toán: Theo TCN D6-78

- Xác định độ sụt của bê tông (Sn)

Độ sụt của bê tông phụ thuộc vào loại kết cấu và điều kiện thi công

II.1.1.Xác định cấp phối cho bê tông lót M100:

Xác định dự trù vật liệu cho bê tông lót mác 100:

Do mác bê tông lót chỉ là M100 - mác thấp nên tra bảng ĐỊNH MỨC VTXD CƠ BẢNtheo quyết định 24/2005 QĐ/BXD

Với độ sụt Sn = 6  8 cm và Dmax = 40 mm tra bảng 1 m3 BT mác 100 có:

- X = 218 kg

II.1.2 Xác định cấp phối cho bê tông M250:

II.1.2.1: Kích thước đường kính viên đá lớn nhất:

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

Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai thanh cốt thép là: 0,2 m

− Dung tích máy trộn V = 400 lít

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

II.1.2.2 Chọn tỷ lệ căn cứ vào 2 yêu cầu để xác định:

- Đối với yêu cầu về cường độ:

Áp dụng công thức : Rb28 = k.RX.( - 0,5)

Trong đó: Rb28 = 250 KG/cm2

RX = 300 KG/cm2

k = 0,5 dùng vật liệu tốt

Vậy thay vào công thức có được = 0,46

- 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

= 0,6

Để thoả mãn về cường độ và độ bền ta chọn = 0,46

Dmax

Dựa và độ sụt Sn = 6  8 cm và đá dăm có Dmax = 40 mm theo ĐỊNH MỨC VTXDCB

24 / 2005 lượng nước cho 1 m3 bê tông là 180 lít

= 0,46-1 185 = 411,11 kg

Ta lấy chọn lượng xi măng là 392kg, để dễ phân phối cấp phối

Áp dụng phương pháp thể tích tuyệt đối:

Vb = Vac + Vad + Vax +N = 1000

Vb = = 1000 (1) Thể tích tuyệt đối của vữa ( xi măng + cát + nước ) bằng thể tích lỗ rỗng của đá

Do trong cát và đá có độ ẩm tự nhiên (với , nên ta hiệu chỉnh lại số lượng cácthành phần trong bê tông như sau:

- Lượng nước có ở cát ẩm : 3% 650,26

- Lượng nước có ở đá ẩm : 1% 1170,96

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:

II.2 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:

BẢNG DỰ TRÙ VẬT LIỆU DÙNG CHO BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH

Loại vật liệu Xi măng (Tấn) ( tấn)Cát (tấn)Đá Nước (m3)

III PHÂN KHOẢNH ĐỔ BÊ TÔNG:

III.1 Cách thể hiện khoảnh đổ:

- Ghi ký hiệu khoảnh đổ trên bản vẽ cả mặt bằng và mặt cắt cống

- 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( Khe lún…)

III.2.Phân đợt đổ:

III.2.1: Nguyên tắc phân đợt đổ:

- Dựa vào các khoảnh đổ, kết cấu cống và sao cho cường độ mỗi đợt gần bằng nhauhoặc Parabol lồi, tránh để cách đột đổ chênh lệch nhau qua lớn

- Đợt đổ bê tông phải có khối lượng bê tông được đổ liên tục trong một khoảng thờigian nhất định Một đợt đổ có thể đổ 1 hay một số khoảnh đổ

Mỗi đợt đổ cần phải thực hiện các công việc như sau:

- Xử lý tiếp giáp

- Lắp dựng cốt thép

- Lắp dựng ván khuôn

- Đổ bê tông vào khoảnh đổ

- Dưỡng hộ bê tông và tháo dỡ ván khuôn

III.2.2: Phân chia khoảnh đổ dựa trên nguyên tắc sau:

- Cường độ thi công gần bằng nhau để phát huy khả năng làm việc của máy và đội thicông

- 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 thicông 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 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:

(đợt)Với: N - Là số đợt đổ bê tông

M – Là tổng số ngày thực tế thi công.M = 22*6 = 132 ngày

T – Số ngày đổ bê tông 1 đợt.T = 6 ngày

Số ngày thực tế thi công có thể chọn phụ thuộc vào giai đoạn thi công:

→ = 22 đợt

BẢNG TÍNH KHỐI LƯỢNG CHO TỪNG ĐỢT ĐỔ BÊ TÔNG

KhốilượngBTthànhkhí (m3)

Khốilượngvữa BT(m3)

Thờigian đổ Cường độđổ BT

(m3/ca) (ca)

Với : 1ca = 8giờ

Khối lượng vữa bê tông cho từng đợt đổ:

= 1,025 Cường độ đổ bê tông từng đợt:

Qi = Trong đó :

Qi- cường độ đổ bê tông (m3/ca)

- khối lượng vữa bê tông (m3)

Ti- thời gian đổ bê tông (ca)

- thể tích bê tông đã hoàn thành theo thiết kế (m3)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0.00

BIỂU ĐỒ CƯỜNG ĐỘ ĐỔ BÊ TÔNG

- Chọn cường độ thiết kế: QTK = QMax = 36,757m 3/ca (thoả mãn tất các các đợt)

4 Thiết kế trạm trộn bêtông:

Từ bảng tính toán phân đợt đổ tìm ra cường độ thiết kế thi công bê tông = 4,595(m3/h), từ

đó ta chọn máy trộn như sau:

4.1 Chọn loại máy trộn bê tông

Việc chọn máy trộn dựa trên các căn cứ :

- Đường kính Dmax của cốt liệu đá , chọn Dmax=40mm

- Cường độ bê tông thiết kế

- Điều kiện cung cấp thiết bị

- Dựa vào các điều kiện trên tra cứu ST máy thi công Ta có thể chọn loại máy trộn bêtông là loại “ quả lê ,xe đẩy” Ký hiệu SB-16V

với các thông số chính sau:

+ Dung tích thùng trộn V = 500 (lít) = VCT

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

4.2 Tính toán các thông số của máy trộn:

- Cách xác định Vtt ứng với số bao xi măng cho mỗi mẻ trộn

Xác định thể tích của vật liệu đổ cần pha trộn ứng với 1 bao xi măng (lít):

= 50/1,25+ 85,5/1,4+151/1,53 = 199,76 (lít)

Số bao xi măng dùng cho 1 cối trộn: x =VCT/V1

x = 500/199,76 = 2,5 bao.vậy chọn x = 2 baoDung tích thực tế của thùng trộn ứng với xn bao ximăng:

Vtt = x V1 = 2. 199,76 = 399,52 (lít)

Năng suất thực tế của máy trộn: có thể tính như sau:

Trong đó:

Ntt: Năng suất thực tế của máy trộn (m3/h)Vtt: Thể tích thực tế vật liệu nạp cho một cối trộn (Vc + Vđ + Vx) (lít) f: Hệ số xuất liệu ,f = 0,7

t1 :Thời gian trộn bê tông t1= 180st2 : Thời gian đổ vật liệu vào t2 = 30st3 : Thời gian trút vữa bê tông ra t3 = 30st4 : Thời gian giãn cách t4 = 10s

KB: hệ số lợi dụng thời gian KB = 0,85 = 3,42(m3/h)

 Số lượng máy trộn bêtông:

= 1,2 = 1,608 =>chọn nt = 2

 Năng suất trạm trộn:

= 2 3,42 = 6,84 (m3/h)

4.3 Bố trí trạm trộn:

Chọn vị trí đặt và cách bố trí trạm trôn dựa trên nguyên tắc:

 Thuận lợi cho việc tập kết vật liệu, cung cấp nước trộn bêtông

 Thuận lợi cho việc vận chuyển cốt liệu, vận chuyển vữa bêtông

 Hạn chế việc di chuyển trạm trộn nhiều lần

5 Tính toán công cụ vận chuyển

5.1 Phương án vận chuyển vật liệu cho trạm trộn

5.2 Tính số lượng xe vận chuyển vữa bêtông

- Yêu cầu của vận chuyển vữa bê tông

+ Bê tông không bị phân cỡ Muốn vậy đường vận chuyển bê tông phải bằng phẳnggiảm số lần bốc dỡ không để bê tông rơi tự do từ trên cao xuống khi độ cao đổ bê tông lớnhơn 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 tôngkhông bị rò rỉ , khi chở bê tông không nên chở quá đầy tránh vữa bê tông bị rơi vãi , chú ýche đậy khi trời nắng, mưa

+ Không để bê tông sinh ra ninh kết ban đầu, thời gian vận chuyển vữa bê tôngkhông được vượt quá thời gian cho phép, cần sử dụng phương pháp vận chuyển tốt để rútgắn thời gian vận chuyển

+ Việc vận chuyển vữa bê tông đến khoảnh đổ cần đảm bảo tốc độ đổ bê tông, tránhsinh khe lạnh ở khoảnh đổ

- Tính toán vận chuyển vữa bê tông

+ Tính năng suất xe cải tiến khi chở vữa bê tông

Ta có năng suất của một xe cải tiến khi chở vữabê tông là

Trong đó

t1 : thời gian nạp bê tông vào thùng xe ; t1 = 30s

t2, t3 : thời gian vận chuyển vữa bê tông vào khoảnh đổ và quay lại:

t2+t3 =

.3600 144( ) 5000

t5 : thời gian trở ngại ; t5 =10s

V : thể tích thùng xe ; Lấy V = 100(lít) để tránh rơi vãi vữa bê tông

Kb : hệ số lợi dụng thời gian ; Kb = 0,9

:năng suất chở bê tông của một xe cải tiến ; (m 3/h)

Vậy chọn 6 xe cải tiến để vận chuyển vữa bê tông trong đó1 xe dự trữ khi có sự cố

6 Đổ, san, đầm và dưỡng hộ bêtông

6.1 Đổ bêtông:

 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 điềukiện không phát sinh khe lạnh cho các khoảnh đổ đó từ đó kết luận khoảnh đổ chọn là hợp

 Tiến hành kiểm tra

Ta đi kiểm tra cho khoảnh đổ số 17: Bê tông trụ pin Phưong pháp đổ ở đây là đổ lớpnghiêng

Điều kiện không phát sinh khe lạnh tại 1 khoảnh phải đổ thoả mãn công thức sau:

Trong đó:

- N là năng suất thực tế của trạm trộn Ntrạm= 6,84 (m3/h)

- K là hệ số xét đến chở ngại khi vận chuyển ; K = 0,9

- t1 là thời gian ninh kết ban đầu của bê tông ; t1 = 1,5h = 90s

- t2 là thời gian từ khi vận chuyển vữa bê tông ở trạm trộn đến nơi đổ,t2= =72 (s)=0,02h

- h là chiều dày lớp đổ, phụ thuộc vào chiều dài đầm chày chọn được h = 0,3 m

-F là diện tích trên bề mặt bê tông đang đổ mà tại đó có khả năng phát sinh khe lạnh Diện tích bề mặt là F =110.5 = 1,2.18/sin11 = 113,2 (m2)

So sánh ta thấy không phát sinh khe lạnh

6.2.San bê tông

Yêu cầu của công tác san bê tông là không để bê tông phân tầng, san bê tông có thểdùng máy hoặc dùng thủ công hay lấy dụng cụ đầm dùi là dụng cụ san bê tông, khi dùngđầm dùi để san bê tông thi không được cắm đầm thẳng đứng để san bê tông mà phải cắmnghiêng nhờ chấn động của đầm bê tông dần được san phẳng

6.3.Đầm bê tông

Mục đích:

Để đảm bảo cho bê tông đổ được đồng nhất, chắc, đặc,không có hiện tượng rỗngbên trong và rỗ bên ngoài và tạo điều kiện cho bê tông bám chắc vào cốt thép.Ở đây tachọn 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, kếtcấu công trình có nhiều chi tiết phức tạp nên ta chọn máy đầm loại chấn động trục mềmchạy bằng điện mã hiệu: C - 376 với các thông số kỹ thuật sau:

- Năng suất đầm tối đa: 3 m3/h

- Chiều dài chày đầm: 40cm

Vậy ta chọn số máy đầm là 2 máy, và bố trí thêm 1 máy dự trữ.Yêu cầu kỹ thuật 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 lầnbán 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

6.4.Dưỡng hộ bê tông:

Sau khi đổ bê tông ta tiến hành dưỡng hộ bê tông để bê tông có điều kiện thuận lợi

để phát triển cường độ tránh ảnh hưởng của điều kiện thời tiết bên ngoài

Khi dưỡng hộ bê tông ta dùng cách sau:

- Phủ lên bề mặt bê tông một lớp cát tưới ẩm nên cát giúp cho bê tông đủ độ ẩm đểphát triển cường độ.Tưới nên bê tông: khi đổ bê tông mà thời tiết nắng quá thì người tathường tiến hành đổ bê tông vào ban đêm để ánh nắng không ảnh hưởng đến sự pháttriển cường độ bê tông (sự phát triển cường độ bê tông ban đầu rất quan trọng, nếu bịảnh hưởng ngay ở thời kỳ đầu thì lúc đó bê tông không đủ cường độ rất dễ sinh ra nứt,mất nước nhanh quá xi măng không thuỷ hoá kịp

7 Công tác ván khuôn

Ván khuôn là một kết cấu tạm nhưng trong công tác thi công bê tông với các kết cấu

có kích thước, tiết diện thay đổi thì vai trò của ván khuôn hết sức quan trọng Nó khôngnhững chỉ tạo dáng cho các khoảnh đổ mà còn chịu tác dụng của khối bê tông lỏng của kếtcấu khoảnh và chiều cao đổ bê tông Khối lượng thi công lớn, do đó chế tạo, lắp dựng vánkhuôn và biện pháp thi công ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi công

7.1/Những yêu cầu cơ bản khi thiêt kế ván khuôn:

- Đúng hình dạng, kích thước, vị trí các bộ phận công trình theo thiết kế

- Ván khuôn phải vững chắc, ổn định, khi chịu tải không biến dạng vượt quá trị sốcho phép

- Mặt ván bằng phẳng, nhẵn kín, không để vữa bê tông chảy ra ngoài khi đầm

- Lắp dựng và tháo dỡ dễ dàng, khi tháo dỡ ván khuôn ít bị hư hỏng Mặt bê tôngphải nhẵn, không bị hư hại, nứt nẻ, ván khuôn phải luân chuyển được nhiều lần

- Công tác ván khuôn phải tạo điều kiện thuận lợi cho các công tác khác như dựng

đặt cốt thép, đổ-san-đầm bê tông

7.2/ Lựa chọn ván khuôn

Dựa theo điều kiện thi công cống, lựa chọn ván khuôn dùng cho thi công công trìnhnày là ván khuôn tiêu chuẩn, đó là những tấm ván khuôn được chế tạo sẵn hàng loạt tạixưởng đem ra ghép lại với nhau, có diện tích vài m2 Vật liệu làm ván khuôn là kim loại(thép) Tuỳ theo điều kiện thi công và kích thước công trình để chọn chiều rộng và chiềudài tấm ván khuôn tiêu chuẩn khác nhau Ở đây ta chọn kích thước tấm là : bxh=(1,5 x3.0)m

7.2/ Tính lực tác dụng lên ván khuôn

Để đảm bảo cho mọi trường hợp ván khuôn đều làm việc an toàn, ta tính cho chiềucao khoảnh đổ là < 3m

7.2.1/Áp lực ngang của vữa bêtông :

Dùng đầm dùi để đầm bê tông có chiều dài 0,4 m nên áp lực ngang của hỗn hợp bêtông được xác định theo công thức : P1=b.Ro

Trong đó: Ro-Bán kính tác dụng theo chiều thẳng của chày đầm, lấy bằng chiều dàicủa đầm: Ro=lđ=0,4m

b –Dung trọng ướt của bê tông : b=2400daN/m3

P1=2400.0,4=960(daN/m2)

7.2.2/Áp lực ngang do đầm hoặc đổ bêtông