Đồ án môn học thiết kế thi công đập sông lòng sông (đề 1)

Đập sông Lòng Sông là công trình cấp III , cách đường Quốc lộ 1A 15km về hướng Tây, thuộc huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận. Công trình này 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, nắng nóng nhiều do vậy để tránh hiện tượng co ngót nức nẻ bê tông ảnh hưởng đến chất lượng công trình và nhiệt độ đạt yêu cầu để đổ bê tông. Phương án đổ bê tông chủ yếu từ 16 giờ ngày hôm trước đến 8 giờ sáng ngày hôm sau.

THI CÔNG BÊ TÔNG

Đề số 01

Phần thứ nhất : Phân tích tài liệu

Đập sông Lòng Sông là công trình cấp III , cách đường Quốc lộ 1A 15km về hướng Tây, thuộc huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận Công trình này 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, nắng nóng nhiều do vậy để tránh hiện tượng co ngót nức nẻ bê tông ảnh hưởng đến chất lượng công trình và nhiệt độ đạt yêu cầu để đổ bê tông Phương án đổ bê tông chủ yếu từ 16 giờ ngày hôm trước đến 8 giờ sáng ngày hôm sau

Phần thứ hai : Tính toán dự trù vật liệu

I - Tính toán khối lượng các loại bê tông công trình :

-Căn cứ vào bản vẽ thiết kế, các loại mác bê tông khác nhau chia công trình ra từng bộ phận, ta tính được khối lượng Từ đó ta lập bảng tính như sau:

BẢNG CHIẾT TÍNH KHỐI LƯỢNG

TT Hạng mục công việc Đơn

vị Kích thước Diễn giải Khối lượng Dài Rộng Cao

2

2

1 

I Bê tông M 200 ( phân đoạn) m3 11999.00

2*33.5

711,87

4;

5

68*62)

4216,0

2*25

1275,00

2*22.4

554,4

2

2

1 

2*22

455,4

4 F1= F2=59,8m2 , L= 25m (59.8*25) 1495,0

/2*20

737,0

/2*20

449,0

II Bê tông M 150 m3

L F F

2

2

1 F1=40,8m2, F2=278,64m2 , L=

2 F1=278,64m2, F2=545m2 , L=

3 F1=545m2 , F2=557,32m2 , L=

4;

5 F1= F2=539,11m

539,11*62 33424,82

6 F1=557,08m2, F2=540,96m2, L=

7 F1=540,96m2 , F2=375,345m2 ,

8 F1=375,345m2 , F2=184,35m2 ,

9 F1=184,35m2 , F2=93m2 , L=

Trừ đường hầm, cống dẫn

*2.5

-3052,14

Ốp trànL L *b*L

2

2

1 

Đoạn IVV (ốp tràn) dài 62

b=1,5m , L1=39m , L2=38m

(38+39)/

2*1,5*62

3580,5

Đường hầm

F1=4*5m2 - F2=2*4m2 , L=125m

[(4*5)-(2*4)]*135

1620,0

Mố đở

F1=303,72m2 , L= 14m

303,72*14 4252,08

F=0,6*0,25=0,15m2 , L= 62m *2

Bản mặt cầu

F=0,15*6+0,1*0,5*2=1,0m2 ,

L= 62m

[(0,15*6)+(0, 1*0,5*2)]*62 62,0

Lan can dọc hai bên đập

Cống lấy nước

D=2,4 , d =1,4

(3,14*2,5*2,4

-3,14*1,4*1,4) 38

453,42

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 M150 thân tràn đoạn I  V Đợt III : Đổ bê tông thường M200 và bê tông M150 thân tràn đoạn IX  XV Đợt IV : Đổ bê tông thường M200 và bê tông M150 thân tràn đoạn IV 

VIII

Đợt V : Đổ bê tông cốt thép M200 ốp mặt tràn và cầu

Trên 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 (11/200130/08/2002) thi công phần móng đập, cống dẫn dòng vàđổ bê tông phần bờ trái ( đoạn 510 tới cao trình +49.00)

-Năm thứ hai (30/08/2003) : Hoàn chỉnh móng đập, cống tưới và đổ bê tông phần bờ phải (đoạn IIV) tới cao trình +59, hoàn chỉnh phần đập bờ trái

-Ngăn dòng vào ngày 15/01/2004( năm thứ 3)

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/xi măng:

Tính theo công thức:

Rb= K.Rx ( N X - 0.5)

Trong đó :

-Rb: cường độ bê tông =200 kg/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 3 bê tông:

*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=309kg

*Xác định khối lượng đá cho 1m3 bê tông :

Theo giáo trình vật liệu xây dựng ta có công thức:

ađ ođ đ

Đ







1000





Trong đó :

- đ :độ rổng của đá (%),đối với Dmax= 100mm , đ = 0.39

- ađ : trọng lượng riêng của đá = 2.69kg/lít

- ođ = (1-đ) ađ = (1-0.39)2.69 = 1.64kg/lít

-  - hệ số tăng vữa cùa xi măng =1.41

3

86 0 1414 69

2

1 64

1

41 1

* 39 0

1000 1

.

1000

m kg

Đ

ađ ođ đ





















*Xác định khối lượng cát cho 1m3 bê tông :

ac ađ

ax

N Đ X



( 1000



Trong đó :

- ax : trọng lượng riêng của xi măng =3.1kg/lít

- ac : trọng lượng riêng của cát =2.6kg/lít

kg N

Đ X

ađ ax

532 6 2

* )]

170 69 2

1414 1

3

306 ( 1000 [ )]

( 1000



III- Dự trù vật liệu :

Căn cứ vào định mức dự toán xây dựng cơ bản của bộ xây dựng ta 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 M150

- Xi măng : 191.24 kg

- Cát vàng : 0,49 m3

- Đá (4x6) : 0,87 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%

Dự trù vật liệu cho từng đợt thi công bê tông :

Loại

Bê tông

Khối Lượng

Vật liệu chưa kể hao hụt Vật liệu đã kể hao hụt Xi

măng Cát (1x2)Đá (4x6)Đá măngXi Cát Đá(1x2) (4x6)Đá

M200 29871.4 10216018 13591.5 25891.5 10420338 14951 27193.4

M150 92718.6 17731505 45432 80665.2 18086135 499752 84698.5

Tổng Cộng 27947523 59023.5 25891.5 80665.2 28506473 64926 27193.4 84698.5

Phần thứ ba : 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 bê tông Sông Lòng Sông 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 :

tt = V1000n n f. KB (m3/h)

Trong đó

-Vtt : Dung tích thực tế của máy trộn

-F : Hệ số xuất liệu = 0,7

n : Số cối trộn trong 1 giờ ,

n =

t

//

3600 = ////

200

3600 = 18 cối +Với t = tnạp + ttrộn + tđổ = 30”+ 150”+ 20” = 200”

KB : Hệ số lợi dụng thời gian = 0,8

tt =5001000.0,7.18 0,8 = 5.04 (m3/h)

c- Tính số máy trộn :

n =

tt XC

Q

 = 525,04 = 5 máy Chọn 6 máy kể cả máy dự trữ

Phần thứ tư: 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 :

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

= 2400” +(305 + 51).3600 + 35 x 60 + (405 + 51).3600

= 6990”

XM

xe

 = 36006990x5x0,8 = 2,06 m3/h

Lượng xi măng cần trong 1 h là :



tt

Xx 

= 1*1,525.04 = 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’ + (1330+ 15)3600 + 10’ +(4013 + 51)3600

= 6570”

C

xe

 = 36006570x5x0,8 = 2,19 m3/h

Lượng cát vàng cần trong 1 h là :



tt

Cx 

= 1x15,4.04 = 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’ + (3039+ 51).3600 + 10’ + (3940 + 51).3600

= 12330”

D

xe

 = 360012330x5x0,8 = 1,16 m3/h

Lượng đá dăm cần trong 1 h là :



tt

Dx 

= 1x15,6.04 = 3.15 m3/h Vậy số xe cần chở cát vàng nD

xe = 31,.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

Trong đó:

-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=246m được chia làm 10 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

Việc 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 xử 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  250m3

-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  Nttx(t1 h t2)xK 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(1,50,20,11)x0,9 = 28m2 Như vậy, khoảnh đổ thỏa mãn điều kiện F  Nttx( t1h t2)xK

Vì vậy đảm bảo không phát sinh khe lạnh trong khoảnh đổ

4-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= 45cm

+Bán kính tác dụng R= 30cm

+Công suất động cơ N= 1KW

K t t Rh

N đầm

2 1

3600 2



 -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

76 5

5

* 04 5





đầm

tt đầm

N

N

-Tính số máy đầm:

h m K

t t Rh

40 20

3600 2 0

* 3 0

* 2 3600

2 1









 Lấy nđầm = 5 máy (kể cả máy 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= bRo = 2500*0.45 = 1125kg/m2 Trong đó :

-b -Trọng lượng riêng của bê tông

-Ro –bán kính tác dụng đứng của đầm chày

+Lực tập trung của hổn hợp bê tông mới đổ

F1=bRo(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 mặt  =3mm

+Tính nẹp ngang :

Sơ đồ lực 2,2m

1,0m

q =1325kg/m

0.5 0.5

+Lực tác dụng q = n.P.b = 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

max=Mmax/Wx =59.2 *102/4.49=1318.5kg/cm2

max < []=1565kg/cm2 Vậy tiết diện thép chọn là hợp lý

+Tính nẹp giữa :

Sơ đồ lực q=861,25kg/m

1.1 1.1

+Lực tác dụng:

q = n.P.b = 1.3*1325*0.5 = 861.25 kg/m

MA = MB = 0 ;

Mc =130.26kg.m +Nẹp giữa được chọn L 50.50.5

Kiểm tra cường độ: Tiết diện nẹp giũa được chọn là thép góc đều cạnh L 50.50.5 ø có

yc =1.05cm ;

Jx =51.92cm4 ;

Wx =12.22cm3 +Ứng suất lớn nhất

max=Mmax/Wx =130.26 *102/12.22=1066kg/cm2

max < []=1565kg/cm2 Vậy tiết điện thép chọn là hợp lý +Tính các thanh chống:

+Thanh 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 = 0.375.q.l = 355.27 kg Công thức kiểm tra :

n

F

N

] [ 



Trong đó:

 -hệ số giả ứng suất khi nén ,được tính

cm F

J

8 4

2 11

min

min

.

i

l



  ; với =1 (2 đầu tự do) ; l=1.5m

98 53

1

10

* 5 1 1

min







i

l





Tra bảng có  =0.69

Do đó:

2

2 [ ] 1490 / /

27 107 8 4

* 69

0

27 355

cm kg cm





Vậy cấu kiện đảm bảo ổn định