ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THI CÔNG I

Nội dung: Lập biện pháp kỹ thuật thi công bê tông cốt thép toàn khối khung sàn nhà nhiều tầng Giáo viên hướng dẫn : Trần Văn Sơn Họ và tên sinh viên : Hoàng Thanh Bình Lớp : 50XD9 Mã số: 0488-50

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

KỸ THUẬT THI CÔNG I

Nội dung:

Lập biện pháp kỹ thuật thi công bê tông cốt thép toàn khối khung sàn nhà nhiều tầng

Giáo viên hướng dẫn : Trần Văn Sơn

Họ và tên sinh viên : Hoàng Thanh Bình

( h: chiều cao dầm tính từ đáy sàn đến đáy dầm )

( h: chiều cao dầm tính từ đáy sàn đến đáy dầm )

105 kG cm2

E 

- Mùa thi công: Mùa đông

3 Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt của công trình ( hình vẽ trang bên )

Quy mô công trình thuộc dạng vừa, không phải là công trình có tầm quan trọng lớn

- Điều kiện thi công:

Công trình thi công vào mùa đông: Ở Việt Nam nhiệt độ vào mùa đông không quá thấp, ít mưa, độ ẩm thấp, nhìn chung là phù hợp cho thi công

Địa điểm thi công: Rộng rãi, có đường cho các phương tiện vận tải cỡ lớn ra vào, nằm ngoài thành phố, có đủ không gian để bố trí các công tác thi công

Đơn vị thi công: Là đơn vị lớn có đẩy đủ khả năng về máy móc, thiết bị, công nhân lành nghề có khả năng sử dụng những công nghệ thi công tiên tiến

II PHÂN TÍCH, CHỌN LỰA GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ, BIỆN PHÁP

KỸ THUẬT THI CÔNG CÁC KẾT CẤU:

* Công trình là nhà cao tầng có số lượng công việc khác nhau không nhiều, cụ thể ở đây từ tầng 2 đến tầng 8 tương đối giống nhau, do đó biện pháp thi công thường được chọn là thi công dây chuyền

Ờ đây do chiều dài nhà là tương đối lớn, số lượng bước cột nhiều Vì vậy để thuận tiệncho công tác tổ chức thi công được nhịp nhàng và liên tục ta chọn giải pháp chia khu vực thi công thành các phân khu nhỏ hơn Và cũng để phù hợp với khả năng làm việc của người và máy móc ( khi đổ bê tông )

* Chọn phương pháp thi công bê tông:

Có 3 phương pháp đổ bê tông toàn khối là:

1 Thi công toàn khối cột, dầm, sàn

2 Thi công cột trước, toàn khối dầm sàn sau

3 Thi công từng phần: cột trước, rồi đến dầm, cuối cùng mới thi công sàn Lựa chọn: Công trình không phải là đặc biệt quan trọng, không đỏi hỏi độ liền khối quá cao, chỉ cần đảm bảo độ cứng theo phương ngang Thi công theo phương án 1 sẽ có khó khăn trong công tác ván khuôn giàn giáo, công tác cốt thép và có yêu cầu đặc biệt hơn về đầm

và chất lượng bê tông Thi công theo phương án 3 sẽ làm chậm tiến độ và không đảm bảo tínhliền khối của dầm sàn, độ cứng theo phương ngang

Ta chọn thi công theo phương án 2 Phù hợp với khả năng thi công và yêu cầu thời gian, kết cấu công trình

* Chọn biện pháp kỹ thuật bê tông

Để thi công bê tông cho công trình ta cũng có thể lựa chọn từ 2 phương án:

- Phương án 1: Trộn bê tông tại chỗ, vận chuyển lên bằng vận thăng và cần trục tháp Sau

đó dùng xe kút kít và thủ công vận chuyển đến nơi để đổ

- Phương án 2: Sử dụng bê tông thương phẩm có xe vận chuyển đến chân công trình, sau

đó dùng máy bơm để bơm hoặc cần trục tháp đưa lên các vị trí cần đổ

Ở phương án 1 ưu điểm là giá thành rẻ, tuy nhiên thi công đòi hỏi phải có mặt bằng rộng lớn để tập kết vật liệu cũng như trộn bê tông Phương án này cũng sử dụng nhiều thủ công và năng suất các máy vận chuyển thấp, cho nên năng suất đổ bê tông không cao mà côngtrình của ta có khối lượng rất lớn, do đó nếu đổ bằng thủ công như vậy sẽ mất rất nhiều thời

gian (bêtông dễ bị khô, bị phân tầng), mặt bằng bị chia lẻ ra và thi công phải có mạch ngừng dẫn đến khó đạt chất lượng yêu cầu.

Thực tế mặt bằng thi công bị hạn chế, thi công đòi hỏi thời gian càng nhanh càng tốt, thì khi đó phương án 2 ưu điểm hơn:

Không cần mặt bằng lớn, thi công liên tục, không có mạch ngừng nhất là đối với sàn dầm Chất lượng bê tông được đảm bảo và nhân công phục vụ là ít Tuy giá thành có cao hơn nhưng với những ưu điểm đó, ngoài ra đây là công nghệ tiên tiến, đảm bảo vệ sinh môi trường, hạn chế tiếng ồn và rung động , một điều rất quan trọng Trong thi công trong các thành phố lớn thì phương án 2 là rất hợp lý

Mặt khác thi công cột, lõi có khác: do kích thước hẹp (không rộng lớn như dầm sàn)

do đó việc đổ bằng máy bơm là không đảm bảo bởi vì máy bơm đòi hỏi khối lượng thi công lớn, liên tục Mà thi công cột lõi có kích thước nhỏ, thời gian đầm lâu do đó dùng bê tông thương phẩm do xe chuyên dụng chở đến và đổ vào thùng chứa để cần trục tháp cẩu lên đổ

Vì thế lựa chọn biện pháp thi công bê tông ở đây của chúng ta là:

- Dầm sàn được chia làm 4 phân khu, sử dụng bê tông thương phẩm, kết hợp với cần trục tháp thi công

- Sử dụng bê tông thương phẩm, dùng cần trục tháp đổ bê tông cột ,lõi

* Chọn phương án cốp pha, giàn giáo:

+ Công tác ván khuôn : Hiện nay trên thị trường cung cấp nhiều loại ván khuôn, phục vụ nhu cầu đa dạng cho thi công các công trình dân dụng và công nghiệp Để thuận tiện cho quá trình thi công lắp dựng và tháo dỡ, đảm bảo chất lượng thi công, đảm bảo việc luân chuyển ván khuôn tối đa, ta chọn sử dụng hệ ván khuôn định hình bằng thép, kết hợp với hệ

đà giáo bằng giáo Pal, hệ thanh chống đơn kim loại, hệ giáo thao tác đồng bộ

+ Lý do sử dụng ván khuôn thép định hình:

- Đạt được độ bền cao, duy trì được độ cứng lớn trong suốt quá trình đổ

bê tông, bảo đảm an toàn cao cho ván khuôn Việc lắp dựng được đảm bảo chính xác, bề mặt

bê tông thẳng nhẵn

- Việc tháo lắp ván khuôn đơn giản nhờ các phương pháp liên kết thích hợp, do vậy không cần công nhân có trình độ cao Đây là yếu tố quan trọng trong suốt thời gian thi công

- Chi phí thiết kế ván khuôn được giảm vì các công việc tính toán đã được tính sẵn, lập thành các bảng tra Đối với các dạng ván khuôn đặc biệt, công việc thiết kế chỉ cần dựa trên cơ sở đã được tính sẵn mà hiệu chỉnh lại cho thích hợp

- Ván khuôn công cụ đạt được thời gian sử dụng lâu nhất, có thể dùng cho một hay nhiều công trình mà vẫn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật, quản lý thuận tiện, hiệu quả kinh tế cao

- Hình dáng, kích thước của từng cấu kiện thích hợp cho việc lắp dựng, tháo dỡ, vận chuyển bằng thủ công Đặc biệt, khi tấm khuôn chế tạo hoàn toàn bằng thép mỏng thì trọng lượng rất nhẹ

- Ván khuôn công cụ khi kèm theo chống đỡ bằng giàn giáo công cụ sẽ trở thành một hệ thống đồng bộ, hoàn chỉnh, đảm bảo thi công nhanh, nâng cao thêm chất lượng ván khuôn, hiện trường thi công gọn gàng, không gian thoáng, mặt bằng vận chuyển tiện lợi, an toàn

Khi tính toán thiết kế ván khuôn sử dụng catalog của “Công ty thiết bị phụ tùng hóa chất Hòa Phát”.

+ Hệ đỡ:

Sử dụng bộ giàn giáo công cụ (giáo PAL) và cột chống đơn điều chỉnh được chiều cao

Khi tính toán thiết kế hệ đỡ sử dụng catalog của “Công ty thiết bị phụ tùng hóa chất Hòa Phát”.

* Chọn phương án gia công, vận chuyển thép:

+Cốt thép được tiến hành gia công tại công trường Việc vận chuyển, dự trữ đượctính toán phù hợp với tiến độ thi công chung, đảm bảo yêu cầu về chất lượng

+ Do khối lượng vật liệu không quá lớn có thể dùng cầu trục tháp để vận chuyển lên cao

Mô tả tổng quát dây chuyền thi công kết cấu 1 tầng đơn giản:

Chia làm 2 đợt thi công

+ Đợt 1: Thi công cột

+ Đợt 2: Thi công dầm, sànTương ứng với đó có các dây chuyền thi công sau:

III VẼ CÁC SƠ ĐỒ CẤU TẠO; TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÁN KHUÔN

VÀ HỆ CHỐNG ĐỠ CHO CÁC KẾT CẤU CỘT, DẦM, SÀN.

A THIẾT KẾ VÁN KHUÔN, CỘT CHỐNG TÂNG 2 ( TẦNG ĐIỂN HÌNH )

Chọn sàn tầng 2 làm sàn tầng điển hình để thiết kế

( Nhà 9 tầng có các tầng 2,3 … 8 có cấu tạo tương tự nhau )

1 Lựa chọn loại ván khuôn

Hiện nay trong xây dựng sử dụng hai hệ ván khuôn chính là hệ ván khuôn bằng gỗ

và hệ ván khuôn định hình ( bằng thép hay bằng gỗ dán có sườn thép gia cường )

Hệ ván khuôn bằng gỗ đòi hỏi mất nhiều công sức chế tạo, khó thay đổi kích thước (như cột chống nếu chiều cao tầng khác nhau thì khó luân chuyển được), độ linh hoạt kém, tỉ

lệ hao hụt lớn

Hệ ván khuôn định hình bằng thép hay bằng gỗ dán có sườn thép gia cường dễ tháo lắp, thi công nhanh, bề mặt cấu kiện thi công đẹp, hệ số luân chuyển lớn

Công trình là nhà cao tầng ( 9 tầng ) đòi hỏi một lượng ván khuôn rất lớn nên việc

sử dụng ván khuôn có độ bền lớn sẽ đem lại hiệu quả cao Do vậy ta chọn dùng ván khuôn định hình bằng thép có hệ số luân chuyển lớn vừa đem lại hiệu quả thi công cao vừa phù hợp với khả năng đáp ứng của thị trường.Ván thép định hình của hãng Hòa phát chế tạo, gông thép, xà gồ gỗ, giáo PAL, cột chống đơn do Hoà Phát chế tạo

Các thông số kỹ thuật và cấu tạo của ván khuôn và hệ chống đỡ Hòa phát có trong phụ lục đi kèm thuyết minh

2 Thiết kế ván khuôn sàn:

a.Tổ hợp giáo PAL.

Chiều cao tầng 3,2 m,chiều cao sàn 120mm

 Chiều cao thông thuỷ:

Bao gồm tải trọng do bê tông cốt thép sàn và tải trọng của ván khuôn sàn

- Tải trọng do bê tông cốt thép sàn: Sàn dày 120

p1 = n  h  sàn = 1.20.122500 = 360 (kG/m2)

- Tải trọng do bản thân ván khuôn sàn:

p2 = n    h = 1.1  50 = 55 (kG/m2) Trong đó: n là hệ số vượt tải

T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T3 T4

qtcs = 300+50+0,9 ( 250+400 ) = 935 (kG/m2)

c Tính toán kiểm tra ván sàn.

Sơ đồ tính toán ván sàn là : Coi ván sàn như dầm liên tục kê lên các gối tựa là các

xà gồ loại 1 ( xà gồ lớp trên )

M

M M=ql /102

Xét ô sàn điển hình có kích thước 29002750 m Dầm D1 rộng 0.25 m, Dầm D2,3rộng 0.2 m  Dùng ván khuôn: 9 * HP 1530 , 9 * HP 1230, 1 * HP 1520, 1 * HP 1220 , có một số ván sàn nhỏ hơn làm bằng gỗ dùng để lắp vào những chỗ thiếu

Khoảng cách l giữa các xà gồ 1 được tính toán sao cho đảm bảo điều kiện bền và điều kiện ổn định cho ván sàn Vì sàn được chống bằng giáo PAL nên khoảng cách giữa các

xà gồ lớp 2 ( lớp dưới ) là 1.2m Khoảng cách các xà gồ lớp 1 phụ thuộc vào tổ hợp ván sàn Căn cứ vào tổ hợp ván khuôn như hình vẽ dưới đây ta bố trí khoảng cách lớn nhất giữa các xà

 

197.493.5265

+ Tính toán theo điều kiện biến dạng:

Độ võng giới hạn cho phép của ván sàn

tc

128

4400

l

Với J 28.46cm4

Theo điều kiện này thì khoảng cách lớn nhất của xà gồ:

Vậy chọn khoảng cách giữa các xà gồ ngang là 60cm phù hợp với điều kiện tính toán và cấu tạo

d Tính toán, kiểm tra độ ổn định của xà gồ :

Hệ xà gồ lớp 1 được tựa lên hệ xà gồ lớp 2 ( khoảng cách= 120cm)

Chọn dùng xà gồ bằng gỗ có tiết diện 8  10 cm có các đặc trưng hình học như sau: Mômen quán tính J của xà gồ : J =

+ Kiểm tra lại điều kiện biến dạng :

Độ võng được tính theo công thức :

256.3272 100

106.803( / 2)240

M

kG cm W

- Theo điều kiện biến dạng :

Độ võng được tính theo công thức:

3

48

Pl f EJ

3 5

f Kiểm tra khả năng chịu lực của giáo PAL

Tải trọng tác dụng lên 1 cột chống của giáo PAL khi giả sự diện dồn tải là hình vuông cạnh 1.2  1.2 ( m ) là:

Dầm cao 500 mm ( h: chiều cao dầm tính từ đáy sàn đến đáy dầm )

 Chiều cao thông thuỷ:

h = 3200 – 120 - 500 = 2580 (mm)

Sử dụng 2 giáo PAL cao 1,0 m làm kết cấu đỡ dầm

Kiểm tra: 2580-( 1000 + 1000 + 255 ) = 325 < 600 (mm)

Trong đó: Chiều dày 2 lớp xà gồ và ván sàn tạm tính bằng 25,5cm

Tổng chiều cao của chân kích và đầu kích kể cả phần cố định là 0,20,75m Tổng chiều cao điều chỉnh của chân kích và đầu kích:0,050,6m

* Đối với dầm D2 , D3

Dầm cao 200 mm ( h: chiều cao dầm tính từ đáy sàn đến đáy dầm )

 Chiều cao thông thuỷ: h = 3200 – 120 - 200 = 2880 (mm)

Sử dụng 1 giáo PAL cao 1.5 m và 1 giáo PAL cao 0.75 m làm kết cấu đỡ dầm

Kiểm tra: 2880 - ( 1500 + 750 + 25.5 ) = 375 < 600 (mm)

Trong đó: Chiều dày 2 lớp xà gồ và ván đáy tạm tính bằng 25,5cm

Tổng chiều cao của chân kích và đầu kích kể cả phần cố định là 0,20,75m Tổng chiều cao điều chỉnh của chân kích và đầu kích:0,050,6m

a Thiết kế ván đáy dầm D1:

Với chiều rộng đáy dầm là 25 cm ta sử dụng ván thép có kích thước : 0.25m 1.5m

Vậy đặc trưng tiết diện của ván đáy là: J = 24.28 cm4 ; W = 5.27 cm3

* Xác định tải trọng tác dụng ván đáy dầm:

M

M M=ql /102

- Tải trọng do bêtông cốt thép:qtt

1 = n.b.h.= 1,20,250,622500 = 465 (kG/m)

qtc

1 = 0,250,622500 = 387,5 (kG/m) -Tải trọng do ván khuôn : qtt

Trong đó hoạt tải tiêu chuẩn do đổ và đầm bê tông lấy là 400kG/m2

Vậy : Tổng tải trọng tính toán là:

qtt = qtt

1+qtt

2 +qtt

3 = 465+8.25+160.88 = 634.13 (kG/m) Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván đáy:

qtc =387.5+7.5+123.75 = 518.75 (kG/m)

b Tính toán ván đáy dầm:

Coi ván khuôn đáy của dầm như là dầm liên tục tựa trên các gối tựa là các xà gồ ngang, các xà ngang này được kê lên các xà gồ dọc

Gọi khoảng cách giữa các xà gồ ngang là l (cm)

+ Tính theo điều kiện bền:

Ta có (*)  l tt

q

W][

4001

l

 l 

6 3

3

tc

128.E.J 128.2,1.10 24.28400.q  400 5.1875 = 146.5 cmCác xà gồ lớp 2 đặt cách nhau 120cm, kết hợp với cấu tạo ta chọn l = 60 cm

Khoảng cách giữa các xà gồ ngang: 0.6 m (Sử dụng xà gồ bằng gỗ)

Dễ dàng tính được mô men lớn nhất tại giữa nhịp là : Mmax = 90.363 kGm

120 = 0.3 cm > f =0.168 cm

Trong đó hoạt tải tiêu chuẩn do quá trình đổ, đầm bêtông lấy là 400kG/m2

+ Vậy tổng tải trọng tính toán là: qtt = q1 + q2 = 1500 + 643,5 = 2143,5 ( kG/m2)

+ Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng: qtc =1250 + 495 = 1745 (kG/m2).

Tải trọng tính toán tác dụng lên 1 ván khuôn là: qtt = 2143,5  0.25 = 535.875 ( kG/m) Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên 1 ván khuôn:qtc =1745  0.25 = 436.25 (kG/m)

Coi ván khuôn thành dầm như là dầm liên tục tựa trên các gối tựa là thanh nẹp đứng Khoảng cách giữa các gối tựa là khoảng cách giữa các thanh nẹp

Tính khoảng cách giữa các thanh nẹp

Theo điều kiện bền:  =

= 10 5.27 1800

5.35875

= 133,048 (cm)Tính toán khoảng cách giữa các gông theo điều kiện biến dạng:

d Kiểm tra khả năng chịu lực của giáo PAL

Tải trọng tác dụng lên 1 cột chống của giáo PAL ( giả sử cột chống đặt ngay dưới dầm, khoảng cách các cột là 1.2 m ) là:

Khi tính toán xà gồ, ván khuôn cho dầm D1 ta đều chọn theo cấu tạo Vì vậy có thể chọn theo cấu tạo cho dầm D2, D3 mà chắc chắn thỏa mãn các điều kiện về cường độ và biến dạng.Chọn khoảng cách xà gồ lớp 1 đỡ dầm là 60cm, kích thước xà gồ 10*10 cm ( kích thước xà

gỗ giữ nguyên nhằm đảm bảo tính thống nhất, luôn chuyển của công trình )

Xà gồ lớp 2 đặt lên giáo PAL khoảng cách chân giáo là 120cm, kích thước xà gồ 10*12 cm Chiều cao tính toán của dầm h=20cm, chọn 1 lớp ván khuôn rộng 20cm

Khoảng cách giữa các thanh nẹp l=120cm

f Tổ hợp ván khuôn dầm

Dầm D1 có kích thước 0.25  0.5 m dài 6.2 (m) Kích thước cột là 250500

Vậy chiều dài ghép ván khuôn dầm là 6.2 – 0.5 = 5.7 (m)

Dầm D2 có kích thước 0.20  0.20 m dài 3 (m)

Loạivánkhuôn

250

1500

250

1200

250

900

200

1500

200

1200

Góc 50

501500

Góc 50501200

-Vánthànhlớp 1

-Vánthànhlớp 2

Đặc trưng hình học của loại ván khuôn 25 cm là: J = 24.28 cm4 ; W = 5.27 cm3

R = 0.75 m bán kính tác dụng của đầm dùi loại đầm trong, lấy H = R = 0.75

Vậy tổng tải trọng tính toán là: qtt = q1 + q2 = 2250+520 = 2770 kG/m2

Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng: qtc =1875 + 400 = 2275 kG/m2

Tải trọng tính toán tác dụng lên 1 ván khuôn là: ptt = 2770 0.25 = 6925 kG/m

Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên 1 ván khuôn : qtc= 2275  0.25 = 568.75 kG/cm

b Tính toán ván khuôn cột:

Coi ván khuôn cột tính toán như là dầm liên tục tựa trên các gối tựa là các gông Khoảngcách giữa các gối tựa là khoảng cách giữa các gông

Tính khoảng cách giữa các gông

Theo điều kiện bền:

+ Điều kiện bền :=

W

M

=747912.99=575.75 kG/cm

2 <  = 1800 kG/cm2

+ Kiểm tra độ võng : f = tc

45.q l384.E.J =

4 6

250

 1200

Góc50

501500

Tầng mái có chiều cao: Hm=Ht=3.2 m

Các kích thước bản sàn, dầm đều giống với tầng điển hình Ta không phải thiết

kế lại cho tầng mái

2 Tầng 1

Tầng 1 có chiều cao: H1=4.2 = Ht + 1 (m )

Các kích thước bản sàn, dầm đều giống với tầng điển hình Ta không cần thiết

kế lại ván khuôn cho tầng 1

Hệ cột chống ( giáo PAL ) ta lắp thêm 1 hệ thanh có chiều dài 1m để trở thành

hệ chống đỡ cho tầng 1

Hệ giáo PAL có độ ổn định và khả năng chịu lực lớn

Vậy ta cũng không phải tính lại hệ cột chống cho tầng 1