TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN MÁY XÂY DỰNG BÀI GIẢNG MÔN HỌC MÁY XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI H ỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN MÁY XÂY DỰNG BÀI GIẢNG MÔN HỌC MÁY XÂY DỰNG Người biên soạn ThS Nguyễn Ngọc Trung Hà Nội, 2013 Bài giảng Máy xây dựng ThS Nguyễn Ngọc Trung.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN MÁY XÂY DỰNG BÀI GIẢNG MÔN HỌC MÁY XÂY DỰNG Người biên soạn: ThS Nguyễn Ngọc Trung Hà Nội, 2013 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung M ỤC LỤC CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY XÂY DỰNG 1.1 CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI TỔNG THỂ MÁY XÂY DỰNG VÀ XẾP DỠ 1.1.1 Công dụng máy xây dựng 1.1.2 Phân loại chung 1.2 CÁC HỆ THỐNG CƠ BẢN CỦA MXD 1.2.1 Thiết bị động lực 1.2.2 Hệ thống điều khiển 1.2.3 Hệ thống truyền động 1.2.4 Cơ cấu công tác 1.2.5 Cơ cấu quay 1.2.6 Hệ thống di chuyển 1.2.7 Khung vỏ máy 1.2.8 Các thiết bị phụ 1.3 THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC 1.3.1 Khái niệm 1.3.2 Động đốt trong: (Động xăng Diezel) 1.3.3 Động điện: (Động điện chiều xoay chiều) 1.3.4 Động thuỷ lực 1.3.5 Động khí nén 1.4 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 1.4.1 Truyền động khí (TĐCK) dùng MXD 1.4.2 Truyền động thuỷ lực (TĐTL) 10 1.4.3 Hệ thống truyền động điện 10 1.4.4 Hệ thống truyền động khí nén 11 1.5 HỆ THỐNG DI CHUYỂN 11 1.5.1 Hệ thống di chuyển bánh xích 11 1.5.2 Hệ thống di chuyển bánh 11 1.5.3 Hệ thống di chuyển bánh sắt ray 11 1.5.4 Di chuyển Phao 11 1.5.5 Di chuyển Bước 11 1.6 CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MXD-XD 11 1.6.1 Chỉ tiêu suất MXD 11 1.6.2 Chỉ tiêu chi phí nhiên liệu 12 1.6.3 Chỉ tiêu hiệu kinh tế 12 1.6.4 Chỉ tiêu độ tin cậy 12 CHƯƠNG 2: MÁY NÂNG VÀ VẬN CHUYỂN 13 2.1 CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI 13 2.1.1 Công dụng 13 2.1.2 Phân loại 14 Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 2.2 MÁY NÂNG 15 2.2.1 Các thông số kỹ thuật 15 2.2.2 Chế độ làm việc máy nâng 16 2.2.3 Năng suất máy nâng 16 2.2.4 Các cấu chủ yếu máy nâng 17 2.2.5 Các loại kích 19 2.2.6 Các loại tời 21 2.2.7 Cần trục dựa tường (cột quay) 22 2.2.8 Thang nâng xây dựng (vận thăng) 23 2.2.9 Cần trục ôtô 24 2.2.10 Cần trục bánh xích 24 2.2.11 Cần trục tháp 25 2.2.12 Cầu trục (Cầu lăn) 26 2.2.13 Cổng trục 27 2.3 MÁY VẬN CHUYỂN 28 2.3.1 Máy vận chuyển liên tục 28 2.3.2 Công dụng phân loại 28 2.3.3 Nhóm băng tải 28 2.3.4 Thiết bị vận chuyển khí nén 33 2.3.5 Máy vận chuyển theo chu kỳ 35 CHƯƠNG 3: MÁY LÀM ĐẤT 38 3.1 CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI 38 3.1.1 Công dụng 38 3.1.2 Phân loại 38 3.2 ĐẤT VÀ QUÁ TRÌNH ĐÀO CẮT ĐẤT 38 3.2.1 Tính chất lý đất 38 3.2.2 Quá trình đào cắt đất 39 3.3 MÁY ĐÀO - VẬN CHUYỂN ĐẤT 39 3.3.1 Máy ủi 39 3.3.2 Máy cạp 42 3.3.3 Máy san 44 3.3.4 Máy đào 46 3.4 MÁY ĐẦM LÈN ĐẤT 50 3.4.1 Yêu cầu công tác đầm lèn yếu tố ảnh hưởng 50 3.4.2 Công dụng phân loại máy đầm lèn 51 3.4.3 Máy đầm lèn tĩnh 52 3.4.4 Máy đầm rung 54 CHƯƠNG 4: MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CÔNG ĐÁ 57 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CÔNG ĐÁ 57 4.2 MÁY VÀ THIẾT BỊ NGHIỀN ĐÁ 57 Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 4.2.1 Công dụng phân loại 57 4.2.2 Các loại máy nghiền đá chu kỳ (máy nghiền má) 58 4.2.3 Các loại máy nghiền liên tục 60 4.3 MÁY VÀ THIẾT BỊ SÀNG ĐÁ 65 4.3.1 Công dụng phân loại 65 4.3.2 Máy sàng lắc lệch tâm 66 4.3.3 Máy sàng rung 67 4.3.4 Máy sàng ống (máy sàng quay) 68 4.4 TRẠM NGHIỀN SÀNG ĐÁ 69 4.4.1 Giới thiệu chung: 69 4.4.2 Sơ đồ công nghệ trạm nghiền sàng đá 70 CHƯƠNG 5: MÁY VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT BÊTÔNG 71 5.1 MÁY VÀ THIẾT BỊ TRỘN BÊTÔNG XI MĂNG 71 5.1.1 Công dụng phân loại 71 5.1.2 Máy trộn bêtông kiểu tự do, làm việc chu kỳ 72 5.1.3 Máy trộn bêtông kiểu cưỡng bức, làm việc chu kỳ 74 5.1.4 Năng suất máy trộn bêtông làm việc theo chu kỳ 75 5.2 THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN BÊTÔNG 76 5.2.1 Công dụng phân loại 76 5.2.2 Xe ôtô trộn vận chuyển 76 5.2.3 Máy bơm bêtông 77 5.2.4 Năng suất bơm bêtông 79 5.3 MÁY ĐẦM BÊTÔNG 79 5.3.1 Công dụng phân loại 79 5.3.2 Đầm mặt 80 5.3.3 Đầm (đầm dùi) 81 5.3.4 Đầm cạnh 81 5.3.5 Năng suất máy đầm 82 5.4 TRẠM TRỘN BÊTÔNG XI MĂNG 82 5.4.1 Công dụng phân loại 82 5.4.2 Sơ đồ công nghệ nguyên lý làm việc trạm trộn 83 5.5 TRẠM TRỘN BÊTƠNG NHỰA NĨNG 83 5.5.1 Khái niệm chung công nghệ sản xuất BTNN phân loại trạm trộn BTNN 83 5.5.2 Nguyên lý cấu tạo hoạt động trạm trộn BTNN 85 5.5.3 Các thiết bị chủ yếu trạm trộn BTNN 85 CHƯƠNG 6: MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CỐ NỀN MÓNG 88 6.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 88 6.1.1 Khái niệm chung 88 6.1.2 Phân loại 88 6.1.3 Phạm vi sử dụng 88 Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ môn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 6.2 BÚA ĐÓNG CỌC DIEZEL 88 6.2.1 Công dụng phân loại 88 6.2.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc 89 6.3 BÚA RUNG 91 6.3.1 Công dụng phân loại 91 6.3.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc: 92 6.4 BÚA THỦY LỰC 92 6.5 THIẾT BỊ XỬ LÝ NỀN YẾU BẰNG BẤC THẤM 93 6.5.1 Khái niệm bấc thấm 93 6.5.2 Phân loại 93 6.5.3 Phạm vi sử dụng 94 6.5.4 Máy ép cọc bấc thấm 94 6.6 MÁY KHOAN CỌC NHỒI 95 6.6.1 Khái niệm phân loại 95 6.6.2 Sơ đồ cấu tạo trình tự tạo cọc khoan nhồi 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung MÁY XÂY DỰNG CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY XÂY DỰNG 1.1 CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI TỔNG THỂ MÁY XÂY DỰNG VÀ XẾP DỠ 1.1.1 Công dụng máy xây dựng Máy xây dựng danh từ chung để máy thiết bị phục vụ công tác xây dựng bản, xây dựng công nghiệp, giao thông, cầu cảng sân bay, Chủng loại máy xây dựng có nhiều đa dạng 1.1.2 Phân loại chung Theo tính chất công việc hay theo công dụng người ta chia thành: - Máy phát lực hay gọi động - Máy nâng - vận chuyển: + Máy vận chuyển ngang + Máy thiết bị nâng (hay máy vận chuyển lên cao) + Máy vận chuyển liên tục - Máy làm đất - Máy sản xuất vật liệu xây dựng: + Máy sản xuất đá + Máy sản xuất bê tông (bê tông xi măng bê tông nhựa nóng,…) - Máy chun dùng: + Máy gia cơng móng + Máy thi cơng Đường sắt + Máy thi công Cầu + Máy thi công Hầm + Máy thi công Đường Theo dạng nguồn động lực - Máy chạy động điện - Máy chạy khí nén - Máy chạy thủy lực Theo hình thức di chuyển - Máy di chuyển bánh xích - Máy di chuyển bánh (bánh lốp) - Máy di chuyển bánh sắt đặt ray - Máy di chuyển phao - Máy di chuyển kiểu bước Theo hình thức điều kiển cơng tác - Máy điều khiển khí - Máy điều khiển thủy lực - Máy điều khiển khí nén Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 1.2 CÁC HỆ THỐNG CƠ BẢN CỦA MXD Mỗi máy xây dựng coi hệ thống gồm phận sau: 1.2.1 Thiết bị động lực 1.2.2 Hệ thống điều khiển 1.2.3 Hệ thống truyền động 1.2.4 Cơ cấu công tác 1.2.5 Cơ cấu quay 1.2.6 Hệ thống di chuyển 1.2.7 Khung vỏ máy 1.2.8 Các thiết bị phụ Tùy theo yêu cầu chức công tác mà máy có đầy đủ phận cần vài phận 1.3 THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC 1.3.1 Khái niệm Thiết bị động lực hiểu động dẫn động ban đầu máy, từ lượng chia dẫn động hệ thống 1.3.2 Động đốt trong: (Động xăng Diezel) Do nhà bác học Điezen người Đức thiết kế, chế tạo từ năm 1894 đến sử dụng rộng rãi MXD đặc biệt máy thường xuyên di động ô tô, máy kéo, tàu hoả, a Ưu điểm: - Khởi động nhanh - Dễ dàng thay đổi tốc độ quay cách thay đổi lượng xăng dầu diezen phun vào xi lanh - Hiệu suất tương đối cao so với động nước 35 ¸ 40% - Tính động tốt b Nhược điểm: - Không đảo chiều quay - Chịu tải - Gây ô nhiễm môi trường - Phụ thuộc vào thời tiết, mùa đơng lạnh thường khó khởi động 1.3.3 Động điện: (Động điện chiều xoay chiều) Động điện chiều thường dùng máy di động theo quỹ đạo định Động điện xoay chiều thường dùng máy cố định (cần trục tháp) a Ưu điểm: - Kết cấu nhỏ gọn song có khả vợt tải tốt Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ môn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung - Hiệu suất cao loại động (80 ¸ 85%) - Khởi động nhanh, dễ dàng thay đổi chiều quay trục động (đối với động điện xoay chiều, dùng dịng điện ba pha) - Khơng gây nhiễm môi trờng, điều kiện làm việc tốt, - Dễ dàng tự động hố - Vì có ưu điểm nên động điện sử dụng rộng rãi MXD nhu đời sống b Nhược điểm: - Tính động phụ thuộc vào nguồn điện 1.3.4 Động thuỷ lực Động hoạt động nhờ động dòng thuỷ lực với trị số áp suất cho phép bơm thuỷ lực tạo a Ưu điểm: - Làm việc an toàn, êm, khởi động nhanh - Có thể thay đổi chiều quay trục động b Nhược điểm: Cồng kềnh, phức tạp phải có hệ thống dẫn thuỷ lực bơm thuỷ lực, dẫn đến hiệu suất không cao ma sát dòng thuỷ lực ống dẫn, tượng rị rỉ chất lỏng 1.3.5 Động khí nén Động hoạt động nhờ động dịng khí nén với trị số áp suất cho phép máy nén khí tạo Ưu, nhược điểm động khí nén giống động thuỷ lực 1.4 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 1.4.1 Truyền động khí (TĐCK) dùng MXD Hiện truyền động khí sử dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp chế tạo máy, đặc biệt chiếm ưu lĩnh vực chế tạo ôtô, máy kéo, MXD-XD a) Những phận truyền động khí: - Truyền động xích Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung - Truyền động cáp - Truyền động bánh răng, bánh - răng, trục vít - bánh vít - Truyền động đai b) Các loại phanh (a)- Phanh má điện - từ; (b)- Phanh má điện - thủy lực; (c) - Phanh đai Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung c) Hộp giảm tốc Sơ đồ cấu tạo hộp giảm tốc Cách xác định tỉ số truyền hộp giảm tốc i= (z2 / z1).(z4 / z3).(z6 / z5) Z1 ,Z3,.Z5 – Số bánh chủ động Z 2,Z 4,Z –Số bánh bị động *) Ưu điểm: - Có khả truyền lực lớn - Hiệu suất truyền động tương đối cao - Có độ bền độ tin cậy cao - Cho phép thay đổi đặc tính linh hoạt - Chế tạo đơn giản, giá thành hạ - Dễ bảo dưỡng sửa chữa *) Nhược điểm - Cơ cấu làm việc ồn - Điều khiển nặng nhậy Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 84 + Loại rải nóng: dùng nhựa đặc có độ kim lún 60/90, 40/60 + Loại rải ẩm: dùng nhựa đặc có độ kim lún 200/300, 130/200 + Loại rải nguội: dùng nhựa lỏng nguội hay nhũ tương - Theo độ chặt lu lèn + Loại có độ chặt lớn: độ rỗng 3¸5%, dùng cho lớp + Loại có độ chặt nhỏ: độ rỗng 5¸10%, dùng cho lớp - Theo hàm lượng đá dăm cỡ hạt  5mm + Loại nhiều đá dăm: 50%¸60% + Loại vừa đá dăm: 30%¸50% + Loại đá dăm: 20%¸25% - Theo kích cỡ lớn viên đá + Loại hạt thơ dùng cho lớp lót: dmax  40 [mm] + Loại hạt vừa: dmax  25 [mm] + Loại hạt mịn: dmax  [mm] Chất lượng hỗn hợp BTNN phụ thuộc vào thành phần cấp phối, cường độ hạt cốt liệu, hàm lượng loại nhựa sử dụng, chế độ nhiệt, chế độ trộn hỗn hợp, cân đong xác thành phần cấp phối theo sai số cho phép *) Phân loại trạm trộn BTNN - Theo tính động trạm người ta chia thành + Trạm trộn di động + Trạm trộn cố định + Trạm có tính động cao (trên móng nổi) - Theo nguyên tắc làm việc + Trạm trộn theo chu kỳ + Trạm trộn liên tục - Theo suất trạm trộn + Trạm trộn suất lớn: 200¸400 [T/h] (ít dùng) + Trạm trộn suất lớn: 80¸150 [T/h] + Trạm trộn suất vừa: 40¸60 [T/h] + Trạm trộn suất nhỏ:  30 [T/h] - Theo đường di chuyển luồng vật liệu + Trạm trộn nằm ngang + Trạm trộn bố trí theo kiểu hình tháp Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 85 5.5.2 Nguyên lý cấu tạo hoạt động trạm trộn BTNN 11 12 13 14 10 16 17 15 18 21 19 22 20 23 Cá t Đ1 Đ2 Đ3 - Sơ đồ n g u y ê n l ý t r m t r é n BTNN - PhĨu cèt liƯu - Bơm nuớ c 15 - Bă ng gầu phơ gia Hình 5-17 Sơ đồ cơng nghệ trạm trộn bêtơng nhựa nóng 1- Phễu cấp liệu; 2- Băng tải; 3- Băng gầu hở; 4- Tang sấy; 5- Băng gầu kín; 6- Thùng nước; 7Đường ống; 8- Bơm nước; 9- Tháp; 10- Quạt gió; 11- Sàng rung; 12- Cận định lượng; 13- Cân nhựa; 14- Cân phụ gia; 15- Băng gầu phụ gia; 16- Bơm nhựa; 17- Nồi nấu tinh; 18- Nồi nấu thô; 19- Băng xoắn; 20- Phễu phụ gia; 21- Buồng trộn; 22- Cửa xả; 23- Ơ tơ vận chuyển *) Nguyên lý làm việc: Trạm trộn BTNN chia thành tuyến làm việc sau: - Tuyến cung cấp thành phần cốt liệu: cát đá từ bãi đổ vào phễu chứa (1) định lượng sơ sau cho vào băng tải (2) đưa lên băng gầu (3), sau cho vào tang sấy (4) Tại vật liệu sấy lên nhiệt độ 200 - 220 oC, vật liệu đưa vào băng gầu (5), khí bụi theo đường ống vào hệ thống lọc bụi, sau vật liệu đưa vào hệ thống sàng để phân loại qua hệ thống cân định lượng cho vào thùng trộn - Tuyến cung cấp phụ gia (bột đá): phụ gia chứa phễu chứa (20) vận chuyển băng vít (19) đến băng gầu (15) qua hệ thống cân định lượng sau cho vào thùng trộn - Tuyến cung cấp nhựa đường: nhựa chứa phi, sau nấu nóng lên nhiệt độ 160 - 165 oC qua nồi nấu thô nồi nấu tinh bơm vào đường ống thơng qua bơm dầu (16) qua bình đong dầu phun vào thùng trộn - Hổn hợp đá cát, chất phụ gia trộn thùng (21) với thời gian 10 – 25 giây Sau đó, nhựa phun vào nhào trộn tiếp thời gian 10 - 20 giây mở xả (22) để sản phẩm đổ vào xe vận chuyển, nhiệt độ hổn hợp sau trộn đạt nhiệt độ từ 150 – 160 oC - Các hệ thống cân đong điều khiển hệ thống điện tử 5.5.3 Các thiết bị chủ yếu trạm trộn BTNN Hầu hết trạm BTNN gồm thiết bị hệ thống chủ yếu sau: - Thiết bị cấp liệu nguội định lượng sơ vật liệu nguội Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 86 - Hệ thống băng gầu - Thiết bị sàng vật liệu - Thiết bị cân đong vật liệu - Thiết bị trộn - Hệ thống cung cấp nhiên liệu đốt cho tang sấy nấu nhựa - Hệ thống thiết bị nấu, cấp, định lượng nhựa - Hệ thống lọc bụi - Hệ thống khí nén điều khiển - Hệ thống điều khiển động lực cân đong vật liệu - Các thiết bị phụ trợ khác 1- Cụm cấp liệu nguội cân đong sơ Hình 5-18 Sơ đồ cấu tạo cụm cấp liệu nguội định lượng sơ 1- Thiết bị cấp liệu nguội; 2- Thiết bị định lượng sơ bộ; 3- Băng tải vận chuyển vật liệu nguội; 4- Khung giá; - Nhiệm vụ thiết bị cụm cấp vật liệu nguội (đá, cát) cân đong sơ chúng trước vận chuyển vào tang sấy - Trong thực tế trạm trộn BTNN thường dùng thiết bị định lượng kiểu bàn rung van quay 2- Tổng thành tang sấy - Thiết bị rang sấy nóng vật liệu đá dăm, cát dùng để làm khơ hồn tồn vật liệu rang nóng đến nhiệt độ 180 ¸ 220 oC - Thiết bị bao gồm: thùng rang vật liệu (tang sấy), phễu nạp phễu xả vật liệu, phận truyền động cho thùng sấy, buồng đốt, máy phun nhiên liệu, hệ thống quạt gió thiết bị thu bụi - Tang sấy bao gồm loại hoạt động liên tục hoạt động chu kỳ Hiện loại hoạt động liên tục với chuyển động ngược chiều luồng sấy nóng sử dụng nhiều có hiệu sấy cao đảm bảo chất lượng hỗn hợp BTNN Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 11 87 10 12 Hình 5-19 Tổng thành tang sấy 1- Hộp thễu cấp liệu vào tang thu bụi; 2- Thân tang sấy; 3- Hộp phễu đầu vật liệu tang sấy; 4- Thân buồng đốt; 5- Buồng phun nhiên liệu; 6- Bánh nhỏ; 7- Hộp giảm tốc; 8- Động cơ; 9- Con lăn đỡ tang; 10- Vành lăn tang sấy; 11- Vành răng;12- Khung tang sấy - Trong quy trình làm việc thùng rang sấy đặt nghiêng 2¸5o - Để giảm bớt hao tổn nhiệt để bảo vệ vành đai thép, gối lăn khỏi bị nóng quá, người ta cịn thêm vỏ ngồi cách nhiệt cho thùng rang sấy - Nhiên liệu dùng cho đầu đốt thường đốt dầu ma zút 3- Tổng thành trộn vật liệu Tổng thành trộn dùng để hòa trộn vật liệu đá dăm, cát, bột đávà nhựa Thùng trộn thùng kép bên có gắn cánh trộn (Máy trộn cưỡng trục nằm ngang) 4- Thiết bị sàng vật liệu: xem thiết bị sàng (Chương 4) 5- Thiết bị băng gầu: xem thiết bị (Chương 2) Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 88 CHƯƠNG 6: MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CỐ NỀN MÓNG 6.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 6.1.1 Khái niệm chung - Trong công tác thi công xây dựng công trình, người ta thường phải xử lý móng để cải thiện sức chịu nền, chống lún, chống đổ,… trước tiến hành cơng việc xây dựng - Chi phí để xử lý móng chiếm tỷ lệ lớn so với tổng giá trị cơng trình Một phương pháp xử lý móng túy vừa kinh tế vừa đảm bảo độ bền vững cơng trình dùng phương pháp đóng cọc - Các phương tiện để đưa cọc vào đất gọi máy đóng cọc Cọc đóng xuống tre, gỗ, thép, bêtông cốt thép, cọc cát,… 6.1.2 Phân loại - Theo đặc điểm cấu tạo người ta chia thành: + Búa rơi tự + Búa thủy lực + Búa diezel + Búa rung thiết bị rung đóng cọc (kiểu chấn động) + Thiết bị ép cọc, khoan lỗ đúc cọc (kiểu khoan nhồi) - Theo lực tác dụng lên đầu cọc + Máy đóng cọc dùng lực va đập (lực xung kích): gồm búa rơi, búa hơi, búa diezel + Máy đóng cọc rung động: gồm búa rung tần số thấp, búa rung tần số cao búa va rung + Đóng cọc phương pháp ép hay khoan nhồi 6.1.3 Phạm vi sử dụng - Búa thủy lực: Búa đóng cọc phương pháp thủy lực làm việc tác dụng áp suất chất lỏng công tác có trị số lớn từ 100¸160 kg/cm2, đóng loại cọc bêtơng cốt thép, cọc ván thép, nhiều loại - Búa diezel: dùng để đóng cọc bêtơng cốt thép, ống thép, cọc tre, gỗ thường đóng thơng thường - Búa rung: búa đóng nhiều loại cọc với loại khác nhau: ván thép, cọc ống thép, cọc bêtông cốt thép, ống rỗng để tạo cọc cát Ngồi búa rung cịn dùng để nhổ cọc như: cọc ván thép, cọc ống thép - Thiết bị khoan lỗ đúc cọc: cọc chế tạo cách rót (đúc) trực tiếp vật liệu (là bêtơng, cát…) vào lỗ cọc làm sẵn lòng đất mặt thi cơng cơng trình 6.2 BÚA ĐĨNG CỌC DIEZEL 6.2.1 Cơng dụng phân loại *) Cơng dụng: búa diezel dùng để đóng cọc bêtông cốt thép, ống thép, cọc gỗ thường đóng thơng thường Loại hoạt động động diezel, loại búa nhỏ đóng cọc tre, cọc gỗ để kè bờ,… Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 89 *) Phân loại: - Theo nguyên tắc cấu tạo búa: + Búa diezel cột dẫn (xylanh rơi) + Búa diezel ống dẫn (piston rơi) - Theo trọng lượng búa: + Loại nhỏ: Q = 0,6 - 1,2 -1,8T + Loại vừa: Q = 2,5 - 3,5 - 4,5T + Loại lớn: Q = 5,5 - 6,5 - 10T *) Ưu, nhược điểm: Ưu điểm: kết cấu gọn nhẹ, động, làm việc độc lập, khơng phụ thuộc vào nguồn lượng bên ngồi Nhược điểm: cơng đóng cọc nhỏ, cần 50¸60% động dùng nén khí cho búa nổ, cịn lại 40¸50% dùng cho việc đóng cọc Tốc độ đóng cọc chậm, hiệu đóng cọc thấp, mùa đơng búa khó nổ Đầu cọc dễ vỡ lực đóng cọc lớn, ảnh hưởng tới cơng trình lân cận 6.2.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc 1- Búa diezel kiểu ống dẫn 13 *) Cấu tạo: Hình 6-1 Sơ đồ cấu tạo búa diezel kiểu ống dẫn 1- Con rùa 2- Thùng chứa dầu 3- Cần điều khiển bơm 4- Bơm dầu 5- Đe va đập 6- Chụp đầu cọc 7- Của nạp xả khơng khí 8- Xéc măng 9- Quả búa (Piston búa) 10- Thân búa (Xylanh búa) 11- Khoang chứa dầu bôi trơn 12- Nút dầu bôi trơn 13- Đường dẫn dầu bôi trơn 12 11 10 ch 12345678910 11 12 13 - *) Nguyên lý làm việc: Để búa làm việc người ta tiến hành nâng búa lên nhờ cáp rùa (1) Búa kéo lên làm hở cửa (7), khơng khí tràn vào xylanh Búa kéo lên tới điểm cao rùa (1) tự động nhả ra, búa rơi tự Khi rơi gần tới cửa (7) búa tác động vào cần gạt bơm nhiên liệu (4), nhiên liệu bơm vào xylanh Búa tiếp tục rơi đóng cửa (7) lại, nhiên liệu khơng khí xylanh bị nén tới nhiệt độ áp suất cao Khi piston va chạm với đe va đập (5) hỗn hợp nhiên Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 90 liệu xylanh bốc cháy sinh áp lực lớn đóng cọc xuống nền, đồng thời đẩy piston búa (9) lên Piston qua cửa (7) khí thải ngồi, piston lên hết đà lại rơi xuống tiếp tục chu trình Để búa ngừng làm việc người ta thơi cấp nhiên liệu cách kéo tay địn ngừng cấp nhiên liệu 2- Búa diezel kiểu cột dẫn *) Cấu tạo: 14 15 c h ó t h Ýc h 16 13 17 12 11 10 1- Quả búa (xylanh búa) điều khiển - ỉ phun dÇu3- Cột dẫn - Piston 4- Xộc mng - Cần bơm - Bơm dầu 5- Piston bỳa - Đ uờng dẫn dầu - Cäc 6- Cần bơm 10 - KÑp cäc 11 - BƯ bóa 7- Bơm dầu 12 - Chèt treo 13 - Mãc treo 8- Ống dẫn dầu 14 - Khung bóa 15 - C¸ p treo 9- Cọc 16 - Cần điều khiển móc 17 - Xà ngang 10- Chụp đầu cọc 11- Bệ búa 12- Chốt treo 13- Móc treo xylanh 14- Xà ngang 15- Cáp kéo 16- Đòn giật 17- Xà đỡ - Xi lanh - Thanh tú 2- Chốt - Cét dÉn hu\'edng Hình 6-2 Sơ đồ cấu tạo búa diezel kiểu cột dẫn *) Nguyên lý làm việc: Xylanh búa (1) tời nâng búa nâng lên qua móc treo (13) móc vào chốt (12) Đến hết hành trình móc (13) nhả ra, xylanh búa (1) rơi tự theo cột dẫn hướng (3) chụp vào piston búa (5) cố định bệ búa (11) tạo thành buồng kín chứa khơng khí bị nén Ở cuối hành trình rơi, tác động chốt điều khiển (2), bơm dầu (7) hoạt động phun nhiên liệu với áp lực lớn vào buồng kín, nhiên liệu gặp khơng khí nén có nhiệt độ cao tự bốc cháy phần lượng đóng cọc xuống nền, phần đẩy xylanh búa (1) lên Khi xylanh lên hết hành trình, lại rơi tự chu kỳ lại bắt đầu Búa ngừng hoạt động ngừng cấp nhiên liệu cho bơm Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 91 6.3 BÚA RUNG 6.3.1 Công dụng phân loại *) Công dụng: - Đầu búa rung treo đầu cọc, tạo lực rung động theo phương thẳng đứng truyền xuống cọc khối đất bám theo cọc, làm giảm lực ma sát tác dụng lên cọc, suất đóng cọc cao búa diezel 4¸6 lần - Búa rung đóng nhiều loại cọc với loại khác nhau: ván thép, cọc ống thép, cọc ống bêtông cốt thép, ống rỗng để tạo cọc cát - Ngồi búa rung cịn dùng để nhổ cọc như: cọc ván thép, cọc ống thép *) Phân loại: - Theo nguyên lý làm việc búa người ta chia thành: + Búa rung túy (búa rung): Búa rung nối cứng Búa rung nối mềm + Búa va rung (búa xung kích) - Theo cơng suất búa: + Loại nhỏ: lực rung động  10T, công suất động  30 kW + Loại trung bình: lực rung động 10 ¸ 45T, cơng suất động 45 ¸ 110 kW + Loại lớn: lực rung động  110T, công suất động gần 400 kW *) Ưu điểm: - Đầu búa treo đầu cọc tạo lực rung động theo phương thẳng đứng truyền xuống cọc khối đất bám theo cọc nhờ mà giảm ma sát với cọc Năng suất cao búa diezel (4 ¸ 6lần) - Cấu tạo đơn giản, dễ di chuyển, trọng lượng nhẹ - Có thể đóng nhiều loại cọc (ván thép, ống thép, cọc bêtơng cốt thép) cọc khơng bị vỡ đóng (vì khơng có lực xung kích) - Khơng cần giá đóng cọc, giá thành giảm - Ngồi cịn dùng để nhổ cọc *) Nhược điểm: - Không đóng cọc theo phương ngang phương xiên lớn - Đóng đất dính hiệu - Gây rung động , ảnh hưởng cơng trình lân cận Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 92 6.3.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc: 1 *) Cấu tạo: 6 2 3 e 4 a) Búa rung nối cứng b) Búa rung nối mềm c) Búa va rung Hình 6-3 Sơ đồ cấu tạo loại búa rung 1- Động cơ; 2- Bộ truyền đai; 3- Bộ gây rung; 4- Mũ cọc; 5- Bánh lệch tâm; 6- Giảm chấn; 7- Đầu búa; 8- Đe *) Nguyên lý làm việc: - Búa rung nối cứng (Hình 6-3.a): Khi động (1) quay thông qua truyền (2) làm bánh lệch tâm (5) quay Khi bánh lệch tâm (5) quay tạo lực rung động truyền xuống cọc, nhờ mà cọc đóng xuống Vì gây rung lắp trực tiếp với động nên làm ảnh hưởng tới tuổi thọ động - Búa rung nối mềm (Hình 6-3.b): nguyên lý hoạt động giống búa rung nối cứng, nhiên động nối với gây rung qua hệ thống lò xo giảm chấn (5) nên động bị ảnh hưởng gây rung, làm tăng tuổi thọ động - Búa va rung (búa xung kích) (Hình 6-3.c): Bộ gây rung (3) bao gồm động (1), truyền đai (2) khối lệch tâm (5) hoạt động tạo lực rung động tác động vào cọc, đồng thời nhờ hệ thống lò xo giảm chấn (6) tạo lực va đập đầu búa (7) đe (8) để truyền lực xuống đầu cọc đóng cọc xuống 6.4 BÚA THỦY LỰC *) Đặc điểm: - Búa đóng cọc phương pháp thủy lực làm việc tác dụng áp suất chất lỏng cơng tác có trị số lớn từ 100¸160 kg/cm2 - Nó đóng loại cọc bêtơng cốt thép, cọc ván thép, nhiều loại *) Phân loại: người ta chia búa thủy lực làm loại: + Loại đơn động: chất lỏng công tác làm nhiệm vụ nâng búa lên cao, cịn q trình búa xuống rơi tự + Loại song động: chất lỏng công tác vừa làm nhiệm vụ nâng búa lên cao, lại vừa đẩy búa rơi có gia tốc Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 93 *) Sơ đồ cấu tạo: a) Trường hợp nâng búa lên b) Trường hợp búa rơi tự Hình 6-4 Sơ đồ cấu tạo búa thủy lực 1- Xylanh thủy lực; 2- Khớp nối chống sốc; 3- Bộ truyền; 4- Khối van; 5- Quả búa; 6- Đe búa *) Nguyên lý làm việc búa: Loại búa bao gồm búa dẫn động hai nguồn cung cấp bên Quả búa nâng lên áp suất dầu thủy lực tới độ cao định sẵn rơi tự xuống va đập vào đe búa Trọng lượng chiều cao rơi búa điều chỉnh đề phù hợp với mặt cắt cọc điều kiện 6.5 THIẾT BỊ XỬ LÝ NỀN YẾU BẰNG BẤC THẤM 6.5.1 Khái niệm bấc thấm *) Bấc thấm (cọc nhựa) - Là băng có lõi vật liệu polipropilen, có tiết diện hình bánh xe hình đáy ống kim, bên bọc áo lọc vải polipropilen không dệt - Bấc thấm phương pháp nhân tạo cải tạo đất thiết bị tiêu nước thẳng đứng để xử lý đất yếu dùng thay cọc cát *) Ưu điểm: + Tăng nhanh trình cố kết đất yếu, rút ngắn thời gian lún + Ít làm xáo động lớp đất tự nhiên + Thoát nước tốt chủ động điều kiện khác + Thao tác nhanh, dễ giới hóa thi cơng, suất cao, cần cơng nhân phục vụ + Chiều sâu cắm bấc đạt 40 m *) Nhược điểm: + Hiệu chưa đạt yêu cầu mong muốn cho số đắp thấp số điều kiện địa chất khác 6.5.2 Phân loại - Theo cấu tạo cột cắm bấc thấm: + Máy cắm bấc thấm có cột dạng ống + Máy cắm bấc thấm có cột dạng dàn - Theo sơ đồ mắc cáp: + Sơ đồ mắc cáp dùng cụm puly để cân cáp Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 94 + Sơ đồ mắc cáp dùng vật để cân độ dài nhánh cáp - Theo máy sở: + Máy xúc sở dung tích gầu 0,8 (m3), tự trọng máy (22-25) + Máy xúc sở dung tích gầu 1,0 (m3), tự trọng máy (26-28) + Máy xúc sở dung tích gầu 1,2 (m3), tự trọng máy (30-32) + Máy xúc sở dung tích gầu 1,6 (m3), tự trọng máy (35-40) - Theo chiều sâu nén cọc + Loại ngắn:10-15(m) + Loại TB:15-18 (m) + Loại vừa: 20-25 (m) + Loại dài: 25-28 (m) 6.5.3 Phạm vi sử dụng - Dùng xây dựng sân bay, đê đập, bến cảng - Cải tạo đất, xây dựng đô thị khu công nghiệp 6.5.4 Máy ép cọc bấc thấm *) Công dụng: máy cắm bấc thấm để nén (cắm) bấc thấm vào đất yếu, thực chất công nghệ xử lý đất yếu bấc thấm thay cho việc gia cố yếu cọc cát vốn hạ búa rung qua ống thép Máy bao gồm thiết bị chuyên dùng gá đặt máy đào di chuyển bánh xích *) Cấu tạo: 1- Bộ di chuyển bánh xích 2- Đối trọng 3- Động 4- Cabin 5- Cần 6- Xylanh nâng cần 7- Xylanh nghiên cột dẫn hướng 8- Cột dẫn hướng 9- Rulô bấc 10- Cụm tời kéo cáp 11- Vật nặng 12- Cụm puly dẫn hướng 13- Puly treo vật nặng 14- Puly đầu cột dẫn cáp 15- Bản móc cáp 16- Cáp kéo 17- Cọc thép rỗng Hình 6-5 Cấu tạo máy ép cọc bấc thấm Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 95 *) Nguyên lý làm việc: Máy ép bấc thấm làm việc theo nguyên lý ép tĩnh, máy đào máy sở cung cấp nguồn động lực giữ cho máy ổn định thi cơng, cột dẫn hướng bên có cọc thép rỗng để dẫn bấc xuống - Bấc thấm luồn vào cọc thép liên kết thông qua bịt đầu, Động làm việc thông qua hệ thống puly dẫn hướng cọc thép ép xuống kéo theo bấc xuống, xuống độ sâu theo yêu cầu, động quay ngược chiều rút cọc thép lên bấc bịt đầu giữ lại nền, sau cắt bấc nối vào cọc để tiếp tục chu kỳ - Sau bấc cắm xuống đất, nước dẫn theo bấc cách tự lên vùng cát gần mặt đất để ngồi *) Sơ đồ thi cơng máy ép cọc bấc thấm: Hình 6-6 Sơ đồ thi công máy ép cọc bấc thấm 1- Định tâm; 2,3- Nén cọc bấc đến độ sâu định H; 4- Rút cọc (bấc giữ lại nền); 5- Cắt bấc, quay máy đến vị trí 6.6 MÁY KHOAN CỌC NHỒI 6.6.1 Khái niệm phân loại *) Khái niệm: - Cọc nhồi chế tạo cách rót (đúc) trực tiếp vật liệu (là bêtông, cát…) vào lỗ cọc làm sẵn lịng đất mặt thi cơng cơng trình *) Ưu điểm: + Cọc chế tạo chỗ, không cơng vận chuyển cọc + Kích thước chiều dài tùy ý + Không gây rung động, tránh ảnh hưởng tới môi trường xung quanh Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 96 *) Phân loại: - Theo phương pháp tạo lỗ cọc, người ta chia làm loại: + Tạo lỗ cách đóng ống kim loại có đường kính tới 50 cm, dài 22 m, đầu bịt đế cọc (bằng gang) đóng vào đất tạo thành lỗ sau rót vật liệu tạo cọc vào, ống kim loại để nguyên rút khỏi đất + Tạo lỗ cọc thiết bị khoan chuyên dùng Các thiết bị khoan sử dụng khác nhau: dùng khoan xoắn ruột gà, khoan xoay, khoan va đập,… - Theo đặc điểm cấu tạo mũi khoan: + Máy khoan nhồi có mũi khoan xoay + Máy khoan nhồi thùng xoay (gầu xoay) + Máy khoan kiểu choong giã (khoan tầng đất cứng) - Theo cách đưa đất từ lỗ khoan lên: + Loại hoạt động liên tục + Loại hoạt động chu kỳ - Theo kết cấu cấu di chuyển: + Di chuyển bánh xích + Di chuyển bánh lốp + Di chuyển bánh sắt ray + Di chuyển phao - Theo dạng truyền động: + Truyền động điện + Truyền động từ động đốt + Truyền động thủy lực 6.6.2 Sơ đồ cấu tạo trình tự tạo cọc khoan nhồi *) Sơ đô cấu tạo: 13 10 1- Động 2- Hệ di chuyển xích 3- Mâm quay 4- Cabin 5- Xylanh nâng hạ 6- Thùng khoan 7- Mâm quay cần khoan 11 8- Xylanh điều khiển cần khoan 12 9- Cần khoan 10- Cần trục 11- Cụm puly 12- Giá puly 13- Con chuột (chống xoắn cáp) Hình 6-7 Sơ đồ cấu tạo máy khoan cọc nhồi Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 97 *) Nguyên lý làm việc: - Máy di chuyển tới vị trí cần tạo cọc đánh dấu sẵn - Tời nâng hạ gầu hạ gầu khoan (6) xuống vị trí cần khoan, mâm quay cần khoan (7) hoạt động thông qua cần khoan (9) truyền chuyển động quay tới gầu khoan để thực trình cắt đất Con chuột (13) có tác dụng chống xoắn cáp cần khoan gầu khoan xoay tròn Khi gầu khoan tích đầy đất tời kéo gầu khoan lên để xả đất sau gầu lại đưa trở lại lỗ khồn để tiếp tục chu kỳ khoan *) Trình tự tạo cọc máy Hình 6-8 Trình tự tạo cọc máy khoan nhồi 1-khoan tạo lỗ; 2-mở rộng đáy cọc; 3-đặt cốt thép; 4-đặt phễu ống dẫn liệu; 5-đổ vật liệu 6-nâng phễu ống dẫn (kết hợp đầm lèn); 7-cọc sau chế tạo Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Ngọc Trung 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] - Máy xây dựng – ThS Nguyễn Thị Tâm – NXB GTVT 2002 [2] - Máy trục vận chuyển – Nguyễn Văn Hợp, Phạm Thị Nghĩa, Lê Thiện Thành - NXB GTVT 2000 [3] - Máy làm đất – Vũ Thế Lộc, Vũ Thanh Bình – NXB GTVT 1997 [4] - Máy thiết bị SX VLXD – TS Trần Quang Quý, TS Nguyễn Văn Vịnh, TS Nguyễn Bính NXB GTVT 2001 [5] - Máy thi công chuyên dùng – PGS.TS Nguyễn Bính – NXB GTVT 2005 [6] - Sổ tay Máy xây dựng- Vũ Thế Lộc, Nguyễn Đăng Điệm - NXB GTVT 2007 [7] - Építőgépek II – Módli József, Gémes József – Tankưnyvkiadó Budapest 1986 Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng P.403-A6 ... đồ c? ??u tạo: 1- Ray; 2- C? ? c? ??u di chuyển; 3- Chân c? ??ng tr? ?c; 4- Dầm chính; 5- Xe con; 4 7 8 6- Palăng; - Sơ đồ c? ??u tạ o c? ??ng tr? ?c 7- ng c điện; 8- C? ??m puly m? ?c 2 1 Ray C? ? c? ??u di chuyển Chân c? ??ng... Kích Tời Kích vít, kích răng, kích thủy l? ?c Tời quay tay, Tời máy Palăng Palăng kéo tay, Palăng điện Thang máy C? ??n tr? ?c nhỏ C? ?c loại máy tr? ?c CT c? ?? định CT di động CT dây c? ?p CT c? ??t quay, CT c? ??t... truyền động chung c? ??u 2.2.7 C? ??n tr? ?c dựa tường (c? ??t quay) - C? ??n tr? ?c dựa tường loại c? ??n tr? ?c kiểu c? ??n, đặt c? ?? định chỗ C? ?c chuyển động c? ??n tr? ?c gồm nâng hạ vật quay C? ??n tr? ?c có tầm với khơng đổi