Bài giảng Quản lý máy và Thiết bị xây dựng

1 BÀI GIẢNG QUẢN LÝ MÁY VÀ THIẾT BỊ XÂY DỰNG BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 2022 2 Mục lục Chương 1 Giới thiệu chung Môi trường xây dựng ngày nay Lịch sử máy xây dựng Công nghiệp xây dựng[.]

BÀI GIẢNG QUẢN LÝ MÁY VÀ THIẾT BỊ XÂY DỰNG BỘ MÔN: KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 2022 Mục lục Chương Giới thiệu chung Môi trường xây dựng ngày Lịch sử máy xây dựng Cơng nghiệp xây dựng Sự an tồn Mơi trường nhà thầu Kế hoạch sử dụng thiết bị Chương Kinh tế máy Chi phí quyền sở hữu vận hành máy Chi phí vốn Thuật tốn đánh giá đầu tư Các thành tố chi phí sở hữu Các thành tố chi phí hoạt động Cân nhắc thay Thuê ngắn hạn thuê dài hạn Chương Lập kế hoạch xây dựng Mặt cơng trình Lắp dựng kết cấu thép Sàn nâng không Bộ công tác tích hợp Kiểm sốt tiếng ồn, ánh sáng, bụi công trường Chương Tổng quan số thiết bị xây dựng Ơ tơ vận chuyển – máy kéo Thiết bị nâng hạ Thiết bị công tác đất Thiết bị cơng tác bê tơng Thiết bị thi cơng móng CHƯƠNG TỔNG QUAN CHUNG MÁY MÓC LÀM CHO CÔNG VIỆC XÂY DỰNG TRỞ NÊN KHẢ THI Xây dựng việc biến thiết kế thành công trình hữu ích Sự biến đổi thực người điều khiển vận hành máy móc Việc sử dụng dụng thích hợp máy móc làm cho dự án xây dựng kỹ sư thành thực Máy móc liên tục phát triển để đáp ứng yêu cầu dự án xây dựng Ngày nay, dự án xây dựng ngày có nhiều ràng buộc cần phải đưa định sử dụng máy móc sau hình dung chưa rõ ràng mà không quan tâm cẩn thận đến môi trường Tài liệu mô tả khái niệm sử dụng máy móc Nó giải thích làm để phù hợp khả kinh tế máy điều kiện cụ thể dự án Với phạm vi rộng máy móc, điều quan trọng phải có kiến thức phương pháp xây dựng kinh tế máy MÔI TRƯỜNG XÂY DỰNG NGÀY NAY Có thay đổi liên tục phương thức thực bàn giao dự án Với chủ đầu tư tìm cách đẩy nhanh tiến độ thực dự án chuyển rủi ro tài cho nhà thầu Điều đặc biệt trường hợp dự án sở hạ tầng lớn / phức tạp Trong phần lớn dự án cho phép sử dụng phương thức Thiết kế-Đấu thầu-Xây dựng, chủ sở hữu cho phép dự án lớn họ sử dụng phương thức Thiết kế-Xây dựng Hợp tác Công-Tư Đến năm 2010, phương thức hợp đồng thiết kế - xây dựng sử dụng khoảng 40% dự án xây dựng nhà Hoa Kỳ Riêng năm 2014 tài cơng-tư cho giao thơng, lượng nước dự án sở hạ tầng kinh tế giới lên lên 107,5 tỷ đô la Những thay đổi phương thức hợp đồng buộc nhà lập dự án phải người có tư phản biện ưu việt Tư phản biện lập kế hoạch yếu tố dẫn đến việc thực dự án thành công Lập kế hoạch phải bao gồm phân tích chi tiết việc sử dụng thiết bị có xem xét đến hạn chế vật lý địa điểm dự án, tác động đến xung quanh cộng đồng, u cầu tính bền vững trình độ kỹ sẵn có nhân cơng Ngồi ra, kế hoạch dự phòng phải sẵn sàng cho kiện gián đoạn xảy — thời tiết tai nạn Thành công việc thực công việc xây dựng địi hỏi trí tưởng tượng kiến thức suất thiết bị với khả suy nghĩ sâu sắc thời đại bùng nổ thông tin Tài liệu giới thiệu nguyên tắc kỹ thuật lập kế hoạch lựa chọn sử dụng máy Nó giúp sinh viên phân tích vấn đề vận hành đến giải pháp thiết thực để hoàn thành cách hiệu nhiệm vụ xây dựng Trọng tâm ứng dụng kỹ thuật nguyên tắc phân tích hoạt động xây dựng kết hợp với so sánh kinh tế phương án sử dụng máy Khả giành hợp đồng thực công việc nhà thầu xây dựng với lợi nhuận xác định hai tài sản quan trọng: người thiết bị Do cạnh tranh kinh tế, thiết bị nhà thầu phải vượt trội mặt khí cơng nghệ Một máy cũ địi hỏi chi phí sửa chữa đắt tiền cạnh tranh với thiết bị có chi phí sửa chữa thấp suất cao Trong hầu hết trường hợp, phận thiết bị không hoạt động đơn vị đơn lẻ Máy móc thường hoạt động hệ thống sản xuất liên kết Một máy xúc chất tải cho đội xe tải vận chuyển vật liệu đến nơi san lấp Tại vị trí nơi xe tải đổ vật liệu, máy ủi máy khác sử dụng để trải vật liệu mà xe tải đổ thành đống Sau rải, lu lèn chặt vật liệu đến độ chặt cần thiết Do đó, nhóm (tổ) máy — ví dụ máy xúc, xe tải, máy ủi máy đầm — tạo thành thường gọi tổ hợp thiết bị Tối ưu hóa việc quản lý tổ hợp thiết bị quan trọng, việc có giá cạnh tranh tích lũy vốn hoạt động doanh nghiệp cần cho việc mở rộng khả thực dự án Các đặc điểm hoạt động loại thiết bị xây dựng giới thiệu khái niệm việc sử dụng máy trình bày chi tiết tài liệu Hiểu khả máy với khả tính tốn suất cho phép người lập kế hoạch để phù hợp với khả máy móc với yêu cầu dự án cụ thể Khơng có giải pháp cho câu hỏi lựa chọn máy để làm việc dự án nhiệm vụ cụ thể Tất câu hỏi lựa chọn máy chịu ảnh hưởng điều kiện mơi trường bên ngồi Tiếng ồn rung động gây hoạt động xây dựng tác động máy móc lên thứ liền kề với dự án yếu tố bổ sung ảnh hưởng đến việc lựa chọn máy Các cư dân gần phàn nàn tiếng ồn ánh sáng chói từ hệ thống chiếu sáng tạm thời thành phố hạn chế hoạt động Do đó, lựa chọn máy cho dự án liên quan đến hiểu biết môi trường vật lý dự án loại đất điều kiện độ ẩm, địi hỏi nhà lập kế hoạch phải suy nghĩ môi trường xung quanh bị ảnh hưởng hoạt động xây dựng LỊCH SỬ MÁY XÂY DỰNG Máy móc hệ thống / điện sử dụng để khuếch đại lượng người tăng cường mức độ kiểm soát Ngày nhiều máy móc trang bị máy tính Những thiết bị tin học máy xử lý thơng tin tức thời tự động hóa nhiều chức hoạt động máy Máy móc đại yếu tố quan trọng cần thiết để hoàn thành nhanh chóng hầu hết cơng trình xây dựng dự án (Hình 1.1) Một vấn đề rõ ràng việc thi công dự án làm vận chuyển vật liệu nặng Máy móc cung cấp giải pháp cho cơng việc nặng nhọc Bằng chứng việc người lập kế hoạch hiểu cơng việc lựa chọn máy móc thích hợp thuyết phục việc làm tiền hợp đồng hồn thành Cơng ty có lãi hay lỗ? HÌNH 1.1 Thiết bị xây dựng Từ thời điểm người lần định xây dựng cấu trúc đơn giản để bảo vệ cải thiện khả trồng trọt họ thông qua việc xây dựng kim tự tháp Ai Cập, hệ thống đường Inca dài 25.000 dặm tiếp tục vào kỷ 19, cơng việc hồn thành lao động bắp người cỗ máy — suy ngẫm truyền thuyết John Henry với búa Sự phát triển thiết bị xây dựng theo sau thay đổi lớn phương thức vận tải Sự di chuyển thương mại diễn thông qua hệ thống thuỷ lợi, nhà xây dựng mơ ước máy móc với khả nạo vét cảng, sông, kênh, rạch Ngay từ năm 1420, Venetian Giovanni Fontana tưởng tượng vẽ sơ đồ máy nạo vét Leonardo da Vinci thiết kế cỗ máy vào năm 1503, máy ông chế tạo thực tế, nguồn động lực cho máy người chạy băng chuyền Năm 1793, nhóm người Massachusetts xây dựng kênh Middlesex, kênh dài 27 dặm từ sông Merrimack đến Boston Cuối vào tháng 12 năm 1803 nước chảy toàn chiều dài kênh Sau đó, ngày tháng năm 1817, công trường gần Rome, New York, khởi cơng đào kênh Erie dài 363 dặm Nó kênh dài khác đào người địa phương người nhập cư Ireland — nhân công lao động Tuy nhiên, đến năm 1830, công việc xây dựng Hoa Kỳ thay đổi từ xây dựng kênh đào sang xây dựng đường sắt Thời gian phục vụ kênh đào Middlesex 32 năm Vào năm 1835 tuyến đường sắt Boston & Lowell, tuyến đường sắt sớm Hoa Kỳ, đưa vào sử dụng Tuy nhiên, việc xây dựng, dù xây dựng kênh đào hay đường sắt, đạt nhờ sức mạnh người cỗ máy Máy nước William S Otis (1813–1839), kỹ sư dân dụng nhà thầu xây dựng Philadelphia Carmichael & Fairbanks, chế tạo máy xúc thực tế vào năm 1837 (Hình 1.2) “Nhà địa chất học Yankee" tên gọi máy ông, đưa vào làm việc vào năm 1838 dự án đường sắt Massachusetts Ngày 10 tháng năm 1838, số phát hành Spring field Republican viết, "Trên đường phần phía đơng thị trấn này, mẫu mà người Ireland gọi 'máy đào đốt gỗ' Để cắt xuyên qua đồi cát, máy đào nước hẳn tiết kiệm sức lao động lớn.” Sự phát triển máy đào nước thúc đẩy nhu cầu biện pháp kinh tế để thực công việc đào với khối lượng lớn đất đá Vào đầu năm 1880, kỷ nguyên dự án xây dựng lớn bắt đầu Những dự án yêu cầu máy móc phải đào khối lượng lớn đất đá Năm 1881, công ty Pháp Ferdinand de Lesseps bắt đầu làm việc kênh đào Panama Gần năm trước đó, vào ngày 28 tháng 12 năm 1880, cơng ty Sản xuất đúc Bucyrus, Ohio, đời Bucyrus trở thành nhà chế tạo máy đào nước hàng đầu, 25 năm sau người Mỹ tiếp quản công việc kênh đào Panama, công ty Bucyrus nhà cung cấp máy đào cho cơng việc vĩ đại Tuy nhiên, công việc dẫn dắt quan trọng phát triển máy đào đường sắt Từ năm 1885 đến năm 1897, khoảng 70.000 dặm đường sắt xây dựng Hoa Kỳ William Otis phát triển máy đào cơng ty xây dựng Carmichael & Fairbanks, nơi ông làm việc ơng Daniel Carmichael đối tác cấp cao, kinh doanh xây dựng đường sắt HÌNH 1.2 Máy đào nước Otis: máy gắn bánh xe thép chạy đường ray Công ty sản xuất đúc Bucyrus thực Dan P Eells, chủ tịch ngân hàng Cleveland, liên kết với số tuyến đường sắt Năm 1882, Ohio Central Railroad cho công ty đơn đặt hàng máy đào nước bán máy đào cho tuyến đường sắt khác sau ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Kỹ sư người Đức Nikolaus Otto cho người phát triển động đốt có khả đốt cháy cách hiệu nhiên liệu gốc dầu mỏ trực tiếp buồng piston Tuy nhiên, kỹ sư nhận sáng chế cho động từ năm 1861 đến năm 1890 tòa án châu Âu phán động xăng bốn kỳ cải tiến có giá trị để tiếp tục bị hạn chế Sau loại bỏ hạn chế pháp lý, nhiều công ty bắt đầu thử nghiệm toa xe chạy xăng Công ty The Best manufacturing Company (tiền thân Caterpillar, Inc.) giới thiệu máy kéo chạy xăng vào năm 1893 Ứng dụng động đốt cho thiết bị đào đất xuất vào năm 1910 Công ty Machine Monighan of Chicago vận chuyển xe kéo chạy động Otto cho Công ty Mulgrew Boyce Dubuque, Iowa Henry Harnischfeger giới thiệu máy xúc chạy động xăng vào năm 1914 Sau chiến thứ nhất, động diesel bắt đầu xuất máy đào Một thợ khí tự học tên C L “Clessie” Cummins, làm việc nhà máy ngũ cốc cũ Columbus, Indiana, phát triển động diesel Cummins vào thời kỳ đầu năm 1900 Động Cummins sớm thay động nước gắn máy xúc Warren A Bechtel, năm 1898 bắt đầu hoạt động xây dựng lãnh thổ Oklahoma nhanh chóng tạo dựng danh tiếng lĩnh vực đường sắt, tiên phong việc sử dụng loại xe tải, máy kéo có động máy xúc chạy lượng diesel xây dựng Vào mùa đông năm 1922 đến năm 1923, máy xúc chạy khí đốt đưa vào bang Connecticut, vào mùa xuân năm 1923, đưa vào dự án đường tài trợ từ liên bang Giai đoạn thứ ba việc xây dựng giao thông bắt đầu Các nhà thầu cần thiết bị để làm đường VƯỜN ƯƠM CHO SỰ ĐỔI MỚI MÁY MÓC Cầu cạn Los Angeles Các dự án xây dựng lớn mang lại bãi thử thiết bị cải tiến William Mulholland, kỹ sư thành phố Los Angeles, đạo đội quân 5.000 người năm xây dựng cầu dẫn nước Los Angeles, kéo dài 238 dặm từ sông Owens đến Los Angeles Năm 1908, Công ty Holt Manufacturing (tiền thân khác Caterpillar, Inc.) bán ba máy kéo bánh xích động xăng cho thành phố Los Angeles để sử dụng việc xây dựng cầu dẫn nước Ngoài việc băng qua số dãy núi, cầu dẫn nước qua sa mạc Mojave, địa điểm thử nghiệm khắc nghiệt cỗ máy Các sa mạc vùng núi môi trường làm việc khắc nghiệt cho máy móc Holt Benjamin Holt sử dụng toàn dự án thử nghiệm để cải thiện máy Các bánh gang mà Holt sử dụng máy nhanh chóng bị mịn cát, ông thay chúng bánh làm thép Địa hình khắc nghiệt phá hỏng hệ thống treo lò xo mà làm cháy hộp số hai tốc độ máy kéo ông ta Tốc độ hộp số thấp đơn giản không đủ nhỏ để leo núi Holt sửa đổi hai máy kéo nhà máy sa mạc Quản lý xưởng ông ấy, Russell Springer, thiết lập sở sửa chữa trại làm việc dự án Sau hoàn thành dự án, Mulholland báo cáo cuối dán nhãn máy kéo Holt mua không đạt yêu cầu cho dự án Nhưng Holt phát triển máy tốt nhiều trải nghiệm Đập Boulder Trong năm hai chiến tranh giới, dự án xây dựng bật đóng góp vào phát triển thiết bị Dự án Đập Boulder (sau đặt tên Đập Hoover) tảng chứng minh to lớn cho thiết bị kỹ thuật xây dựng Việc sử dụng kết nối bu lông để ghép phần máy lại với không sử dụng sa mạc Nevada dự án cung cấp bãi thử nghiệm cho phát triển R G LeTourneau thiết bị hàn công tác hoạt động cáp Le Tourneau, với nhiều cải tiến thiết kế máy kéo / máy cạp thử nghiệm đập sau chế tạo máy có khả xây dựng sân bay nhanh chóng khắp giới chiến thứ hai Những phát triển khác đến từ dự án Đập Boulder:  Các nhà máy sản xuất cốt liệu nhân tạo  Cải tiến việc chuẩn bị đổ bê tông,  Hệ thống băng tải dài để vận chuyển vật liệu Bộ biến mô Một khớp nối kiểu chất lỏng cho phép động độc lập với hộp số BA SỰ PHÁT TRIỂN ĐÁNG KỂ Sau Chiến tranh giới thứ hai, việc xây dựng đường tăng mạnh, vào năm 1956, Tổng thống Eisenhower ký luật cho Chương trình Xa lộ Liên tiểu bang Để hỗ trợ việc làm đường, máy cạp tăng công suất từ 10 lên 30 thước khối (cy) Với phát triển biến mô hộp số công suất, máy chất tải phía trước bắt đầu thay máy đào "gầu" kiểu cũ Trạm trộn định lượng bê tông thay đổi từ điều khiển khí sang hoạt động thủy lực điều khiển điện tử Nhưng ba phát triển quan trọng thép cường độ cao, lốp bố sợi nylon động diesel công suất cao Thép cường độ cao Trước giai đoạn chiến tranh giới thứ hai, khung máy chế tạo thép có dải độ bền từ 30.000 đến 35.000 psi Sau chiến tranh, thép với dải bền từ 40.000 đến 45.000 psi với đặc tính mỏi tốt sử dụng Thép cường độ cao tạo máy móc có trọng lượng tổng thể giảm đáng kể Trọng lượng thùng xe tải trọng tải 40 giảm từ 25.000 xuống 16.000 lbs, mà không thay đổi độ tin cậy thùng xe Lốp bố sợi nylon Việc sử dụng vật liệu dây nylon cấu trúc lốp tăng khả chịu tải chịu nhiệt Nylon cho phép khối lượng lốp giảm tới 30% giúp tăng cường hiệu giảm khối lượng độ dày thành lốp Điều cho phép lốp xe để chạy mát đạt độ bám đường tốt hơn, đó, máy cải tiến suất Động diesel công suất cao Các nhà sản xuất phát triển công nghệ để tạo mã lực lớn từ inch khối động Tỷ số nén tốc độ động nâng lên, kỹ nghệ tăng áp hoàn thiện, dẫn đến tăng 10 đến 15% mã lực bánh đà Ngày nay, khơng có thiết bị hồn tồn xuất hiện, nhà sản xuất liên tục cải tiến phát minh khứ phát triển cơng tác có nghĩa tiện ích cải thiện cho tổ hợp thiết bị nhà thầu Tương lai công nghệ thiết bị đổi chia thành ba mảng lớn    Mức độ điều khiển: tiến thiết bị để chuyển hoạt động điều khiển từ người sang tự động Khuếch đại lượng người: chuyển đổi yêu cầu lượng từ người sang máy Xử lý thông tin: thu thập xử lý thơng tin máy Tương lai Có thể đến lúc máy sở coi đối trọng di động với công tác thuỷ lực Máy sở thực nhiều công việc thơng qua nhiều cơng tác Xu hướng có bắt đầu với máy đào thủy lực có nhiều công tác, chẳng hạn búa, máy đầm, máy cắt (Hình 1.3) cơng tác xếp dỡ vật liệu Máy xúc lật, khơng cịn máy có gầu tiêu chuẩn, dường công cụ đa Các cơng tác khác chổi, nĩa có sẵn Các công tác cho phép máy xúc lật thực vô số công việc Các công tác khác phát triển, nhà thầu linh hoạt cho khoản đầu tư HÌNH 1.3 Kéo cắt lắp máy xúc thủy lực Các tính an toàn cải tiến trạm điều hành phát triển để bù đắp cho lực lượng lao động ngày kinh nghiệm Liên quan đến chất lượng lực lượng lao động gia tăng cơng nghệ điều khiển máy móc hỗ trợ Thiết bị dẫn đường hàng không chủ đề rộng lớn, bao gồm loạt công nghệ ứng dụng khác Nó dựa số kỹ thuật cổ xưa tiến khoa học kỹ thuật không gian vũ trụ Lĩnh vực kỹ thuật không gian địa lý mở rộng nhanh chóng phổ cơng nghệ phát triển cho mục đích dẫn đường hàng khơng, dẫn đường rô bốt di động, đo đạc sử dụng máy bay không người lái Công nghệ nhanh chóng chuyển giao cho ứng dụng xây dựng (Hình 1.4) HÌNH 1.4 Điều khiển lưỡi ủi tự động gắn máy ủi Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) công nghệ laser trở thành phổ biến giảm yêu cầu để người khảo sát thực công việc trường Tất máy gạt máy ủi cần làm tải mơ hình địa hình kỹ thuật số vào máy tính tích hợp máy (OBC) sau dẫn đường máy hình Vị trí máy, với vết cắt điền thông tin, xuất hình phía trước người vận hành Điều biến cơng việc người vận hành thành trò chơi điện tử GPS Hệ thống định vị dựa vệ tinh có độ xác cao Cuối cùng, người vận hành ngồi cabin máy bị loại bỏ hoàn toàn Các nhà sản xuất thiết bị phát triển thử nghiệm thiết bị vận chuyển đá tự động để khai thác — xe tải không người lái Các thiết bị liên kết radio đến văn phòng theo dõi GPS Người giám sát cần sử dụng máy tính xách tay để gửi tín hiệu xuất phát xe tải làm phần lại, rời khỏi đội hình khoảng thời gian định theo hành trình quy định Người giám sát theo dõi tiến trình thiết bị máy tính Nếu xe tải phát sinh vấn đề, tình thơng báo cho người giám sát để thực khắc phục Theo số nhà công nghệ xe tải khơng người lái mang lại sản lượng tăng 15 đến 20%, giảm 10 đến 15% mức tiêu thụ nhiên liệu giảm 8% chi phí bảo dưỡng 10 Đầm bàn: máy đầm bàn loại đầm ngoài, dùng để đầm khối bê tơng có diện tích rộng nhà, sàn nhà, đường Cấu tạo nguyên lí làm việc máy đầm bàn thể hình 11-25: Bộ phận gây chấn động điện lồng sóc có vỏ 1, động 2, bi đỡ 3, khối lệch tâm 4, bàn đầm Khi đóng điện, trục động quay, có phận lệch tâm quay theo Khối lệch tâm quay gây lực ly tâm, làm bàn đầm dao động, thực trình đầm Chiều sâu tác dụng đầm bàn 20  25 cm, thời gian đầm chỗ 15  20s 5.Đầm cạnh Máy đầm cạnh có hai loại có hai loại: máy đầm cạnh chạy điện máy đầm cạnh khí nén Máy đầm cạnh điện gồm có: vỏ 1, khối lệch tâm lắp trục động cơ, động điện 3, ổ đỡ 4, tay cầm bàn kẹp để cố định đầm vào khối cốp pha nhờ bu lông đai ốc Khi động làm việc, khối lệch tâm quay làm máy rung động lực ly tâm, phần cốp pha rung động theo tác động vào bê tông đầm Công suất máy đầm mặt: Q  F h 3600 ktg m3/h; t1  t2 (11-12) đó: F - diện tích mặt bàn đầm, m2; h - chiều sâu tác dụng đầm, m; ktg - hệ số sử dụng thời gian, t1- thời gian đầm chỗ, s; t2- thời gian di động đầm, s Thiết bị công tác móng 4.5 10.2.1 Khái niệm chung Nền móng phần đỡ truyền tồn tải trọng cơng trình xuống lịng đất Cơng trình cao, tải lớn móng phải vững để giữ cho cơng trình ln ổn định Nhưng đất thường có nhiều lớp, lớp đất có dung trọng khác nhau, biến dạng lún không đều, không đủ khả chịu tải cơng trình lớn Vì trước xây dựng người ta phải hạ cọc xuống lòng đất để làm chặt lớp đất, chống lún dùng cọc để truyền tải trọng cơng trình đến tận tầng đất đá bền vững nằm độ sâu từ 60  70m Do xây dựng cơng trình vùng đất yếu cơng trình cao tầng chi phí cho móng chiếm tỷ lệ giá thành cơng trình cao Cơng trình xây dựng tựa đài cọc phân bố tải trọng xuống cọc Trong xây dựng người ta sử dụng hai loại cọc: cọc treo cọc chống Cọc treo dùng ma sát mặt bên cọc đất để chịu tải cho cơng trình Cọc chống cọc dùng lực chống đáy cọc lên tầng đất đá cứng để chịu tải cho cơng trình Tuỳ theo tình hình địa chất, quy mơ địa điểm xây dựng mà người ta lựa chọn loại cọc phương pháp thi cơng cọc khác Có nhiều loại cọc cọc tre, cọc gỗ, cọc thép, cọc bê tông cốt thép, cọc chất dẻo Cọc gỗ thường có đường kính từ 20  30cm, dài từ 10  12m, mũi cọc đầu cọc bịt thép 197 Cọc bê tơng cốt thép thường có chiều dài đến 12m, cần dài phải đóng nối tiếp cọc, tiết diện cọc đến (45  45)cm, trọng lượng cọc từ 0,3  10T, phần cốt thép đầu cọc mũi cọc thường dày phần thân cọc Cọc thép thường ống thép có đường kính  (300  700)mm, dầy từ  16mm Cọc thép tiết diện chữ “I” đắt nên dùng 10.2.2 Các phương pháp thi cơng - Dùng lực xung kích búa máy (như búa khí, búa diezen, búa hơi) đóng vào đầu cọc để cọc lún sâu vào lòng đất - Dùng lực chấn động: truyền chấn động cho cọc, lực ma sát cọc đất giảm làm cho cọc tự hạ xuống nhờ trọng lượng thân cọc - Tạo mơmen xoắn để xốy cọc tiến xuống lịng đất, loại cọc có cấu tạo hình xoắn ốc - Dùng xối nước chân cọc: mơi trường đóng đất phù sa, cát lẫn sỏi cuội, sét pha cát Dòng nước với áp lực  12 át mốt phe lưu lượng từ 600  3500l/ph tạo máy bơm ống cao áp xối vào chân cọc Đất chân cọc bị xói, cọc tự lún xuống nhờ trọng lượng thân - Dùng lực ép tĩnh lên đầu cọc để đưa cọc xuống lòng đất Các phương pháp thường dùng cho trường hợp cọc đúc sẵn, tiêu chuẩn kích thước độ bền Ngày nay, nhiều cơng trình dùng phương pháp đổ bê tơng trực tiếp xuống hố sâu đào sẵn tạo thành cọc trường gọi cọc nhồi Loại đạt đến độ sâu 60  70m tới tầng đá cứng 10.2.3 Máy đóng cọc 1.Hiện loại máy đóng cọc dùng phổ biến gồm: - Máy búa khí, điều khiển tay hay tự động - Máy búa (dùng nước khơng khí nén) - Máy búa diezen gồm ba loại: xi lanh dẫn hướng, píttơng dẫn hướng cán dẫn hướng - Máy búa chấn động: có ba loại nối cứng, nối mềm rung động va đập - Máy búa thuỷ lực - Máy ép cọc Ngày nay, búa dẫn động nước sử dụng, loại búa dẫn động khí nén thuỷ lực dần thay Các móc trục cần trục việc giữ đầu búa q trình đóng cịn làm nhiệm vụ nâng cọc vào vị trí đóng Tạo lỗ để nhồi bê tơng làm cọc - Máy khoan cọc nhồi: Khoan tạo lỗ để đổ bê tơng cốt thép Loại có hai loại khoan kiểu vít xoắn khoan kiểu gầu trịn xoay 10.2.6 Máy búa đóng cọc điêzen Khái niệm chung 198 Các máy búa điêzen có nguyên lý làm việc tương tự động điêzen Lợi dụng rơi tự búa để nén khơng khí xi lanh lại tới áp suất nhiệt độ cao, nhiên liệu phun vào gặp nhiệt độ áp suất cao tự bốc cháy, tạo áp lực khí lớn đột ngột đẩy búa lên cao bắt đầu chu trình Ưu điểm loại máy này: cấu tạo gọn nhẹ, dễ vận chuyển Nhược điểm: khởi động máy khó, đặc biệt gặp đất mềm, cơng đóng cọc nhỏ phải tốn cơng để nén khí, tốc độ đóng chậm, thường đạt từ 50  80 lần/phút, nhiên liệu đắt tiền Lực đóng cọc lớn nên đầu cọc dễ vỡ, ảnh hưởng đến cơng trình xung quanh Các phận máy đóng cọc minh hoạ hình 10-13 bao gồm cần, nối, giá dẫn hướng, ngang, đầu búa, mũ cọc cáp kéo Các nối liên kết giá dẫn hướng với đầu cần Giá dẫn hướng sử dụng để dẫn hướng đầu búa đập vào mũ cọc Phần chân giá dẫn hướng liên kết với cần ngang Để giảm tổn thất lượng, đầu búa thường Hình 10-16 Máy búa điêzen làm thành hai phần: phần tĩnh phần a) Loại hai cọc dẫn; b) Loại ống dẫn: động Phần tĩnh liên kết với móc nâng buộc chặt vào phần động Phần tĩnh tự động tách rời phần động nâng đầu búa đến chiều cao lựa chọn Mũ cọc sử dụng để bảo vệ đầu cọc khơng bị vỡ q trình đóng cọc Các loại máy búa điêzen Máy búa điêzen có ba loại chính: loại xi lanh dẫn hướng, loại cọc dẫn hướng, loại píttơng dẫn hướng Bộ phận dẫn hướng cố định vào đầu cọc để dẫn hướng búa a Máy búa điêzen loại hai cọc dẫn (hình 10-16a): gồm bốn phận chính: phận treo móc, búa, phận dẫn hướng (hai cọc dẫn) bệ máy Khi thả cáp, búa rơi xuống dọc theo hai cọc dẫn, móc tự động móc vào chốt 5, sau nâng xà ngang xi lanh đến vị trí Giật địn 9, chốt trượt khỏi móc 6, xi lanh 10 rơi tự theo hai cọc dẫn chụp vào píttơng 12 để đóng cọc nén khí, làm áp suất nhiệt độ khơng khí buồng xi lanh tăng lên, đồng thời chốt 11 đánh vào đòn 14, dầu phun vào khơng khí nén có áp suất nhiệt độ cao buồng xi lanh dạng sương mù tự bốc cháy, sinh áp lực lớn, đẩy xi lanh tung lên Khi hết đà, xi lanh đầu búa lại tiếp tục rơi xuống, lặp lại trình nén khí, đóng cọc, nổ, làm cọc đóng sâu vào đất b Máy búa điêzen loại ống dẫn - Cấu tạo (hình 10-16b): phần va đập píttơng - đầu búa 22 trượt xi lanh dẫn hướng 21 Bệ 17 nằm xi lanh có lỗ lõm bán cầu Phía píttơng 22 có phận bơi trơn tự động, phía có phần lồi tương ứng với chỗ lõm bán cầu bệ 17 Cọc 16 liên kết với bệ 17 199 - Nguyên lý làm việc: Bắt đầu, cáp kéo móc 20 đưa búa lên cao thả pít tơng 22 rơi tự theo xi lanh, ép vào đòn 23, mở bơm 24 làm dầu từ bình dầu 19 bơm vào xi lanh vào phần lõm bệ 17 Khi píttơng che kín lỗ 18, khơng khí xi lanh bị nén, làm áp suất nhiệt độ tăng lên Khi phần lồi đầu búa, đập vào phần lõm bệ 17 thực việc đóng cọc, dầu bắn tung t dạng sương mù, gặp khơng khí có áp suất nhiệt độ cao tự bốc cháy, giãn nở, đẩy píttơng lên Khí cháy xi lanh ngồi qua lỗ 18 Khi hết đà, píttơng tự rơi xuống lặp lại chu kì làm việc 10.2.7 Máy búa đóng cọc kiểu chấn động Đặc điểm phạm vi sử dụng 1 2 5 a) 6 b) c) Hình 10-17 Các loại máy búa chấn động: a) Loại nối cứng, b) Loại nối mềm, c) Loại va rung1- Động dẫn động, 2- Khối lệch tâm, 3- Bệ trên, 4- Bệ dưới, 5- Lò xo, 6- Kẹp cọc Máy búa đóng cọc kiểu chấn động sử dụng rộng rãi có ưu điểm là: - Cấu tạo đơn giản, dễ di chuyển, trọng lượng nhẹ - Cọc khơng bị vỡ đóng (vì khơng có lực xung kích) - Khơng cần giá đóng cọc, giá thành giảm (2  3) lần so với máy khác Tuy vậy, loại có số nhược điểm như: - Khơng đóng cọc theo phương ngang phương xiên lớn - Đóng đất dính có hiệu quả, gây rung ảnh hưởng đến cơng trình bên cạnh Máy búa đóng cọc kiểu chấn động sử dụng thích hợp môi trường đất cát, pha cát đất dính Các loại búa rung sử dụng tạo dao động để tạo lực dao động thẳng đứng tác dụng lên đầu cọc Lực làm giảm ma sát cọc đất, cọc đóng vào đất nhờ trọng lựơng thân cọc búa Búa rung hoạt động hiệu địa hình đất có dạng hạt Cấu tạo ngun lí làm việc 200 Có ba loại máy búa chấn động: nối cứng, nối mềm va rung có cấu tạo hình 10-5 Ngun lý máy búa chấn động: khối lệch tâm đối xứng có trọng lượng kích thước động dẫn động Khi quay, khối lệch tâm m sinh lực qn tính li tâm P (hình 10 -18): P  m2 (10-5) m - khối lượng văng, kg;  - vận tốc góc, 1/s;  - bán kính quay, m Px = P.sin = P.sint Py = P.cos = P.cost Khi hai khối lệch tâm đối xứng: - Các lực Px có độ lớn ngược chiều, nên triệt tiêu: Px - Px = Các lực Fy chiều, tạo thành hợp lực: Py + Py = 2Py = P Do đó: P  2.m.. cos t (10-6) P có giá trị biến thiên, cos t  P đạt giá trị lớn có chiều hướng lên trên; cos t  1 P đạt giá trị lớn có chiều hướng xuống đồng thời kết hợp với trọng lượng cọc có tác dụng ép cọc sâu vào đất  Máy búa chấn động kiểu nối mềm: động nối với gây chấn động qua hệ thống lò P xo, nên không gây chấn động mạnh cho trục động cơ, tăng tuổi thọ cho động Do biên độ có gây ảnh hưởng đến khoảng cách truyền đai (nối động gây chấn) nên khả truyền công suất động bị ảnh hưởng Để loại trừ nhược điểm này, người ta bố trí truyền cho khoảng cách trục truyền đai khơng trùng phương với phương dao động máy, góc hai phương lớn tốt (hình 10-17b) y Py Py m m Px    P Px    x  Máy búa chấn động kiểu va rung: gây chấn động hai văng lắp hai trục đặt song song (mặt phẳng chứa hai trục vng Hình 10-18 Lực ly tâm góc với phương dao động) Đế động có phận va đập lồng vào cọc dẫn hướng đặt lên lò xo Khi hoạt động, lực quán tính hai văng làm cho động đế dao động thẳng theo phương thẳng đứng đập vào vấu truyền lực cho cọc Như cọc đóng hai nguyên nhân lực chấn động lực xung kích va đập 201 Điều kiện để hạ cọc máy búa chấn động: P + Gcọc + Gbúa > Pms động (10-7) P - lực quán tính, daN; Gcọc- trọng lượng cọc,daN; Gbúa- trọng lượng búa, daN; Pmsđộng- lực ma sát cọc đất rung động, daN 10.2.8 Máy ép cọc Ưu nhược điểm máy ép cọc Các máy búa đóng cọc để lại nhiều nhược điểm gây chấn động lớn, làm nứt nẻ hư hại công trình lân cận, gây tiếng ồn lớn Máy ép cọc có ưu điểm dùng lực ép tĩnh khơng gây chấn động, không gây tiếng ồn, hạn chế ảnh hưởng xấu tới cơng trình xây dựng trước Do vậy, máy ép cọc sử dụng thích hợp với cơng trình xây chen thành phố Máy ép cọc có nhược điểm kích thước lớn, ln ln cần máy ép thủy lực thiết bị ép, thời gian thi công cọc lâu, chiều sâu ép không lớn Khối lượng đối trọng lớn, cần cần trục thiết bị nâng phục vụ Cấu tạo nguyên lý làm việc Máy ép cọc bao gồm phận sau: - Máy ép thuỷ lực gồm bơm thuỷ lực, đường ống dẫn dầu, hộp dẫn hướng, hộp di trượt, đế máy đối trọng Hộp di trượt để chứa cọc gồm bốn thép góc hàn lại thành hộp lăng trụ tiết diện vuông Đầu hộp gắn với cán píttơng thuỷ lực Trên thân hộp có khe hở đối xứng để đặt nén cọc Hộp di trượt với cọc trượt cột dẫn hướng Hộp dẫn hướng: chứa píttơng xi lanh hộp di trượt Hộp lắp với đế bulơng (hoặc hàn) Chân hộp di trượt dọc đế máy 11 di trượt vng góc với đế máy nhờ có khe di trượt bulơng để điều chỉnh tâm cọc 202 Nguyên lý làm việc: Sau lắp đặt máy vào vị trí làm việc, thả cọc vào hộp chứa cọc đặt nén vào đầu cọc cho hai đầu nén tì vào hộp di trượt Phần nén tì vào đầu cọc Xi lanh thuỷ lực làm việc đẩy hộp chứa nén cọc xuống 1 12 12 10 11 Hình 10-19 Máy ép cọc 1- Hộp di trượt, 2- Tấm nén, 3- Cọc, 4,6- Các ống thuỷ lực, 5- Píttơng, 7- Cán píttơng, 8- Đối trọng, 9- Bu lông, 10- Thanh giằng ngang, 11- Thanh giằng dọc, 12- Hộp dẫn hướng Khi hết hành trình, đảo chiều thuỷ lực, píttơng chứa hộp thuỷ lực nâng lên cao, chuyển vị trí nén để ép hành trình Với chu kỳ ép, cọc ép xuống độ sâu hành trình píttơng Có thể ép hai hay nhiều cọc chồng lên để tăng chiều sâu đóng cọc Muốn tăng lực ép (khi cơng suất máy thuỷ lực cịn dư) phải tăng đối trọng 10.2.9 Sử dụng máy đóng cọc So sánh ưu nhược điểm loại máy đóng cọc Búa rơi tự thường đóng cọc chậm sử dụng tốt đóng cọc thẳng đứng Cịn đóng cọc xiên tổn thất ma sát lớn nên búa làm việc không hiệu Khi chọn búa, trọng lượng búa phải trọng lượng cọc Búa làm việc hiệu trọng lượng búa gấp khoảng lần trọng lượng cọc Búa khí nén, búa thuỷ lực búa nước đóng cọc hiệu búa rơi Búa tác động kép đóng cọc hiệu mà cịn nhổ cọc Do làm việc gây tiếng ồn nên búa thuỷ lực ngày sử dụng rộng rãi Năng lượng búa cần lựa chọn phù hợp với kích thước kiểu cọc Với loại búa dẫn động điện, trọng lượng đầu búa nên chọn ½ trọng lượng cọc 203 Do có khả làm việc độc lập, búa diezen sử dụng rộng rãi Khi sử dụng búa diezen trọng lượng đầu búa ¼ trọng lượng cọc Búa diezen khơng thể sử dụng để nhổ cọc đóng cọc đất mềm Búa rung làm việc hiệu với nhiều loại đất, đặc biệt đất khơng dính đất bão hồ Búa rung nhổ cọc Biên độ dao động búa rung thường vào khoảng 0,6 1,2mm Tính tốn khả chịu tải cọc Có nhiều phương pháp để xác định khả chịu tải cọc sau đóng Tuy nhiên, vấn đề phức tạp khả chịu tải thực cọc phụ thuộc vào quan hệ búa – cọc- đất q trình đóng, quan hệ đất - cọc sau đóng độ bền cọc Gần đây, phương trình sóng sử dụng để phân tích tải trọng động q trình đóng cọc Theo phương pháp này, lực sóng lan truyền đo gần đầu cọc q trình đóng cọc Máy tính phân tích liệu thu để xác định ứng suất xuất cọc đóng đưa dự đốn tải trọng an tồn cọc Phương pháp truyền thống dựa vào cân lượng đóng cọc (đã trừ phần tổn thất) lực cản tác dụng lên cọc Công thức 10-8 sử dụng để xác định tải trọng an toàn cọc theo phương pháp này: R E Gb  k Gc S  0,1 Gb  Gc (10-8) đó: R = tải trọng an toàn, daN; S = độ lún trung bình sau lần đóng, m; E = lượng đầu búa, daNm; k = hệ số kể đến thất thoát lực phản hồi; k = 0,2 trọng lượng cọc nhỏ 73 daN/m k = 0,4 trọng lượng cọc 73-146 daN/m k = 0,6 trọng lượng cọc lớn 146 daN/m Gb = trọng lượng đầu búa, daN; Gc = trọng lượng cọc thiết bị phụ, daN Ví dụ 10-1 Sử dụng công thức 10-8 để xác định tải trọng an tồn cọc bê tơng dài 12m có diện tích tiết diện vng với cạnh 0,2m Biết trọng lượng riêng cọc 2400daN/m3, lượng đầu búa 2035daNm, trọng lượng đầu búa 22.250N, trọng lượng thiết bị phụ 8.900N độ lún trung bình sau lần đóng 6,35mm Lời giải Trọng lượng cọc: G= 12 2400 0,20 0,20 = 1152daN Trọng cọc TBP: Gc = 1152 + 890 = 2042 daN Trọng lượng cọc ft chiều dài = 1152/12 = 96 daN/m k = 0,4 S = 0,00635m Tải trọng an tồn để đóng cọc: 204 R E Gb  k.Gc 2.2035 2225  0,4.2042   27.997daN S  0,1 Gb  Gc 0,00635  0,1 2225  2042 Phương pháp tốt để xác định khả tải cọc thơng qua thí nghiệm ép tĩnh Một quy trình thí nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D-1143 yêu cầu cho cọc chịu tải 200% tải trọng thiết kế cách tăng dần 25% tải trọng thiết kế lần Sau tăng tải lần Lần tăng tải cuối (khi đạt 200% tải trọng thiết kế) trì 24 Quy trình kiểm tra nhanh xây dựng để kiểm tra Sau thí nghiệm, vẽ lại biểu đồ lún cọc Có nhiều phương pháp khác để xác định tải trọng an toàn cọc dựa vào biểu đồ lún cọc Hình 10-20 minh hoạ phương pháp thường sử dụng Vẽ hai đường tiếp tuyến với đường cong độ lún điểm đầu điểm cuối Giao tuyến đường cong tải trọng phá huỷ cọc Tải trọng an tồn lấy 50% tải trọng phá huỷ Hình 10-20 Xác định tải trọng cọc thí nghiệm: P-Tải trọng đầu cọc; S-độ lún; 1đường tiếp tuyến đoạn đầu, 2- đường tiếp tuyến đoạn cuối Trong hầu hết trường hợp, khả chịu tải cọc tăng lên sau hồn thành đóng cọc Độ tăng đất bị ép lại Tuy nhiên số trường hợp khả tải cọc lại giảm sau đóng cọc giãn đất Để tính tốn ảnh hưởng người ta dừng khoảng thời gian lần đóng cọc tiến hành thí nghiệm.Các kỹ sư địa kỹ thuật giỏi chuyên gia đóng cọc lựa chọn phương pháp đóng cọc phù hợp cho trường hợp 10.2.10 Máy khoan cọc nhồi Giới thiệu chung máy khoan cọc nhồi 3 a) b) Hình 10-21 a) Trình tự thi cơng cọc nhồi ống kim loại: I - Chuẩn bị ống mũi cọc, II, III - Đóng ống mũi cọc vào đất: 1- Búa, 2- ống dẫn hướng búa, 3- ống kim loại mũi cọc, IVRút ống kim loại, đổ vật liệu đầm chặt, V- Sự hình thành cọc nhồi sau rút ống kim loại, b) Cấu tạo cọc nhồi: 1- Mũi cọc, 2- Bê tông, 3- Cốt thép 205 Khi mật độ xây dựng quy mơ cơng trình lớn, móng u cầu phải vững chắc, độ sâu móng cọc lớn, phương pháp thi cơng cọc trước khơng cịn phù hợp, địi hỏi có cơng nghệ thích hợp Máy khoan cọc nhồi thiết bị cho phép thực cơng nghệ xử lí móng theo yêu cầu Trong năm gần đây, máy khoan cọc nhồi sử dụng ngày phổ biến nước ta cơng tác xử lí móng, xây dựng cầu cống nhà cao tầng Nguyên tắc làm việc máy khoan cọc nhồi tạo nên lỗ cọc móng rót trực tiếp vật liệu làm cọc (có cốt thép) vào lỗ để tạo thành cọc gia cố móng Đây phương pháp chế tạo cọc chỗ, móng Thực tiễn chứng minh cơng trình có quy mơ lớn, phương pháp dùng máy khoan cọc nhồi để gia cố móng tỏ hiệu phương pháp đóng cọc chế tạo sẵn khác Hiện có nhiều phương pháp thiết bị tạo lỗ cọc nhồi: - Sử dụng ống kim loại có đường kính tới 50cm dài tới 22m đóng vào đất, sau đưa cốt thép rót vật liệu vào để tạo thành cọc Trình tự tiến hành thể hình 10-21 - Làm lỗ cọc thiết bị khoan khác như: khoan xoắn ruột gà, khoan xoay, khoan va đập, khoan rung Các loại thiết bị khoan cọc nhồi tạo cọc có đường kính tới 2m chiều sâu tới 70  120m Sau khoan chuẩn bị lỗ cọc, cốt thép thả xuống đổ bê tơng vào lỗ để tạo cọc Quy trình khoan cọc nhồi minh họa hình 10-22 a) b) c) d) e) g) h) Hình 10-22 Trình tự thi công cọc nhồi a) Khoan lỗ, b) Khoét rộng chân lỗ, c) Đặt giá đỡ, d) Đặt ống phễu rót vật liệu, e) Rót vật liệu, g) Rút ống, phễu rót vật liệu giá đỡ, h) Hồn thiện cọc đầu cọc Các ưu, nhược điểm máy khoan cọc nhồi Các ưu, nhược điểm máy khoan cọc nhồi: 206 - Xây dựng nhà công trình gần vật kiến trúc mà trình sử dụng lâu dài có biến dạng rõ rệt Nếu thi công cạnh phương pháp đóng ép làm cho biến dạng phát triển nhanh - Thi công gần bệnh viện, nhà an dưỡng, nhà nghỉ, phịng thí nghiệm cơng trình xác khơng gây ảnh hưởng xấu - Kích thước cọc vượt tiêu chuẩn - Thi công nơi có chiều cao hạn chế địa hình phức tạp - Địi hỏi thiết bị tốt, đắt tiền, chuyên gia giàu kinh nghiệm - Khi xuyên qua địa hình hang hốc cát tơ, đất đá nứt nẻ lớn, phải dùng ống lót chống lại (khơng rút lên) nên giá cao - Khó kiểm tra chất lượng, cơng trình khó sẽ, khơ thi cơng Nhược điểm lớn máy khoan cọc nhồi giá đầu tư ban đầu cao, hệ số sử dụng thấp Vì đơn vị xây dựng khơng chun xử lí móng, tức khơng có nhu cầu sử dụng máy khoan cọc nhồi thường xuyên không nên mua máy mà thuê kinh tế Các loại máy khoan cọc nhồi 10 2 1 11 12 Hình 10-23 Máy khoan kiểu xoắn ruột gà:1Máy sở, 2- Thanh chống, 3- Xi lanh, 4- Puli dẫn hướng cáp nâng, 5- Trụ khoan, 6- Thanh ngang cần khoan, 7, 8- Bộ phận dẫn động, 9- Cần khoan, 10Ruột gà, 11- Bệ dẫn, 12- Bệ tỳ Hình 10-24: Máy khoan cọc nhồi gầu xoay: 1- Máy sở, 2- Cáp nâng cần, 3- Cáp nâng, 4- Cụm ròng rọc đầu cần, 5- Cụm xoay cần, 6- Cần khoan, 7Cụm dẫn động, 8- Gầu khoan xoay 207 a Máy khoan cọc nhồi kiểu xoắn ruột gà (hình 10-23): Cấu tạo gồm có: máy sở 1, trụ khoan 2, ngang đầu trụ 6, cụm dẫn động gồm động thuỷ lực 7, làm quay cần khoan ruột gà 10 theo hướng bệ dẫn 11 Loại thay đổi ruột gà cấu công tác khác gầu ngoạm, đầu khoan rôto, để tạo loại máy khoan cọc nhồi khác b Máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay: Cấu tạo máy khoan cọc nhồi kiểu xoay trịn có cấu tạo gồm phận thể hình 10-24 Máy sở nâng hạ công tác xi lanh thuỷ lực, nâng hạ gầu cắt cáp Khi làm việc, gầu cắt xoay tròn liên tục nên loại có tốc độ khoan nhanh Khi khoan qua tầng đá, độ ma sát ống vách nhỏ đáng kể so với loại khác Đầu cắt xoay theo chiều nên cắt bị mịn Tuy nhiên với loại đất có lẫn đá cục dễ làm gẫy gầu khơng có hiệu BÀI TẬP Thiết bị cơng tác móng Thí nghiệm đầm Standard Proctor thu số liệu bảng Xác định độ ẩm tối ưu dung trọng cho loại đất theo tiêu chuẩn AASHTO Dung trọng khô (g/cm3) Độ ẩm (%) 1,602 12 1,634 14 1,682 16 1,682 18 1,634 20 1,602 22 Lựa chọn đầm thích hợp chiều dày lớp rải cho loại đất sau : Sét nặng; Sét mịn; Sỏi tốt; Á sét Xác định hệ số cản lăn máy đầm bánh 45,4 biết độ lún lốp vào bề mặt di chuyển 51mm Miêu tả tóm tắt đặc điểm khả máy đầm bánh lốp Khối đất đường cao tốc đắp đất sét mịn Thông số đầm chặt yêu cầu 95% dung trọng theo tiêu chuẩn AASHTO Tuy nhiên máy đầm bánh có áp suất lốp 414 kPa đầm đất đạt từ 92-94% dung trọng theo tiêu chuẩn AASHTO đất đầm xốp vài nơi Độ ẩm đất đầm phép thay đổi phạm vi 2% giá trị độ ẩm tối ưu phịng thí nghiệm độ ẩm thực tế giới hạn Máy đầm nặng có áp suất lên đến 690 kPa để đầm đạt 95% dung trọng tiêu chuẩn bề mặt đất bị lượn sóng, ổn định tạo rãnh Phân tích nguyên nhân đưa biện pháp khắc phục đưa thông số khống chế giá trị độ ẩm tối ưu 208 Xác định suất máy đầm vấu nhọn điều kiện sau: vận tốc trung bình = 16,1 km/h; chiều dày lớp đất đầm = 3,05 m; hệ số kể đến ảnh hưởng điều kiện làm việc = 80%; số lần đầm = 12 Sử dụng công thức 10-8 xác định khả chịu tải an toàn cọc bê tơng có diện tích tiết diện vng với cạnh 0,15m, dài 18m Biết: trọng lượng riêng cọc 2400daN/m3, lượng đầu búa 1899daNm, trọng lượng đầu búa 1780daN, trọng lượng phần phụ 136daN, độ thâm nhập trung bình sau lần đóng 5,08mm Ơ tơ vận chuyển – máy kéo Hệ thống truyền lực ô tô ( sơ đồ, phận chức chúng) Cơ cấu vi sai ( sơ đồ cấu tạo, chức phận) Xác định dung tích thùng xe nhỏ phương tiện vận chuyển sử dụng với gầu dây có dung tích gầu 2,3 m3 đất rời? a Tại tổ máy vận chuyển thường phải có thiết bị dự phòng? b Cần thiết bị dự phòng cho tổ máy gồm 15 ô tô tự đổ phục vụ cho máy đào? Sử dụng phương pháp truyền thống xác định số tơ có dung tích thùng xe 10,7 m3 phục vụ cho máy đào suất máy 175 m3 đất tự nhiên/h Biết thời gian di chuyển 0,25 h Tổ máy gồm tơ tự đổ có thời gian chất tải 0,1 h thời gian di chuyển 0,4 h Sử dụng lý thuyết xếp hàng để xác định xác suất sau: a Ln có phương tiện vận chuyển vị trí chất tải b Khơng có phương tiện vận chuyển vị trí chất tải Sử dụng công thức 6-13 xác định giá trị Pt cho tổ máy có tơ với thời gian chất tải 0,06 h thời gian di chuyển 0,6 h So sánh kết với giá trị tìm bảng 62 Sử dụng lý thuyết xếp hàng liệu ví dụ 6-4 để xác định chi phí suất thực tế tổ máy ô tô máy đào Sử dụng công thức 6-14 có nhân thêm hệ số 1,03 để tính suất a Xác định số tơ kích thước ô tô tối ưu? b So sánh với kết phương pháp gần sử dụng ví dụ 6-4? Ưu điểm nhược điểm máy kéo bánh xích bánh lốp? 10 Máy kéo bánh xích có trọng lượng 32,659 kéo xe gng trọng lượng 45,360 daN lên dốc 5% Tính tổng lực cản biết hệ số cản lăn toàn tuyến đường 40daN/t? 12 Ơ tơ tự đổ có trọng lượng khơng tải 27,216 daN có tải 45,360 daN Tuyến đường vận chuyển có độ dốc 3% Máy chuyển động xuống dốc có tải quay tuyến Hệ số cản dốc lấy 50 daN/t Xác định tổng lực cản hệ số cản dốc cho phần tuyến vận chuyển? 13 Xe móoc vận chuyển có trọng lượng 78,019 daN Trọng lượng bánh chủ động 32,659 daN Xác định góc dốc lớn xe vượt qua bề mặt đường vận chuyển sỏi cuội? 209 14 Hệ số kéo bám máy ủi bánh lốp làm việc 0,3 Xác định phần trăm suất máy ủi đạt được? 15.Lực cản ô tô, quan hệ lực kéo, lực cản lực bám 16 Li hợp chuyển hướng máy kéo Thiết bị nâng hạ 1.Khi phải sử dụng máy nâng vận chuyển ? Phân loại máy nâng Các thông số máy nâng 4.Công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc kích thuỷ lực 5.Cấu tạo, phân loại điều kiện sử dụng, tính chọn cáp Pa lăng cáp bội suất pa lăng, vẽ sơ đồ mắc cáp pa lăng đơn với bội suất pa lăng 1, 2, Nêu trường hợp sử dụng cầu trục xây dựng Ưu điểm cổng trục trường hợp sử dụng xây dựng 10 Cách chọn sử dụng cần trục tháp cho cơng trình xây dựng 11 Nếu tải trọng đầu cần cần trục bánh xích 18144 daN vị trí cụ thể cần Xác định tải trọng nâng lớn vị trí trường hợp: a Không sử dụng chân chống phụ? b Có sử dụng chân chống phụ? Xác định tải trọng nâng lớn cần trục có sơ đồ tải trọng nâng an tồn hình 7-38 Cần theo dõi hạn chế để đảm bảo nâng an tồn? 12 Cần trục tháp có sức nâng bảng 7-5 với cần 63,3m Sử dụng cần trục để nâng tải 9072 daN Thiết bị nâng nặng 454 daN Xác định bán kính nâng an tồn lớn trường hợp này? 13 Đặc điểm sử dụng cần trục Thiết bị bê tông Sử dụng số liệu ví dụ 10-2 xác định sàng cỡ nhỏ yêu cầu cho sàng 51mm Biết trọng lượng riêng đá 1602 daN/m3 Năng suất máy nghiền má khép kín bảng sau Sàng rung tầng sử dụng để tách cốt liệu Trọng lượng riêng đá 1602 daN/m3 Nếu 25% đá lọt sàng 13mm có kích thước nhỏ 6mm, xác định cỡ nhỏ yêu sàng cỡ13mm Kích thước sàng (mm) 64 38 13 Vật liệu nạp vào sàng (t/h) 75,3 52,1 33,8 vật liệu qua sàng (t/h) 51,2 33,8 14,6 Lựa chọn cỡ đá cho máy nghiền má sơ câp máy nghiền trục thứ cấp để đạt suất 136 cốt liệu/h, đáp ứng tiêu kỹ thuật Xác định công suất (t/h) tỉ lệ phần trăm cỡ hạt cho Kich thước sàng 64 25 tỉ lệ lọt sàng 100 50-60 210 20-30 Xác định trọng lượng thực tế yêu cầu nạp vào máy trộn có dung tích 0,45m3 với 10% q tải Tỉ lệ trộn cho bảng Biết độ ẩm cát 4% sỏi 2% Thành phần Xi măng Sỏi Cát Nước Khối lượng 42,6 164,2 83,0 20,9 Trọng lượng riêng 3,15 2,66 2,65 1,00 Trộn thử nghiệm bao xi măng theo tỉ lệ bảng Xác định tỉ lệ thành phần theo khối lượng cho mẻ trộn máy trộn 16S Biết máy trộn không tải sử dụng số nguyên bao xi măng nguyên, cát có độ ẩm 4%, sỏi bão hồ bề mặt khơ Thành phần Xi măng Sỏi Cát Nước Khối lượng 42,6 181,4 90,7 22,7 Trọng lượng riêng 3,15 2,66 2,65 1,00 a Xác định tỉ lệ nước / xi măng hỗn hợp tập 5? b Có khó khăn hạ thấp tỉ lệ nước / xi măng hỗn hợp làm để khắc phục? Tính tốn tốc độ nạp liệu cốt liệu nguội (t/h) cho trạm trộn asphalt kiểu trống quay theo điều kiện sau: Asphatl = 6% Thành phần cốt liệu Hạt thô A = 50% Hạt thô B = 20% Cát = 24% Khoáng = 6% Độ ẩm sỏi cát = 6% Công suất trống quay quay độ ẩm yêu cầu = 127 t/h Tính tốn tỉ lệ nạp cốt liệu nóng cho mẻ trộn trạm trộn asphalt theo mẻ có cơng suất 2,7 t/mẻ trộn theo điều kiện sau Asphatl = 5% Thành phần cốt liệu Hạt thô A = 45% Hạt thơ B = 35% Cát = 15% Khống = 5% 211