THUYẾT MINH THIẾT KẾ KỸ THUẬT CỐNG TRÒN BTCT (SỬ DỤNG CỐT THÉP KÉO NGUỘI) Sản xuất tại Cty TNHH XDCT Hùng Vương bằng công nghệ RUNGÉP. Khi nghiệm thu sản phẩm cống tròn sản xuất tại Công Ty TNHH XDCT Hùng Vương ngoài việc tuân thủ các tiêu chuẩn ngành 20TCN 6084, quy phạm thi công và nghiệm thu kết cấu bêtông và BTCT toàn khối TCVN 445387, cần áp dụng các tiêu chuẩn cụ thể về vật liệu làm cống và sai số kích thước cho phép của kết cấu cống như sau :
THUYẾT MINH THIẾT KẾ KỸ THUẬT CỐNG TRÒN BTCT (SỬ DỤNG CỐT THÉP KÉO NGUỘI) Sản xuất Cty TNHH XDCT Hùng Vương công nghệ RUNG-ÉP ******** I- CÁC CĂN CỨ : - Hợp đồng kinh tế kỹ thuật số: 111/HĐ-VKHCN-05, ngày 9/9/2005 việc thiết kế định hình loại cống D300, D400, D500, D600, D700, D800, D900, D1000, D1200, D1500, D1800, D2000, D2300, D2500, D3000, D3600 (mm), có L = 2500 mm, chế tạo cơng nghệ RUNG-ÉP - TCVN 5574:1991 Kết cấu bê tông–Tiêu chuẩn thiết kế - TCVN 6288:1997 (ISO 10544:1992) Dây thép vuốt nguội để làm cốt bê tông sản xuất lưới thép hàn làm cốt - TCXDVN 267:2002 Lưới thép hàn dùng kết cấu bê tông cốt thép-Tiêu chuẩn thiết kế, thi cơng lắp đặt nghiệm thu - Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn ban hành theo Quyết định số 2057 QĐ/KT4 ngày 19/9/1979 Bộ Giao Thông Vận Tải - Quy phạm thi công nghiệm thu kết cấu bêtơng BTCT tồn khối TCVN 4453-87 tiêu chuẩn ngành liên quan II- NỘI DUNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ : 1- Các loại cống : Cống trịn BTCT sản xuất theo cơng nghệ RUNG-ÉP thiết kế dùng cho đường ôtô vỉa hè, gồm loại : STT Đường kính Chiều dày thành cống Chiều dài hữu dụng (mm) (mm) đốt cống (mm) 300 50 2500 400 55 2500 500 60 2500 600 70 2500 700 80 2500 800 80 2500 900 90 2500 1000 100 2500 1200 120 2500 10 1500 130 2500 11 1800 150 2500 12 2000 160 2500 13 2300 190 2500 14 2500 210 2500 15 3000 250 2500 16 3600 300 2500 2- Tải trọng thiết kế : - Tỉnh tải : Lớp đất lưng cống có chiều dày từ 0.5 m đến 4.0 m + Góc nội ma sát tiêu chuẩn tc = 28o , dung trọng tiêu chuẩn tc = 1.8 T/m3, độ chặt đạt K = 0.95 - Hoạt tải : loại cống thiết kế cho loại tải trọng : Đoàn người 300 kg/m (cống vỉa hè), Đồn xe H10-X60 (cống đường ơtơ), Đồn xe H30-XB80 (cống đường ơtơ) 3- Kiểm tốn kết cấu cống : Kiểm tốn theo nhóm trạng thái giới hạn : Trạng thái giới hạn thứ : cường độ, Trạng thái giới hạn thứ : xuất vết nứt 4- Vật liệu chế tạo cống : Bêtông : chế tạo trạm trộn cưỡng bức; mác 300, đá 5x15 mm Cốt thép : Lưới thép hàn từ cốt thép bon thấp kéo nguội có Ra = 3800 Kg/cm2 5- Mối nối cống : Mối nối ống cống thực ráp nối đầu dương đầu âm đốt cống Vật liệu dùng để làm mối nối joint cao su 6- Cửa cống thượng lưu hạ lưu : Tùy theo thiết kế cơng trình cụ thể phải đảm bảo thu thoát nước tốt, chống xói lở móng cống III- ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG VÀ LẮP ĐẶT ỐNG CỐNG : Tùy theo chất lượng địa chất cơng trình nơi đặt cống để chọn móng cống hợp lý, kết cấu móng cống phải đảm bảo tối thiểu điều kiện sau : - Enền 600 kg/cm2 không kê cống trực tiếp đá - Khi đất đáy móng có sức chịu tải Rtc thiên nhiên sau làm phẳng 2,5 kg/cm2 : đặt cống trực tiếp - Khi đất đáy móng có sức chịu tải Rtc đá dăm đầm chặt 1,5 kg/cm2 : đặt cống lên lớp móng - Khi đất đáy móng có sức chịu tải Rtc bêtông liên tục suốt chiều dài cống 1,0 kg/cm2 : phải đặt cống lên móng - Khi đất đáy móng có sức chịu tải Rtc 1,0 kg/cm2 : phải có biện pháp gia cố đặt cống móng BTCT Các móng phải liên tục suốt chiều dài cống khối lượng móng có dây cung tương ứng với góc tâm 900 Các móng đổ chỗ đúc sẵn khối Xử lý móng cụ thể tùy theo kỹ sư thiết kế IV- TÍNH NĂNG CƠNG NGHỆ : Hệ thống phân phối bê tông phương pháp RUNG-ÉP cơng nghệ, tạo nên thành phẩm có chất lượng cao với ưu điểm vượt trội : độ nén chặt bê tông cao, không tạo ứng xuất xoắn cống, khả chịu áp lực cao, chịu mái mịn tốt, kích thước hình học xác, lắp đặt joint kín khít khơng rị rĩ nước, thời gian sử dụng lâu dài TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT VÀ NGHIỆM THU CHẤT LƯỢNG CỐNG TRỊN CƠNG NGHỆ RUNG-ÉP SỬ DỤNG CỐT THÉP KÉO NGUỘI (Ap dụng cho cống CÔNG TY TNHH XDCT HÙNG VƯƠNG) ********** Khi nghiệm thu sản phẩm cống trịn sản xuất Cơng Ty TNHH XDCT Hùng Vương việc tuân thủ tiêu chuẩn ngành 20TCN 60-84, quy phạm thi công nghiệm thu kết cấu bêtơng BTCT tồn khối TCVN 4453-87, cần áp dụng tiêu chuẩn cụ thể vật liệu làm cống sai số kích thước cho phép kết cấu cống sau : I- TIÊU CHUẨN VẬT LIỆU LÀM CỐNG : 1- Ximăng : Loại ximăng Silicat thông thường Mác : mác ximăng tối thiểu phải 1.3 lần mác bêtông thiết kế cho cống Mác bêtơng thiết kế cho cống trịn cơng nghệ RUNG-ÉP 300 kg/cm 2, ximăng tương ứng PC30 (theo TCVN 26821992) Quy định chung chọn ximăng : 1- Độ mịn : phần cịn lại sàng 4900 lỗ khơng q 10% 2- Thời gian bắt đầu đông cứng không 12 3- Cường độ : 400 kg/cm2 (phương pháp nhanh) Mỗi lơ ximăng 50 phải thí nghiệm tổ mẫu, lưu kho tháng phải thí nghiệm lại 2- Cốt liệu : 2.1- Đá : Cốt liệu thơ dùng đổ bêtơng cho ống cống trịn cơng nghệ RUNG-ÉP loại đá vôi đá cuội nghiền ra, dùng loại đá khác để nghiền phải thí nghiệm Điều kiện kỹ thuật đá dăm sau : a- Kích cỡ : Kích thước viên đá lớn khơng vượt q 1/4 kích thước mặt cắt cấu kiện không 3/4 khoảng cách nhỏ cốt thép b- Cấp phối tiêu chuẩn đá dăm : + Cấp phối đá dăm - 15 mm Kích thước lỗ sàng trịn (mm) Tỷ lệ qua sàng theo trọng lượng (%) 10 15 20 – 12 20 - 50 90 – 100 100 c- Hàm lượng đá dẹt : không 25% trọng lượng d- Hàm lượng loại tạp chất có hại : - Hàm lượng tạp chất Sun-phua Sun-phat (tính theo SO 3) khơng q 1% trọng lượng - Hàm lượng đất bùn (thí nghiệm phương pháp rửa) khơng q 1% trọng lượng - Khơng có đá phong hóa e- Tạp chất : thí nghiệm phương pháp Sun-phat, Sun-phit Natri, trọng lượng giảm không 1% f- Điều kiện kỹ thuật đá : Mẫu đá thí nghiệm trạng thái bão hịa, cường độ chịu nén phải đạt 800 kg/cm2 g- Một lô 250m3 đá dăm lấy mẫu thử 2.2- Cốt liệu mịn : dùng cát có tiêu chuẩn sau : a- Cát : cát sông thiên nhiên cứng b- Cấp phối hạt : - Hàm lượng 0.15 mm không 3% - Hàm lượng từ 0.15 mm đến 0.3 mm không 15% - Hàm lượng hạt từ mm đến 10 mm không 5% Cấp phối tiêu chuẩn cát: Đường kính lỗ sàng trịn Lượng sàng cộng dồn (mm) 1.2 0.3 0.15 (%) 0–5 35 – 55 85 – 95 97 - 100 3- Hàm lượng chất có hại : - Hàm lượng đất bùn không 3% trọng lượng (thí nghiệm theo phương pháp rửa) - Hàm lượng mica không 1% trọng lượng - Hàm lượng chất Sun-phua Sun-phat (tính theo SO3) khơng q 1% trọng lượng 4- Nước trộn bêtông : Trong nước khơng có tạp chất ảnh hưởng đến độ ninh kết hóa cứng bình thường ximăng Các loại nước bẩn, có dầu, mỡ, đường , nước có trị số pH 4, nước có hàm lượng Sunphat (tính theo lượng SO4) vượt 1% không dùng để trộn bêtông, không dùng nước biển để trộn bêtông Trước đổ bêtơng phải thử mẫu nước nguồn nước cung cấp 5- Chất phụ gia : - Cho phép dùng phụ gia phù hợp với tiêu chuẩn nhà nước - Chất phụ gia bêtông phải thỏa mãn điều kiện sau : a- Không ăn mòn cốt thép b- Liều lượng phụ gia tùy thuộc theo loại ximăng phải qua thí nghiệm xác định c- Khi dùng phụ gia phải pha thành dung dịch trước với nước 6- Liều lượng pha trộn bêtông : a- Trước đổ 01 lơ sản phẩm cống trịn phải thiết kế cấp phối theo loại ximăng cốt liệu thực tế; làm mẫu thí nghiệm có tăng giảm 10% ximăng cốt liệu 5% b- - Khống chế độ sụt khơng có phụ gia Ah cm c- - Khống chế độ sụt có phụ gia Ah cm d- - Tỉ lệ nước ximăng N/X = 0.39 ÷ 0.43 e- b- Khống chế sai số liều lượng : f- - Nước ximăng sai số 1% g- - Cốt liệu đá cát sai số 2% h- c- Nếu thay đổi loại, lô ximăng mỏ cấp phối thô mịn, cần phải thiết kế lại cấp phối i- d- Cứ 50m3 bêtơng phải thí nghiệm tổ mẫu bêtông cho phép nghiệm thu sản phẩm khơng có mẫu nhỏ 90% cường độ thiết kế jk- 7- Cốt thép : l- - Dùng cốt thép bon thấp kéo nguội, phù hợp với yêu cầu bảng sau m- (TCVN 6288:1997) : nĐường kính Giới hạn chảy cực tiểu Giới hạn bền kéo Độ dãn dài tương đối Rpo,2 Rm (mm) (N/mm2) (N/mm2) (%) – 12 500 550 12 Uốn nguội D 1800 d=a op- a- Trên mặt cốt thép khơng có vết nứt, dập, xoắn, vẩy sắt, dầu mỡ q- b- Sai số đường kính cốt thép ± 0.2 mm, kiểm tra có tính chất đại diện r- c- Diện tích cốt thép không nhỏ so với thiết kế 5% s- d- Cường độ cốt thép không nhỏ so với thiết kế 5% t- - Cứ 20 thép cần thí nghiệm tổ mẫu gồm : u- + mẫu kéo (ISO 6892) v- + mẫu uốn nguội (TCVN 6287:1997) w- + mẫu hàn (TCVN 5403:1991) x- Trong mẫu kéo cần phải có tiêu sau : y- - Giới hạn chảy cực tiểu Rpo,2 z- - Giới hạn bền kéo Rm aa- - Độ dãn dài tương đối bb-Cho phép nghiệm thu có giới hạn chảy thấp 5% so với cường độ thiết kế cc- Hàn nối cốt thép : mặt cắt cống trịn khơng hàn nối 25% tổng số thép mặt cắt ddee- - Hàn đối đầu thép khơng sai số 0.1 đường kính - Nếu hàn thép so le phải uốn thép cho trùng tim thép, đường hàn bên dài 10d (d đường kính thanh), hàn bên chiều dài hàn 5d, chiều cao mối hàn theo quy định quy trình hàn ffgg- - Khoảng cách cốt thép dọc sai số với thiết kế 10 mm hh- - Khoảng cách cốt thép đai sai số với thiết kế 10 mm ii- - Lớp bảo vệ sai số với thiết kế ± mm jjkk- ll- II- SAI SỐ KÍCH THƯỚC CHO PHÉP CỦA CỐNG TRỊN : mm- Ký hiệu kích thước cho phép 16 loại cống TECHNICAL DESIGN EXPLANATION OF REINFORCED CONCRETE PIPE (USING COLD-REDUCED STEEL WIRE) Manufactured at Hung Vuong Cons Co.,Ltd by Roller-Compacted Process ******** I- FOUNDATIONS : - Technical economic Contract No : 111/HĐ-VKHCN-05, on Sep 9th 2005 on the formal design of all R.C pipe types D300, D400, D500, D600, D700, D800, D900, D1000, D1200, D1500, D1800, D2000, D2300, D2500, D3000, D3600 (mm), length L = 2500 mm, manufactured by Roller-compacted process - TCVN 5574:1991 Reinforced Concrete Structures-Design Standard - TCVN 6288:1997 (ISO 10544:1992) Cold-reduced Steel Wire for The Reinforcement of Concrete and The Manufacture of Welded Fabric - TCXDVN 267:2002 Welded Steel Mesh for The Reinforcement of Concrete-Standard for Design, Placing and Acceptance - Regulation of bridge-culvert design based on the limited states which is published according to the Decision No 2057 QĐ/KT4 dated Sep 19th 1979 from Ministry of Transport - Construction normative and the approval of concrete structure and the whole mass reinforced concrete TCVN 4453-87 and standards of other related branches II- CONTENT OF DESIGN : 1- All types of pipe : R.C pipe manufactured by Roller-Compacted Process for load and pavement includes : No Internal diameter Wall thickness Effective length of (mm) (mm) piece of pipe (mm) 300 50 2500 400 55 2500 500 60 2500 600 70 2500 700 80 2500 800 80 2500 900 90 2500 1000 100 2500 1200 120 2500 10 1500 130 2500 11 1800 150 2500 12 2000 160 2500 13 2300 190 2500 14 2500 210 2500 15 3000 250 2500 16 3600 300 2500 2- Design load : - Static load: The thickness of back filling soil over pipe edge is range from 0.5m to 4.0m - Standard inner friction angle tc = 28o, standard natural weight tc = 1.8T/m3, compacted level K=0.95 - Live load : All pipe types is designed for types of live load : People group load of 300kg/m (pipe under pavement), vehicle group load of H10-X60 (pipes under live load), vehicle group load of H30-XB80 (pipes under live load) 3- Calculation of pipe structure : Calculation for two groups of limited state : Limited state No : State of strength, Limited state No : State of crack appearance 4- Material : Concrete : Supplied by obligatory mix station grade 300, aggregate 5x15 mm Steel mesh is made of cold-reduced low carbon steel wire, which has minimum strength of 3800 Kg/cm2 5- Pipe joints : Pipe joint is carried out by the connection between yin end and yang end of piece of pipe Material for closing pipe joint is rubber gasket 6- Culvert gate of upstream and downstream : Based on the design of each detail construction to ensures good enough for collect water and drainage, to prevent the erosion of pipe foundation III- PIPE INSTALLATION CONDITIONS ANDS USE: Based on the geology conditions of each project at the position of pipe installation, it will be chosen the suitable pipe foundation, the structure of pipe structure will be ensured IN minimum the following conditions: - Efoundation 600 kg/cm2 and not to put directly pipe over the rock foundation - When the foundation under bottom of pipe have bearing strength of Rtc It will be able to put directly pipe over the natural foundation after leveling 2,5 kg/cm2 : - When the foundation under bottom of pipe has bearing strength of Rtc It will be able to put pipe over the foundation made by compacted macadam 1,5 kg/cm2 : - When the foundation under bottom of pipe have bearing strength of Rtc It will be able to put pipe over concrete foundation continuously along pipeline 1,0 kg/cm2 : - When the foundation under bottom of pipe is the bearing strength of Rtc 1,0 kg/cm2 : It is required to have the method for support of foundation and put pipe over reinforced concrete foundation These foundation will be applicated continuously along pipeline and the quantity of foundation will have the chord corresponding to the angle at center 900 These foundation will be able to installed on site or prefabricated in each piece The consultant engineer will approve treating the foundation specific IV- CHARACTERISTIC OF TECHNOLOGY : The precise control of concrete production and rollerhead compacted method makes high quality thin wall pipe that exceeds the advanced requirements : excellent concrete compaction, no spiral stress inside of pipe, ability of standing high hydraulic pressure, excellent abrasion resistance, accurate dimension, joint installation assuring watertight and without leakage TECHNICAL DESIGN STANDARD AND QUALITY APPROVAL OF REINFORED CONCRETE PIPE WITH ROLLER-COMPACTED PROCESS (USING COLD-REDUCED STEEL WIRE) (Application for pipe manufactured in HUNG VUONG CONSTRUCTION CO.,LTD) ********** When approving the R.C round pipe manufactured in Hung Vuong Construction Co.,Ltd, besides comply with the Branch Standard 20TCN 60-84, that is the regulation of construction and the approval of concrete structure and the whole mass reinforced concrete TCVN 4453-87, it will be necessary to apply the detail standard about the material for pipe manufacturing and the allowable dimension tolerance of pipe structure, such as : I- STANDARD OF THE MATERIAL FOR PIPE MANUFACTURING : 1- Cement : That is the normal Silicate Cement Grade : The minimum cement grade will be 1.3 times of concrete grade designed for R.C pipe Design of concrete grade for R.C round pipe manufactured by Roller-Compacted process is 300 kg/cm2, and the corresponding cement is PC30 (according to Standard TCVN 2682-1992) General regulations to choose cement : 1- Fine degree : Cumulative percent passing on the sieve with 4900 holes will not exceed 10% 2- Time of beginning to harden will not exceed 12 hours 3- Strength : 400 kg/cm2 (quick method) It will be analyzed for one set each of cement lot (50 ton), and will be re-analyzed in the case cement lot is required to store over a month 2- Raw material : 2.1- Stone : Coarse aggregate using for concrete installation into R.C round pipe with Roller-Compacted Process will be limestone or crushed cobble, if using other stone sample for crushing it will be experimented Condition of limestone : a- Size : Size of the largest stone will not exceed ¼ of the dimension of component section and will not exceed ¾ of the minimum distance between reinforced bars b- Standard content for macadam : + Content for macadam – 15 mm Round sieve sizes (mm) Cumulative percent passing ratio by weight (%) 10 15 20 – 12 20 - 50 90 – 100 100 c- Content of delicate stone : will not exceed 25% of weight d- Content of harmful mixture : - Content of sulfur or sulfate (calculate by SO3) will not exceed 1% of weight - Content of muddy soil (testing by washing method) will not exceed 1% of weight - There will not have weathered rock e- Miscellaneous matter : Testing by sulfate and sulfite sodium method, discrease weight will not exceed 1% f- Technical condition of stone : Stone sample for testing will be in saturated state, strength for pressed standing will be 800 kg/cm2 g- Each of one lot 250m3 macadam will be taken one testing sample 2.2- Fine aggregate : Using sand with the following standards : a- Sand : will be natural sand of river (clean and hard) b- Content of grain : - Content of sand with dimension under 0.15 mm will not exceed 3% - Content of sand with dimension from 0.15 mm to 0.3 mm will not exceed 15% - Content of sand with dimension from mm to 10 mm will not exceed 5% Standard content of sand: Diameter of round sieve (mm) Percent over sieve in accumulation (%) 1.2 0.3 0.15 0–5 35 – 55 85 – 95 97 - 100 3- Content of harmful matter : - Content of muddy soil will not exceed 3% of weight (tested by washing method) - Content of mica will not exceed 1% of weight - Content of sulfur and sulfate (calculate by SO3) will not exceed 1% of weight 4- Water for mixing concrete : There is not mixture that influence to the coagulation and normal hardening of cement Dirty water, water with oil, gease, sugar , water with PH degree 4, water with sulfate content (calculate by SO4) exceed 1% will not be used for mixing concrete, not to use sea water for mixing concrete Before installing concrete, water sample will be tested at least times at the source of supplying water 5- Admixture : - Allow to use the admixture that suitable to the government standard - The admixture will be satisfied these following conditions : a- Not to erode steel in concrete b- Quantity of admixture will depend on the type of cement and will be pass the testing for checking c- When using admixture, it will be mix up with water into solution previously 6- Dosage for mixing concrete : a- Before manufacturing one lot of R.C round pipe, it will design the content based on cement type and practical aggregate; making tested sample with increase and decrease 10% of cement and 5% of aggregate - Control the slump without admixture: Ah cm - Control the slump with admixture Ah cm - The ratio of water above cement N/X = 0.39 ÷ 0.43 b- Control the tolerance of dosage : - Tolerance of water and cement is 1% - Tolerance of sand and stone is 2% c- If changing type, lot of cement, content of coarse and fine, it will be necessary to recalculate the dosage of mixing d- Each of 50m3 concrete will have one tested sample and it will be permitted to approve if there will not have any sample that smaller 90% of designed strength 7- Reinforcement : - Using cold-reduced low carbon steel wire that be suitable to the requirement in the following table (TCVN 6288:1997) : Diameter Specified minimum Ultimate tensile Stretch factor D yield strength strength Rpo,2 Rm (mm) (N/mm2) (N/mm2) (%) – 12 500 550 12 Cold bending 1800 d=a a- There will not have crack, batter, twist, and steel scab, lubricant over steel b- Diameter tolerance of steel will be ±0.2 mm, checking in random c- Area of steel will not be 5% smaller than in design d- Strength of steel will not be 5% smaller than in design - Each of 20 ton steel need to testing sample group: + sample for extensive (ISO 6892) + sample for cold bending (TCVN 6287:1997) + sample for welding (TCVN 5403:1991) In the sample for extensive, it will be necessary to have the following figures : - Specified minimum yield strength Rpo,2 - Ultimate tensile strength Rm - Stretch factor Allow to approve with the melting limit that is 5% smaller than the designed strength Connected welding of steel : It will not be welded 25% of total steel more than in one section of R.C pipe - The tolerance of connected welding between two reinforced bar will not be 0.1 of diameter - If welding two alternate reinforced bar, it will be bended in the line of bar, the welding line in one side will be 10d (d: diameter of bar), if welding in two side the welding length is 5d The height of welding point will be based on the welding regulation - Distance of longitudinal reinforce has the tolerance 10 mm compare to the design - Distance of steel belt has the tolerance 10 mm compare to the design - The concrete cover has the tolerance ± mm compare to the design II- THE ALLOWABLE TOLERANCE ABOUT DIMENSION OF R.C ROUND PIPE : The symbol of allowable tolerance of 16 pipe types