đồ án môn học kỹ thuật thi công i thi công san đất và đổ bê tông cốt thép toàn khối

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THI CÔNG IThi công san đất và đổ bê tông cốt thép toàn khối - Họ và tên sinh viên: Trần Quang Vương - Người ra đề và hướng dẫn: ThS.. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thiết kế bi

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THI CÔNG I

Thi công san đất và đổ bê tông cốt thép toàn khối

- Họ và tên sinh viên: Trần Quang Vương

- Người ra đề và hướng dẫn: ThS Đoàn Vĩnh Phúc

I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Thiết kế biện pháp xây lắp và tổ chức thi công quá trình thành phần công tác: san đất và đổ bê tông cốt thép tại chỗ

II SỐ LIỆU THIẾT KẾ

1 Phần san đất

- Kích thước khu đất: Theo phương ngang trên bình đồ từ 60 đến 180 (m);

Theo phương đứng trên bình đồ từ 60 đến 140 (m)

- Cấp đất: 3 Độ chênh cao đường đồng mức: 0,55 (m)

- Cao độ tính toán của đường đồng mức thấp nhất : 9,3 (m)

- Đường đồng mức có cao độ thấp nhất được quy ước là đường đồng mức thuộc ranh giới khu đất cho trong đề bài này và nằm phía dưới cùng so với các đường đồng mức khác trong cùng khu đất đã cho

2 Phần bê tông

- Phương pháp đổ BT: thủ công - Loại ván khuôn: thép

- Kích thước console bằng kích thước dầm phụ

- Kích thước giằng/dầm móng = 200x300 (cm)

- Vị trí khe lún tại trục số: 11

- Hệ số mái dốc m và độ tơi xốp được tra bảng (giáo trình)

PHẦN I CÔNG TÁC SAN LẤP MẶT BẰNG I/ Thiết kế san bằng khu vực xây dựng

Tính toán san bằng khu vực xây dựng theo yêu cầu cân bằng khối lượng đất đào và đắp

I.1/ Chia khu vực xây dựng thành các ô vuông

Chia khu vực cần san bằng thành các ô vuông có cạnh dài 20m để tạo ra những ô vuông có bề mặt tương đối bằng phẳng Phân chia các ô vuông thành các ô tam giác bằng cách vẽ các đường chéo hình vuông xuôi theo các đường đồng mức Ta được 48 ô tam giác được đánh số thứ tự từ 1 đến 48

Hình 1.1 - Bình đồ khu đất

A

B

I

L

HA

HB

H I

I.2/ Xác định cao trình tự nhiên (H i ) tại các đỉnh ô tam giác

Vẽ 1 đường thẳng vuông góc với cả 2 đường đồng mức để xác định L, dùng thước để xác định khoảng cách từ A đến I được x Biết được độ cao 2 đường đồng mức qua A và B.Từ

đó suy ra Hl

Cao trình tự nhiên tại các đỉnh ô tam giác được xác định bằng phương pháp nội suy đường đồng mức Công thức tính như sau:

Hi = Ha +

ΔHH

L x

Bảng 1.1 - Xác định cao trình thi công các đỉnh tam giác

1 13.85 1316.8722 16034.6807 0.0821265 0.35 13.87874 12.66 1.22

3 13.5 10871.7579 13257.6088 0.82003912 0.35 13.78701 12.66 1.13

5 13.5 5297.2613 12124.7402 0.43689689 0.35 13.65291 12.66 0.99

7 13.5 1089.4338 12273.6984 0.08876166 0.35 13.53107 12.66 0.87

9 13.15 10430.4205 12958.2561 0.80492471 0.35 13.43172 12.66 0.77

11 13.15 23598.7267 26634.1245 0.88603351 0.35 13.46011 12.66 0.80

13 13.15 10445.9136 19245.4985 0.54277179 0.35 13.33997 12.66 0.68

15 12.8 3740.5414 18230.123 0.20518465 0.35 12.87181 12.66 0.21

17 12.8 23350.0636 25660.4274 0.90996394 0.35 13.11849 12.66 0.46

19 12.8 17729.3823 27289.7661 0.64967146 0.35 13.02739 12.66 0.37

21 12.8 5819.0613 18995.2544 0.3063429 0.35 12.90722 12.66 0.25

23 12.8 17420.082 22360.3669 0.77906065 0.35 13.07267 12.66 0.41

25 12.8 10395.3454 26374.6609 0.39414139 0.35 12.93795 12.66 0.28

27 12.8 4515.5931 28272.673 0.15971582 0.35 12.8559 12.66 0.20

29 12.45 16551.4354 18212.8411 0.90877833 0.35 12.76807 12.66 0.11

31 12.8 5819.0613 18995.2544 0.3063429 0.35 12.90722 12.66 0.25

33 12.45 17836.6216 19116.2923 0.93305864 0.35 12.77657 12.66 0.12

35 12.45 10193.22 18728.069 0.54427501 0.35 12.6405 12.66 -0.02

37 12.45 2505.5728 17536.2256 0.14287982 0.35 12.50001 12.66 -0.16

39 12.1 8811.3971 12147.274 0.72538062 0.35 12.35388 12.66 -0.31

10 12.8 9551.7755 24299.0049 0.39309328 0.35 12.93758 12.66 0.28

20 12.45 12366.9868 20720.7712 0.59684008 0.35 12.65889 12.66 0.00

30 12.1 4968.2724 12587.1814 0.39470889 0.35 12.23815 12.66 -0.42



40 11.4 20284.5033 34951.2066 0.58036632 0.35 11.60313 12.66 -1.06

38 11.75 4632.3451 15058.0965 0.30763152 0.35 11.85767 12.66 -0.80

36 11.75 11655.1911 14118.7264 0.82551292 0.35 12.03893 12.66 -0.62

34 12.1 1244.9357 9473.2545 0.13141584 0.35 12.146 12.66 -0.51

32 12.1 4368.0169 5615.9505 0.77778764 0.35 12.37223 12.66 -0.29

Kết quả tính toán ghi trên bình đồ khu vực san bằng

I.3/ Xác định cao trình san bằng H o

Theo yêu cầu cân bằng khối lượng đất đào và đắp, cao trình san bằng Ho được xác định theo công thức:

Ho =

1×∑H I1+2×∑H I2+3×∑H3I+6×∑H I6

3 n

Trong đó:

∑H i1 , ∑H i2 ,…, ∑H i6 lần lượt là tổng giá trị độ cao tự nhiên của

đỉnh thứ i có 1, 2,…, 6 tam giác hội tụ vào

n là số ô tam giác có trên mặt bằng ( n = 40)

Tính toán ta được:

∑H i1 = 25.48187 m

2 ∑H i2 = 27.78247 m

3 ∑H i3 = 131.22044 m

6 ∑H i6 = 174.26321 m

Vậy cao trình san bằng Ho = 12.66 m

I.4/ Xác định cao trình thi công của các đỉnh ô tam giác (h i )

Cao trình thi công được xác định theo công thức: h i = H i - H o

Số liệu tính toán được ghi trong bảng 1.1

Bảng 1.2 - Xác định cao trình thi công các đỉnh tam giác

ô

tam

1 13.87874 13.46011 13.78701 12.66 1.22 0.8 1.13

28 12.35388 12.50001 12.76807 12.66 -0.31 -0.16 0.11

32 12.37223 12.49062 12.77657 12.66 -0.29 -0.17 0.12

36 12.03893 12.50001 12.50001 12.66 -0.62 -0.51 -0.16

37 12.50001 12.03893 12.35388 12.66 -0.16 -0.62 -0.31

38 11.85767 12.03893 12.35388 12.66 -0.8 -0.62 -0.31

39 12.35388 11.85767 12.35388 12.66 -0.31 -0.8 -0.42

40 11.85767 12.35388 12.35388 12.66 -1.06 -0.8 -0.42

Hình 1.2 - Độ cao tự nhiên và độ cao thi công

I.5/ Xác định khối lượng đất của các ô tam giác

1/ Các ô hoàn toàn đào hoặc đắp tính theo công thức

Ho h

h 3

a

a

h

2

H

h

1

Vnêm

Vchóp

a

a

Hình 2: Trường hợp h1 ,h2 ,h3 cùng dấu

- Các ô hoàn toàn đào hay đắp đối với các ô tam giác có cạnh a

Vđào(đắp) =

a2

6 (±h1±h2±h3)

(*) Với h1 ,h2 ,h3 : Lấy giá trị đại số

- Các ô có cả phần đào và đắp (độ cao các đỉnh khác dấu)

Kí hiệu các đỉnh khác dấu là h1

2/ Các ô chuyển tiếp gồm hai phần tính theo công thức

V∆ =

a2×h13

6×(h1+h2)×(h1+h3)

Vnêm = V- V∆ [với V tính theo công thức (*)]

Số liệu tính toán được ghi trong bảng 1.2

3

Bảng 1.3 - Bảng xác định khối lượng đất các ô tam giác

1.13 0.68 0.99 0.9333333 200 186.66667 0 186.6666667 0 0.21 0.68 0.99 0.6266667 200 125.33333 0 125.3333333 0

0.513333

102.6666

102.666666

0.87 2.46 0.77 1.3666667 200 273.33333 0 273.3333333 0

0.28 0.37 0.63 0.4266667 200 85.333333 0 85.33333333 0

0.576666

115.3333

115.333333

0.41 0.25 0.68 0.4466667 200 89.333333 0 89.33333333 0 0.68 0.41 0.21 0.4333333 200 86.666667 0 86.66666667 0

0.983333

196.6666

196.666666

0.2 0.28 0.46 0.3133333 200 62.666667 0 62.66666667 0 0.46 0.2 0.37 0.3433333 200 68.666667 0 68.66666667 0 0.11 0.2 0.37 0.2266667 200 45.333333 0 45.33333333 0

0.253333

50.66666

50.6666666

0.25 0.25 0.41 0.3033333 200 60.666667 0 60.66666667 0 0.12 0.12 0.41 0.2166667 200 43.333333 0 43.33333333 0

-0.02 0.12 0.28 0.1266667 200 25.333333 -0.0127 25.34603175

-0.0126984

1 0.28 -0.02 0.2 0.1533333 200 30.666667

-0.0080

8 30.67474747

-0.0080808

1 -0.16 -0.02 0.2

0.006666

1.333333

3

6.7340 1

6.73400673

4

-5.4006734

-2.8093

3 12.80932785

-2.8093278

5

0.7824 8

0.78248089

4

-24.782480

9

1

mh1

l



h2

mh2

1

mh1

mh

1

mh1

h1

15.253968

3 -0.42 -0.31 0 0.243333- 200 48.66667

-16.109

6 32.5570776- 16.109589 -0.25 -0.17 0.12

0.066666

13.33333

3

-2.6891 1

16.0224411

6

-2.6891078

3 -0.29 -0.17 0.12 0.113333- 200 22.66667- 0.96888 0.968881413

-23.635548

1 0.12 -0.51 -0.02

-0.136667 200

-27.33333

1.3061 2

1.30612244

9

-28.639455

8 -0.51 -0.29 -0.02 0.273333- 200 54.66667- 0 0

-54.666666

7

-0.16 -0.62 -0.31 0.363333- 200 72.66667- 0 0

-72.666666

7

-115.33333

3

I.6/ Xác định khối lượng đất mái dốc

Do đất có mái dốc nên khi san cần phải tiến hành tính toán đất tạo mái dốc xung quanh

vùng đất san để tráng hiện tượng sụt lở

Hình 4: Các trường hóp tính toán khối lượng đất mái dốc

Đất mái dốc đào hoặc đắp được tính theo công thức

V Ι=±

1

6m.h1

2.l

V

∐¿ =± 1

4m.a (h1

2

+h

2

2

)¿

1

3m

2h13

m: là hệ số mái dốc m = 0,67 (đất cấp 3)

Số liệu tính toán ghi trong bảng 1.3

Bảng 1.3 Xác định khối lượng ô mái dốc

1.11

0.39

-0.4

0.49

-0.36

-1.18

V9 V10 V11 V12

V14 V16

V17 V18

V19 V20

V21

V22

V23

V24

V13 V15

V25

V26

Hình 1.3 - Vị trí ô mái dốc

Bảng 1.4 - Bảng xác định khối lượng đất các ô mái dốc

V1 3 1.65 0.67 0.67

I.7/ Xác định tổng khối lượng đất đào và đắp

Tổng khối lượng đất đào:

Vđào = ∑Vđào +Vmd đào = 2676.67+ 103.93 = 3860.4 (m3) Tổng khối lượng đất đắp:

Vđắp = ∑Vđắp + Vmd đắp = 2676.67+ 113.36 = 3869.83 (m3)

- Xét độ tơi xốp của đất : Đất khu vực thi công là đất cấp II có hệ số tơi xốp cuối cùng là 0.04

Vđào = 3860.4 x (1+0,04) = 4014.82 (m3)

- Sai số giữa khối lượng đào và đắp là:

V = - (3869.83 – 4014.82) = 144.99 (m3)

ΔHV

V =

144 99

3869 83=3 75 %

% < 5%

 vậy thỏa mãn điều kiện

II/ Xác định hướng vận chuyển và khoảng cách vận chuyển trung bình

Dùng phương pháp đồ thị để xác định hướng vận chuyển và khoảng cách vận chuyển trung bình

Hình 1.4 - Biểu đồ Cutinop

Từ biểu đồ Cutinop, xác định được hướng vận chuyển và khoảng cách vận chuyển trung bình như sau:

Khoảng cách vận chuyển đất theo phương ngang LX là:

LX =

W X

65289.73

Khoảng cách vận chuyển đất theo phương dọc LY là:

LY =

W Y

184670.96

Khoảng cách vận chuyển trung bình là:

+290.28 +273.99

+222.47

+250.93 +200.62

+237.17 +191.93

+224.43 +182.09

+194.05 +143.70

+166.66 +146.46 +117.42 +98.15 +89.72 +68.47

+117.58 +91.73 +60.21 +40.05 +31.89

-18.97 -0.01

-0.27 -2.03 -6.68

-0.98 +12.91

+31.32 -6.84 +5.03 -40.46

+17.29 -14.36 +0.67 -67.01

+2.16 -36.92 -106.0

-71.14 -132.4

-87.46 -146.2

-107.1 -171.2

-224.7 -270.1

-236.5 -281.8

-255.6 -299.8

-131.6 -190.6

-163.7 -227.0

-200.8 -258.3

+0.67 + 17.7 + 16.21 + 14.49 + 13.14 + 11.44 + 8.05 +0.12

+ 3.7

+0.36

-0.09

- 5.1

-14.23

-0.72

- 18.47

- 17.16

- 16.1 -14.89

-12.53 -9.32

-0.18

-4.37

-0.19

+13.25

+4.64

+0.16

-383.57 -868.17

-1485.09

-2201.50

-2977.57

+3860.4

+894.35

+1663.17

+2309.01 +2889.45

+3429.02 -3869.82

-2848.49

-3840.79

-3869.82

+56.62 +1102.9 +3860.4

Wx = 652897254

.1064

-3869.82

W

+247.07 2 0

1

0

3

0

5

0

7

0

9

0

11 0

14 0

13

0

15

17

19

21

24 23

0 0 38

37

0 0 40

39

0 0 42

41

0 0 44

43

0 0 46

45

0 0 48 47

0 0 36

35 0

0 34

33 0

0 32

31 30

29 28

27 26 25

0

20000

A

B

C

D

E

20000 20000 20000 20000 20000

V9

V10

V11

V12

V14

V13

V21 V22

V23

V24

V25

V26

V16 V17

V18 V19

CHI TI? T 1

V(m3)

V(m3)

(m)

(m)

L = √ Lx2+ L2y = 50.74 (m)

II.1 Chọn máy thi công

- Khu vực san bằng là đất cấp III, vùng đất rộng, độ dốc nhỏ, khoảng cách vận chuyển không lớn nên ta chọn máy ủi KOMATSU - D31EX

Q= 3600 ×T × V × k d × k tg

T ck × k t

Trong đó: + V = 2,5 m3

+ kd = 1 – Hệ số phụ thuộc vào độ dốc + T = 8h – Thời gian 1 ca làm việc + ktg = 0.75 – Hệ số sử dụng thời gian + kt: Hệ số tơi xốp, với đất cấp III – đất sét -> Chọn kt = 1.3 + Tck: Chu kì công tác (s)

T ck= l đ

V đ+

l v

V v+t c+t h+2t q

- lđ, lv: quãng đường đi và về lđ = lv = 50.74 m

- Vđ, Vv: Vận tốc đi và về Vđ = 1.6 m/s, Vv = 3.48 m/s

- tc = 5s – thời gian gài số

- th = 2s – thời gian hạ lưỡi ủi

- tq = 10s – thời gian quay máy

T ck=50.74

1.6 +

50.74

3.48 +5+2+2× 10=73.3(s)

Năng suất máy ủi:

Q= 3600 ×8 × 2.5× 1× 0.75

73,3 ×1.3 =566,7(m

3

/ca)

Tổng số ngày công máy làm việc:

T =4014.82

566,7 =7,1(ngày )

→ Chọn 1 máy xúc làm việc 2 ca 1 ngày

Tổng thời gian san bằng khu đất là T =7,1

2 =3,55 ngày → 3,5 ngày

Vậy ta chọn T = 3,5 ngày để hoàn thành công tác san bằng hoàn toàn khu đất