Các bạn doawnload cả phần Winzar để có được bản vẽ nhé. Thiết kế cọc khoan nhồi mở rộng đáy hiện có khá mới mẻ tại VN. Do đó, tài liệu này dùng để tham khao rất bổ ích cho các bạn sinh viên làm đồ an, làm nghiên cứu khoa học được tốt hơn.
1 Mục lục Lời mở đầu Chơng 1: Tổng quan cọc khoan nhồi 1.1 Công nghệ khoan cọc nhồi 1.1.1 Các khái niệm cọc nhồi 1.1.2 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi 1.1.2.1 Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách 1.1.2.2 Cọc khoan nhồi không dùng ống vách 1.1.3 Công nghệ thi công cọc nhồi mở rộng đáy 1.1.3.1 Đặc điểm cọc khoan nhồi mở rộng đáy 1.1.3.2 Lĩnh vực sử dụng, u nhợc điểm 1.1.3.3 Công nghệ thi công cọc nhồi mở rộng đáy 1.1.4 Chế tạo dung dịch Bentonite (bùn khoan) 1.1.5 Chế tạo lồng cốt thép thả vào hố khoan cho cọc khoan nhồi mở 6 9 10 10 12 13 17 rộng đáy 1.1.6 Đổ bê tông cọc khoan nhồi mở rộng đáy 1.1.7 Kiểm tra chất lợng cọc khoan nhồi mở rộng đáy 1.2 Các loại máy thiết bị khoan cọc nhồi mở rộng đáy 19 19 21 23 1.2.1 Thiết bị khoan cọc nhồi mở rộng đáy 23 1.2.1.1 Các thiết bị khoan mở rộng đáy cọc phơng pháp khoan phản tuần hoàn 29 1.2.1.2 Các thiết bị khoan mở rộng đáy cọc phơng pháp khoan đất 29 1.2.2 Một số máy thiết bị khoan cọc nhồi mở rộng đáy thờng sử dụng Việt Nam 36 1.3 Lựa chọn phơng án thiết kế - Giới thiệu máy thiết kế - Nội dung đồ án tốt nghiệp 41 1.3.1 Lựa chọn phơng án thiết kế 41 1.3.2 Giới thiệu máy thiết kế 43 1.3.3 Nội dung đồ án tốt nghiệp 46 Chơng 2: Tính toán chung 46 2.1 Thông số máy thiết kế 2.1.1 Thông số hình học 2.1.2 Thông số trọng lợng 46 46 47 2.1.3 Thông số động học 2.2.Tính toán lực tác dụng lên cấu 2.2.1 Tính toán thiết kế thiết bị khoan cọc nhồi mở rộng đáy 2.2.1.1 Mô hình tính toán 2.2.1.2 Lập phơng trình chuyển động điểm lỡi cắt 47 48 48 48 2.2.1.3 Tính lực cản cắt đất 2.2.2 Tính lực nâng cần Kelly gầu khoan 49 51 55 2.2.3 Tính lực tác dụng lên xilanh nâng đầu khoan 56 2.2.4 Tính lực tác dụng lên xilanh điều chỉnh cần Kelly 57 2.2.5 Tính lực nâng cần Sc 58 2.2.6 Tính momen cản sinh quay bàn quay 59 2.2.7 Tính toán cấu di chuyển 61 2.3 Tính công suất cấu 62 2.3.1 Công suất thiết bị mở rộng đáy cọc khoan nhồi 2.3.2 Công suất nâng cần Kelly 2.3.3 Công suất cấu nâng đầu khoan 2.3.4 Công suất cấu điều chỉnh cần Kelly 2.3.5 Công suất cấu nâng cần 62 64 65 65 65 2.3.6 Công suất cấu quay máy 66 Chơng 3: Tính toán thiết kế gầu khoan mở rộng đáy 3.1 Sơ đồ cấu tạo gầu khoan mở rộng đáy 3.2 Tính toán thiết kế đẩy 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.6 3.2.7 Phân tích lực tác dụng lên đẩy xylanh mở cánh khoan Tính toán thiết kế xylanh mở cánh khoan Tính toán chốt liên kết đẩy cánh khoan Tính toán chốt liên kết đẩy giá đỡ Tính toán chốt liên kết cần xylanh giá đỡ Tính toán chốt liên kết cần Kelly gầu khoan 68 70 70 74 75 77 78 80 Chơng 4: Tính toán hệ thống thủy lực cho máy thiết kế 83 83 4.1 Giới thiệu chung thiết bị thủy lực 84 4.2 Sơ đồ hệ thống thủy lực chung máy thiết kế 86 4.3 Thiết kế mạch thủy lực đóng mở gầu 90 4.4 Thiết kế mạch thủy lực dẫn động đầu khoan Chơng 5: Một số quy định lắp dựng sử dụng 93 máy 93 5.1 Lắp dựng máy 5.2 Một số quy định sử dụng máy Kết luận chung 93 95 96 Tài liệu tham khảo Lời mở đầu Xây dựng phát triển công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp sở hạ tầng đóng vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế xã hội, nớc phát triển nh nớc ta Với việc ứng dụng công nghệ tiên tiến việc sử dụng máy thiết bị điều tất yếu Thực tế xây dựng nớc tiên tiến nh nớc ta chi việc xây dựng nhà cao tầng thiếu đợc cần trục có chiều cao nâng, tầm với, tải trọng nâng lớn, máy bơm bê tông đại nh nhiều thiết bị khác Đối với sinh viên máy xây dựng, để học hiểu biết tất loại máy móc thiết bị phục vụ cho trình xây dựng khó đòi hỏi thời gian lớn Do đó, trình làm đồ án tốt nghiệp, sinh viên sâu vể loại máy định Riêng thân em, điều kiện thực tế ham muốn tìm hiểu sâu phần thi công móng nên em chọn đề tài: Thiết kế thiết bị thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy bớc đầu cho trình học tập, nghiên cứu sau Đối với công trình cao tầng việc gia cố móng quan trọng, cọc khoan nhồi mở rộng đáy mang lại nhiều lợi ích to lớn mặt kinh tế nh thời gian thi công so với cọc khoan nhồi không mở rộng đáy, loại cọc giới đợc sử dụng phổ biến, Việt Nam cọc khoan nhồi mở rộng đáy thiết bị mở rộng đáy cọc khoan nhồi cha sản xuất chế tạo đợc thiết bị Vì lợ ích loại cọc khoan nhồi mở rộng đáy mang lại nên việc nghiên cứu tìm hiểu thiết bị khoan cọc nhồi mở rộng đáy cấp thiết để khai thác hết khả thiết bị, làm chủ công nghệ tiên tới chế tạo thành công thiết bị Trong trình làm Đồ án tốt nghiệp đợc hớng dẫn giúp đỡ tận tình thầy giáo PGS.TS.Trơng Quốc Thành , em hoàn thành đồ án thời hạn đầy đủ khối lợng mà môn giao Em vô cảm ơn giúp đỡ thầy, thầy bổ xung cho em khối lợng kiến thức lớn giúp em hiểu ngành nghề sâu vào trình làm việc sau Tuy nhiên, thời gian, trình độ có hạn chắn tránh khỏi sai sót, em mong bảo thầy cô bạn để kiến thức khoa học kỹ thuật em ngày hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2011 Sinh viên Trần Thanh Hải Chơng 1: Tổng quan cọc khoan nhồi 1.1 Công nghệ khoan cọc nhồi 1.1.1 Các khái niệm cọc nhồi Cọc nhồi loại cọc đợc chế tạo chỗ cách khoan hố khoan đất, sau trực tiếp rót vật liệu (bê tông, bê tông cốt thép cát) vào hố để tạo thành cọc Loại cọc khắc phục đợc nhiều nhợc điểm phơng pháp hạ cọc cứng vào đất nh chiều sâu, tiết diện cọc giới hạn, yếu tố môi trờng Vì vậy, yêu cầu đờng kính cọc, chiều sâu cọc lớn tốt sử dụng cọc khoan nhồi Kích thớc cọc khoan nhồi cho phép từ 1,00m đến 3,00m qua địa tầng với chiều sâu từ 10m đế 120m Công nghệ công cọc khoan nhồi đờng kính lớn giải đợc vấn đề kỹ thuật móng sâu điều kiện địa chất phức tạp Từ thập kỷ 60 đến thập kỷ 80 kỷ 20, phơng pháp thiết kế công nghệ thi công đợc phát triển mạnh cọc khoan nhồi đợc xem nh hệ thống hệ móng tin cậy cho công trình giao thông Mỹ, Anh số nớc khác Cọc khoan nhồi ngày phát triển đợc sử dụng rộng rãi hầu hết nớc giới phơng pháp thi công móng cho hầu hết công trình chịu tải trọng lớn nh nhà cao tầng, móng trụ cầu Trong trình sử dụng, nhiều công nghệ thi công thích hợp đợc áp dụng nhằm nâng cao sức mang tải cọc khoan nhồi làm giảm đáng kể giá thành móng Thế nhng việc thi công cọc khoan nhồi đợc áp dụng đại trà vào Việt Nam, chủ yếu công ty liên doanh nớc đầu t, nhng lịch sử phát triển cọc nhồi đợc ghi nhận sớm Trong khoảng chục năm trở lại đây, với xuất nhiều công trình giao thông, thuỷ lợi, đặc biệt nhà cao tầng công nghiệp đòi hỏi chất lợng công trình khắt khe việc lựa chọn đợc giải pháp móng hợp lý đợc quan tâm Giải pháp cọc nhồi thuộc loại móng công trình khuất, có nhiều u điểm nh thi công ồn, rung động thiết kế chọn kích thớc cọc linh hoạt phù hợp với tải trọng công trình địa tầng xây dựng thay đổi nên thay móng bè, móng hộp, móng khối, móng trụ móng cọc đúc sẵn không đủ lợng đóng cọc tới tầng đất sâu Vì vậy, móng cọc khoan nhồi ngày đợc a chuộng phát triển mạnh mẽ Việt Nam Theo phơng thức truyền tải xuống ngời ta phân loại cọc nhồi nh sau (Hình 1.1): a) Cọc tựa Là loại cọc mà đầu cọc đợc tựa lên tầng đất cứng chịu lực Tải trọng truyền từ đầu cọc xuống Trong trờng hợp ngời ta không tính đến ma sát thân cọc với đất Cọc tựa đợc chia làm loại: - Cọc tựa hình trụ gọi cọc thẳng - Cọc mở rộng đáy: loại cọc ngày phát triển đợc ứng dụng rộng rãi có u điểm lớn khả chịu lực kinh tế b) Cọc ma sát Là loại cọc mà đợc thiết kế chịu tải trọng nhờ ma sát thân cọc với đất, không tính đến lực cản đầu cọc c) Cọc kết hợp Là loại cọc vừa chịu tải đầu cọc, vừa chịu lực ma sát, cọc có kết cấu giống nh hai loại nhng tải trọng công trình truyền qua đầu cọc ma sát thành bên Tầng đất yếu Tầng đất yếu Tầng đất cứng Tầng đất cứng áp lực đầu cọc a Cọc tựa áp lực đầu cọc b Cọc mở rộng đáy với góc mở 30 b1 Đáy mở rộng dạng chuông b2 Đáy mở rộng dạng vòm Tầng đất yếu Tầng đất yếu Đất trung bình Đất trung bình Đá mềm/cứng Đá mếm/cứng Vách hố thô ráp Không có áp lực đầu cọc (giả thiết) Ma sát bên Vách hố thô ráp Ma sát bên áp lực đầu cọc c Cọc ma sát d Cọc kết hợp Hình 1.1 Các loại cọc khoan nhồi 1.1.2 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi Trên giới có nhiều công nghệ thiết bị thi công khoan nhồi nhng có hai nguyên lí đợc sử dụng tất phơng pháp thi công là: - Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách - Cọc khoan nhồi không dùng ống vách 1.1.2.1 Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách: Loại thờng đợc sử dụng thi công cọc nằm kề sát với công trình có sẵn điều kiện địa chất đặc biệt Cọc khoan nhồi có dùng ống vách thép thuận lợi cho thi công lo việc sập thành hố khoan, công trình bị bẩn sử dụng dung dịch Bentonite, chất lợng cọc cao Nhợc điểm phơng pháp máy thi công lớn, cồng kềnh, máy làm việc gây rung, tiếng ồn lớn khó thi công cọc có độ dài 30m 1.1.2.2 Cọc khoan nhồi không dùng ống vách: Đây công nghệ khoan phổ biến Ưu điểm phơng pháp thi công nhanh, đảm bảo vệ sinh môi trờng ảnh hởng đến công trình xung quanh Phơng pháp thích hợp với loại đất sét mềm, nửa cứng nửa mềm, đất cát mịn, cát thô lẫn sỏi có cỡ hạt từ 20-100mm Có phơng pháp dùng cọc khoan nhồi không sử dụng ống vách: a) Phơng pháp thổi rửa (phản tuần hoàn): Máy đào sử dụng guồng xoắn để phá đất, dung dịch Bentonite đợc bơm xuống hố để giữ vách hố đào Mùn khoang dung dịch đợc máy bơm máy nén khí đẩy từ hố khoan lên đa vào bể lắng để lọc tách dung dịch Bentonite tái sử dụng Công việc đặt cốt thép đổ bê tông tiến hành bình thờng - Ưu điểm: Phơng pháp có giá thiết bị rẻ, thi công đơn giản, giá thành hạ - Nhợc điểm: Tốc độ khoan chậm, chất lợng độ tin cậy cha cao b) Phơng pháp khoan gầu: Theo công nghệ khoan này, gầu khoan thờng có dạng thùng xoay cắt đất đợc đa Cần gầu khoan có dạng Ăng-ten, thờng đoạn truyền đợc chuyển động xoay từ máy đào xuống gầu nhờ hệ thống rãnh Vách hố khoan đợc giữ ổn định nhờ dung dịch Bentonite Quá trình tạo lỗ đợc thực dung dịch Bentonite Trong trình khoan thay gầu khác để phù hợp với đất đào để khắc phục dị tật lòng đất - Ưu điểm: Thi công nhanh, việc kiểm tra chất lợng dễ dàng thuận tiện, đảm bảo vệ sinh môi trờng làm ảnh hởng đến công trình lân cận - Nhợc điểm: Phải sử dụng thiết bị chuyên dụng giá đắt, giá thành cọc cao 10 Phơng pháp đòi hỏi quy trình công nghệ chặt chẽ, cán kỹ thuật công nhân phải thành thạo, có ý thức tổ chức kỷ luật cao Do phơng pháp khoan nhanh chất lợng đảm bào phơng pháp khác, nên công trình lớn Việt Nam chủ yếu sử dụng phơng pháp thiết bị Đức (Bauer), Italia (Soil-Mec)và Nhật Bản (Hitachi) 1.1.3 Công nghệ thi công cọc nhồi mở rộng đáy 1.1.3.1 Đặc điểm cọc khoan nhồi mở rộng đáy Cọc khoan nhồi mở rộng đáy cọc khoan nhồi có đờng kính đáy cọc đợc mở rộng đờng kính thân cọc Sức mang tải cọc tăng lên tăng sức mang tải dới mũi cọc Việc mở rộng đáy cọc nhồi đợc áp dụng từ cuối kỷ XIX nớc giới, phát triển mạnh đầu kỷ 90 kỷ XX Năm 2002, có thiết bị khoan đợc khoan với đờng kính tới 6m, xuống chiều sâu 80m với khả mở rộng đáy với đờng kính tới 10m Sức chịu tải cọc lên tới từ 1000 đến 2000 cọc thẳng từ 3000 đến 4000 cọc mở rộng đáy Việt Nam, ngày nhiều công trình xây dựng qui mô lớn, đòi hỏi nên móng có khả chịu tải lớn, theo công nghệ truyền thống chúng phải tăng số lợng cọc tăng đờng kính cọc, điều làm giá thành thi công công trình cao, giải pháp hợp lí mở rộng đáy cọc khoan nhồi để nâng cao khả chịu tải cọc Cùng với phát triển KHCN với xu hội nhập nhiều công ty, đơn vị thi công móng nớc trang bị cho máy móc thiết bị đại Hiện nay, mũi khoan chuyên dùng mở rộng cọc đáy khoan nhồi đợc vài đơn vị nhập đa vào công nghệ khoan cọc nhồi mở rộng đáy ứng dụng nớc Có thể kể đến nh Công ty TNHH TONECO, Công ty Cổ phần xây dựng móng JIKON 84 Chơng 4: Tính chọn hệ thống thủy lực cho máy thiết kế 4.1 Giới thiệu chung thiết bị thủy lực: Hiện thiết bị thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy nh thiết bị tơng tự khác thực việc đóng mở gầu lực cỡng Qua trình tìm hiểu phơng án thiết kế, tài liệu lý thuyết, tác giả nhận thấy đa phần ding hệ thống thủy lực để tạo lực đóng mở gầu cỡng Ưu điểm phơng án này: - Tạo lực đóng mở gầu lớn - Dễ điều khiển trình đóng mở, ổn định trình làm việc - Kết cấu gọn Cấu tạo hệ thống thủy lực bao gồm phần chính: - Phần biến đổi áp lực chất lỏng thành (động thủy lực), phổ biến có loại chính: - Tạo lực vận tốc (p,v): xylanh thủy lực - Tạo mômen vận tốc góc (M, ): mô tơ thủy lực 85 - Phần tạo áp lực chất lỏng (bơm thủy lực) - Phần điều chỉnh, điều khiển (hệ thống van ) Ngoài có phần phụ trợ nh bầu lọc, Giữa phần đợc nối với ống chịu áp lực cao tạo thành hệ thống thủy lực, dựa vào đặc điểm làm việc chia loại mạch thủy lực: - Mạch kín: mạch thủy lực tuần hoàn, dòng chất lỏng không quay thùng chứa (thờng mạch nối động thủy lực) - Mạch hở: mạch mà dòng chất lỏng có áp lên phần biến đổi áp lực sau thùng chứa (mạch thờng chứa xylanh thủy lực) áp lực làm việc hệ thống thủy lực máy xây dung phổ biến khoảng từ 12Mpa đến 30Mpa Khi thiết kế, trì áp lực làm việc mạch giá trị thích hợp sau tính chọn thiết bị làm việc đáp ứng yêu cầu làm việc đặt Theo t vấn số công ty chuyên thiết bị thủy lực thầy hớng dẫn, hệ thống thủy lực thiết kế phổ biến thiết kế điều kiện áp lực làm việc p = 16Mpa Khi tính toán bỏ qua tổn thất truyền động dầu thủy lực mạch thủy lực máy xây dung, để tính toán khó khăn Do thiết kế, dựa vào kinh nghiệm để chiết giảm áp lực thiết bị công tác Hiện chi tiết thủy lực hầu nh cha chế tạo đợc, tính toán thiết kế phần thủy lực ta tính theo phơng pháp tính chọn thiết bị Các thiết bị đợc chọn theo thông số kỹ thuật hãng chế tạo DELTA (Mỹ), SOILMEC (Italia), CML (Singapore), PARKER (Mỹ), ADAN (Anh) 4.2 Sơ đồ hệ thống thủy lực chung máy thiết kế Dựa vào tài liệu hớng dẫn, thực tế máy tơng tự có sẵn, ta có sơ đồ mạch thủy lực sơ nh sau: 86 Hình 4.1 Sơ đồ mạch thủy lực máy thiết kế Trong Thùng dầu 11 Tang tuyo thủy lực Bầu lọc thô 12 Khớp thủy lực Bơm thủy lực 13 Mô tơ thủy lực Van điều áp 14 Ngăn kéo phân chia Bộ lọc tinh 15 Tiết liệu điều khiển Van chiều 16 Xylanh mở cánh gầu khoan Bộ hạ nhiệt 17 Van chiều Bơm điều khiển 18 Đầu chờ Khóa thủy lực 19 Xylanh điều chỉnh cần Kelly 10 Bình tích áp 20 Xylanh nâng đầu khoan ống dẫn ống dẫn phụ Nguyên lý hoạt động chung: Dòng thủy lực đợc bơm thủy lực hút từ thùng dầu qua lọc thô tới ngăn kéo điều khiển, dòng thủy lực đ- 87 ợc phân phối vận hành mô tơ thủy lực để tang xylanh thủy lực để mở cánh gầu khoan Cuối theo đờng dầu hồi qua lọc tinh trở thùng dầu 4.3 Thiết kế mạch thủy lực đóng mở cánh khoan mở rộng đáy 4.3.1 Sơ đồ làm việc mạch thủy lực: 88 Hình 4.2 Sơ đồ mạch thủy lực đóng mở cánh gầu khoan mở rộng đáy Thùng dầu Bộ hạ nhiệt Bầu lọc thô 10 Bình tích áp Bơm thủy lực 14 Ngăn kéo phân chia Van điều áp 15 Tiết liệu điều khiển Bộ lọc tinh 16 Xylanh mở cánh gầu khoan 6, 17 Van chiều 18 Đầu chờ 4.3.2 Tính chọn thiết bị theo hãng PARKER (Mỹ) Tính chọn bình tích áp 19: 89 - Tác dụng bình tích áp tích trữ dòng chất lỏng có áp lực thừa hệ thống không ding hết cung cấp bơm cha đáp ứng kịp thời Theo thiết bị máy tơng tự ta chọn bình tích áp ASME-3500 tích áp theo kiểu piston, tỷ số nén 1:10 Tính chọn ngăn kéo phân chia 11: Ngăn kéo phân chia đợc điều khiển nguồn thủy lực, ta chọn ngăn kéo phân chia loại BV-06 áp lực làm việc tối đa 32 Mpa, với lu lợng thông qua đạt đợc 320 lít/phút Tính chọn van điều áp: Van điều áp có đờng dẫn chức làm việc nh sau: - Đảm bảo an toàn cho mạch thủy lực - Khi vợt áp lực cho phép dòng dầu thừa theo đờng ống phụ (nét đứt) bình tích áp Ta chọn loại XRHD102 Tính chọn van kép chiều: - Van kép chiều có tác dụng nguyên lý làm việc nh kết hợp van đơn chiều, khác biệt chúng làm việc liên động với Khi van đóng van mở ngợc lại Ta chọn van PASHP12 Tính chọn làm nguội 7: Nhiệt độ dòng thủy lực đờng dầu hồi thờng tăng lên trình chuyển động hệ thống thủy lực Khi nhiệt độ dầu tăng lên làm ảnh hởng tới khả làm việc dầu thủy lực, đờng dầu hồi ta đặt làm nguội để hạ thấp nhiệt độ dầu xuống điều kiện cho phép Ta chọn hạ nhiệt XKD 120 Tính chọn van chiều có trễ: 90 Van chiều có trễ có tác dụng cho phép dầu thủy lực theo chiều, vào lu lợng áp lực làm việc ta chọn van chiều loại DF83 Tính chọn van chiều trễ: Tơng tự nh van chiều có trễ, ta dựa vào áp lực lu lợng làm việc để chọn, chọn loại VCO41P Tính chọn xylanh đóng mở cánh khoan mở rộng: Hệ thống thủy lực thiết bị đợc thiết kế làm việc điều kiện áp lực 32 Mpa Khi tính toán áp lực xylanh cần xét đến tổn thất truyền động chất lỏng hệ thống thủy lực, để đơn giản theo kinh nghiệm thiết kế ta chiết giảm 5% áp lực thiết bị công tác Do áp lực tính toán cho xylanh làm việc là: p = 0,95.32 = 30,4 (Mpa) = 3,04 (kN/cm2) * Tính đờng kính ớt xylanh (D) theo /5/: áp dụng công thức: [ p] = Pxl Pxl D => D = [ p] Trong đó: - Pxl = 64,1 (kN), lực kéo lại lớn xylanh (tính toán trên) - [p] = 3,04 (kN/cm2), áp suất yêu cầu hệ thống thủy lực => D = 64,1 = 5,2 (cm) 3, 04 - Hành trình xylanh theo tính toán 430 (mm) - Đờng kính trục liên kết đầu cần piston theo 60 mm Do đất môi trờng không đồng nên ta chọn xylanh có đờng kính lớn tính toán để làm việc đợc gặp đất có độ cứng cao Theo Catalog hãng DEGO-Hydraulik Đức ta chọn xylanh có: - Đờng kính ớt xylanh D = 80 mm 91 - Đờng kính cần xylanh d = 56 mm - Diện tích ớt phần cần S1 = 50,24 cm2 - Diện tích ớt phần có cần S2 = 24,62 cm2 Tại áp lực làm việc ta tính đợc lực công tác tơng ứng là: - Lực đẩy ra: P1 = p.S1 = 3,04.50,24 = 152,7(kN) - Lực kéo lại: P2 = p.S2 = 3,04.24,62 = 74,8 (kN) Nếu muốn điều chỉnh lực đẩy xylanh ta thực cách thay đổi áp lực làm việc xylanh thông qua việc thay đổi áp lực van hạn chế áp lực * Tính lu lợng qua xylanh: - Khi xylanh đẩy dầu điền đầy vào khoang công tác phía trên, với hành trình 43 (cm) thể tích dầu điền đầy vào xylanh là: V1 = 2.S1.Hxl = 2.50,24.43 = 4320,64 cm =4,32 (lít) Chu kỳ mở gầu (s) nh lu lợng dầu vào xylanh là: Qcl1 = V1 4,32 = = 1, 44 (l/s) t - Khi xylanh thu lại dầu điền đầy vào khoang công tác phía dới (phía cần xylanh): V2 = 2.S2.Hxl = 2.24,62.43 = 2117,3 cm =2,12 (lít) Chu kỳ đóng gầu (s), nh lu lợng dầu vào xylanh là: Qcl = V2 2,12 = = 1, 06 (l/s) t 4.4 Thiết kế mạch thủy lực dẫn động đầu khoan 92 4.4.1 Sơ đồ làm việc mạch thủy lực: Hình 4.3 Sơ đồ mạch thủy lực dẫn động đầu khoan Thùng dầu Van chiều có trể Bầu lọc thô Đầu chờ Bơm thủy lực Ngăn kéo phân chia Van điều áp 10 Bộ đồng tốc Bộ lọc tinh 11 Mô tơ thủy lực Van chiều 12 Bộ hạ nhiệt 4.4.2 Tính chọn thiết bị theo hãng PARKER (Mỹ) 93 Tính chọn ngăn kéo phân chia 9: Ngăn kéo phân chia đợc điều khiển nguồn thủy lực, ta chọn ngăn kéo phân chia loại BV-06 áp lực làm việc tối đa 32 Mpa, với lu lợng thông qua đạt đợc 320 lít/phút Tính chọn van điều áp 4: Van điều áp có đờng dẫn chức làm việc nh sau: - Đảm bảo an toàn cho mạch thủy lực - Khi vợt áp lực cho phép dòng dầu thừa theo đờng ống phụ (nét đứt) bình tích áp Ta chọn loại XRHD102 Tính chọn van kép chiều 6: - Van kép chiều có tác dụng nguyên lý làm việc nh kết hợp van đơn chiều, khác biệt chúng làm việc liên động với Khi van đóng van mở ngợc lại Ta chọn van PASHP12 4.Tính chọn đồng tốc 10: Bộ đồng tốc có tác dụng cung cấp lợng dầu giống cho hai mô tơ thủy lực làm việc đồng thời Ta chọn đồng tốc XF 30 Tính chọn làm nguội 7: Nhiệt độ dòng thủy lực đờng dầu hồi thờng tăng lên trình chuyển động hệ thống thủy lực Khi nhiệt độ dầu tăng lên làm ảnh hởng tới khả làm việc dầu thủy lực, đờng dầu hồi ta đặt làm nguội để hạ thấp nhiệt độ dầu xuống điều kiện cho phép Ta chọn hạ nhiệt XKD 120 Tính chọn van chiều có trễ 7: 94 Van chiều có trễ có tác dụng cho phép dầu thủy lực theo chiều, vào lu lợng áp lực làm việc ta chọn van chiều loại DF83 Tính chọn mô tơ thủy lực 11: Hệ thống làm việc áp lực 16Mpa, với điều kiện áp lực nh theo thông số làm việc bơm thủy lực hãng PARKER cung cấp,ta chọn mô tơ thủy lực loại Piston hớng trục có momen quay áp suất 32Mpa 950N.m ,có vận tốc quay n=3000 v/ph Tính lu lợng cần thiết cung cấp cho mô tơ thủy lực: Ta có: M= Q p Q p n.M = Q= n p Với : M momen quay cần tạo ra; M=950 N.m Q lu lợng cần thiết cung cấp cho mô tơ thủy lực p áp suất dầu; p=32 Mpa = 32 106 N/ m n vận tốc quay; n=3000 v/ph Q= 3000.950 = 0,56 ( m3 /ph) =0,0093 ( m3 /s) 32.106 Tính chọn đờng ống thủy lực: Chọn ống thủy lực loại ống mềm,vận tốc dòng chảy đợc chọn theo áp suất ống.Trờng hợp p=32Mpa,ta chọn vận tốc v =4(m/s) d 4.Q 4.0, 0093 d = = 0, 054 m (cm) Ta có: Q = v.A = v v 95 Chơng 5: Một số quy định lắp dựng sử dụng máy 5.1 Lắp dựng máy Do máy đợc thiết kế có trọng lợng lớn, kích thớc cồng kềnh khó vận chuyển Mặt khác máy di chuyển dải xích nên di chuyển làm hỏng mặt đờng Vì với khoảng cách ngắn phạm vi công trờng máy tự di chuyển, với khoảng cách lớn máy đợc vận chuyển phơng tiện vận chuyển chuyên dụng có tải trọng lớn Để thuận tiện cho việc vận chuyển, máy cần đợc tháo rời phần Để tránh va chạm với công trình trình vận chuyển nh gầm cầu, đờng dây điện Cần đợc hạ thấp xuống để đề phòng Sau vận chuyển máy đến công trờng ta tiến hành lắp dựng máy nh sau: - Ta lắp đoạn cần máy, cụm giá đỡ phía trớc, đồng thời ta lắp cụm neo cần, mắc cáp nâng cần, cáp nâng phụ - Lắp cần Kelly, bàn quay giá đỡ tang - Lắp phận gầu, phận gầu có kích thớc khối lợng lớn, nên tiến hành lắp đặt phận gầu phải tiến hành theo thứ tự 5.2 Một số quy định sử dụng máy Ngoài quy định nhà nớc sử dụng máy, nh chế độ chăm sóc, bảo dỡng chung sử dụng máy cần phải ý số điểm cụ thể sau: - Kiểm tra thờng xuyên cấu, kiểm tra trạng thái cáp, kẹp đầu cáp, buộc đầu cáp Nếu không đủ điều kiện làm việc phải thay cáp, tuyệt đối không đợc nối cáp để tăng chiều dài - Công trờng thi công cần có đủ ánh sáng, thi công vào ban đêm cần phải có hệ thống chiếu sáng - Nền đờng thi công phải đợc gia cố theo yêu cầu đảm bảo độ nghiêng nhỏ 96 - Thiết bị khoan lỗ thẳng đứng, trớc khoan phải kiểm tra kỹ máy để đảm bảo độ thẳng đứng - Thợ lái trớc sử dụng thiết bị phải nắm vững chức năng, tác dụng, nguyên lý cấu tạo yêu cầu sử dụng máy nh đợc thực hành máy (có kiểm tra đánh giá) - Trong nội dung chăm sóc thờng xuyên cần thêm công việc kiểm tra độ chặt bu lông, chốt lắp ghép, bôi trơn puly, cáp nâng Kết luận chung Nh tính toán trên, ta thiết kế, chế tạo đợc thiết bị thi công theo yêu cầu đề Trong trình thiết kế, hạn chế tài 97 liệu, lý thuyết tính toán thời gian thực nên không tránh khỏi sai sót Sau thực đồ án, nhng tính toán, thiết kế trên, ta tìm hiểu nắm bắt đợc kết cấu, công nghệ thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy Đồng thời, tác giả nhận thấy với điều kiện nớc ta nay, hoàn toàn tính toán, thiết kế, chọn thiết bị công tác, làm việc theo yêu cầu, để sử dụng thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy Qua trình làm đồ án này, em trân trọng cảm ơn thầy giáo môn, đặc biệt thầyPGS.TS Trơng Quốc Thành trực tiếp hớng dẫn em thực đồ án Tài liệu tham khảo Ths Nguyễn Tiến Nam, Tài liệu hớng dẫn Đồ án Thiết bị thi công khoan cọc nhồi 98 Gv.Ths Hoa Văn Ngũ, Tài liệu hớng dẫn Đồ án môn học Máy làm đất Lu Bá Thuận, Tính toán máy thi công đất, Nhà xuất Xây dựng 2005 TS Trơng Quốc Thành, TS Phạm Quang Dũng, Máy thiết bị nâng, Nhà xuất Xây dựng 2002 PGS.TS Vũ Liêm Chính,TS Trơng Quốc Thành, TS Phạm Quang Dũng, Cơ sở thiết kế máy xây dựng, Nhà xuất Xây dựng 2002 Lê Ngọc Hồng Sức bền vật liệu, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 1998 PGS.TS Vũ Liêm Chính, PGS.TS Đỗ Xuân Đinh, KS Nguyễn Văn Hùng, KS Hoa Văn Ngũ, TS Trơng Quốc Thành, PGS.TS Trần Văn Tuấn, Sổ tay Máy xây dựng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Bá Kế, Thi công cọc khoan nhồi, Nhà xuất Xây dựng 1997 Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế Chi tiết máy, Nhà xuất giáo dục 10 PGS.TS Phạm Văn Hội, PGS.TS Nguyễn Quang Viên, ThS Phạm Văn T, Kết cấu thép cấu kiện bản, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2006 11 Giới thiệu thiết bị hãng BAUER LEFEER (Đức), 2007 12 Giới thiệu thiết bị hãng HITACHI Co Ltd (Nhật Bản), 2007 13 Giới thiệu thiết bị hãng NIPPON SHARYO Co Ltd (Nhật Bản),2007 14 Giới thiệu thiết bị hãng SOILMEC Co Ltd (Italia), 2007 15 Cataloge hãng PARKER (Mỹ) Cataloge hãng DEGO-HYDRAULIK (Đức) [...]... pháp khoan mở rộng đáy đang đợc ứng dụng là phơng pháp khoan phản tuần hoàn và phơng pháp khoan đất Đây là hai phơng pháp thi công mở rộng đáy chủ yếu hiện nay * Mở rộng đáy hố bằng phơng pháp khoan phản tuần hoàn Đây là phơng pháp khoan đợc sử dụng sớm nhất và đến nay vẫn còn sử dụng rộng rãi trong việc khoan mở rộng đáy cọc Công đoạn khoan mở rộng đáy hố khoan cọc nhồi đợc tiến hành khi đã khoan. .. thuỷ lực và sensor trong gàu khoan 32 Hình 1.9 Gầu khoan mở rộng đáy cọc khoan nhồi dạng 2 Một số đặc điểm của hai dạng gàu khoan chuyên dùng mở rộng đáy cọc nhồi: Bảng 1 - Đặc điểm của gàu khoan chuyên dùng mở rộng đáy cọc khoan nhồi dạng 1 và dạng 2 Gàu khoan dạng 1 Gàu khoan dạng 2 - Kết cấu đơn giản - Kết cấu phức tạp - Lực mở cánh khoan nhỏ do lực đẩy - Lực mở cánh khoan lớn nhờ xilanh 33 của... đây thì gàu khoan chuyên dùng mở rộng đáy cọc khoan nhồi nh dạng 34 2 rất có ý nghĩa trong việc đảm bảo tiến độ thi công và giảm thiểu chi phí phát sinh Cấu tạo và nguyên lý làm việc của gàu khoan mở rộng đáy dạng 2 Hình 1.10 Gầu khoan mở rộng đáy cọc khoan nhồi dạng 2 35 Hình 1.11 Cấu tạo gầu khoan mở rộng đáy cọc khoan nhồi dạng 2 1.Xylanh thủy lực; 2.Bệ đẩy; 3.Tay đòn; 4.Cánh khoan cọc nhồi; 5.Hạn... 206:1998 Cọc khoan nhồi- Yêu cầu về chất lợng thi công: 22 - Số cọc cần đặt ống siêu âm là 50% - Số cọc cần kiểm tra ngẫu nhiên là 25% 1.2 Các loại máy và thiết bị khoan cọc nhồi mở rộng đáy 1.2.1 Thiết bị khoan cọc nhồi mở rộng đáy 23 Hình 1.4 Các bộ phận chính của máy khoan cọc nhồi mở rộng đáy 1.Máy cơ sở; 2.Cần giàn; 3.Khung trớc; 4.Cần khoan; 5.Bàn khoan 6.Gầu khoan( thiết bị) mở rộng đáy * Bàn quay:... hạ xuống bằng tời chính của cần cẩu Với máy khoan sử dụng ED6200H, cần khoan gồm 5 đoạn ống lồng nhau, có thể khoan mở rộng đáy hố cọc nhồi ở độ sâu 62m * Gàu khoan (thiết bị) mở rộng đáy cọc khoan nhồi: Gàu khoan đợc lắp vào máy cơ sở có thể là gàu khoan cọc nhồi hoặc gàu khoan mở rộng đáy hố khoan cọc nhồi Trên một máy cơ sở ngời ta có thể lắp các loại gàu khoan khác nhau tuỳ theo đờng kính cọc đợc... dụng công nghệ cọc khoan nhồi mở rộng đáy điển hình nh công trình Đài truyền hình Việt Nam năm 2006 với 300 cọc khoan nhồi mở rộng đáy, Công trình nâng cấp Bệnh viện Bạch Mai 1.1.3.2 Lĩnh vực sử dụng, u nhợc điểm a) Ưu điểm nổi bật của cọc khoan nhồi mở rộng đáy: - Cùng điều kiện đất nền, cọc mở - So với cọc thẳng cùng tải trọng rộng đáy có sức chịu tải lớn hơn thì cọc mở rộng đáy giảm đợc khoảng... phát triển của các thiết bị khoan mở rộng đáy cọc nhồi nh sau: 29 1.2.1.1 Các thiết bị khoan mở rộng đáy cọc bằng phơng pháp khoan phản tuần hoàn: 3 4 2 1 5 Mở Đóng Hình 1.7 Nguyên lý làm việc của thiết bị khoan mở rộng đáy hố khoan bằng phơng pháp khoan phản tuần hoàn 1 Dao cắt; 2 Thanh truyền; 3 Trục truyền chính; 4 Con trợt; 5 Đầu chống Thiết bị mở rộng đáy từ trên xuống Khi khoan cọc thẳng các lỡi... của máy khoan cọc nhồi để mở cánh khoan của thiết bị gàu khoan thông qua cơ cấu tay đòn giữa thân mũi khoan và cánh khoan Khi khoan xong, rút cần Kelly lên thì cánh khoan tự đóng lại 31 Hình 1.8 Gầu khoan mở rộng đáy cọc khoan nhồi dạng 1 Dạng 2: Cơ cấu điều chỉnh góc mở của cánh khoan đợc điều khiển bằng xilanh thuỷ lực thông qua hệ thống điều khiển điện tử với sensor giám sát góc mở của cánh khoan. .. quay trở lại hố khoan - Giá thành cọc khoan nhồi bằng phơng pháp khoan phản tuần hoàn đắt hơn giá thành cọc khoan nhồi bằng phơng pháp khoan đất, điều này sẽ trình bày ở phần tiếp theo - Đất đào khó có thể tái sử dụng vào những nơi khác * Mở rộng đáy hố bằng phơng pháp khoan đất: Đây là phơng pháp mở rộng đáy hố bằng gàu khoan (drill bucket) Trong phơng pháp này, quá trình cắt đất mở rộng đáy cũng tơng... việc mới Các bớc tiến hành thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy nh sau: 16 Hình 1.3 Các bớc thi cộng cọc khoan nhồi mở rộng đáy 1.Định tâm 8.Đo lại độ sâu hố khoan 2.Bắt đầu khoan 9.Đặt lồng thép gia cờng vào hố 3.Đặt ống xiên-chống nghiêng khoan 4.Bơm bentonite vào hố khoan 10.Lắp ống đổ bê tông 5 .Khoan đến độ sâu thiết kế 11.Thổi sách bùn trong hố khoan 6.Đa gầu khoan đặc biệt dạng quả 12,13.Đổ bê tông ... (Hitachi) 1.1.3 Công nghệ thi công cọc nhồi mở rộng đáy 1.1.3.1 Đặc điểm cọc khoan nhồi mở rộng đáy Cọc khoan nhồi mở rộng đáy cọc khoan nhồi có đờng kính đáy cọc đợc mở rộng đờng kính thân cọc Sức mang... cần khoan gồm đoạn ống lồng nhau, khoan mở rộng đáy hố cọc nhồi độ sâu 62m * Gàu khoan (thiết bị) mở rộng đáy cọc khoan nhồi: Gàu khoan đợc lắp vào máy sở gàu khoan cọc nhồi gàu khoan mở rộng đáy. .. Gầu khoan mở rộng đáy cọc khoan nhồi dạng Một số đặc điểm hai dạng gàu khoan chuyên dùng mở rộng đáy cọc nhồi: Bảng - Đặc điểm gàu khoan chuyên dùng mở rộng đáy cọc khoan nhồi dạng dạng Gàu khoan