THIẾT KẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH CỐNG LẤY NƯỚC

Tính toán khối lượng: Khi bóc tách khối lượng bê tông thường tính theo các khối đổ được giới hạn bởi các khe hoặc khớp nối của hạng mục công trình.. Căn cứ vào kích thước của công trình

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT VÀ TỔ CHỨC XÂY DỰNG

THIẾT KẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG

CÔNG TRÌNH CỐNG LẤY NƯỚC

STT 47

Bê tông lót M100, có chiều dày 10cm.

1.2. Đặc điểm về khí hậu, thuỷ văn

Công trình được xây dựng ở vùng đồng bằng Bắc Bộ có hai mùa rõ rệt:

Mùa khô từ 1/11 đến 30/4 năm sau.

Mùa mưa từ ngày 1/5 đến 30/10.

Nhiệt độ trung bình là 27 O C cao nhất là 35 O C, thấp nhất là 7 O C.

Độ ẩm trung bình hàng năm w =80%

1.3. Đặc điểm địa hình, địa chất

Cống nằm ở vùng bằng phẳng, thuận lợi cho tổ chức thi công Bãi tập kết vật liệu máy móc thuận tiện Nền cống là lớp đất thịt dày, hệ số thấm nhỏ.

Nhìn chung đất nền không cần phải xử lý thấm khi XDCT.

1.5. Vật liệu làm ván khuôn:

- Thép: Ván mặt dày 0,5cm, nẹp ngang dùng thép C120, nẹp dọc dùng thép 2C120

- Tính toán ván khuôn: Đứng/Nằm

1.6. Đặc điểm thi công công trình

Công trình thi công trong 6 tháng mùa khô, số ngày thi công trong tháng là 24 ngày Đơn vị thi công đủ các thiết bị và nhân lực cần thiết theo yêu cầu.

1.7. Bản vẽ thiết kế

Kích thước bản vẽ công trình như đã cho trong bản vẽ và số liệu đề bài Yêu cầu vẽ lại bản vẽ cho phù hợp với từng số liệu.

2.1 Thuyết minh tính toán

1 Tính toán khối lượng bê tông, dự trù vật liệu.

2 Tính cấp phối cho bê tông mác M( tính toán ) và M100 ( tra bảng ).

3 Phân chia khoảnh đổ, đợt đổ bê tông và xác định cường đổ độ bê tông thiết kế.

4 Xác định năng suất máy trộn, trạm trộn.

5 Đề xuất phương án vận chuyển vữa bê tông, tính toán số xe máy vận chuyển vữa

bê tông.

6 Đổ, san, đầm, dưỡng hộ bê tông.

7 Lựa chọn ván khuôn tiêu chuẩn và cách lắp dựng.

8 Tính số nhân công, vẽ biểu đồ tiến độ dạng đường thẳng và biểu đồ nhân lực, xác định hệ số K.

2.2. Bản vẽ: trên khổ giấy A1

Bản vẽ số 01:

Phân chia khoảnh đổ, đợt đổ bê tông (trên mặt cắt ngang, dọc và mặt bằng).

Biểu đồ cường độ đổ bê tông

Phương pháp đổ bê tông cho khoảnh đổ điển hình.

Ván khuôn tiêu chuẩn, lắp dựng ván khuôn cho 1 khoảnh đổ cụ thể của bài.

Bản vẽ số 02:

Bản vẽ tiến độ và biểu đồ nhân lực.

NỘI DUNG TÍNH TOÁN

1 Tính toán khối lượng và dự trù vật liệu:

1.1 Tính toán khối lượng:

Khi bóc tách khối lượng bê tông thường tính theo các khối đổ (được giới hạn bởi các khe hoặc khớp nối) của hạng mục công trình Căn cứ vào kích thước của công trình, việc tính toán khối lượng theo từng khoảnh đổ được tính như sau:

Khối lượng (m 3 )

Bê tông lót M100 có chiều dày 0,1m

*3,6 +[0,5*(0,4+0,8)*0,4]

3,975

0,5*(0,4+0,8)*0,4]*2

12,11

3,63

16,84

0,5(0,4+0,5)0,1)

*14]

1/2*(13,2+12,4)*0,4 )*2]*10

[1,4(14*0,8-125,34

170,24

-2[2*1/2*(0,4+0,8)*

0,4*1+0,6*3,4*1]

2[0,4*16+0,6*3,4+2*

1/2*(0,4+0,8)*0,4- 2*0,25*0,2]*1,4

30,8

24,70

Bản nắp:

1,8*0,6*16 -1/2*(1+0,8)*0,1*16 -1*0,1*16

-4*0,25*0,2*0,6 +2*0,6*3,4*0,6+

2*1/2*(0,4+0,8)*0,4

*2,6 +4*1/2*(0,4+0,8)*

3*3,4*13,3- 2,2*2,6*13,3

82,08

59,58

- Bê tông được sử dụng trong công trình là bêtông M100 và M250

- Bê tông M100 được sử dụng ở lớp bê tông lót dưới đáy móng có chiều dày là 0,1m và khối lượng là V = 34,103 (m 3 )

- Bê tông M250 được sử dụng ở tất cả các kết cấu khác của công trình với khối lượnglà V=732,70 (m 3 )

ban hành kèm công văn 1776 BXD-VP, ngày 16-08-2007.

- Căn cứ để kiểm tra định mức là:

+ Mác xi măng: PC 30 cho bê tông lót và PC 30 cho bê tông chính

+ Mác bê tông: M100 cho bê tông lót và M250 cho bê tông chính

+ Đường kính cỡ hạt lớn nhất của đá (D max )

+ Độ sụt của bê tông

- Xác định độ sụt của bê tông (Sn)

+ Độ sụt của BT phụ thuộc vào loại kết cấu, điều kiện thi công (yêu cầu công nghệ thi công).

o Thi công thủ công: S n = 4 – 6 cm

+ Có thể xác định S n theo phương pháp tra bảng trong tiêu chuẩn ngành hoặc giáo trình VLXD.

+ Có thể xác định S n theo bảng F18-QPTL –D6-78 (trang 165) hoặc cuối trang 405-406 trong định mức dự toán xây dựng công trình

- Chọn đường kính viên đá: D max phải thỏa mãn 4 điều kiện sau đây:

+ D max ≤ 1/3 kích thước nhỏ nhất của tiết diện công trình.

+ D max ≤ 2/3 khoảng cách thực giữa 2 thanh cốt thép.

+ Dùng máy trộn bê tông có dung tích V ≤ 500lít => D max < 70mm.

V >500lít => D max < 150mm

- Dựa vào các điều kiện trên ta chọn:

+ Chọn xi măng M300 dùng cho toàn công trình

+ Độ sụt: Thi công bằng máy và căn cứ vào định mức 1776 chọn S n = 6 ÷10 cm.

281 0,47 8 0,88 2 185

342 0,45 5 0,86 7 185

405 0,42 7 0,85 8 185

427 0,441 0,861 169 Phụ gia hóa dẻo

Cát (m 3 ) (m Đá 3 ) Nước (lít) XM (kg) (m Cát 3 ) (m Đá 3 ) Nước (lít) M10

M25

2 Tính toán cấp phối bê tông và dự trù vật liệu:

-Với bê tông có mác lớn hơn M100 phải tính toán cấp phối.

- Tính toán: Theo 14TCN59-2002.

2.1 Xác định dự trù vật liệu cho bê tông lótM100:

Bê tông lót mác ≤M100: dung bảng tra trong 14TCN 59- 2002

Tra bảng 14TCN 59- 2002 ứng với 1m 3 bê tông ta có:

X = 218 (kg)

N = 185 (lít)

C= V c γ ac =0,501*2,6*10 3 = 1302,6 kg

Đ=V đ *γ ađ = 0,896*2,65*10 3 = 2374,4 kg

Đối với khối lượng bê tông M100 = 34,103 m 3 ta có bảng dự trù vật liệu như sau:

căn cứ vào 2 yêu cầu để xác định:

+ Đối với yêu cầu về cường độ:

Áp dụng công thức : R b 28 = K* R X *( N

X

- 0,5) Trong đó: R b 28 = 250KG/cm 2

Vì đây là công trình thuỷ công luôn nằm dưới nước chịu áp lực nên chọn

• Xác định lượng nước cho 1 m 3 bê tông dựa vào 2 yếu tố : độ sụt S n và đường kính D max

Ta chọn hình thức thi công bằng máy S =(6-8)cm Do thi công vào mùa khô nên có

sự tổn thất do mất nước Vì vậy ta chọn S = 6cm; và đá dăm có Dmax = 40 mm Tra theo QPTL D6=78 ( Bảng tra F19 ) với xi măng PC30 thì lượng nước cho 1 m 3 bê tông là 180 lít.

Kiểm tra tỉ lệ:

od d r

r D

C

C

γγ

(*) Trong đó :

-β : hệ số tăng cát, đối với đầm máyβ= 1÷1,2

đối với đầm tay β= 1,2÷1,4

Với m = 0,32 không phải hiệu chỉnh lượng nước Vậy N = 180 lít.

• Xác định lượng XM cho 1m 3 bêtông:

N X

• Xác đinh lượng cát, đá cho 1 m 3 bêtông:

Áp dụng phương pháp thể tích tuyệt đối:

V b = V ac + V ad + V ax +N = 1000

X D C

ax ac

+ + +

γγ

Thể tích tuyệt đối của vữa ( xi măng + cát + nước ) bằng thể tích lỗ rỗng của đá.

ad ax

ac

D r N

X C

γ

αγ

γγ

1, 60 + 2,65

= 1371,17 (kg)

α - hệ số tăng vữa (hệ số dư vữa) tra ở Tra bảng F20 QPTL D6-78 ta có được α = 1,422

- Lượng cát cho 1 m 3 bêtông:

Do trong cát và đá có độ ẩm tự nhiên (với ωd =1%,ωc =3%)nên ta hiệu chỉnh lại số

lượng các thành phần trong bê tông như sau:

Lượng nước có ở cát ẩm : 3% * 458,51 = 13,76 kg;

Lượng nước có ở đá ẩm : 1% * 1371,17 = 13,71 kg;

Như vậy 1 m 3 bê tông M250 có liều lượng thành phần cấp phối tính toán cho cát và đá có

độ ẩm tự nhiên như sau:

- Dựa trên bản vẽ và ghi ký hiệu khoảnh vào bản vẽ.

- Khoảnh đổ bê tông là vị trí đổ bê tông tại đó có cốt thép và ván khuôn đã lắp dựng.

- Kích thước khoảnh đổ được giới hạn bởi các khe thi công và khe kết cấu.

- Xử lý tiếp giáp.

• Nguyên tắc chung khi phân chia khoảnh đổ:

- Cường độ thi công gần bằng nhau để phát huy khả năng làm việc của máy và đội thi công.

- Các khoảnh trong cùng một đợt không quá xa nhau để tiện cho việc bố trí thi công, nhưng cung không quá gần gây khó khăn cho việc lắp dựng ván khuôn và mặt bằng thi công quá hẹp.

- Theo trình tự từ dưới lên trên (trước – sau).

- Tiện cho việc bố trí trạm trộn và đường vận chuyển.

- Tiện cho việc thi công các khe, khớp nối (thông thường 2 khoảnh đổ sát nhau nên bố trí

M – Là tổng số ngày thực tế thi công.

T – Số ngày đổ bê tông 1 đợt.

Số ngày thi công trong tháng là 24 ngày.Thi công trong 6 tháng mùa khô.

Đợt Tên khoảnh Khối lượng BT thành khối Khối lượng vữa

BT

Thời gian

đổ (ca) Cường độ thi công (m³/h)

 Chọn cường độ thiết kế là Q tk =Q max = 3.11 (m 3 /h)

 Với : 1ca = 8 giờ Một tháng bố trí 4 đợt đổ Mỗi đợt kéo dài 5-7 ngày Đổ BT

trong 1 ngày làm việc 3ca Một đợt đổ tối đa là 3ca Mỗi ca chỉ có 5 giờ là đổ BT tông còn 3 giờ làm công tác chuẩn bị, nghiệm thu

Biểu đồ cường độ đổ bê tông

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV XV

Chọn cường độ thiết kế: Q TK = Q max = 3.11( m 3 /h)

3 Tính toán cấp phối bê tông:

Cấp phối của bê tông là sự phối hợp về tỷ lệ của các thành phần cấu tạo nên bê tông cho một đơn vị thể tích bê tông Cấp phối của bê tông là nhân tố chủ yếu quyết định đến cường độ của bê tông Việc tính toán cấp phối bê tông nhằm đảm bảo khả năng chịu lực

của bê tông sau khi rắn chắc cũng như cho phép ta xác định được khối lượng các thành phần vật liệu cần thiết để chế tạo bê tông đáp ứng đủ khối lượng công trình yêu cầu, từ

đó có kế hoạch dự trù, cất giữ và bảo quản.

3.1 Xác định độ sụt của bêtông (Sn):

- Độ sụt của bê tông phụ thuộc vào loại kết cấu và điều kiện thi công.

- Ta họn hình thức thi công bằng máy→S n =(6÷8)cm Do thi công vào mùa khô nên có sự tổn thất do mất nước Vì vậy ta chọn S n =6cm

3.2.3 Xác định khối lượng cần thiết xây dựng công trình

Bảng dự trù vật liệu:

g

Khối lượng vữa bê tông (m 3 )

Xi măng (Tấn) (Tấn) Cát (Tấn) Đá Nước (m 3 )

Khi xác định vị trí trạm trộn phải đảm bảo các nguyên tắc:

- Thuận lợi cho tập kết vật liệu, cung cấp nước trộn bê tông

- Thuận lợi cho việc vận chuyển cốt liệu, vận chuyển bê tông

- Khống chế được nhiều cao trình đổ bê tông

- Hạn chế phải di chuyển trạm trộn nhiều lần

Việc bố trí trạm trộn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như địa hình, khả năng cung cấp vật liệu(ở đây ta coi vật liệu đã có tại chỗ) Do khối lượng bê tông đổ không quá lớn, địa hình cống dốc, mặt bằng thi công dài nên ta bố trí trạm trộn di động.

4.2 Thiết kế trạm trộn:

4.2.1.Chọnphương án thi công:

* Phương án thi công:

+ Mục đích : Chọn phương án thi công tối ưu về kinh tế và kỹ thuật.

Nêu 2 phương án trộn, vận chuyển và đổ bê tông So sánh chọn 1 phương án.

Để thi công công trình thì cần vận chuyển vật liệu đến gần công trình (do công trình nhỏ) tại bãi tập kết vật liệu bằng ôtô , sau đó dùng băng truyền hoặc xe cải tiến dể vận chuyển đến trạm trộn Từ trạm trộn ta vận chuyển đến khoảnh đổ:

* Đề xuất và lựa chọn phương án thi công :

+>Phương án I: Bê tông từ trạm trộn được vận chuyển bằng xe ô tô chở bê tông đến thùng trung chuyển sau đó dùng cần cẩu đổ bê tông vào khoảnh đổ

+>Phương án II: Bê tông từ trạm trộn được vận chuyển bằng xe cải tiến đến khoảnh đổ

Việc chọn máy trộn phải dựa trên các căn cứ :

- Cường độ thiết kế thi công bêtông Q tk =Q max = 3.11 (m 3 /h)

- Đường kính lớn nhất của cốt liệu thô D max = 40 mm

- Khả năng cung cấp thiết bị của đơn vị thi công.

Lựa chọn loại máy trộn tuần hoàn tự do hình quả lê- xe đẩy SB- 91A( sổ máy thi NXBXD) với các thông số chính sau:

- Đường kính đá sỏi max 120mm

- Dài : 1,75 m ; Rộng : 2 m ; Cao : 1,8 m ;

- Trọng lượng : 1,15 tấn ;

- Dao động nghiêng thùng : thủy lực

4.2.3 Tính toán các thông số của máy trộn:

• Năng suất thực tế của máy trộn:

X: lượng xi măng trong 1 m 3 bê tông.

γ 0 : khối lượng đơn vị.

Đ: thể tích đá trong 1 m 3 bê tông.

C: thể tích cát trong 1 m 3 bê tông.

Theo như kết quả tính toán ở phần trước thì để có được 1m 3 bê tông, cần phải có tỉ lệ xi, nước, cát, đá: X TT : C TT : Đ TT = 323 : 338:1481

740,01650

3381650

14811300

323

1

=+

+

=

f

K B : Hệ số lợi dụng thời gian Lấy K B = 0,9

V TT : Thể tích thực của vật liệu vào thùng trộn theo cấp phối ở trên ( lấy số nguyên bao xi măng cho mỗi cối trộn ) để thuận tiện thi công.

Ta xác định Thể tích vật liệu cần pha trộn ứng với 1 bao xi măng:

,

1

5

V ct =0,6*750=450 (l)



Vậy: n xm = 2 bao => V tt = 2V 1 =2*209= 418 (lit)

n: số cối trộn trong 1 giờ

n = 1+ 2+ 3+ 4 =

3600

t t t

3600

=++

t =20s thời gian giãn cách bắt buộc (s)

Vậy năng suất thực tế của máy trộn là:

N tt = 1000 .0,9 5,85

21.74,0.418

=

m 3 /h

Số lượng máy trộn cần thiết cho công trường :

n = 5,851.5

11 3

=

k N

Q

tt

TK

= 0.80 Chọn số máy trộn của trạm trộn là : n = 1 máy Để đảm bảo sản xuất bê tông được liên tục phải có 15÷25% số máy dự trữ Vậy số máy dự trữ là 1 máy.

N trạm = n t N tt = 1.5,85 = 5.85(m 3 /h) > Q TK = 3.11(m 3 /h).Vậy máy trộn và trạm trộn chọn như trên là hoàn toàn hợp lý.

4.3 Bố trí trạm trộn:

Khi xác định vị trí trạm trộn phải đảm bảo các nguyên tắc:

- Thuận lợi cho tập kết vật liệu, cung cấp nước trộn bê tông

-Thuận lợi cho việc vận chuyển cốt liệu, vận chuyển bê tông

-Khống chế được nhiều cao trình đổ bê tông

-Hạn chế phải di chuyển trạm trộn nhiều lần

Việc bố trí trạm trộn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như địa hình, khả năng cung cấp vật liệu(ở đây ta coi vật liệu đã có tại chỗ) Do khối lượng bê tông đổ không quá lớn, địa hình cống dốc, mặt bằng thi công dài nên ta bố trí trạm trộn di động.

+Mục đích : Vận chuyển bê tông tới các khoảnh đổ một cách nhanh chóng và hợp lí

+ Nguyên tắc :

-Bê tông không bị phân cỡ muốn vậy đường vận chuyển bê tông phải bằng phẳng giảm số lần bốc dỡ không để bê tông rơi tự do từ trên cao xuống khi độ cao đổ bê tông lớn hơn 2,5 đến 3m thì phải có phễu, vòi voi hoặc máng.

- Đảm bảo cấp phối của vữa bê tông đúng yêu cầu thiết kế, thiết bị đựng bê tông không bị

rò rỉ, khi chở bê tông không nên chở quá đầy tránh vữa bê tông bị rơi vãi, chú ý che đậy khi trời náng mưa.

- Không để bê tông phát sinh hiện tượng ninh kết ban đầu, thời gian vận chuyển vữa bê tông không được vượt quá thời gian cho phép, cần sử dụng phương pháp vận chuyển tốt để rút ngắn thời gian vận chuyển.

- Việc vận chuyển bê tông từ trạm trộn đến khoảnh đổ cần đảm bảo tốc độ đổ bê tông ,tránh để sinh khe lạnh ở khoảnh đổ

Do cự ly vận chuyển ngắn lên ta tông máy trộn di động khi vật liệu được vận chuyển vào bãi vật liệu và lúc đó sẽ tông xe goòng , xe cải tiến vận chuyển vật liệu sau đó vẫn tông công cụ này để đổ bê tông vào khoảnh đổ.

*Tính toán số xe vận chuyển vữa bê tông

B

nap

t t t t t

V

6,3

5 4 3 2

1 + + + +

=

π

Trong đó :

V nap : thể tích vật liệu nạp vào thùng xe ,chọn V=0.15(m 3 )

t 1 : thời gian nạp vật liệu vào xe ,t 1 =150s

t 2 , t 3 : thời gian đi và về của xe ,t 2 +t 3 =2L/v lấy L=100(m) , v = 5(km/h)

t 2 +t 3 = =144 s

t 4 : thời gian đổ vật liệu ,t 4 =30s

t 5 : thời gian trở ngại , lấy t 5 =10s

K B : hệ số lợi dụng thời gian , K b =0,9

→ 150 144 30 10.0,9 1.46 ( / )

150

6

s m

+++

π =15.46.85. =4.01(Xe)

Trong đó:

N TT : Năng suất thực tế của máy trộn,trạm trộn); N TT = 5.85 (m 3 /h)

Xe

π :Năng suất chở bê tông của một xe cải tiến πxe = 1 46 (m3 /s)

Qua tính toán ở trên ta thấy số xe ô tô cần để vận chuyển vữa bê tông là 4 xe và 1 xe dùng để dụ trù.

5 Đổ, san, đầm và dưỡng hộ bêtông:

5.

1 Đổ bêtông:

• Chọn khoảnh đổ điển hình để kiểm tra:

Căn cứ vào kết cấu công trình chọn ra một số khoảnh đổ điển hình tiến hành kiểm tra điều kiện không phát sinh khe lạnh cho các khoảnh đổ đó từ đó kết luận khoảnh đổ chọn

k : Hệ số do đổ bêtông không đều; k=0,9

N : Năng suất thực tế của trạm trộn (m 3 /h) N tt = 5.85 (m 3 /h):

t 1 : Thời gian ninh kết ban đầu của xi măng (h), phụ thuộc vào loại xi măng và nhiệt

độ môi trường tại thời điểm đổ bê tông.t 1 =1,5h= 90 phút

t 2 : Thời gian vận chuyển vữa bê tông từ trạm trộn tới khoảnh đổ (h).

t 2 =5 phút

h : Chiều dày một lớp đổ, phụ thuộc vào công cụ đầm (m) chọn h=0,3m

[F]: Diện tích khống chế để bê tông không phát sinh khe lạnh (m 2 ).

F tt : Diện tích bề mặt bêtông của khoảnh đổ (m 2 ), phụ thuộc vào phương pháp đổ BT Thay các thông số vào ta được:

0,3

)083,0,50,9.5,85(1

• Tiến hành kiểm tra:

-Chọn khoảnh đổ đáy cống dưới tháp điều áp đổ theo hình thức lớp nghiêng: