Thiết kế kỹ thuật thi công kè bờ chắn sóng

Tài liệu tham khảo Thiết kế kỹ thuật thi công kè bờ chắn sóng

Lời nói đầu

Thiết kế thi công là một phần không thể thiếu đợc trong quá trình thiế kế xây dựng một công trình, phần thiết kế thi công nhằm mục đích chỉ ra phơng pháp, cách thực hiện để xây dựng một công trình nh thiết kế kỹ thuật đã đề ra Yêu cầu thiết kế thi công phải đảm bảo chất lợng đảm bảo, đúng kỹ thuật, thời gian nhanh

và giá thành hợp lý

Trong quá trình thi công, công trình thuỷ công bị chi phối rất nhiều bởi các yếu tố tự nhiên cũng nh phải chịu sự đòi hỏi rất cao của yêu cầu kỹ thuật đề ra Thực hiện tốt các biện pháp thi công đề ra nhằm mục đích đảm bảo các yêu cầu

kỹ thuật của công trình, tổ chức hợp lý để không gây lãng phí về nhân lực, thiết

bị, vật t và hoàn thành thi công công trình đúng tiến độ

Trong đồ án môn học này em đợc giao nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật thi công kè

bờ chắn sóng dới sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo Lơng Giang Vũ song do thời gian cũng nh trình độ còn có hạn nên còn có nhiều sai sót Em mong các thầy chỉ bảo để em có thể làm tốt hơn nữa các đồ án môn tiếp theo cũng nh đồ án tốt nghiệp sắp tới Em xin chân thành cảm ơn

các số liệu thiết kế và kích thớc của công

Nội dung tính toán chính

- Tính toán khối lợng đào, đắp và lập bảng cân đối đất, sử dụng phơng pháp tính toán khối lợng thích hợp để kết quả có sai số nhỏ nhất

- Xác định thời gian và trình tự thi công công trình, bao gồm cả giai đoạn chuẩn

bị và giải phóng mặt bằng Phân chia khối lợng thi công cần hoàn thành trong từng năm, quý, tháng …

- Chọn phơng pháp thi công cho từng giai đoạn, chọn thiết bị, so sánh biện pháp thi công để tìm ra biện pháp thi công hợp lý nhất

- Tính năng suất, số lợng máy thi công và số nhân lực cần thiết

- Xác định hệ thống đờng tạm trong quá trình thi công

- Lập tiến độ thi công (sơ đồ tuyến tính)

- Tính toán giá thành xây dựng và các biện pháp an toàn lao động trong thi công

Chơng 1 tính toán khối lợng thi công

1 Xác định tuyến công trình

- Căn cứ vào bản đồ địa hình, tuyến công trình và các mặt cắt để vẽ bình đồ công trình Dựa vào bình đồ chia công trình thành nhiều đoạn nhỏ để tính khối lợng: đắp hay đào

- Chiều dài tuyến kè Lkè = 380 (m)

Đá hộc đổ

Tấm BT lát mái, mác 200 , t=30 cm

Đá dăm 2 x 4 cm, dày 20 cm Cát thô, dày 20 cm

Đất dính đầm chặt K= 0,98

10.0

4.0 6.0

2.0 21.0

4.3 10.7

0.9

19.5 5.1 78.5

Hình 1: Mặt cắt điển hình kè

Hình 2: Bình đồ công trình

2 Xác định khối lợng đào đắp

- Dựng đờng mặt đất tự nhiên so sánh với mặt cắt của kè và tính khối lợng cần

đào đắp

F1, F2 : Diện tích của 2 mặt cắt ngang gần nhau (m2)

Tổng khối lợng đất đào Vđào = 16836,03 (m3)

b) Tính khối lợng đất đắp theo công thức

Chơng 2 xác định thời gian và trình tự thi công

1 Xác định sơ bộ thời gian thi công

- Khối lợng đất phải đắp: Vđắp = 59319,22 (m3)

- Khối lợng đất phải đào: Vđào= 16836,03 (m3)

- Công trình thuộc loại quy mô tơng đối lớn, do vậy thời gian thi công tơng đối lớn

+ Năng suất lấp,đắp dự kiến: N = 1000 (m3/ngày)

+ Năng suất san,đào dự kiến: N = 1000 (m3/ngày)

- Số ngày thi công đắp dự kiến:

- Công tác hoàn thiện : nht = 30 ngày

- Tổng thời gian thi công :

n = nđắp+nđào+nbt+ncb+nđ+nht = 60+17+100+45+100+30 = 352 (ngày)

2 Trình tự thi công công trình

Trình tự thi công công trình là sắp xếp công việc sao cho hợp lý về mọi măt thời gian, nhân công, máy móc, giảm tối thiểu giá thành do thời gian nghỉ của máy và nhân lực Đối với thi công kè có thể có trình tự thi công nh sau:

a) Công tác chuẩn bị công trờng

+ Xác định tuyến công trình,định vị các mốc bằng cọc bê tông ở các góc công trình, các vị trí cao trình đào đắp thi công kè

+ Phát quang cây cối giải phóng mặt bằng phục vụ cho thi công thuận lợi, bóc lớp thực vật nếu cần thiết

+ Làm hệ thống đờng tạm cho công trình

+ Bố trí các lán trại công nhân nhà chỉ huy cổng bảo vệ, trạm sửa chữa, trạm điện nớc.

+ Công trình có chiều dài L = 380 m, B = 42,4 m chia công trình làm 5 phân

đoạn, mỗi phân đoạn có chiều dài 76 m

b) Thi công đúc các khối bê tông

Tiến hành đúc, lắp đặt cốt pha, tháo dỡ và bảo dỡng cho các khối bê tông

0,6ì0,6ì0,6 m, khối Tetrapod

c) Thi công đào đất

+ Đào khô: Dùng máy xúc gầu nghịch và đa lên ô tô vận chuyển đi

+ Đào ớt : Dùng máy đào gầu dây đặt trên xà lan thi công dọc tuyến công trình và

đất đợc đa lên xà lan vận chuyển đi

+ Sử dụng ô tô để vận chuyển đất đắp

+ Dùng máy đào để đa đất xuống vị trí cần đắp

+ Dùng máy ủi để san đất

+ Sử dụng máy đầm rơi để đầm chặt đất theo yêu cầu

h) Công tác hoàn thiện

Gồm một số công tác nh: Bạt mái, gia cố mái, làm đờng…

Chơng 3

chọn biện pháp thi công và máy thi công

1 chọn máy trộn bê tông

Đúc khối tetrapod, khối bê tông 0,6x0,6x0,6 m

Chọn máy trộn liên tục SB-78, có các thông số kĩ thuật sau:

+ Chiều sâu đào lớn nhất H = 6,4 (m)

+ Chiều cao nâng gầu h = 5,3 (m)

+ Trọng lợng: 56,2 (t)

+ Chu kỳ: tck = 22 (s)

3 Chọn máy đào gàu dây E-2505

Các thông số kỹ thuật:

+ Dung tích gàu g = 3,0 (m3)

+ Bán kính đào Rmax=19,3 (m)

+ Chiều sâu đào lớn nhất khi đào dọc Hv = 13 (m)

+ Chiều sâu đào lớn nhất khi đào ngang H = 9,3 (m)

+ Chu kỳ: tck = 32 (s)

Hớng thi công dọc theo tuyến công trình Máy đào sẽ dợc đặt trên xà lan 200 (t)

và xà lan di chuyển dọc theo tuyến công trình

Thi công đào ớt: hớng thi công từ ngoài vào và có đủ mớn nớc cho xà lan có thể

di chuyển dễ dàng Xà lan chở đất 400 (t) sẽ nhận phần đất do maý đào chuyển lên và mang đi

hình 4: thi công đào đất

CÇn trôc xÝch E-2001

d=(10-30) cm

+ ChiÒu dµi ben: 4,57 (m).

+ ChiÒu cao ben: 1,2 (m)

Lực va của quả đầm tỷ lệ thuận với trọng lợng quả đầm, chiều cao rơi và tỷ lệ nghịch với thời gian rơi và chiều sâu đất lún của 1 lần rơi.

Mức độ nén đất không những có thể điều chỉnh bằng trọng lợng quả đầm, chiều cao rơi, mà cả số lần đầm

Chiều cao nâng quả đầm thay đổi trong khoảng:0,5ữ2 (m)

Xà lan 200 t Xà lan 400 t

Cần trục xích E-2001

10 Chọn xà lan tự hành chở đất đá và chở cần trục

hình 8: thi công lấp đất

chơng 4 tính toán năng suất thi công,

số máy thi công và nhân công

1 công tác bê tông

a) Đúc các khối bê tông

Để đúc khối Tetrapod và khối bê tông (0,6ì0,6ì0,6 m), sử dụng:

Máy trộn bê tông liên tục Sb78

Đối với bê tông khối lớn để có 1 m3 bêtông cần 1,025 m3 vật liệu bê tông Với năng suất máy trộn, số khối đúc đợc trong một ngày:

nkhối= 480/ (0,6ì0,6ì0,6ì1,025) = 2168 (khối)

Số ngày n = 75655/2168 = 35 (ngày)

Ta dự định sẽ thi công trong 49 (ngày) = 7 (tuần)

Khi đó trong 1 ngày sẽ thi công đợc:75655/49 = 1544 (khối)

∗ Tính toán thi công đúc khối Tetrapod

Đối với bê tông khối lớn để có 1 m3 bêtông cần 1,025 m3 vật liệu bê tông Với năng suất máy trộn, số khối đúc đợc trong một ngày:

Ta dự định sẽ thi công trong 98 (ngày) = 14 (tuần).

Khi đó trong 1 ngày sẽ thi công đợc:19439/98 = 199 (khối)

Tiến hành thi công đổ khối hộp (0,6ì0,6ì0,6 m) trớc Sau đó sẽ đổ khối Tetrapod Vì khối hộp (0,6ì0,6ì0,6 m) sau 3 ngày sẽ dỡ cốt pha và khối Tetrapod là sau 12 ngày nên tổng số ngày thi công đổ bêtông khối:

nngày = 35 + 87 +12 = 134 (ngày) = 20 (tuần)

+ Diện tích bãi đúc khối Tetrapod:

Mỗi khối cần diện tích = 2,5 (m2) Và sau 12 ngày sẽ dỡ cốt pha,

Công nhân bắt đầu tháo cốt pha từ sau 12 ngày đổ bê tông khối Tetrapod

Diện tích cốt pha cần tháo:

k

qì ì ì ì

Trong đó : q: Dung tích gầu = 2,5 (m3)

kđ: Hệ số đầy gầu = 0,8

kt: Hệ số tơi của đất = 1,2

km: Hệ số làm việc của máy = 0,9

nck: Số chu kỳ làm việc trong 1 giờ

n = 3600

Tck: Chu kỳ làm việc của máy

Tck = tckìkv1ìkquay

tck: Thời gian làm việc của máy trong một chu kỳ

(đất đổ tại bãi tck= 22 s)

kv1: Hệ số phụ thuộc vào điều kiện đổ đất của máy

(kv1 = 1,1 khi đất đổ lên thùng xe)

kquay: Hệ số phụ thuộc vào ϕ quay =1,2

ktg: Hệ số sử dụng thời gian = 0,75

60

t t t t

K

+ + +

Ktg: Hệ số sử dụng thời gian của phơng tiện vận chuyển

t1 : Thời gian ôtô lùi vào lấy đất = 0,75 (phút)

t2 : Thời gian đổ đất vào ôtô = 2 (phút)

t3 : Thời gian ôtô đi và về = 5 (phút)

t4: Thời gian dịch chuyển và trút đổ đất = 3 (phút)

km: Hệ số sử dụng máy = 0,9

=

ì + + +

ì

ì

75 0 5 4 3

75 , 0 5 , 7 60

Tính một ngày ôtô làm việc 2 ca = 8 tiếng → N = 190,4 (m3/ngày)

Số ôtô dùng cho một ngày phải có tổng năng suất lớn hơn năng suất 1 máy xúc gầu nghịch EO-6122A (N = 1120 m3/ng).

Chọn 6 ôtô chở đất, một ngày ôtô vận chuyển đợc: Vngày = 190,4ì6 =1142,4 (m3

k

qì ì ì ì

Trong đó : q: Dung tích gầu = 3 (m3)

kđ: Hệ số đầy gầu = 1,05

kt: Hệ số tơi của đất = 1,2

km: Hệ số làm việc của máy = 0,9

nck: Số chu kỳ làm việc trong 1 giờ

kv1: Hệ số phụ thuộc vào điều kiện đổ đất của máy

(kv1 = 1,1 khi đất đổ lên thùng xe)

kquay: Hệ số phụ thuộc vào ϕ quay =1,2

ktg: Hệ số sử dụng thời gian = 0,75

→ Tck= 32ì1,1ì1,2 = 42,24 (s)

→ nck = 423600,24 = 85,23

N = 3ì11,,052 ì85,23ì0,75ì0,9 =151 (m3/h)

→ Nngày = 8ìN =1208 (m3/ngày)

→ Thời gian đào: 1269,7/1208 = 10 (ngày).

Số nhân viên là 1 ngời

∗ Xà lan G = 200 t

Tự hành nh một phao nổi để đặt máy đào lên Máy đào có thể đi lại trong phạm

vi nhỏ để đào đất và chuyển lên xà lan chở đất

Số nhân viên là 2 (ngời)

∗ Xà lan chở đất G = 400 t

Chu trình làm việc của xà lan:

Xà lan vào nhận đất, chuyển ra biển với khoảng cách vận chuyển 5,0 (hải lý).Chu kỳ của xà lan Tck = tlấyđât + tvận chuyển + tđổ + tvề

Trong đó:

tlấyđât: Thời gian lấy đất của xà lan, phụ thuộc vào thời gian xúc đất của máy đào gầu dây (Máy đào gầu dây 1 ngày đào đợc:1208 m3 )

→ tlấyđât = 0,85 (h)

tđổ: Thời gian đổ đất của xà lan = 0,5 ( h)

tvận chuyển : Thời gian xà lan vận chuyển đất = 5/10 = 0,5 (h)

→ Chu kì xà lan: Tck = 0,85 +0,5ì2 + 0,5 = 2,35 (h)

→ Năng suất xà lan trong 1 ngày: N = 2,40035ìì1,875 = 778 (m3/ngày)

Chọn số lợng xà lan sao cho năng suất xà lan lớn hơn năng suất máy đào gầu dây E-2505 (N = 1208 m3/ng)

Chọn 2 xà lan chuyên chở (luân phiên nhau) Nngày = 778ì2 = 1556 (m3/ngày)

Số ngời phục vụ cho 1 xà lan là 2 (ngời)

Tổng số ngời phục vụ: 2ì2 = 4 (ngời)

Vậy trong giai đoạn này sẽ có: Thời gian thực hiện: 2 (tuần)

Số máy móc : 11 (máy)

Số nhân công : 20 (ngời)

3 thi công tầng lọc ngợc lần 1 [(-2) ữ (+6)]

Năng suất cần trục xích E-2001

N = Vìψ ì n (m3/h)Trong đó:

V: Thể tích gầu = 1,0 (m3)

ψ: Hệ số đầy gầu

n: Số chu kỳ trong 1 giờ

Chu kỳ cần trục xích E-2001 đối với hàng chất đống:

Tck = (2t1 + 2t2 + 2t3)ìε + t4 + t5 + t6

2t1: Thời gian nâng hàng và hạ ngoạm không hàng (s)

2t2: Thời gian hạ hàng và nâng ngoạm không hàng (s)

2t3: Thời gian quay của cần trục với hàng (s)

t4: Thời gian đặt ngoạm trên đống hàng (s)

t5: Thời gian ngoạm hàng (s)

t6: Thời gian rút ben ngoạm khỏi đống hàng (s)

Một ngày thi công 8 giờ nên Nngày = 8ì18,26 = 146,08 (m3/ng)

Thời gian thi công:146860,08 = 6 (ngày) = 1 (tuần)

Sử dụng 1 xà lan G = 400 (t) để vận chuyển cát thô

Vđá dăm = 860 (m3).

ψ = 0,8

N = Vìψì n = 1ì0,8ì22 = 17,6 (m3/h)

Một ngày thi công 8 giờ nên Nngày = 8ì17,6 = 140,8 (m3/ng)

Thời gian thi công:140860,8 = 7 (ngày) = 1 (tuần)

Sử dụng 1 xà lan G = 400 (t) để vận chuyển đá dăm

Ta chia công trình làm 5 phân đoạn nên thời gian thi công 1 phân đoạn sẽ là: 0,5 (tuần)

Vậy trong giai đoạn này sẽ có: Thời gian thực hiện: 1,5 (tuần)

Dùng xà lan tự đổ G = 400 (t) Năng suất của xà lan sẽ là: 778 (m3/ng)

Sử dụng 2 xà lan nên năng suất là: 778ì2 = 1556 (m3/ng)

Thời gian thi công: 346751556 = 22 (ngày) = 3 (tuần)

Một ngày thi công 8 giờ nên Nngày = 8ì17,6 = 140,8 (m3/ng)

Dùng 2 cần trục xích, kết hợp với nó là 2 xà lan G = 200 (t) và 2 xà lan G = 400 (t) thì: Nngày = 140,8ì2 = 281,6 (m3/ng)

Thời gian thi công: 34485281,6 = 122 (ngày) = 17,5 (tuần)

Ta chia công trình làm 5 phân đoạn nên thời gian thi công 1 phân đoạn sẽ là:

a) Sử dụng cần trục xích E-2001

Chu kỳ cần trục xích E-2001 đối với hàng kiện:

Tck = (2t1 + 2t2 + 2t3)ìε + t7 + t8 + t9 + t10 + t11

2t1: Thời gian nâng hàng và hạ ngoạm không hàng (s)

2t2: Thời gian hạ hàng và nâng ngoạm không hàng (s)

2t3: Thời gian quay của cần trục với hàng (s)

t7: Thời gian khoá móc vào hàng (s)

t8: Thời gian đặt hàng và tháo móc khỏi hàng (s)

t9: Thời gian khoá móc không có hàng (s)

t10: Thời gian đặt và tháo móc không hàng (s)

t11: Thời gian thay đổi tay cần (s)

Sử dụng 1 cần trục xích E-2001 Mỗi ngày làm việc trong 8 giờ.

Một lần bốc xếp đợc 10 khối nên trong 1 ngày bốc xếp đợc:

288

10 3600

Sử dụng 2 cần trục xích E-2001 Mỗi ngày làm việc trong 8 giờ

Một lần bốc xếp đợc 1 khối nên trong 1 ngày bốc xếp đợc:

288

1 3600

Vậy tổng thời gian bốc xếp các khối: 11 + 3 = 14 (tuần)

b) Sử dụng xà lan G = 400 (t) vận chuyển các khối

Phải chọn số xà lan sao cho khối lợng vận chuyển khối bê tông lớn hơn năng suất bốc xếp của cần trục

Vđắp = 18190,6 (m3).

a) Sử dụng máy đào gầu dây E-2505

Chọn 2 máy đào gầu dây E-2505 để đắp đất

Theo tính toán ở trên, năng suất của 2 máy đào trong 1 ngày sẽ là: 1208 (m3/ng).Thời gian thi công: 181901208,6 = 15 (ngày) = 2 (tuần)

b) Năng suất ôtô tự đổ KRAZ-291

4 3 2 1

60

t t t t

K

+ + +

Ktg: Hệ số sử dụng thời gian của phơng tiện vận chuyển

t1 : Thời gian ôtô lùi vào lấy đất = 0,75 (phút)

t2 : Thời gian đổ đất vào ôtô = 2 (phút)

t3 : Thời gian ôtô đi và về = 5 (phút)

t4: Thời gian dịch chuyển và trút đổ đất = 3 (phút)

km: Hệ số sử dụng máy = 0,9

=

ì + + +

ì

ì

75 0 5 4 3

75 , 0 5 , 7 60

Tính một ngày ôtô làm việc 2 ca = 8 tiếng → N = 190,4 (m3/ngày)

Số ôtô dùng cho một ngày phải có tổng năng suất lớn hơn năng suất 2 máy đào gầu dây E-2001 (N = 1208 m3/ng)

Chọn 7 ôtô chở đất, một ngày ôtô vận chuyển đợc: Vngày = 190,4ì7 =1332,8 (m3

/ngày)

Số ngời phục vụ ôtô: 2 ngời /1 xe → Tổng số ngời: 2ì7 = 14 (ngời)

Thời gian hoàn thành vận chuyển đất: 181901332,8,6 = 14 (ngày) = 2 (tuần)

c) năng suất máy ủi san đất DZ-51

t ck

tg d

k T

k k V N

L: Chiều rộng bàn ủi = 4,57 (m).

kv: Hệ số phụ thuộc vào tỷ số H/L = 0,26 → Tra bảng: kv = 1,0

→ V =

1 2

2 , 1 57 ,

ì

ì = 3,3 (m3)

ktg : Hệ số sử dụng thời gian = 0,8

kt : Hệ số tơi của đất = 1,2

Tck : Thời gian 1 chu kỳ làm việc:

xx xx

vc vc

d

v

l v

l v

6 , 3

ld = 4 m; lvc = 40 m; lxx = 60 m: Chiều dài quãng đờng đào, vận chuyển, chạy không tải (m)

vd = 8 km/h; vvc = 12 km/h; vxx = 15 km/h: Các tốc độ đào, vận chuyển, chạy không tải

ts = 4s; tq = 10s; th = 3s: Thời gian sang số, quay đầu và hạ lỡi ủi

15

60 12

40 8

4 6 ,

Một ca thi công 4 tiếng, trong một ngày làm 2 ca

Vậy năng suất của 1 ngày là: Nng = 127ì8 = 1016 (m3/ng)

Thời gian hoàn thành ủi san đất:

1016

6 , 18190

B : Kích thớc vệt đầm = 1,0 (m)

b : Khoảng cách trùng nhau giữa hai vệt đầm = 0.2 (m)

h : Chiều sâu tác dụng của đầm = 1,0 (m)

m: Số lần rơi của đầm trong 1 phút = 12 (lần)

n : Số lần rơi tại một chỗ = 3 (lần)

Ktg : hệ số sử dụng thời gian = 0,75

→ 12 0 , 75

3

1 ) 2 0 1 (

Thời gian hoàn thành đầm đất: 18190921,6,6 = 20 (ngày) = 3 (tuần)

Ta chia công trình làm 5 phân đoạn nên thời gian thi công 1 phân đoạn sẽ là:

a) Sử dụng máy đào gầu dây E-2505

Chọn 2 máy đào gầu dây E-2505 để đắp đất

Theo tính toán ở trên, năng suất của 2 máy đào trong 1 ngày sẽ là: 1208 (m3/ng).Thời gian thi công: 211961208,4 = 18 (ngày) = 2,5 (tuần)

b) Năng suất ôtô tự đổ KRAZ-291

4 3 2 1

60

t t t t

K

+ + +

Ktg: Hệ số sử dụng thời gian của phơng tiện vận chuyển

t1 : Thời gian ôtô lùi vào lấy đất = 0,75 (phút)

t2 : Thời gian đổ đất vào ôtô = 2 (phút)

t3 : Thời gian ôtô đi và về = 5 (phút)

t4: Thời gian dịch chuyển và trút đổ đất = 3 (phút)

km: Hệ số sử dụng máy = 0,9

=

ì + + +

ì

ì

75 0 5 4 3

75 , 0 5 , 7 60

Tính một ngày ôtô làm việc 2 ca = 8 tiếng → N = 190,4 (m3/ngày)