Thiết kế máy ép cọc bấc thấm

Hiện nay, công tác xây dựng cơ sở hạ tầng đang phát triển với tốc độ khá nhanh.

Lời nói đầu!

Hiện nay, công tác xây dựng cơ sở hạ tầng đang phát triển với tốc độ khá nhanh Nhiều công trình trọng điểm của nhà nước về các lĩnh vực xây dựng giao thông, xây dựng kiến trúc dân dụng, xây dựng công nghiệp, xây dựng thuỷ lợi đang đựơc đầu tư một cách đáng kể Điều đó dẫn tới các phương tiện giao thông cơ giới thi công và trang thiết bị xếp dỡ tăng lên rất nhịều Các thiết bị không những tăng nhanh về số lượng mà tăng cả về chủng loại Chính điều này là một trở ngại lớn cho việc tổ chức sửa chữa xe máy theo hình thức công nghiệp và hiện đại hố như sửa chữa chuyên môn hố sử dụng các thiết bị dùng cho công tác sửa chữa, nhập vật tư phục tùng thay thế

Một người sinh viên chuyên ngành Máy Xây Dựng khi ra trường đòi hỏi phải nắm bắt được những kỹ năng cơ bản về sửa chữa các chi tiết chính, cũng như các bộ phận cơ bản của các máy hiện nay đang được sử dụng rộng rãi Đồng thời, người sinh viên cũng phải hiểu rõ cơ cấu điều hành của một nhà máy sửa chữa cơ khí và các phân xưởng thường có trong nhà máy Thông qua bài thiết kế này sẽ giúp cho sinh viên năm bắt được sâu hơn và chắc hơn những điều đã học

Bài thiết kế tốt nghiệp là một bài tập tổng duyệt nhằm kiểm tra kiến thức

đã học và còn là một nhiệm vụ của sinh viên năm cuối của trường ĐH Giao Thông Vận Tải Tp Hồ Chí Minh trước khi ra trường

Đề tài tính toán thiết kế máy ép cọc bấc thấm của em là một đề tài khá mới mẻ và mục tiêu là phục vụ cho sản xuất và thi công thực tế ở nước ta hiện nay

MỤC LỤC

Phần 1 GIỚI THIỆU CHUNG

Chương 1 Các phương pháp xử lý nền đất yếu

1.1.Đặc điểm khí hậu và địa chất công trình của nền đất yếu ở VN 1

1.1.1 Đặc điểm khí hậu 1

1.1.2 Đặc điểm địa chất của nền đất yếu 2

1.1.3 Cấp đất thi công 5

1.1.4 Các vùng nền đất yếu đã được thi công trong nước 5

1.2 Các phương pháp xử lý nền đất yếu 6

1.2.1.Phương pháp gia cố nền móng bằng cọc cát 7

1.2.2 Phương pháp gia cố nền móng bằng cọc bấc thấm 7

Chương 2 Lựa chọn phương án thi công cọc bấc thấm .

10 2.1 Phân loại máy ép cọc bấc thấm 10

2.2 Lựa chọn máy cơ sở 13

2.2.1.Phương án 1: Dùng cần trục bánh xích có lắp bộ công tác 13

2.2.2.Phương án 2 Dùng máy xúc một gầu đào ngược truyền động

15

19

Chương 3 Công nghệ thi công cọc bấc thấm.

20

20

20

3.3 Chuẩn bị mặt bằng và định vị mặt bằng thi công 21

21

21

23

23

24

3.9 Biện pháp thi công ép bấc thấm

25

3.11 Ghi chép lịch trình cắm bấc thấm 26

3.12 Một số lưu ý khi sử dụng máy ép cọc bấc thấm 27

Phần 2 THIẾT KẾ BỘ CÔNG TÁC

Chương 4 Giới thiệu mô hình tổng thể của máy 28

30

30

30

31

35

Chương 6 Tính toán thiết kế bộ công tác 39

6.2 Tính toán thiết kế bộ công tác 39

39

6.2.2 Tính toán thiết kế bộ phận dẫn động 45

Chương 7 Tính toán kết cấu thép của cột tháp.

63

63

7.2 Vật liệu chế tạo kết cấu thép của cột tháp 68

68

7.4 Các dạng tải trọng các dụng lên cột 71

75

75

7.5.2 Lực căng cáp tác dụng lên cột 75

76

7.6 Tính chọn cụ thể kích thước các đoạn 78

7.6.1 Tính chọn và kiểm tra thanh biên của cột

7.6.2 Tính chọn và kiểm tra các thanh giằng 80

7.7 Ổn định tổng thể của cột thép 82

7.7.1 Tính toán cột chịu nén lệch tâm theo điều kiện bền 82

7.7.2 Tính toán cột chịu nén lệch tâm theo điều kiện ổn định 83

85

86

7.8.2 Tính liên kết giữa các đoạn cột 87

89

Chương 8 Lập quy trình công nghệ chế tạo trục ép, quy trình lắp đặt và thử nghiệm.

91

8.1 Quy trình công nghệ chế tạo trục ép 91

8.2 Quy trình lắp đặt và thử nghiệm 96

Kết luận

100

Lời nói đầu!

Hiện nay, công tác xây dựng cơ sở hạ tầng đang phát triển với tốc độkhá nhanh Nhiều công trình trọng điểm của nhà nước về các lĩnh vực xâydựng giao thông, xây dựng kiến trúc dân dụng, xây dựng công nghiệp, xâydựng thuỷ lợi đang đựơc đầu tư một cách đáng kể Điều đó dẫn tới các phươngtiện giao thông cơ giới thi công và trang thiết bị xếp dỡ tăng lên rất nhịều Cácthiết bị không những tăng nhanh về số lượng mà tăng cả về chủng loại Chínhđiều này là một trở ngại lớn cho việc tổ chức sửa chữa xe máy theo hình thứccông nghiệp và hiện đại hố như sửa chữa chuyên môn hố sử dụng các thiết bịdùng cho công tác sửa chữa, nhập vật tư phục tùng thay thế.

Một người sinh viên chuyên ngành Máy Xây Dựng khi ra trường đòi hỏiphải nắm bắt được những kỹ năng cơ bản về sửa chữa các chi tiết chính, cũngnhư các bộ phận cơ bản của các máy hiện nay đang được sử dụng rộng rãi.Đồng thời, người sinh viên cũng phải hiểu rõ cơ cấu điều hành của một nhàmáy sửa chữa cơ khí và các phân xưởng thường có trong nhà máy Thông quabài thiết kế này sẽ giúp cho sinh viên năm bắt được sâu hơn và chắc hơnnhững điều đã học

Bài thiết kế tốt nghiệp là một bài tập tổng duyệt nhằm kiểm tra kiến thức

đã học và còn là một nhiệm vụ của sinh viên năm cuối của trường ĐH GiaoThông Vận Tải Tp Hồ Chí Minh trước khi ra trường

Đề tài tính toán thiết kế máy ép cọc bấc thấm của em là một đề tài khámới mẻ và mục tiêu là phục vụ cho sản xuất và thi công thực tế ở nước ta hiệnnay

Phần 1 GIỚI THIỆU CHUNG

Chương 1 Các phương pháp xử lý nền đất yếu.

1.1.Đặc điểm khí hậu và địa chất công trình của nền đất yếu ở Việt Nam.

1.1.1 Đặc điểm khí hậu:

Khí hậu ở Việt Nam có thể nói là khá phức tạp, không thuần nhất Khíhậu ở miền bắc vừa mang tính chất nhiệt đới lại vừa mang tính chất ôn đới,trong khi đó ở miền nam lại phân ra hai mùa rõ rệt Ranh giới giữa các vùngkhí hậu không rõ rệt Đặc trưng của khí hậu miền bắc là nóng ẩm và gió mùa,nhiệt độ trung bình hàng năm từ 20-25oC, có khoảng 500 giờ nắng trong mộttháng của mùa hè và 70 giờ nắng trong một tháng mùa đông Năng lượng bức

xạ tổng cộng lên tới 110-130 Kcal/năm Độ ẩm tương đối thường rất cao vàdao động từ 50-100%, lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2000mm.Trong khi đó khí hậu miền nam là khí hậu nóng ẩm điển hình, hai mùa rõ rệt:mùa mưa và mùa khô Nhiệt độ trong năm ít thay đổi với trị số trung bìnhkhoảng 25-27 oC, bức xạ mặt trời lớn, trung bình khoảng 130-135 Kcal/năm

Một trong những đặc điểm về khí hậu nước ta cũng hết sức lưu ý đó làảnh hưởng của khí hậu ven biển Đặc điểm địa lí và địa hình nước ta có bềngang hẹp, bờ biển trải dài từ bắc vào nam Vì vậy hàm lượng muối (được tínhbằng (mg/m3) ngày đêm) trong khí quyển tăng lên rõ rệt với các vùng đất thi

công cách bờ biển 30km trở lại tạo nên khả năng ăn mòn rất lớn với các vậtliệu là kim loại cụ thể là máy móc, thiết bị, nhà xưởng…

Hình 1.1 Đồ thị phân bố hàm lượng muối theo khoảng cách từ biển vào đất liền.

Do điều kiện khí hậu ở nước ta như vậy: mưa mang axít ăn mòn, nắng

và hàm lượng muối trong khí quyển cao sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ và

độ bền của máy móc, thiết bị thi công nói chung và máy ép cọc bấc thấm nóiriêng Cụ thể là do khí hậu nhiệt đới gần biển nên nóng ẩm, hơi nước nhiềulàm cho:

+ Ăn mòn kim loại làm gỉ các chi tiết, bộ phận máy và cụm máy…

+ Lão hố biến chất của vật liệu xảy ra làm mất các tính chất cơ lí của vậtliệu

Như vậy khí hậu ở nước ta có ảnh hưởng xấu đến các loại máy và thiết

bị thi công và cụ thể ở đây là máy ép cọc bấc thấm

1.1.2 Đặc điểm địa chất của nền đất yếu:

Việc nghiên cứu các tính chất cơ lí của đất và ảnh hưởng của nó tới quátrình đào đất và gia cố nền là công việc rất quan trọng và phức tạp Các tínhchất cơ lí chủ yếu của đất bao gồm: thành phần cấp phối, độ ẩm tự nhiên, tỉtrọng riêng của đất, chỉ số dẻo, độ sét, góc ma sát trong và lực dính kết

Đất yếu là những đất có khả năng chịu tải nhỏ (vào khoảng 0,5-1,0daN/cm2) có tính nén lún lớn, hầu như bão hồ nước, có hệ số rỗng lớn ( e > 1),môđun biến dạng thấp (thường thì Eo = 50daN/cm2), lực chống cắt nhỏ…Nếukhông có biện pháp xử lý đúng đắn thì việc xây dựng công trình trên đất yếunày sẽ rất khó khăn hoặc không thể thực hiện được

Đất yếu là các vật liệu mới hình thành (từ 10000 đến 15000 năm tuổi), có thểchia thành 3 loại: đất sét hoặc đất á sét bụi mềm, có hoặc không có chất hữu

cơ, than bùn hoặc các loại đất rất nhiều hữu cơ và bùn

nhiên (%)

Độ rỗng tự nhiên Cường độ chịu cắt

(Kpa)

Giá trị chỉ tiêu > 35 và giới hạn lõng > 1,0 < 35

Chỉ tiêu

Loại đất

Hàm lượng nước tự nhiên (%)

Độ rỗng tự nhiên

Hệ số co ngót (Mpa -1 )

Độ bão hồ (%)

Góc nội ma sát ( o ) (chịu cắt nhanh)

Đất sét mềm là các loại đất séthay á sét tương đối chặt, bão hồ nước và

có cường độ cao hơn so với bùn Các hạt sét (<0,05mm) và hoạt tính củachúng có nước trong đất tạo nên tính dẻo Nhưng do khả năng thốt nước rấtchậm (nên ta coi đất là loại không thấm nước) chúng có tính từ biến khi chịutải lâu dài

Tên

địa

phương

Độ ẩm W%

Tỷ trọng

Giới hạn dẻo Wp%

Giới hạn chảy Wt

%

Độ nhão

Góc nội

ma sát

Lực dính kG/cm 2

Hà Nội

49.00 61.90 23.80 30.40

1.67 1.60 1.87 1.97

1.38 1.8 0.7 0.91

34.00 34.00 16.00 19.40

51.00 51.00 25.50 32.70

0.90 1.00 0.82 0.83

8.32 3.00 14.02 18.16

0.15 0.20 0.10 0.22

Hải

Phòng

28.63

-2.16 1.95

0.45 0.77

15.42 15.39

26.40 27.16

0.60 1.12

17.25 13.00

0.64 0.36

1.90 1.82

0.86 1.08

19.50 23.72

32.50 44.47

0.87 0.76

8.45

0.38

-Bảng 1.2 Tính chất cơ lí của đất sét mềm ở một số địa phương phía bắc.

b Than bùn:

Than bùn được tạo thành do phân huỷ chất hữu cơ (chủ yếu là thực vật)tại các đầm lầy Hàm lượng hữu cơ chiếm 20-80% thường có màu đen hay nâusẫm, cấu trúc không mịn Tỷ trọng khô rất thấp (0,3-0,9 T/m3) Độ ẩm tự nhiêncao (W = 85-95%) Hệ số nén lún cao (a = 3-8-10 cm2/daN Than bùn là loạiđất bị nén lún lâu dài, không đều và mạnh nhất

Phân loại than bùn theo địa chất công trình:

Loại 1: Độ sét ổn định, cường độ chịu tải, R=1,0 kG/m2

Hệ số rỗng

Độ sét Tg (ϕ )

Lực dính (C) kG/cm 2

Chất lượng

Tương đối.

2

Không ổn

định

Nhiều hạt khống Chủ yếu do hạt sét tạo thành.

Tương đối kém.

3 không ổnRất

dịnh.

Ít hạt khống, cơ bản tạo thànhtừ chất hữu cơ.

Độ rỗng

Giới hạn chảy Wt%

Giới hạn dẻo Wp%

Độ nhão

Góc nội ma sát

Lực dính kG/cm 2

Chỉ số dẻo Ip

+ Cấp đất là mức phân loại dựa trên mức độ khó hay dễ khi thi công hay

là mức độ hao phí công lao động (thủ công hay cơ giới) nhiều hay ít Cấp đấtcàng cao càng khó thi công hay hao phí công lao động càng nhiều

+ Trong thi công việc xác định cấp đất là rất quan trọng Mỗi một loạicấp đất ứng với một loại dụng cụ hay máy thi công, do đó việc xác định cấpảnh hưởng trực tiếp đến năng suất thi công và hiệu quả kinh tế của công trình

Theo phương pháp thi công cơ giới ta có các cấp đất sau:

loại cuội có đường kính > 80mm.

III Đất sét chắc nặng, đất sét có lẫn nhiều sỏi cuội Các mùnrác xây dựng đã kết dính.

IV Đất sét rắn chắc Hồng thổ rắn chắc Thạch cao mềm Cácloại đất đá đã được làm tơi lên.

Bảng 1.5 Phân loại cấp đất theo phương pháp thi công.

Như vậy, máy ép cọc bấc thấm thi công trên nền đất cấp I và II

1.1.4 Các vùng nền đất yếu đã được thi công trong nước:

+ Quốc lộ 1A: sử dụng bấc thấm, vải địa kỹ thuật đoạn Cà Mau – NămCăn

+ Quốc lộ 5: bấc thấm kết hợp vải địa kỹ thuật, tầng đệm cát, vét bùn.+ Quốc lộ 10, 18

+ Dự án đường cao tốc Sài Gòn – Trung Lương

Cho đến thời điểm hiện nay, ở trong nước vẫn chưa xây dựng đầy đủđược những tiêu chuan riêng của Việt Nam về tính toán thiết kế cũng như quytrình công nghệ thi công mới để xử lý nền đất yếu mà đều dựa chủ yếu vào cáctài liệu ở nước ngồi chuyển giao Tại Việt Nam đang thiết kế và thi công theomột số quy trình, quy phạm như:

Quy trình kỹ thuật thi công và nghiệm thu bấc thấm trong xây dựngnền đường trên đất yếu: 22TCN 236-97.

Quy trình thiết kế xử lý đất yếu bằng bấc thấm trong xây dựng nềnđường: 22TCN 244-98

1.2 Các phương pháp xử lý nền đất yếu:

Các phương pháp xử lý:

Hiện nay ở nước ta có nhiều phương pháp xử lý nền đất yếu nhất làtrong xây dựng cầu đường Nguyên tắc cơ bản của các phương pháp này là:Giải quyết thốt nước, giảm độ ẩm để tăng độ cố kết (Độ chặt của đất)

Từ nhiều năm trước, trên thế giới và Việt Nam đã áp dụng nhiều phương phápcải tạo nền đất yếu như:

+ Đệm cát: dùng phương pháp này khi nền đất yếu có chiều dày dưới3m

+ Đệm đất: dùng khi nền đất đắp ẩm ít, mức nước ngầm ở dưới sâu.+ Đệm đá, sỏi: dùng khi chiều dày lớp đất yếu dưới đáy móng nhỏ hơn3m, bão hồ nước, dưới đó là lớp đất chịu lực tốt, đồng thời xuất hiện nước có

áp lực cao

+ Bệ phản áp: thường dùng khi xây dựng nền đường, đê đập trên vùngđất yếu, vừa chống chồi đất hai bên, vừa tăng áp lực thốt nước, cố kết lâu dài

+ Cọc đất: dùng để nén chặt nền đất có độ rỗng lớn và có tính lún sập(như đất Bazan)

+ Cọc vôi: dùng để nén chặt lớp đất sét bão hồ nước và đất than bùn.+ Giếng cát: đất yếu như bùn, than bùn, đất dính bão hồ nước…thườnggặp ở vùng đồng bằng Việt Nam

Hiện nay trên thế giới và cả ở ngay trong nước người ta hay sử dụng haiphương pháp gia cố nền đất yếu theo kiểu nén tĩnh là:

* Gia cố bằng cọc cát

* Gia cố bằng bấc thấm

Mục đích của các phương pháp này là tạo khả năng hút nước trong nềntheo phương thẳng đứng, làm cho nền khô, các túi chứa nước bị rỗng và sau đódùng chất tải để phá vỡ các túi rỗng này, từ đó làm cho nền được ổn định.

1.2.1.Phương pháp gia cố nền móng bằng cọc cát:

Sau khi đã thi công xong lớp đệm cát thì dùng thiết bị đóng cọc cát để

hạ các ống thép rỗng có đường kính từ φ300-φ800 (tuỳ theo yêu cầu thiết kế).Việc hạ ống thép này xuống nền bằng phương pháp rung hay hay nén tĩnh Saukhi hạ ống xuống chiều sâu cần thiết thì đổ cát (thường là cát vàng đã qua sànglọc), đồng thời cho nước vào tạo độ ẩm thích hợp Sau khi cát đầy thì rút ốngthép lên, cát ở lại trong nền sẽ tạo thành cột và có tác dụng thấm nước làm khônền

1.2.2 Phương pháp gia cố nền móng bằng cọc bấc thấm:

Sau khi đã chẩn bị xong mặt bằng, dùng thiết bị để hạ (phương pháprung hay nén tĩnh) một thanh lõi thép xuống nền, trong lõi có đặt bấc thấm(hay còn gọi là cọc bản nhựa) Sau khi đã hạ đến độ sâu thiết kế thì kéo lõithép lên, khi đó bấc thấm ở lại trong nền Qua hệ thống bấc thấm thì nước sẽđược thốt khỏi nền theo phương pháp thẳng đứng

Qua hai phương pháp này ta nhận thấy phương pháp gia cố nền đất yếubằng cọc bấc thấm là ưu thế hơn so với cọc cát Với những ưu điểm nổi bậtsau:

+ Bấc thấm có tác dụng đối với tất cả nền đất thốt nước

+ Bấc thấm được sản xuất hàng loạt trong các nhà máy nên được kiểmtra về chất lượng, còn cọc cát chịu ảnh hưởng của chất lượng cát, mà chấtlượng cát lí tưởng thường không có trên công trường

+ Về tính kinh tế: Ví dụ một chuyến xe tải trọng 12T có thể chở được12.000m bấc thấm nhưng cũng với công suất thốt nước như vậy thì khối lượngcát cần vận chuyển là 1500 chuyến xe tải trọng 12T cho phương pháp dùngcọc cát

+ Xử lý bằng bấc thấm thì kết cấu của đất sẽ bị sáo trộn ít vì lõi thépcũng như là cọc bấc thấm có tiết diện nhỏ, tính chất thấm của đất bị giảm ởmức thấp nhất vì áp lực tăng ở mức nhỏ nhất Còn phương pháp gia cố bằngcọc cát do phải hạ hạ ống thép có tiết diện lớn sẽ làm cho đất xung quanh cột

bị dồn nén biến dạng kết cấu dẫn đến tính chất thấm của nền bị giảm và áp lựctrong các hốc nước tăng lên

+ Quá trình sử dụng của công nhân là nhẹ nhàng, cần ít người, quá trìnhlắp dựng để đưa vào sử dụng nhanh (1 ca 8 giờ một máy lắp được từ 2000 đến

5000 mét dài) vì vậy mà hiệu quả kinh tế cao

+ Do số lượng và chiều sâu lắp đặt dễ kiểm tra nên quá trình giám sát ít

và đơn giản hơn

+ Do bấc thấm có tính dẻo cao nên đảm bảo chức năng thốt nước ngay

cả với những dịch chuyển ngang kèm theo độ lún lớn và áp lực phương ngangcao Cọc bấc thấm trong nền còn có tác dụng chống trượt cho nền rất tốt

+ Do lắp đặt không cần có nước như cọc cát nên công trường và rãnhthốt nước không bị bẩn

+ Khả năng lắp đặt tới chiều sâu 40m mà ở độ sâu này thì cọc cát rất khíthi công.

Phương pháp để gia cố nền đất yếu bằng cọc bấc thấm được sử dụngnhiều nước trên thế giới như Hà Lan, Đức, Thụy Sĩ, Hàn Quốc, Đài Loan,…

Từ những năm 70 trở lại đây, phương pháp gia cố nền đất yếu bằng cọc bấcthấm so với các phương pháp khác thì có ưu điểm vượt trội hơn hẳn về mọiphương diện kinh tế, kĩ thuật và môi trường Ngay sau khi bằng phát minhcông nghệ này của Hà Lan được công nhận thì các nước tiến tiến đã mua côngnghệ và bắt đầu chế tạo loại thiết bị này Các máy đã có trên thế giới như làFlodrain FD4, Flodrain FD8, Mega Wickdrain, Colbonddrain CX1000/10,Drain MD 7407/7007, Drain MD 88-80,…

Ban đầu người ta chế tạo các hệ thống thiết bị công tác rồi lắp trên cácmáy xúc hay cần trục truyền động cơ khí Nhưng sau này người ta nhanhchóng phát hiện ra nhược điểm của truyền động này và thay nó bằng kiểutruyền động tiên tiến hơn đó là truyền động thuỷ lực So với truyền động cơkhí thì truyền động thuỷ lực có nhiều ưư điểm:

+ Có khả năng truyền lực được lớn và đi xa

+ Trọng lượng và kích thước của bộ truyền nhỏ hơn truyền động cơ khí.+ Có khả năng tạo ra những tỷ số truyền lớn (tới 2000 hay coa hơn nữa).+ Quán tính của truyền động nhỏ

+ Truyền động êm dịu, không gây tiếng ồn

+ Điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng và tiện lợi không phụ thuộc vào côngsuất truyền động

+ Cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ bộ công tác

+ Có khả năng tự bôi trơn bộ truyền, nâng cao được tuổi thọ của máy.+ Có khả năng tự bảo vệ máy khi quá tải

+ Có khả năng bố trí bộ truyền theo ý muốn, tạo hình dáng tổng thể đẹp

Do có ưu điểm vượt trội nên ngày nay trên thế giới, tồn bộ các thiết bịgia cố nền đất yếu bằng bấc thấm đều được trang bị hệ thống truyền động thuỷlực

Hiện nay, công nghệ này đã và đang được áp dụng rộng rãi và ngàycàng phát triển Không những nó dùng để gia cố nền đường yếu mà còn dùng

để gia có nền đường sân bay, kênh thốt nước, các đập thuỷ lợi, đê điều…

Ở Việt Nam hiện nay, công nghệ gia cố nền đất yếu bằng cọc bấc thấmmới chính thức được áp dụng từ năm 1994, dùng để gia cố quốc lộ 5 và nhàmáy nhiệt điện Hiệp Phước Tuy vậy, yếu tố quyết định hiệu quả kinh tế – kỹthuật của công nghệ này là thiết bị thi công hay bộ công tác Từ bài toán thực

tế đặt ra là giá thành thiết bị nhập ngoại (Hà Lan, Mỹ, Đức, Nhật…) rất cao, sovới tình hình tài chính của đất nước cũng như các đơn vị công ty nhà nước thì

đó là một vấn đề chưa phù hợp Do vậy, việc nghiên cứu và chế tạo các thiết bịnày ở trong nước được đặt ra là vấn đề hợp lý và phù hợp Hiện nay nước ta đãthiết kế và chế tạo thành công máy ép cọc bấc thấm EO-5124, có độ bền và độtin cậy về mọi mặt phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam

Lựa chọn phương án:

Như vậy phương án xử lý nền đất yếu bằng cọc bấc thấm là tối ưu nhất

Ta chọn phương án này

Chương 2 Lựa chọn phương án thi công cọc bấc thấm.

2.1 Phân loại máy ép cọc bấc thấm:

Có nhiều cách để phân loại máy ép cọc bấc thấm Ta có những cáchphân loại như sau:

- Theo bộ công tác lắp trên máy cơ sở, ta có:

+ Máy ép cọc bấc thấm, có bộ công tác lắp trên máy cơ sở là cần trục bánhxích

Hình 2.1 Máy ép cọc bấc thấm loại cột kín lắp trên cần trục chuyên dùng.

Hình 2.2 Máy ép cọc bấc thấm loại cột hở lắp trên cần trục bánh xích.

+ Máy ép cọc bấc thấm, có bộ công tác lắp trên máy cơ sở là máy xúc một gầu,đào ngược, truyền động Diesel – Thuỷ lực:

Hình 2.3 Máy ép cọc bấc thấm lắp trên máy xúc một gầu.

- Theo sơ đồ mắc cáp lắp trên máy ép cọc bấc thấm, ta có:

+ Loại dùng vật nặng để cân bằng độ dài hai nhánh cáp

+ Loại dùng cụm puly để cân bằng cáp:

Hình 2.4 Sơ đồ mắc cáp của máy ép cọc bấc thấm.

- Theo nguồn động lực dẫn động bộ công tác:

+ Loại truyền động điện

+ Loại truyền động thuỷ lực

- Theo nguyên lý làm việc, ta có hai loại sau:

+ Loại rung ép (bằng cơ học hay thuỷ lực)

+ Loại ép tĩnh (bằng cơ học hay thuỷ lực)

2.2 Lựa chọn máy cơ sở:

2.2.1.Phương án 1: Dùng cần trục bánh xích có lắp bộ công tác:

Cấu tạo:

Trường hợp này thì bộ công tác ép (cột ép) cũng có kết cấu giống như

bộ công tác đặt trên máy xúc 1 gầu thuỷ lực

Nguyên lý làm việc:

Khi có yêu cầu về công việc: chủ yếu là thi công nền đất yếu của mặtđường, khi đó máy được vận chuyển tới công trường Nếu công trường có sẵncần trục bánh xích thì chỉ việc chuyên chở bộ công tác đến (thường chở bằng

xe tải), còn nếu chưa có cần trục bánh xích thì phải chuyên chở cả hai

Khi máy đã được đưa đến công trường thì bắt đầu quá trình lắp dựng đểđưa vào sử dụng: Người ta dùng cần trục ô tô để cẩu bộ công tác và lắp liênkết giữa bộ công tác và cần trục

Sau khi lắp dựng xong thì phải kiểm tra và cho máy chạy thử xem cóhỏng hóc hay sai xót gì không, nếu có phải dừng máy và khắc phục sự cốngay Sau khi đã kiểm tra xong thì máy được đưa vào thi công

Để phù hợp với yêu cầu thi công đưa ra về: chiều sâu ép cọc, độ xiên

âm, xiên dương, loại bấc thấm, điểm cắm bấc,…Người thợ lái máy cũng như

kỹ sư máy, kỹ sư thi công,…phải phù hợp với yêu cầu

Khi làm việc: máy cơ sở được đặt ở chế độ không di chuyển, khi đó cầncũng được cố định chỉ có bộ tời nâng hoạt động để thực hiện quá trình ép cọc.Khi trục ép cắm xuống nền cho đến khi rút lên thì phải có người công nhânlàm nhiệm vụ ghim đầu bấc để thực hiện quá trình cắm bấc tiếp theo

*Ưu điểm:

- Tận dụng được bộ tời nâng của máy cơ sơ.û

- Nếu có sẵn máy cơ sở tại công trường thì sẽ tiết kiệm kinh phí vậnchuyển máy

- Cần trục có bộ di chuyển bánh xích sẽ ổn đinh hơn so với bánh lốp khithực hiện quá trình ép cọc, mặt khác thì bánh xích có thể di chuyển trên cả địahình lầy lội và nền cát

*Nhược điểm:

- Quá trình lắp dựng phức tạp hơn là máy xúc thuỷ lực

- Tuy có vận dụng được bộ tời kéo của máy cơ sở nhưng mắc cáp phứctạp hơn sơ đồ mắc cáp của máy xúc

- Thường thì thời gian gia cố nền móng đường thì không có cần trụcbánh xích mà chỉ có máy đào 1 gầu thuỷ lực và các loại máy thi công khác, vìvậy mà chi phí cho vận chuyển máy là có

-Nếu có điều chỉnh độ xiên âm hay xiên dương thì khó hơn là máy xúc 1gầu,…

- Hiện nay, thì việc sử dụng phương án cần trục bánh xích có lắp bộcông tác ép cọc bấc thấm càng ngày càng ít vì không tiện lợi cũng như cònnhiều bất lợi, đặc biệt là hiệu quả kinh tế không cao

2.2.2 Phương án 2 Dùng máy xúc một gầu đào ngược truyền động diesel –thuỷ lực

Hình 2.6 Thi công ép cọc bấc thấm trên máy xúc một gầu.

Cấu tạo:

Hình 2.7 Bộ công tác ép cọc bấc thấm lắp trên máy xúc một gầu, đào ngược,

truyền động Diesel – Thuỷ lực.

Phương án sử dụng máy xúc 1 gầu truyền động thuỷ lực có lắp bộ côngtác ép cọc bấc thấm thay cho việc dùng cần trục bánh xích như ở hình, là một

phương án mới và hiện nay và tương lai đang được dùng phổ biến và rộng rãingày càng phát triển

Phương pháp này thực chất là dùng một máy xúc 1 gầu truyền độngthuỷ lực đã tháo tay gầu chỉ để lại tai cần liên kiết với bộ công tác bằng liênkết chốt Các máy cơ sở này thông thường là công suất khoảng từ 100 – 300

mã lực, phổ biến nhất là từ 120 – 250 mã lực Xi lanh thuỷ lực của máy xúc cótác dụng tạo độ xiên âm hay xiên dương cho quá trình ép bấc thấm xuống nền

Bộ công tác thường được cấu tạo từ cốt thép dẫn hướng mà chủ yếu làcột thép dạng kín hay hở Trong khung thép có đặt hệ thống bao gồm: bộ tời ép(puly, cáp thép, tang quấn cấp và động cơ thuỷ lực,…); cọc thép có nút bấcthấm ở trong

Bộ công tác khi làm việc dùng ngay dòng dầu áp lực cao của máy cơ sởtrích công suất ra, dẫn động bơm thuỷ lực để phục vụ cho bộ tời thuỷ lực hoạtđộng

Nguyên lý làm việc:

Thường thì trên công trường khi làm nền móng sẽ phải có máy xúc, bởimáy xúc đảm nhiệm 50% công việc của công việc làm móng công trình Nhưnói ở trên là khi nền đất ở công trường phải thi công là nền đất yếu mà đặc biệt

là nền sét hay á sét thì việc dùng phương pháp gia cố nền bằng cách dùng máy

ép cọc bấc thấm là rất thích hợp

Sau khi rải nền cát chống thấm xong thì sử dụng máy xúc 1 gầu truyềnđộng thuỷ lực Máy khi đó được tháo tay gầu ra, bên cạnh đó thì bộ công tácđược vận chuyển đến, thường thì với máy của nước ngồi: bộ công tác thường ởdạng đóng hộp (máy chuyên dùng), cón ở Việt Nam thì bộ công tác được thiết

kế thành từng đoạn sau đó sẽ được lắp lại hồn chỉnh mà quá trình lắp ráp nàyđược thực hiện tại công trường Khi bộ công tác được lắp xong thì người taliên kết với bộ công tác với máy cơ sở qua liên kết chốt Sau khi liên kết bộcông tác với máy cơ sở xong thì nối đường dầu dẫn dầu cho tời thủy lực vàchỉnh lại cáp xem lại liên kết bulông của chổ máy nối xem đã hợp lí chưa Khi

đã hồn chỉnh lắp ráp và cho chạy thử (nâng, hạ, quay, mang bộ công tác tiếnlùi, chỉnh góc xiên âm xiên dương trong phạm vi góc cho phép, ấn thử cọc từ 2đến 3 lỗ với cả neo bấc và bấc với độ sâu 4-5m rồi rút lên…) thì máy mớiđược đưa ra sử dụng để thi công

Khi làm việc: người lái máy cơ sở điều chỉnh cho máy đến vị trí đã đánhdấu cần ép bấc rồi sau đó cho máy dừng lại Sau đó chỉnh tay gầu cho bộ côngtác đứng đúng tâm xiên âm xiên dương theo điều kiện công trình rồi cố địnhtay gầu ở vị trí đó để ép Một người ra tín hiệu cắm bấc hay rút bấc lên; 2người giữ bấc và cắt bấc

Lắp bấc thấm vào neo (luồn bấc thấm qua quai neo rồi gập lên với độ dưcủa bấc khoảng 150 – 200mm, sau đó bấm gim cho chắc), nút phần đã gập vàoquai neo vào rãnh của mũi lõi

Khi động cơ thủy lực hoạt động, nếu tiến hành quá trình cắm bấc thì:động cơ quay tang cuốn cáp và khi đó cáp kéo lõi thép xuống thông qua hệ

thống puly dẫn hướng để thực hiện quá trình cắm bấc; Còn khi thực hiện quátrình rút bấc lên thì hành trình của động cơ và cáp ép lại ngượi lại với lúc cắm.

Thời gian lõi xuống và thời gian rút lõi lên không vượt quá thời gianquy định Chiều sâu ấn lõi được xác định nhờ vị trí neo đứng ngang với vị trívạch đánh dấu có ghi con số trên cột

Khi nhấc lõi thép lên cánh mặt đất khoảng 150 – 200mm thì phải dừng lạingay Khi đó người cắt bấc sẽ lôi bấc ra khoảng 150 – 300mm ( tính từ phầnnhô ra khỏi mặt đất rồi cắt) Chiều dài tự do của bấc được cắt này tùy thuộcvào công trình quy định

Khi cắm bấc ở điểm đánh dấu này xong thì phải dịch máy sang điểmđánh dấu khác; mà các vị trí đánh dấu này đã được đánh sẵn trên mặt bằng thicông

*Ưu điểm:

- Do có sẵn máy cơ sở tại công trường vì phần lớn là thời gian đầu làmnền móng thì máy xúc phải đảm nhiệm công việc Khi đó phải vận chuyển bộcông tác đến và dẫn đến sẽ tiết kiện được kinh phí vận chuyển máy cơ sở

- Tận dụng được hệ thống dầu thủy lực của máy cơ sở mà có thể dùngống dẫn dầu để truyền chuyển động cho bộ tời thủy lực lắp trên bộ công tác

-Cần trục có bộ di chuyển công bánh xích sẽ ổn định hơn so với bánhlốp khi thực hiện quá trình ép cọc, mặt khác thì bánh xích có thể di chuyển trên

cả địa hình lầy lội và nền cát

- Hệ thống thủy lực có khả năng truyền lực được lớn và đi xa

- Trọng lượng và kích thước của bộ truyền nhỏ hơn truyền động cơ khí

- Có khả năng tạo ra những tỷ số chuyền lớn (tới 2000 hay cao hơn nữa).-Truyền động êm dịu không gay tiến ồn

- Điều khiển nhẹ nhàng, dể dàng và tiện lợi

- Sử dụng máy cơ sở là máy xúc thì sẽ tận dụng được diện tích mặt bằngcủa máy khi thi công hình dáng tổng thể đẹp và có độ thẩm mỹ cao

- Tời thủy lực được tính toán sau đó mua sẵn vì đã được tiêu chuẩn hóa

vì vậy tiện lợi cho việc sữa chữa và thay thế dẫn đến giảm thời gian và giáthành sửa chữa

- Hệ thống cột và mắc cáp của bộ công tác được lắp đặt đơn giản hơn sovới phương án dùng cần trục bánh xích

- Có thể điều chỉnh xiên âm xiên dương đơn giản hơn dùng cần trụcbánh xích (chỉ việc điều chỉnh xi lanh thủy lực của máy cơ sở)

- Ngồi ra khi áp dụng lên thiết bị gia cố nền đất bằng bấc thấm thì truyềnđộng thủy lực còn cho phép nén cọc mang bấc thấm đúng tâm, thẳng đứng hơn

so với truyền động cơ khí, nhất là bảo đảm các bộ máy an tồn, cọc mang bấcthấm không bị cong gãy khi bị quá tải

*Nhược điểm:

- Tuy có tận dụng được hệ thống thủy lực của máy cơ sở nhưng phải cầnthêm 2 động cơ thủy lực và cơ cấu tời nâng

- Tùy theo điều kiện thi công của công trình mà chiều sâu ép cọc là khácnhau vì vậy đòi hỏi loại máy cơ sở có dung tích gầu khác nhau và phụ thuộcvào chiều sâu ép.

2.3 Phương án lựa chọn:

Ngồi hai phương án dùng máy cơ sở để mang bộ công tác ép như trênthì còn có phương án dùng máy cày nhưng mà do không đáp ứng được yêu cầucông việc nên không nêu ra

Thực chất qua 2 phương án trên:

Xét về mặt khi tính toán thiết kế cũng như điều kiện thi công thực tế của

2 phương án trên các công trường trong nước, hay là theo dõi quá trình sảnxuất và chế tạo loại máy này ở các hãng máy trên thế giới thì thấy rằng:phương án dùng máy cơ sở là máy xúc 1 gầu truyền động thủy lực có nhiều ưuđiểm và khả năng tiện lợi khi thi công trên thực tế hơn hẳn phương án dùngmáy cơ sở là cần trục bánh xích đã nêu ở trên

Vậy phương án khả thi để lựa chọn cho tính toán thiết kế máy ép cọcbấc thấm là phương án 2

“ Phương án dùng máy xúc 1 gầu, đào ngược truyền động Diesel - thủylực có lắp bộ công tác ép cọc bấc thấm.”

Chương 3 Công nghệ thi công cọc bấc thấm.

3.1 Phạm vi thi công:

Khi thi công các công trình trên nền đất yếu, nền đất có hàm lượngnước, tính nén ép cao, cường độ đất, tính thấm nước kém, độ sâu lớp bìn lớn.Phương pháp thốt nước cấu kết là phương pháp giải quyết hữu hiệu sự lún và

ổn định của nền đất sét mềm yếu và đất bùn làm cho độ rỗng , độ ẩm của đất bịgiảm đi Trọng lượng thể tích, môđun biến dạng, lực dính góc ma sát trongtăng lên Để đạt được những yếu tố trên người ta dùng phương pháp xử lýbằng bấc thấm

Lịch trình đoạn thi

công

Độ dài đoạn

Chiều sâu cắm

Cạnh tam giác

Thời gian lún

Chiều cao gia tải

44 + 250 44 + 570 270 20.0 1.7 6 0.5

Bảng 3.1 Lịch trình đoạn thi công.

3.2 Bố trí nhân lực:

Nhân lực trong một ca làm việc cho một máy ép được tính như sau:

Thao tác lắp dựng

palăng xích, thừng v.v…

3

Công tác lấy tim điểm và vận chuyển bấc thấm

chuyên dùng

Công nhân kỹ thuật bậc 3/7.

Bảng 3.2 Bố trí nhân lực.

3.3 Chuẩn bị mặt bằng và định vị mặt bằng thi công.

Tồn bộ mặt bằng phải có cao độ lớn hơn cao độ ngập nước tại khu vựcthi công là 1m Mặt bằng thi công phải ổn định vững chắc đảm bảo cho xe máy

di chuyển dễ dàng, không bị lún lầy

Mốc cho các trục chính được làm bằng thép φ20 có chiều dài chôn sâu1m và nhô cao hơn mặt đất 7.5cm, được bao bọc bởi khối bê tông có kíchthước 300x300x300

3.4 Kho bãi.

Kho bãi chứa vật tư bấc thấm phải đảm bảo khô ráo, không bị ngậpnước, tránh xa các chất dễ bị cháy nổ Tồn bộ các cuộn bấc trước khi đưa vàothi công phải được phải được kiểm tra do các cán bộ kỹ thuật có chuyên môn

3.5 Loại bấc thấm sử dụng:

Cấu tạo của một loại bấc thấm:

Hình 3.1 Bấc thấm có lõi bằng Prôliprôpilen có tiết diện hình răng.

Bấc thấm (còn gọi là cọc bản nhựa) là các băng có lõi bằngPrôliprôpilen có tiết diện hình răng bánh xe hoặc hình đáy ống kim, bên ngồiđược bọc áo lọc cũng bằng vải Prôliprôpilen không dệt

Bấc thấm thường có chiều rộng 100mm, chiều dày 3-4mm, độ dai 1,8-3kN/m, đóng gói thành cuộn có tổng chiều dài 200-300m

Ưu nhược điểm của bấc thấm:

+ Chiều sâu sử dụng bấc có thể đạt đến 40m (cho nền đắp cao)

+ Hoạt động thốt nước tốt trong các điền kiện khác nhau.\

- Nhược điểm:

+ Nước ta chưa sản xuất được bấc thấm, chủ yếu là nhập khẩu

+ Hiệu quả chưa đạt yêu cầu (cho điều kiện của một số nền, địa chấtkhác nhau)

+ Bản thân bấc thấm không tham gia vào thành phần chịu tải trọng

Bảng 3.3.Thông số kỹ thuật của một loại bấc thấm.

Căn cứ vào tiêu chuẩn quy định trong thiết kế ta dùng 2 loại bấc thấm ở

Bảng 3.4 Loại bấc thấm dùng để thi công.

3.6 Đánh dấu chiều dài bấc thấm:

Trên cuộn bấc thấm lắp vào máy cắm được đánh dấu từng mét một đểtheo dõi độ sâu cắm bấc thấm

3.7 Khảo sát định vị bấc thấm:

Thể hiện cách định vị bấc thấm, cọc định vị bấc thấm, cọc định vị,hướng thi công…

Tiết diện dùi dẫn 70 – 90cm 2 78 – 90cm 2

Chiều dài bấc thấm còn chừa lại tr6n mặt đất là 15cm

Sau khi ép hết mỗi cuộn bấc, cuộn mới được nối với phần cũa bằng cáchnối măng sông, phần măng sông là 30cm và được kẹp lại chắc chắn bằng ghimbấm

Để đảm bảo cho quá trình thi công được liên tục ta giữ cho cuộn bấckhông bị xộc xệch, trật ra ngồi băng dẫn bấc

Trước khi bấc được ép xuống, bấc được neo vào một tấm thép có kích thước1.2x80x160mm, tấm thép này có tác dụng giữ bấc lại trong long đất

Dùi dẫn phải đảm bảo dịch chuyển được theo hai hướng để dễ dàng đặtđúng vị trí định cắm bấc thấm Lỗ rỗng ở giữa để luồn bấc vào, khi dùi cắmxuống đất sẽ đưa theo bấc thấm đến độ sâu thiết kế

Trong quá trình thi công việc quản lý hồ sơ kỹ thuật, khối lượng và kỹthuật thi công là điều quan trọng

Lập một mặt bằng thi công chính xác cho các khu vực, các bản vẽ chitiết cho từng vị trí ép bấc, mỗi vị trí được định vị và làm dấu bằng cây thép φ4cắm sâu dưới đất 15cm phần trên mặt đất là 3cm và được sơn đỏ

Bấc được ép xuống phải theo phương thẳng đứng, muốn kiểm tra phươngthẳng đứng ta dùng một thước thuỷ NIVO theo phương ngang và một thước đo

độ theo phương thẳng đứng

Trong quá trình ép bấc có thể bấc không xuống được đến độ sâu thiết kế

do gặp chướng ngại vật hoặc nền nền đất cứng Ta phải xử lý kịp thời ngay

Khi một vị trí cắm bấc thấm không đủ độ sâu thiết kế, ta phải cắm thay

2 vị trí lân cận cách vị trí chính thức từ 30 - 50cm

Hình 3.4 Chuyển đổi bấc thấm khi gặp chướng ngại.

3.10 Kiểm tra chất lượng:

Độ sâu cắm bấc thấm: qua đánh dấu từng mét một trên cuộn bấc thấm taxác định được độ sâu cắm bấc đã đạt yêu cầu thiết kế chưa

Khẳng định bấc thấm đã được neo chặt ở cao độ thiết kế: sau khi dùi dẫncắm bấc thấm đến độ sâu thiết kế rồi rút lên, bản neo được giữ lại ở độ sâuthiết kế nên bấc thấm sẽ vẫn có độ căng dính nhất định Nếu tuột chốt, neo sẽ

có hiện tượng, bấc thấm bị trùng xuống

Kiểm tra hiện tượng đứt bấc thấm: khi cắm bấc thấm, nếu bấc thấmđược cắm sâu đều đặn theo độ sâu cắm của dùi dẫn thì băng cuộn bấc thấmluôn luôn chạy Nếu thấy băng cuộn này dừng lại, tức là bấc thấm đã bị đứt.Phải cắm lại cách vị trí cũ 50 cm

Bảo vệ bấc thấm khi cắm đặt xong: sau khi cắm bấc thấm xong trongmột phạm vi nào đấy, để bảo vệ bấc thấm, có thể đắp tiếp nền đường để chephủ đầu bấc thấm

Khi cả khu vực chiều sâu cắm như nhau (thí dụ 16m), mỗi vị trí toạ độbấc thấm chỉ cần đánh dấu chéo x Trường hợp đặc biệt bị vướng nền cứng, chỉđược cắm 13,4m (thí dụ vị trí D6 sẽ ghi số 13,4 vào ô D6).

3.12 Một số lưu ý khi sử dụng máy ép cọc bấc thấm:

- Khi ép cọc xảy ra sự cố đứt cáp, máy hỏng… thì phải tìm biện phápnhanh chóng kéo trục thép lên vì sau một thời gian thì lực cản bó thân cọc rấtlớn

- Việc rút cọc được thực hiện bằng: vừa kích, vừa kéo

- Do tốc độ ép và nhổ cọc rất lớn mà máy làm việc liên tục nên công tácchăm sóc kỹ thuật phải thường xuyên, thường thì từ (20 - 25).103m thì phảithay cáp một lần

Phần 2 THIẾT KẾ BỘ CÔNG TÁC.

Chương 4 Giới thiệu mô hình tổng thể của máy.

Mô hình tổng thể của máy như đã trình bày ở trên bao gồm:

Hình 4.1 4.1 Mô hình tổng thể của máy.

Với phát minh của người Hà Lan về loại máy ép cọc bấc thấm là mộtthành tựu vĩ đại không những cho ngành xây dựng của Hà Lan mà còn gópmột công lao to lớn cho nhân loại Từ phát minh đó mà dần dần các thế hệ máy

ép cọc ra đời với mẫu mã không ngừng cải tiến và công nghệ ngày càng hiệnđại hơn, chính xác hơn, tiện lợi hơn và ổn định hơn Cho dù thế nào đi chăngnữa thì loại máy ép cọc bấc thấm với phương án sử dụng máy xúc 1 gầu truyền

động thủy lực có lắp bộ công tác ép cọc bấc thấm là một phương án mà hiệnnay và tương lai đang được dùng phổ biến và rộng rãi, ngày còn phát triển.

Chính vì lẽ đó mà qua tìm hiểu trên sách vở, thông tin trên mạng cũngnhư kinh nghiệm của các kỹ sư (những người có kinh nghiệm), mà chúng taphải công nhận rằng phương án này là một phương án khả thi

Phương án này thực chất là dùng một máy xúc 1 gầu truyền động thủy lực đãtháo tay gầu chỉ để lại tay cần liên kết với bộ công tác bằng liên kết chốt Cácmáy cơ sở này thông thường có công suất khoản từ 100 – 300 mã lực, phổ biếnnhất là từ 120 – 250 mã lực Xi lanh thủy lực của máy xúc có tác dụng tạo độxiên âm hay xiên dương cho quá trình ép bấc thấm xuống nền

Bộ công tác thường được cấu tạo từ cốt thép dẫn hướng mà chủ là mộtthép dạng hở Trong khung thép có đặt hệ thống bao gồm: bộ tời ép (puly, cápthép, tang quấn cáp và động cơ thủy lực,…); cọc thép có nut bấc thấm ở trong

Từ mô hình tổng thể ta tiến hành tìm hiểu và chọn loại máy cơ sở thíchhợp

Chương 5 Chọn máy cơ sở

5.1 Giới thiệu chung:

Do có ưu điểm quan trọng mà phần trên đã trình bày cũng như là trongđiều kiện thực tế thi công , ngày này trên thế giới và cả nước: tồn bộ các thiết

bị gia cố nền móng nói chung và máy ép cọc bấc thấm nói riêng điều chọnmáy cơ sở là loại máy xúc 1 gầu truyền động thủy lực

Máy xúc 1 gầu là danh từ quen gọi nhưng chưa hợp lý là vì do công việc của

nó là đào chứ không phảo xúc, nhưng trên thực tế quen gọi như vậy nên ta cứdùng Trong các công trình xây dựng đường xá cầu cống, đê đập, kênh mương,

…máy xúc 1 gầu thường được liệt vào hàng quan trọng nhất trong công việclàm móng đào đắp xếp dỡ,

5.2 Phân loại:

Có nhiều cách phân loại máy xúc 1 gầu, ở nay chỉ nêu một số cách phânloại chính:

Theo cơ cấu di chuyển thì máy xúc 1 gầu chia ra thành loại:

+ Di chuyển bánh hơi: dùng cho loại máy có dung tích gầu thường từ 0.35m3trở xuống

+ Di chuyển bánh xích: dùng cho loại máy có dung tích gầu thường từ 0.35m3trở lên

Theo dung tích gầu mà máy xúc 1 gầu được chia ra: thông thường thìtrên các công trình xây dựng vừa và nhỏ người ta thường dùng loại máy códung tích gầu 1m3 trở lại, còn những công trường lớn như mỏ than, mỏ đá, thìngười ta dùng những loại có dung tích gầu lớn hơn và thậm chí rất lớn

Theo loại gầu mà máy xúc 1 gầu lại được chia thành những loại:

- Phân loại theo loại truyền động của bộ công tác ta lại có:

+ Máy xúc 1 gầu truyền động cơ học

+ Máy xúc 1 gầu truyền động thủy lực

2 loại này thường được lắp gầu ngửa và gầu sấp và động cơ dẫn độnghầu hết được trang bị động cơ Diezel

“Qua cách phân loại trên về máy xúc và dựa vào yêu cầu thiết kế của đề tàiđược giao, ta đưa ra sự lựa chọn máy cơ sở là loại máy xúc 1 gầu truyền độngthủy lực”

Hình 5.1 Một loại máy xúc một gầu truyền động Diesel – Thuỷ lực.

5.3 Chọn dạng máy cơ sở:

a Giới thiệu:

Trong khoảng 20 năm trở lại nay,các kiểu máy xúc 1 gầu truyền độngthủy lực đã phát triển mạnh mẽ và còn có xu hướng thay thế truyền động cơkhí

Cụ thể là vài ưu điểm chính sau:

+ Điều chỉnh vô cấp được tốc độ làm việc, thích hợp với sự biến đổiphức tạp của lực cản đào trong quá trình công tác

+ Máy làm việc êm, bảo đảm an tồn khi quá tải, tuổi thọ cao, độ tin cậylớn

+ Hình dáng và mẩu mã đẹp, trọng lượng và kích thước nhỏ gọn

+ Làm việc chính xác, có thể đảm đương nhiều nhiệm vụ phức tạp khác.+ Có thể trang bị được nhiều kiểu thiết bị công tác mà cụ thể là bộ côngtác ép cọc bấc thấm do đó nó có tính vain năng cao

+ Chăm sóc kỹ thuật đơn giản

b Chọn loại máy:

Các máy xúc thủy lực hiện nay trên các công trường xây dựng thường

có dung tích gầu từ 0,25 – 2,5m3, và thậm chí dùng gầu có dung tích 3,2 –4,5m3 Với trường hợp chọn loại máy xúc cho ép cọc bấc thấm thì qua kinhnghiệm của những người đã tính toán trước thì loại máy xúc 1 gầu phải chọn

có dung tích gầu > 1,6m3

Các hãng máy hiện nay thường sử dụng là: KOMATSU; CAT; HITACI;LIEBHERR;… của các nước sản xuất như Đức, Nhật, Mỹ, Hàn Quốc,… điềuđảm bảo làm việc tốt

Qua tham khảo thông tin qua mạng của nhiều hãng máy trên thế giới, cụthể là hãng “KOMASTU – JAPAN”, mà có được các thông tin về loại máyxúc 1 gầu thủy lực Hãng KOMASTU là một hãng máy xây dựng nổi tiếngcủa Nhật Bản, đặt biệt là thể loại máy xúc 1 gầu truyền động thủy lực hiện nayđược các nước trên thế giới và cả Việt Nam và sử dụng nhiều

MÁC MÁY Công suất

ĐC

gầu

Chiều sâu đào

Tầm với max

HP

Operrating Weight

Bucket Capacity

Digging Depth

Maximum Reach

Bảng 5.1 Sery máy xúc 1 gầu truyền động thủy lực của hãng KOMASTU.

Từ bảng trên và dự vào các phương án phân loại máy xúc ở phần trên,qua các ưu nhược điểm mà ta chọn máy cơ sở:

“Là loại máy xúc 1 gầu (gầu sấp – gầu ngược) truyền động Diesel thủy lực, cơ cấu di chuyển bánh xích, dung tích gầu lớn hơn hoặc bằng 1.6m 3 , của hãng KOMASTU – JAPAN Sery máy là: PC300HD-6 (các thông số tra bảng)”.

-Các thông tin và thông số cụ thể của loại máy PC300 HD-6 như sau:

Hình 5.2 Mô hình thực máy xúc PC300-HD6.

Cấu tạo chung:

1 Bộ truyền xích, 2 Mâm quay, 3 Buồng động cơ, 4 Ca bin, 5 Xilanhthuỷ lực nâng hạ cần, 6 Cần, 7 Xilanh thuỷ lực tay cần, 8 Tay cần, 9 Xilanhthuỷ lực xoay gầu, 10 Gầu

Kích thước và các thông số cơ bản của máy xúc PC300-HD6:

Hình 5.3 Kích thước hình học của máy xúc PC300-HD6.

Tra bảng chọn với loại có tay gầu dài 2550mm, ta có các kích thước sau:

- Tỷ trọng gầu và đất: 1.8/m3

5.4 Dự phòng máy cơ sở:

Trường hợp thay thế máy cơ sở tương tương bằng máy đào HITACHIEX- 270

Tính năng kỹ thuật cơ bản khi lắp trên máy đào HITACHI EX – 270:

2 Chiều sâu ấn lớn nhất: 20m

4 Tốc độ di chuyển lớn nhất: 2km/h

5 Tốc độ quay lớn nhất: 3 vòng/phút

6 Kích thướt tổng thể (khi làm việc) (mm)

Chất lượng hoạt động của máy đảm bảo không thấp hơn 80% so với máy mới

2 Cần kiểm tra lượng dầu thủy lực chứa trong máy Nếu thiếu phải bổsung nay đủ Nếu thấy dầu bẩn hoặc không còn đảm bảo chất lượng quy địnhphải thay dầu mới, đúng chủng loại

3 Sau khi lắp dựng thiết bị công tác ép cọc bấc thấm, cần điều chỉnhvan an tồn ở hộp phân phối thủy lực điều khiển xi lanh gầu sao cho có áp xuấtlàm việc lớn nhất theo chiều ấn lõi thép Pmax = 150kg/cm2 (hoặc 15MPa); theochiều rút lõi thép lên: Pmax = 180kg/cm2 (hoặc 18MPa) Các van an tồn khácgiữ nguyên

4 Để đảm bảo cho máy và người, khu vực máy làm việc phải luôn luônđảm bảo có diện tích tương đương hình tròn bán kính không nhỏ hơn 30m (vớitâm là vị trí máy đứng) Áp lực đè lên nền cho phép của mặt nền di chuyểnbánh xích >= 0,7kG/cm2 , độ nghiêng hoặc độ dốc của nền < 50

5 Cần buộc cáp neo an tồn phía trên và phía dưới cột ép cọc bấc thấmvới máy đào (so với điểm chốt nối giữa cột và đầu cần của máy đào) sao chogóc nghiêng lệch về phía trước và phía sau của cột không vượt quá 50 so vớiphương thẳng đứng

6 Kiểm tra các điểm nối giữa các đường ống dẫn dầu với nhau và vớiđộng cơ thủy lực Nếu thấy lỏng phải xiết chặt lại

7 Kiểm tra tồn bộ các mối ghép bulông Phải đảm bảo các mối ghépluôn luôn được xiết chặt lại

8 Kiểm tra tồn bộ kết cấu thép bộ công tác, thấy mối hàn bong ra phảihàn lại, các thanh bị cong hay gãy đều phải thay ngay Các đường dẫn lõi thépphải đảm bảo thẳng tâm

9 Kiểm tra các dây cáp truyền động, nếu thấy mòn quá quy định phảiloại bỏ Phải đảm bảo cáp sạch và được bôi trơn đầy đủ

10 Kiểm tra các ổ bi, ổ trượt, nếu thấy thiếu dầu mỡ bôi trơn, phải bổsung ngay

11 Kiểm tra các mối hàn trên lõi thép, thấy rỗ hoặc nứt phải hàn bổsung (hàn bằng máy hàn một chiều, que hàn loại E42A, E50A hoăc tươngđương) Lõi thép phải đảm bảo thẳng tâm, không bị cong, xoắn theo quy định

12 Khi thi công máy ép cọc bấc thấm, trong một ca làm việc thường bốtrí 4 người: 01 người lái máy – 01 người đánh tính hiệu ấn lõi và theo dõi xungquanh trước khi ra tín hiệu để đảm bảo an tồn – 02 người giữ bấc và cắt bấc

13 Tiến hành thử các thao tác và thiết bị ép bấc