Đồ án thi công cống ngầm

Bản vẽ - Phân chia đợt, khoảnh đổ bê tông - Bảng khối lượng, biểu đồ cường độ - Phương án vận chuyển bê tông - Kiểm tra khống chế không phát sinh khe lạnh cho khoảnh đổ đáy và tường.. Xá

CHƯƠNG 1: TÀI LIỆU CƠ BẢN 1Số liệu cho

- Bản vẽ thủy công cống ngầm

- Bảng số liệu cho

Bảng 1.1.1.a.1 Bảng số liệu đầu bài.

STT khoảnh đổPhân chia

Chiều dày lớp bêtông cống( trừbản đáy cống ở vịtrí tháp van)

Mácbêtông(M)

Vánkhuôn

23 Đáy +Tường+ Đắp 45 250 tườngcống

1Đặc trưng kết cấu công trình

Công trình là một cống ngầm có 1 cửa, chiều cao cống, có chiều rộng trong lòng 1,4m Bê tông lót M100, có chiều dày 10cm Các bộ phận khác sử dụng bê tông mác M250

1.2 Đặc điểm về khí hậu, thủy văn

Công trình được xây dựng ở 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 OC cao nhất là 35 OC, thấp nhất là 7 OC

- Độ ẩm trung bình hàng năm ω =80%

1.3 Đặc điểm địa hình, địa chất

Cống nằm ở vùng bằng phẳng, cao độ mặt đất bằng cao độ đỉnh trụ pin 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

1.4 Vật liệu xây dựng

Xi măng, sắt thép, cát sỏi mua cách công trình không xa và có thể đảm bảo cả

về chất lượng và số lượng, giá thành Sử dụng xi măng PC30 Các chỉ tiêu của xi măng, cát, đá như bảng sau:

Bảng 1.4.1.a.1 Chỉ ti êu cơ lý.

1.6 Đặc điểm thi công công trình

Công trình thi công trong 6 tháng mùa khô Đơn vị thi công đủ các thiết bị và nhân lực cần thiết theo yêu cầu

1.7 Nhiệm vụ của đồ án

1.7.1 Thuyết minh tính toán

- Tính khối lượng và dự trù vật liệu (tra bảng)

- Phân chia đợt, khoảnh đổ bê tông và xác định cường độ thi công

- Xác định máy trộn và số lượng cần thiết

- Tính toán phương tiện vận chuyển bê tông

- Phương pháp đổ và kiểm tra khống chế khe lạnh

- Thiết kế lắp dựng ván khuôn cho 1 khoảnh cụ thể

- Lập kế hoạch tiến độ thi công

- Tính toán biểu đồ cung ứng nhân lực

1.7.2 Bản vẽ

- Phân chia đợt, khoảnh đổ bê tông

- Bảng khối lượng, biểu đồ cường độ

- Phương án vận chuyển bê tông

- Kiểm tra khống chế không phát sinh khe lạnh cho khoảnh đổ đáy và tường

- Lắp dựng ván khuôn cho tường cống

- Biểu đồ tiến độ và biểu đồ cung ứng nhân lực và cung ứng bê tông

2.1 Tính khối lượng và dự trù vật liệu

2.1.1 Lập bảng tính khối lượng

Bảng 2.1.1.a.1 Bảng tí nh khối lượng.

B(L,H)(m) Diễn toán

Sốkếtcấu

Khốilượng(m3)

1 Bê tông lót sân thượng lưu

2,65

2,65

(2.0,1.0,4+2.0

,1.0,5 2+5,2.0,1)

0,5.0,52

)+ 2

,4.0,1 2+8,4.0,1)

5 Bản đáy đoạn cống số 1

2,3

2,3

(8,4.0,45+2.0,4.0,4+2.0,5.0,4.0,4)+2

=0,45m

0,9

(15,3.2,3+4.0,4.0,4+4.0,5.0,4.0,4+2.3,5.0,6)+2

(0,2.10.0,45)

1 11,598

14 Hai thành bên đoạn cống số 3

1,6

(10.0,45+2.0,4.0,4+2.0,5.0,4.0,4)

2 15,936

19 Nắp cống đoạn số 4

2,3

(10.0,45+2.0,4.0,4+2.0,5.0,4.0,4)

1 11,454

24 Bê tông lót đoạn số 6

2,3

(2.0,4.0,1+2.0

,4.0,1 2+8,4.0,1)

29 Bản đáy cống đoạn số 7

2,3

(8,4.0,45+2.0,4.0,4+2.0,5.0,4.0,4)+2

33 Phần tháp van nằm trong đập

R=15 cm

5,0 2,2.2,8)+(0,4.1-3,14.0,152)] 1 28,197

5,0.[(3,7.3,1-34 Phần tháp van không nằm trong

thân đập

R=15 cm

6,0

2,2.2,8)+(0,4

6,0.[(3,6.3,0-3,14.0,152)]

1,0-1 29,816

35 Hai tường vị trí bể tiêu năng

0,4

Dùng lệnhtrong Cad đođượcA=18,8551m2, sau đó nhânvới δ

=0,4m

2 15,084

36 Tường cánh thượng lưu

0,3 (0,5.3,1.1,7)0,3. 2 1,581

Từ bảng trên ta có được tổng Khối lượng bê tông dự tính là:

- Khối lượng Bê tông M100: 20,256 m3

- Khối lượng Bê tông M250: 426,657 m3

* Vật liệu sử dụng là Xi măng PC30

Chọn độ sụt: Sn = 6 – 8 cm, Cốt liệu cỡ lớn: Dmax =40 (mm)

Tra DTXD công trình 1776/2007 QĐ/BXD, trang 408 ta lập được bảng sau:

Bảng 2.1.2.a.1 Bảng cấp phối vật liệu cho 1m3 bê tông theo định mức.

MácBT

Định mức(cho 1m3 BT)Cát

(m3)

Đá(m3)

Ximăng(kg)

Nước(lít)M100 0,501 0,896 218 185M250 0,427 0,858 405 185

* Theo định mức thì cấp phối vật liệu được tính với trường hợp cát, đá ở trạng thái khô Thực tế cát và đá có độ ẩm nhất định nên tỷ lệ về khối lượng sẽ khác nên phải qua một phép quy đổi để được cấp phối thực

NTT = N – (C.ωc+ Đ.ω đ)ĐTT = Đ.(1 + ωđ)

CTT = C.(1+ ωc)Trong đó:

N, NTT: là lượng nước dùng cho 1m3 bê tông ở theo định mức và thực tế

Đ, ĐTT: Là lượng đá dùng cho 1m3 bê tông ở theo định mức và thực tế

C, CTT: Là lượng cát dùng cho 1m3 bê tông ở theo định mức và thực tế

ωđ, ω c: Là độ ẩm thực tế của cát đá

Theo tài liệu về vật liệu thì: ωđ=1% và ωc=3%

- Với M100 cấp phối vật liệu thực tế:

Ximăng(kg)

Nước(lít) (Tấn)Cát (Tấn)Đá

Ximăng(Tấn)

Nước(lít)M100 20,762 722,4 1384,6 218 150,2 14,9985 28,747 4,526 3118,45M250 437,3

23 615,7

1325,

153,94

269,26

579,803

177,116

67321,503

2.2.1 Khái niệm khoảnh đổ, đợt đổ

- Tiện cho việc bố trí thi công (các khoảnh trong đợt không quá xa nhau)

- Theo trình tự trước sau

- Tiện cho bố trí trạm trộn và vận chuyển

- Tiện cho việc thi công các khe, khớp nối (2 khoảnh đổ sát nhau cần bố trí 2đợt khác nhau)

2.2.3 Lập bảng dự kiến phân đợt đổ.

- Khối lượng vữa bê tông cho từng đợt đổ:

v i

V = 1,025

thànhkhi i

V

- Cường độ đổ bê tông từng đợt:

Qi = i

v i

T V

Trong đó :

Qi- cường độ đổ bê tông (m3/giờ)

v i

V

- khối lượng vữa bê tông (m3)

Ti- thời gian đổ bê tông (giờ)

thànhkhi i

V

- thể tích bê tông đã hoàn thành theo thiết kế (m3)

Bảng 2.2.3.a.1 Bảng dự kiến phân chia đợt đổ bê tông.

Đợt Các khoảnh của đợt

Khốilượng

BT thànhkhí(m3)

Khốilượngvữa BT(m3)

Thờigian đổ( ca)

Cường

độ đổ bêtông(m3/giờ)

2.2.4 Xác định cường độ đổ bê tông thiết kế( Qtk)

Từ bảng dự kiến phân chia đợt đổ bê tông trên ta vẽ được biểu đồ cường độ đổ

bê tông như sau

Hình 1 Biểu đồ cường độ đổ bê tông.

Chọn cường độ đổ bê tông thiết kế: Qtk = Qmax = 3,2 (m 3/h)

2.3 Tính toán chọn máy trộn

2.3.1 Chọn loại máy trộn

+ Cường đổ bê tông thiết kế.

+ Điều kiện cung cấp thiết bị phù hợp thi công, ăn khớp với dung tích của công

cụ vận chuyển vào và chở bê tông ra

+ Số lượng máy trộn để dễ dàng quản lý hiệu quả

Từ trên ta đã có Qtk = 3,2 ( m3/h), Dmax= 4cm Tra sổ tay chọn máy thi công – Vũ Văn

Lộc chủ biên(2008, nxb XD) ta chọn loại máy THZ-375 – Máy trộn tuần hoàn rơi tự

do( loại quả lê, xe đẩy) – của Đức Có dung tích thùng trộn V = 375 (lít), thể tích xuất liệu: Vxl = 250 (lít)

2.3.2 Xác định năng suất thực tế của máy trộn

* Năng suất thực tế của máy trộn được tính theo công thức:

Ntt =

1000

n: số cối trộn trong 1h, chọn n = 15 cối trộn

Vtt: thể tích thực tế của vật liệu đổ vào máy trộn(lít)

f: hệ số xuất liệu, f = 0,65÷

0,7

kb: hệ số sử dụng thời gian kb = 0,85÷0,95 Lấy kb = 0,85

*Tính lượng vật liệu ứng với 1 bao xi măng 50kg:

- Từ bảng dự trù vật liệu ở trên ta có: X : C : Đ : N = 405(kg) : 0,427(m3) :0,858(m3) : 185(lít) = 1(kg) : 1,054(lít) : 2,118(lít) : 0,457(lít)

= 1,89⇒

chọn n = 2 bao xi măng

- Dung tích thực tế của thùng trộn ứng với n = 2 bao xi măng: Vtt = n.V1b =2.198,626 = 397,252 (lít).

Ta tiến hành kiểm tra điều kiện

.100% 10%

ct

V V V

V V

=

250375

= 3,3 (m3/h)

2.3.3 Xác định số máy trộn

Số máy trộn: nt =

tk tt

Q N

=

3, 23,3

2.3.4 Năng suất thực tế của trạm trộn

Ntrạm= nt.Ntt = 1.3,3 = 3,3 (m 3/h)

2.3.5 Bố trí mặt bằng trạm trộn

Chọn vị trí đặt và cách bố trí trạm trộn dựa trên nguyên tắc:

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

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

- Hạn chế việc di chuyển trạm trộn nhiều lần

Do lượng đổ bê tông không lớn do đó chúng ta có thể bố trí trạm trộn di động theotuyến đơn

2.4 Tính toán số xe vận chuyển vữa bê tông

2.4.1 Đề xuất và lựa chọn phương án vận chuyển

( m3/h).

Vxe : dung tích thùng xe cải tiến, chọn V = 0,2(m3)

t1 : thời gian nạp bê tông vào xe (20 – 30 s) Chọn t1 = 30s

t2, t3 : thời gian đi và về của xe, t2 + t3=2L/v Lấy L=100(m) , v = 5(km/h)

t4 : thời gian đổ vật liệu (15 – 20s) Chọn t4 = 20s

t5 : thời gian trở ngại dọc đường( 120 - 180s) Chọn t5 = 130s

Kb : hệ số lợi dụng thời gian( 0,85 – 0,95) Chọn Kb= 0,9

33,6.200

MT tt xe tt

N N

=

3,3

2, 22

= 1,5

=> Chọn số xe phục vụ cho một máy trộn: n = 2 xe, số xe dự trữ là 1 xe

Vậy số xe cải tiến cần thiết là 2 xe( vì bố trí trạm trộn có một máy trộn) và 1 xe dữ trữ

2.5 Phương pháp đổ bê tông vào khoảnh đổ và kiểm tra không phát sinh khe lạnh

2.5.1 Phương pháp đổ

Tùy theo khoảnh đổ mà có phương pháp đổ khác nhau

Chú ý:

- Khi đổ bê tông trên cao phải làm giàn dáo

- Khi cốt thép quá dày ta làm máng để đổ chứ không đổ trực tiếp

2.5.2 Kiểm tra không phát sinh khe lạnh

a Mục đích, khái niệm, nguyên nhân phát sinh khe lạnh.

* Mục đích: Kiểm tra sự dính kết của 2 lớp bê tông giữa các khoảnh đổ.

* Khe lạnh:

Khe lạnh là khe thường xuất hiện trong khoảnh đổ giữa hai lớp đổ bê tông khi

đổ lớp bê tông sau lên lớp bê tông trước đã hết thời gian ninh kết ban đầu Khe lạnhlàm mất tính đồng nhất của khối bê tông, khi xuất hiện khe lạnh thì không thể xử lýđược mà thay thế ngay lớp bê tông để có thể đổ lớp sau, quá trình thi công diễn rađúng tiến độ

* Nguyên nhân phát sinh khe lạnh:

- Do quá trình thi công khe thi công xử lý không tốt

- Quá trình đổ bê tông lâu do nguyên nhân nào đấy (mưa, máy trộn hỏng ) khôngđảm bảo thi công liên tục

- Do tổ chức thi công không hợp lý: phân khoảnh không hợp lý hoặc chọn phươngpháp đổ không hợp lý

b Kiểm tra điều kiện không phát sinh khe lạnh

* Chọn khoảnh đổ điển hình để kiểm tra:

Căn cứ vào kết cấu công trình chọn ra một khoảnh đổ điển hình để kiểm tra khảnăng không phát sinh khe lạnh cho toàn bộ các khoảnh đổ Các khoảnh đổ điển hình

có thể chọn dựa vào các tiêu chí:

- Khoảnh đổ có kích thước lớn nhất

- Khoảnh đổ có kích thước không lớn nhất nhưng ở xa trạm nhất

Chọn khoảnh đổ Đ2.1là khoảnh đổ dễ phát sinh khe lạnh (đây là bản đáy đoạn cống số 2 dưới tháp van nên phải đổ theo phương pháp nghiêng) có các kích thước:

Hình 2 Kích thước cơ bản khi đổ theo lớp nghiêng.

h

−

≤

Trong đó:

K: Là hệ số xét tới trở ngại khi vận chuyển K = 0,9

N: Năng suất thực tế của trạm trộn , N = 3,3 (m3/h)

t1: Thời gian ninh kết ban đầu của bê tông, t1 = 1,5 h

t2: Thời gian vận chuyển từ trạm trộn đến khoảnh đổ t2 = 3 phút = 0,05 h h: Chiều dày lớp đổ, phụ thuộc vào máy đầm, chọn đầm bằng dùi chấn động

=0,8x0,4=0,32 chọn h = 0,3 (m) ( trong đó 0.4m là chiều dài của đầm dùi ta chọn) F: Diện tích bề mặt đang đổ, có khả năng phát sinh khe lạnh

=10,85 (m2)

α : góc nghiêng của mặt bê tông,chọn α = 110

14,3550,3

K N t t F

h

(m2)

Kiểm tra với các khoảnh đổ khác ta thấy: Fmax < [F] ⇒

Không phát sinh khe lạnh

2.6 Thiết kế ván khuôn

2.6.1 Nhiệm vụ của ván khuôn

Ván khuôn là kết cấu tạm, nhưng trực tiếp ảnh hưởng tới tốc độ thi công và chấtlượng của công trình Ván khuôn có nhiệm vụ:

- Tạo hình dáng công trình theo đúng như thiết kế

- Chịu lực ổn định cho kết cấu khi bê tông chưa đạt cường độ thiết kế

2.6.2 Yêu cầu của ván khuôn

Ván khuôn phải đảm bảo các yêu cầu:

- Đúng hình dạng, kích thước và vị trí các bộ phận công trình theo thiết kế Vững chắc, ổn định, khi chịu tải không biến dạng quá trị số cho phép

- Mặt ván bằng phẳng, trơn nhẵn kín

-Dựng lắp và tháo dỡ dễ dàng

-Công tác ván khuôn phải tạo điều kiện thuận lợi cho các công tác khác như dựng đặt cốt thép, đổ san, đầm bê tông…

2.6.3 Ván khuôn tiêu chuẩn

Ván khuôn tiêu chuẩn là những mảnh ván đã được ghép lại với nhau, có diện tích và m2, có thể làm bằng gỗ hoặc kim loại.( Trong đồ án này dùng ván khuôn bằng kim loại) Ván khuôn tiêu chuẩn được gia công hàng loạt trước ở xưởng Khi tháo dỡ ván khuôn phải tháo cả mảng ra khối bê tông

Chọn ván khuôn tiêu chuẩn kích thước: 1 x 2 (m)

Hình 3 Kích thước cơ bản của ván khuôn tiêu chuẩn.

1 Ván mặt, dày 0,5cm; 2 Nẹp dọc 2C120; 3 Nẹp ngang C120

2.6.4 Lắp dựng tháo dỡ ván khuôn

Công tác lắp dựng ván khuôn chiếm nhiều hiện trường ảnh hưởng tới chất lượngcông trình và tiến độ thi công, do đó cần phải có kế hoạch lắp dựng để không làm cảntrở các công việc khác

Ván khuôn tường là loại ván khuôn đứng nên khi lắp dựng ta tiến hành từ trong

ra ngoài Dựng lắp tới đâu phải quan trắc, điều chỉnh, chống đỡ ngay tới đó Công việccuối cùng là điều chỉnh cho thật chính xác và giằng chống gia cố thêm

Hình 4 Lắp dựng ván khuôn tường.

5 Thanh chống gỗ 7 Thanh thép được hàn để dữ ván khuôn

6 Thép cố định ván khuôn(một phần nằm trong Bt, phần thừa sẽ được cắt sau)

Khi tháo dỡ ván khuôn phải căn cứ đặc điểm kết cấu, điều kiện khí hậu, tính chấtcủa xi măng bê tông, loại ván khuôn… để có thời gian tháo dỡ ván khuôn phù hợp,đảm bảo chất lượng bê tông đã đổ.

2.7 Lập kế hoạch tiến độ thi công

2.7.1 Tiến độ thi công

Dựa theo việc phân đợt đổ đã làm ở phần 2, tiến hành lập tiến độ thi công theo

- Đổ bê tông vào khoảnh đổ (tính toán ở phần 2)

- Dưỡng hộ bê tông và tháo dỡ ván khuôn

Thời gian Ă33

2.7.2 Tính toán biểu đồ cung ứng nhân lực

Từ khối lượng bê tông đã tính ở mục 2, tính khối lượng công tác cốt thép, ván khuôn để thi công 1 đợt đổ

Khối lượng cốt thép có thể tính theo kinh nghiệm:

- Đối với kết cấu móng: lấy tỷ lệ 60kg thép/1m3 bê tông

- Đối với kết cấu tường, trụ pin: lấy tỷ lệ 90kg thép/1m3 bê tông

- Đối với kết cấu dầm, sàn mỏng: lấy tỷ lệ 120kg thép/1m3 bê tông

Khối lượng ván khuôn là diện tích ván khuôn để đổ được bê tông cho đợt đổ

đó Diện tích này là tổng các diện tích xung quanh (VK đứng) và diện tích mặt sàn (VK nằm)

Sử dụng định mức 1776/2007 BXD để tính số công cần thiết cho các công tác thi công

a Dự trù diện tích ván khuôn và cốt thép cho từng khoảnh đổ

Đợt

đổ

Khoảnh đổ Hạng mục Diện tích ván khuôn (m2) Khối

lượngBT

Khốilượngcốt

39,069 2,344

2.2 Bản đáy sân thượng lưu

2.( 0,4.7+2.0,5.0,4+2.0,5.0,4.0,5)+2.0,2.7+2.2,3.0,9

=9,96

11,598 0,696

3.2;3.3

Hai tường đoạn cống dưới tháp van

2.(13,7.1,6+2.1,6

0, 4 + 0, 4

+2.0,4.1,6)+4.0,95.1,6

=56,1

28,018 2,53

3.4

Bản đáy đoạn cống số3

2.(10.0,45+2.0,4.0,4+2.0,5.0,4.0,4)

4.2 Bản đáy đoạn cống số

7

2.(10.0,45+2.0,4.0,4+2.0,5.0,4.0,4)+2.2,3.0,95=14,33 11,598 0,696

4.3;4.4

Nắp đoạn cống dưới tháp van, vượt lên tường tháp van 0,2m

15,3.3,1 0,4).0,5.0,4+0,5.0,4.0,4}

–{4.(15,3-3,5 2,6.2,0+3,1.0,45+2.0,45.15,3+2.3,5.0,2+2.2,6.0,2

15,936 1,434

5.5;5.6

Hai tường cống đoạn cống số 5

=67,940

15,936 1,434

5.7

Đoạn tháp van cao 2,5mnằm trong thân đập

đó nhân với 4, được: 84,94 19,111 1,72

6.3;6.4 Hai tường bên đoạn

Đoạn tháp van cao 2,5mnằm trong thân đập

2,0.[(3+3,6).2]

+2,0.[(2,2+2,8).2]

8 8.1;8.2 Hai tường 2.[8,4.1,6+2.0,4.1,6+ 15,936 1,434

cống số 6 2.1,6 ]

+2.10.1,6 =65,0608.3 Nắp cống đoạn số 7 10.2,3+4.0,5.0,4.0,4+4.0,4.0,4+2.0,95.3,1

Đoạn tháp van cao 2m, nằm ngoài thân đập

Khốilượng Đơn vị

Mã địnhmức

NC địnhmức

NCtừngcôngtác

Tổngcôngtheođợt

SốngàythicôngCông tác

1

2.7.3 Vẽ biểu đồ tiến độ và biểu đồ cung ứng nhân lực

a Biểu đồ tiến độ, biểu đồ cung ứng nhân lực

Qua tính toán định mức nhân công ta vẽ được biểu đồ tiến độ thi công và biểu

đồ nhân lực, trên đó thể hiện cường độ thi công và số nhân công cần thiết của mỗi đợt (Biểu đồ thể hiện trên bản vẽ đi kèm)

b Kiểm tra tính hợp lý của biểu đồ cung ứng nhân lực

Đánh giá tính hợp lí của biểu đồ nhân lực dựa vào hệ số không cân đối:

K=

max

Tb

A A

Amax: Số nhân công lớn nhất trên biểu đồ cung ứng nhân lưc

Amax= 128 NC /ngàyAtb : Số nhân công trung bình trong quá trình thi công

Atb=

.

i i

a t T

∑

ai: số nhân công làm việc trong thời đoạn thứ i

ti: thời đoạn thi công thứ i (ngày)

T : thời gian thi công hoàn thành công trình: T = 26 ngày

Atb = 83,192

K =

12883,192

= 1,5

Ta thấy: 1,3 < K = 1,5 < 1,6

=> Biểu đồ hợp lý