Thiết kế bộ công tác máy ép cọc bấc thấm diesel – thuỷ lực

+ Bấc thấm có tác dụng đối với tất cả nền đất thoát nước.+ Bấc thấm được sản xuất hàng loạt trong các nhà máy nên được kiểm tra về chất lượng, còn cọc cát chịu ảnh hưởng của chất lượng c

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 Khí hậu 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 vùng khí 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 một tháng 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 và dao 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 bình khoảng 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 là ảnh hưởng của khí hậu ven biển Đặc điểm địa lí và địa hình nước ta có bề ngang hẹp, bờ biển trải dài từ bắc vào nam Vì vậy hàm lượng muối (được tính bằng (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 vật liệu 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 nói riêng Cụ thể là do khí hậu nhiệt đới gần biển nên nóng ẩm, hơi nước nhiều làm cho:

+ Ăn mòn kim loại làm gỉ các chi tiết, bộ phận máy và cụm máy…+ Lão hoá biến chất của vật liệu xảy ra làm mất các tính chất cơ lí của vật liệu

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 quá trình đào đất và gia cố nền là công việc rất quan trọng và phức tạp Các tính chất cơ lí chủ yếu của đất bao gồm: thành phần cấp phối, độ ẩm tự nhiên, tỉ trọng 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 0,5-1,0 daN/cm2) có tính nén lún lớn, hầu như bão hoà nước, có hệ số rỗng lớn ( e > 1), môđun biến dạng thấp (thường thì Eo = 50daN/cm2), lực chống cắt nhỏ…Nếu không có biện pháp xử lý đúng đắn thì việc xây dựng công trình trên đất yếu này 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 thể chia 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

Chỉ tiêu Hàm lượng nước tự

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 ) hoà (%)Độ bão Góc nội ma sát ( o ) (chịu

cắt nhanh) Đất sét > 40 > 1,2 > 0,50 > 95 < 5

Đất á sét

(Đất bột) > 30 > 0,95 > 0,30 > 95 < 5

Bảng 1.1 Một số chỉ tiêu phân biệt nền đất yếu.

a Đất sét mềm:

Đất sét mềm là các loại đất séthay á sét tương đối chặt, bão hoà nước và có cường độ cao hơn so với bùn Các hạt sét (<0,05mm) và hoạt tính của chúng có nước trong đất tạo nên tính dẻo Nhưng do khả năng thoát nước rất chậm (nên ta coi đất là loại không thấm nước) chúng có tính từ biến khi chịu tải lâu dài

Tên

địa

phương

Độ ẩm W

%

Tỷ trọng T/m 3 Độ

rỗng

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

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 nâu sẫm, cấu trúc không mịn Tỷ trọng khô rất thấp (0,3-0,9 T/m3) Độ ẩm tự nhiên cao (W = 85-95%) Hệ số nén lún cao (a = 3-8-10 cm2/daN Than bùn là loại đất 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

Loại 2: Độ sét không ổn định, R=0,5-0,8 kG/m2

Loại 3: Lỏng, có và không có lớp vỏ cứng trên mặt, R<0,3 kG/m2

Hàm lượng tro

Hệ số rỗng

Độ sét Tg ( ϕ ) dính Lực

(C) kG/cm 2

Chất lượng

60-90 3 1/2 0.07 0.04

Tương đối.

2 ổn địnhKhông

Nhiều hạt khoáng

Chủ yếu

do hạt sét tạo thành.

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 Hà Nội 61.9 0.99 1.68 46.2 28.1 1.87 5.00 0.06 18.1

Quảng

Bình 56.49 - 1.55 49.7 22.77 1.25 11.18 0.31 19.3Tp.Hồ

Chí Minh 59.11 1.03 1.59 56.37 31.13 1.12 - - 25.24

An Giang 61.8

9 1.00 1.67 59.16 35.34 1.12 6.00 0.08 22.82

Minh Hải 66.2 0.97 1.79 61.23 36.89 1.12 5.00 0.07 24.34

Bảng 1.4 Thể hiện tính chất cơ lí của bùn của các địa phương.

1.1.3.Cấp đất thi công:

+ 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 đất càng 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 loại cấp đất ứng với một loại dụng cụ hay máy thi công, do đó việc xác định cấp ảnh 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:

I

Đất bùn không lẫn rễ cây, đất trồng trọt, hoàng thổ có độ ẩm thiên nhiên Đất cát pha sét, đất cát các loại, cát lẫn sỏi cuội, các loại cuội có đường kính hạt < 80mm.

II

Đất bùn có rễ cây, đất trồng trọt có lẫn sỏi đá Đất thịt quách Đất sét pha cát các loại hoặc sét lẫn sỏi cuội

Các loại cuội có đường kính > 80mm.

III Đất sét chắc nặng, đất sét có lẫn nhiều sỏi cuội Các mùn rác xây dựng đã kết dính IV

Đất sét rắn chắc Hoàng thổ rắn chắc Thạch cao mềm

Các loại 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 – Năm Căn

+ 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 đủ được những tiêu chuan riêng của Việt Nam về tính toán thiết kế cũng như quy trình công nghệ thi công mới để xử lý nền đất yếu mà đều dựa chủ yếu vào các tài liệu ở nước ngoài chuyển giao Tại Việt Nam đang thiết kế và thi công theo một số quy trình, quy phạm như:

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

Quy trình thiết kế xử lý đất yếu bằng bấc thấm trong xây dựng nền đường: 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 là trong xây dựng cầu đường Nguyên tắc cơ bản của các phương pháp này là: Giải quyết thoát 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 pháp cải tạo nền đất yếu như:

+ Đệm cát: dùng phương pháp này khi nền đất yếu có chiều dày dưới 3m

+ 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 hơn 3m, bão hoà 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 vùng đất yếu, vừa chống chồi đất hai bên, vừa tăng áp lực thoát 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 hoà nước và đất than bùn

+ Giếng cát: đất yếu như bùn, than bùn, đất dính bão hoà nước…thường gặp ở vùng đồng bằng Việt Nam

+ Cọc cát

Một số phương pháp xử lí nền đất yếu bằng hoá – lý:

+ Phụt vữa ximăng: dùng phổ biến trong các công trình thuỷ lợi, đặc biệt là có hiệu quả làm giảm khả năng thấm trong đá vôi.

+ Silicat hoá điện: nguyên lý cơ bản là phụt chất clorua canxi (CaCl2) vào trong đất rồi cho dòng điện một chiều chạy qua để tăng cườngđộ chặt của đất

+ Điện thấm: cắm hai điện cực vào trong đất rồi cho dòng điện một chiều chạy qua và khi đó nước sẽ chạy về cực âm và được rút ra…

Nói chung là xử lí nền đất yếu bằng các phương pháp hoá – lý là rất phức tạp và tốn kém, không những thế mà nó còn phát sinh nhiều vấn đề khác Còn để tạo khả năng gia cố nền đất yếu (đặc biệt là loại nền á sét hay sét) thì dùng phương pháp nén tĩnh là thích hợp Nguyên lý của công nghệ này là hút thoát nước tạo dòng thấm ngang và hút lên mặt theo phương thẳng đứng với diện tích hút thoát nước nhỏ

Hiện nay trên thế giới và cả ở ngay trong nước người ta hay sử dụng hai phương 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 nền theo phương thẳng đứng, làm cho nền khô, các túi chứa nước bị rỗng và sau đó dùng 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 Sau khi hạ ống xuống chiều sâu cần thiết thì đổ cát (thường là cát vàng đã qua sàng lọc), đồng thời cho nước vào tạo độ ẩm thích hợp Sau khi cát đầy thì rút ống thép lên, cát ở lại trong nền sẽ tạo thành cột và có tác dụng thấm nước làm khô nền

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 pháp rung 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 lõi thép lên, khi đó bấc thấm ở lại trong nền Qua hệ thống bấc thấm thì nước sẽ được thoát khỏi nền theo phương pháp thẳng đứng

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

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

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

+ Về tính kinh tế: Ví dụ một chuyến xe tải trọng 12T có thể chở được 12.000m bấc thấm nhưng cũng với công suất thoát nước như vậy thì khối lượng cát cần vận chuyển là 1500 chuyến xe tải trọng 12T cho phương pháp dùng cọc cát

+ Xử lý bằng bấc thấm thì kết cấu của đất sẽ bị sáo trộn ít vì lõi thép cũng như là cọc bấc thấm có tiết diện nhỏ, tính chất thấm của đất bị giảm ở mức thấp nhất vì áp lực tăng ở mức nhỏ nhất Còn phương pháp gia cố bằng cọc 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 lực trong các hốc nước tăng lên

+ Quá trình sử dụng của công nhân là nhẹ nhàng, cần ít người, quá trình lắp 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 thoát nước ngay cả với những dịch chuyển ngang kèm theo độ lún lớn và áp lực phương ngang cao 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 rãnh thoát nước không bị bẩn

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

Phương pháp để gia cố nền đất yếu bằng cọc bấc thấm được sử dụng nhiều 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 bấc thấm so với các phương pháp khác thì có ưu điểm vượt trội hơn hẳn về mọi phương diện kinh tế, kĩ thuật và môi trường Ngay sau khi bằng phát minh công nghệ này của Hà Lan được công nhận thì các nước tiến tiến đã mua công nghệ và bắt đầu chế tạo loại thiết bị này Các máy đã có trên thế giới như là Flodrain 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 các máy xúc hay cần trục truyền động cơ khí Nhưng sau này người ta

nhanh chóng phát hiện ra nhược điểm của truyền động này và thay nó bằng kiểu truyền động tiên tiến hơn đó là truyền động thuỷ lực So với truyền động cơ khí 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 công suất 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 và có độ thẩm mỹ cao

+ Sử dụng các cụm máy đã được tiêu chuẩn hoá vì vậy tiện lợi cho việc sửa chữa và thay thế dẫn đến giảm thời gian và giá thành sửa chữa

+ Ngoài ra khi áp dụng lên thiết bị gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm thì truyền động thuỷ lực còn cho phép nén cọc mang bấc thấm đúng tâm, thẳng đứng hơn so với truyền động cơ khí, nhất là đảm bảo các bộ máy an toàn, cọc mang bấc thấm không bị gẫy khi bị quá tải

Do có ưu điểm vượt trội nên ngày nay trên thế giới, toàn bộ các thiết

bị gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm đều được trang bị hệ thống truyền động thuỷ lực

Hiện nay, công nghệ này đã và đang được áp dụng rộng rãi và ngày càng phát triển Không những nó dùng để gia cố nền đường yếu mà còn dùng để gia có nền đường sân bay, kênh thoát nước, các đập thuỷ lợi, đê điều…

Ở Việt Nam hiện nay, công nghệ gia cố nền đất yếu bằng cọc bấc thấm mới chính thức được áp dụng từ năm 1994, dùng để gia cố quốc lộ 5 và nhà máy nhiệt điện Hiệp Phước Tuy vậy, yếu tố quyết định hiệu quả kinh tế – kỹ thuật 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, so với 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 bị này ở trong nước được đặt ra là vấn đề

hợp lý và phù hợp Hiện nay nước ta đã thiết kế và chế tạo thành công máy ép cọc bấc thấm EO-5124, có độ bền và độ tin 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 cách phân 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 bánh xích

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:

Hình 2.5 Bộ công tác ép cọc bấc thấm lắp trên cần trục bánh xích.

Máy cơ sở: Là một cần trục bánh xích trung bình có tải trọng nâng trong khoảng (40-80T); Có lắp bộ công tác ép cọc bấc thấm

Bộ công tác được liên kết với cần thông qua chốt trên đỉnh cần và giá chữ A ở phía dưới Mô hình này tương tự như mô hình được lắp trên cần trục bánh xích.

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 mặt đường, khi đó máy được vận chuyển tới công trường Nếu công trường có sẵn cần 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 để đưa vào sử dụng: Người ta dùng cần trục ô tô để cẩu bộ công tác và lắp liên kết giữa bộ công tác và cần trục

Sau khi lắp dựng xong thì phải kiểm tra và cho máy chạy thử xem có hỏng hóc hay sai xót gì không, nếu có phải dừng máy và khắc phục sự cố ngay 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 cần cũng 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 nhân làm 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 vận chuyển máy

- Cần trục có bộ di chuyển bánh xích sẽ ổn đinh hơn so với bánh lốp 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

*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 phức tạp hơn sơ đồ mắc cáp của máy xúc

- Thường thì thời gian gia cố nền móng đường thì không có cần trục bánh xích mà chỉ có máy đào 1 gầu thuỷ lực và các loại máy thi công khác,

vì vậy 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 1 gầu,…

- Hiện nay, thì việc sử dụng phương án cần trục bánh xích có lắp bộ công tác ép cọc bấc thấm càng ngày càng ít vì không tiện lợi cũng như còn nhiều 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

Phương án sử dụng máy xúc 1 gầu truyền động thuỷ lực có lắp bộ công tác 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 rãi ngày càng phát triển

Phương pháp này thực chất là dùng một máy xúc 1 gầu truyền động thuỷ lực đã tháo tay gầu chỉ để lại tai cần liên kiết với bộ công tác bằng liên kết 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 có tác 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 là cột 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 bấc thấm ở trong

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

Nguyên lý làm việc:

Thường thì trên công trường khi làm nền móng sẽ phải có máy xúc, bởi máy xúc đảm nhiệm 50% công việc của công việc làm móng công trình Như nói 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 truyền động thuỷ lực Máy khi đó được tháo tay gầu ra, bên cạnh đó thì bộ công tác được vận chuyển đến, thường thì với máy của nước ngoài: bộ công tác thường ở dạng 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 hoàn chỉnh mà quá trình lắp ráp này được thực hiện tại công trường Khi bộ công tác được lắp xong thì người ta liên kết với bộ công tác với máy cơ sở qua liên kết chốt Sau khi liên kết bộ công tác với máy cơ sở xong thì nối đường dầu dẫn dầu cho tời thủy lực và chỉnh lại cáp xem lại liên kết bulông của chổ máy nối xem đã hợp lí chưa Khi đã hoàn chỉnh lắp ráp và cho chạy thử (nâng, hạ, quay, mang bộ công tác tiến lùi, chỉnh góc xiên âm xiên dương trong phạm vi góc cho phép, ấn thử cọc từ 2 đến 3 lỗ với cả neo bấc và bấc với độ sâu 4-5m rồi rút lên…) thì máy mới được đưa ra sử dụng để thi công

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

Lắp bấc thấm vào neo (luồn bấc thấm qua quai neo rồi gập lên với độ dư của bấc khoảng 150 – 200mm, sau đó bấm gim cho chắc), nút phần đã gập vào quai 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 quá trình 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 gian quy định Chiều sâu ấn lõi được xác định nhờ vị trí neo đứng ngang với vị trí vạch đánh dấu có ghi con số trên cột

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

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

*Ưu điểm:

- Do có sẵn máy cơ sở tại công trường vì phần lớn là thời gian đầu làm nền móng thì máy xúc phải đảm nhiệm công việc Khi đó phải vận chuyển bộ công 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 dùng ống 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 bánh lốp 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 bằng của 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 giá thành sửa chữa

- Hệ thống cột và mắc cáp của bộ công tác được lắp đặt đơn giản hơn

so với phương án dùng cần trục bánh xích

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

- Ngoài ra khi áp dụng lên thiết bị gia cố nền đất bằng bấc thấm thì truyền động 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 toàn, cọc mang bấc thấm không bị cong gãy khi bị quá tải

2.3 Phương án lựa chọn:

Ngoài hai phương án dùng máy cơ sở để mang bộ công tác ép như trên thì còn có phương án dùng máy cày nhưng mà do không đáp ứng được yêu cầu công 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 sản xuất 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 ưu điểm và khả năng tiện lợi khi thi công trên thực tế hơn hẳn phương án dùng máy 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 cọc bấc thấm là phương án 2

“ Phương án dùng máy xúc 1 gầu, đào ngược truyền động Diesel - thủy lực 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 lượng nước, tính nén ép cao, cường độ đất, tính thấm nước kém, độ sâu lớp bìn lớn

Phương pháp thoát 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 bị giảm đi Trọng lượng thể tích, môđun biến dạng, lực dính góc ma sát trong tăng lên Để đạt được những yếu tố trên người ta dùng phương pháp xử lý bằng bấc thấm

Lịch trình đoạn thi

công

Độ dài đoạn

Chiều sâu cắm

Cạnh tam giác

Thời gian lún

Chiều cao gia tải

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

Stt Công việc Nhân

sự

Chức danh Máy móc

và trang thiết bị

Ghi chú

1 Lái máy

vận hành 2 Công nhân bấc thấmMáy ép Thay caThao tác 4 Công nhân Cần trục ô tô, ô tô,

3 Công tác lấy tim điểm và

vận chuyển bấc thấm

4 Công nhân Trang thiết bị

chuyên dùng Công nhân kỹ thuật bậc 3/7.

4 Kỹ thuật 1 Kỹ sư Thiết bị

chuyên dùng. KS.Máy XD

5 Trắc địa 1 Kỹ sư Thiết bị địa chất KS.Trắc địa

Bảng 3.2 Bố trí nhân lực.

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

Toàn bộ mặt bằng phải có cao độ lớn hơn cao độ ngập nước tại khu vực thi 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

Độ dốc mặt bằng thi công 0.5% < I <3%

Định vị mặt bằng thi công: đây là một chỉ tiêu rất quan trọng nó ảnh hưởng trực tiếp đến các thông số ổn định nền sau này Tổ trắc địa cần chuan bị kỹ các cọc mốc, các bản vẽ chi tiết cho từng khu vực thi công Các mốc này phải được các bên kiểm tra kỹ lưỡng và cùng nhất trí thông qua Toàn bộ các cọc mốc được duy trì cho đến khi kết thúc công trình

Mốc cho các trục chính được làm bằng thép φ20 có chiều dài chôn sâu 1m và nhô cao hơn mặt đất 7.5cm, được bao bọc bởi khối bê tông có kích thước 300x300x300

3.4 Kho bãi.

Kho bãi chứa vật tư bấc thấm phải đảm bảo khô ráo, không bị ngập nước, tránh xa các chất dễ bị cháy nổ Toàn bộ các cuộn bấc trước khi đưa vào thi 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 bằng Prôliprôpilen có tiết diện hình răng bánh xe hoặc hình đáy ống kim, bên ngoài được bọc áo lọc cũng bằng vải Prôliprôpilen không dệt.

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

Ưu nhược điểm của bấc thấm:

+ Chủ động giảm bớt thời gian cố kết khi cần thiết bằng cách giảm cự

ly giữa các bấc thấm hoặc dùng biện pháp hút chân không

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

+ Hoạt động thoát 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 chất khác 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 2 đoạn khác nhau

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 để theo 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…

Hình 3.2 Khảo sát định vị bấc thấm.

3.8 Thiết bị lắp đặt bấc thấm:

Đoạn Từ km 9+290 đến km 12+680 Từ km 30+850 đến km 45+050

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

Bảng 3.5 Thiết bị lắp đặt bấc thấm.

3.9 Biện pháp thi công ép bấc thấm:

Hình 3.3 Thi công ép cọc bấc thấm.

Trên công trường có thể có nhiều máy thi công cùng một lúc, các máy thi công được bố trí di chuyển tịnh tiến, tránh di chuyển cùng phía vì các máy có chiều cao rất lớn, không đảm bảo an toàn trong quá trình thi công, khoảng cách giữa các máy phải lớn hơn chiều cao của dàn công tác

Máy di chuyển theo hướng lùi dần để tránh lùi lên các vị trí bấc thấm đã được ép trước đó, mỗi vệt máy di chuyển có thể ép được nhiều hàng

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 cách nối măng sông, phần măng sông là 30cm và được kẹp lại chắc chắn bằng ghim bấm

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

Trước khi bấc được ép xuống, bấc được neo vào một tấm thép có kích thước 1.2x80x160mm, 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 đặt đúng vị trí định cắm bấc thấm Lỗ rỗng ở giữa để luồn bấc vào, khi dùi cắm xuống 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 kỹ thuật thi công là điều quan trọng.

Lập một mặt bằng thi công chính xác cho các khu vực, các bản vẽ chi tiết cho từng vị trí ép bấc, mỗi vị trí được định vị và làm dấu bằng cây thép

φ4 cắm 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 phương thẳng 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 ta xác 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 dẫn cắm bấc thấm đến độ sâu thiết kế rồi rút lên, bản neo được giữ lại ở độ sâu thiết 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 thấm được cắm sâu đều đặn theo độ sâu cắm của dùi dẫn thì băng cuộn bấc thấm luôn 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 trong một phạm vi nào đấy, để bảo vệ bấc thấm, có thể đắp tiếp nền đường để che phủ đầu bấc thấm

3.11 Ghi chép lịch trình cắm bấc thấm:

Ngày cắm, vị trí cắm, chiều sâu cắm, các trở ngại,… được ghi lại theo mẫu bảng sau.

Bảng lịch trình cắm bấc thấm

Lịch trình đoạn cắm bấc thấm: Từ km 9+290 đến 9+350

Theo bản vẽ bình đồ vị trí bấc thấm số:…(kèm theo)

Ngày cắm:

8, các cọc tre còn lại là từ cột 8 trở đi

Khi cả khu vực chiều sâu cắm như nhau (thí dụ 16m), mỗi vị trí toạ độ bấc thấm chỉ cần đánh dấu chéo x Trường hợp đặc biệt bị vướng nền cứng, chỉ được 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 pháp nhanh chóng kéo trục thép lên vì sau một thời gian thì lực cản bó thân cọc rất lớn

- 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 tác chăm sóc kỹ thuật phải thường xuyên, thường thì từ (20 - 25).103m thì phải thay 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 một thành tựu vĩ đại không những cho ngành xây dựng của Hà Lan mà còn góp một 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 hiện đại hơn, chính xác hơn, tiện lợi hơn và ổn định hơn Cho dù thế

nào đi chăng nữa 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 hiện nay 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 cũng như kinh nghiệm của các kỹ sư (những người có kinh nghiệm), mà chúng ta phải 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 đã tháo tay gầu chỉ để lại tay cần liên kết với bộ công tác bằng liên kết chốt Các máy cơ sở này thông thường có công suất khoản từ 100 – 300 mã lực, phổ biến nhất là từ 120 – 250 mã lực Xi lanh thủy lực của máy xúc có tác 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 là một thép dạng hở Trong khung thép có đặt hệ thống bao gồm: bộ tời ép (puly, cáp thép, 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 thích hợp

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 trong điều kiện thực tế thi công , ngày này trên thế giới và cả nước: toàn bộ các thiết bị gia cố nền móng nói chung và máy ép cọc bấc thấm nói riêng điều chọn máy 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 cứ dùng 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 việc làm 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 phân loại 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 0.35m3

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

+ Gầu xấp

+ Gầu quăng

+ Gầu ngoặm

+ Gầu bào,…

- 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 động hầu hết được trang bị động cơ Diezel

“Qua cách phân loại trên về máy xúc và dựa vào yêu cầu thiết kế của đề tài được giao, ta đưa ra sự lựa chọn máy cơ sở là loại máy xúc 1 gầu truyền động thủy 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 động thủy lực đã phát triển mạnh mẽ và còn có xu hướng thay thế truyền động cơ khí

Cụ thể là vài ưu điểm chính sau:

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

+ Máy làm việc êm, bảo đảm an toàn khi quá tải, tuổi thọ cao, độ tin cậy lớn

+ 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 công tác 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 kinh nghiệm 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,… điều đảm bảo làm việc tốt

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

MÁC MÁY Công suất

ĐC

Trọng lượng Dung tích

gầu

Chiều sâu đào

Tầm với max Model Flywheel

HP

Operrating Weight

Bucket Capacity

Digging Depth

Maximum Reach PC200LC-7 143 46,870(lb) 0.65-2.0

(cu yd) 21’9’’ 32’5’’PC300LC-7 242 74,803(lb) (cu yd) 24’3” 36’5” PC120LC-6 86 28,375(lb) 0.46-0.88

(cu yd)

18’0” 27’4”

PC220LC-7 168 55,189(lb) 0.63-2.20

(cu yd) 24’0” 34’8”PC95R-2 82.5 19,290(lb) 0.24-0.56

(cu yd) 13’1” 22’6”PC100-6 81 24,470(lb) 0.4-0.88

(cu yd) 16’7” 25’4”PC120-6 87 26,950(lb) 0.48-1.0

(cu yd) 21’9” 32’5”PC200-6B 128 46,720(lb) 0.62-1.5

(cu yd) 21’9” 32’5”PC220LC-6 158 57,483(lb) 0.75-1.75

23’5”

7140mm

36’5” 11100mm

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 Xilanh thuỷ lực nâng hạ cần, 6 Cần, 7 Xilanh thuỷ lực tay cần, 8 Tay cần,

9 Xilanh thuỷ 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:

A = 10965mm; F = 1420mm; K = 2870mm; P = 2995mm

B = 6355mm; G = 706mm; L = 3070mm; Q = 3500mm

- Chiều cao đổ đất max: 7010mm

- Tỷ trọng gầu và đất: 1.8/m3

- Trọng lượng của máy: 36630kg

5.4 Dự phòng máy cơ sở:

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

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

2 Chiều sâu ấn lớn nhất: 20m

3 Tốc độ ấn lớn nhất: 30m/phút

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)

Hướng dẫn vận hành:

A Chuẩn bị làm việc:

1 Trước khi lắp thiết bị công tác ép cọc bấc thấm cần kiểm tra khả năng hoạt động của máy đào HITACHI EX – 270 Yêu cầu các thao tác (di chuyển, quay, nâng hạ gầu, nâng hạ cần, co duỗi gầu,…) phải hoàn hảo.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 bổ sung nay đủ Nếu thấy dầu bẩn hoặc không còn đảm bảo chất lượng quy định phải thay dầu mới, đúng chủng loại

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

4 Để đảm bảo cho máy và người, khu vực máy làm việc phải luôn luôn đảm bảo có diện tích tương đương hình tròn bán kính không nhỏ hơn 30m (với tâm là vị trí máy đứng) Áp lực đè lên nền cho phép của mặt nền

di chuyển bánh xích >= 0,7kG/cm2 , độ nghiêng hoặc độ dốc của nền < 50

5 Cần buộc cáp neo an toàn phía trên và phía dưới cột ép cọc bấc thấm với máy đào (so với điểm chốt nối giữa cột và đầu cần của máy đào) sao cho góc nghiêng lệch về phía trước và phía sau của cột không vượt quá

50 so với phương thẳng đứng

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

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

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

9 Kiểm tra các dây cáp truyền động, nếu thấy mòn quá quy định phải loại 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 bổ sung ngay

11 Kiểm tra các mối hàn trên lõi thép, thấy rỗ hoặc nứt phải hàn bổ sung (hàn bằng máy hàn một chiều, que hàn loại E42A, E50A hoăc tương đương) 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 bố trí 4 người: 01 người lái máy – 01 người đánh tính hiệu ấn lõi và theo dõi xung quanh trước khi ra tín hiệu để đảm bảo an toàn – 02 người giữ bấc và cắt bấc

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

- Nâng hạ

- Quay

- Mang bộ công tác di chuyển tiến, lùi

- Dịch chuyển cột nghiêng về phía trước và sau với góc nhỏ hơn 50 so với phương thẳng đứng

14 Đặt cột ở vị trí thẳng đứng, ấn thử từ 2 đến 3 lỗ với cả neo bấc thấm và bấc thấm tới độ sâu 4 đến 5m rối rút lên ngay để kiểm tra sự hoạt động đồng bộ toàn bộ máy

Chú ý không được nhấc lõi lên quá 30cm so với mặt đất để đề phòng lõi thúc lên phía trên đỉnh cột gây tai nạn

15 Đánh dấu các vị trí cần ép cọc bấc thấm trên mặt bằng

16 Đưa máy vào vị trí làm việc chính thức, điều chỉnh xi lanh tay gầu sao cho cột nằm ở vị trí thẳng đứng và đường chạy của bánh xích di chuyển khi tiến hoặc lùi không đè lên các vị trí đã cắm bấc thấm hoặc đã đánh dấu để cắm

B Tiến hành làm việc:

1 Hạ cột đến vị trí cần ép sao cho cột ở vị trí thẳng đứng, nâng mũi ấn của lõi thép cách vị trí ấn đã đánh dấu khoảng 20-25cm

2 Lắp bấc thấm vào neo (luồn bấc thấm qua quai neo rồi gập lên với độ dư của bấc khoảng 15-20cm, sau đó bấm ghim cho chắc), đút phần đã gập và quan neo vào rãnh của mũi lõi

3 Điều khiển chiều quay của động cơ thủy lực sao cho tời cuốn cáp ấn lõi theo mang neo giữa bấc thấm xuống độ sâu quy định rồi rút lõi lên ngay Thời gian từ lúc lõi được ấn đến độ sâu quy định tới lúc lõi được rút lên không được quá 10 giây

4 Chiều sâu ấn lõi được xác định nhờ vị trí tai neo đứng ngang với vị trí vạch đánh dấu màu đỏ có ghi con số trên cột.

5 Khi nhấc lõi thép lên cách mặt đất khoảng 15-20cm (tính từ phần nhôra khỏi mặt đất) rồi cắt Chiều dài tự do của bấc được cắt này tùy công trình có thể quy định khác nhau

6 Trong một trường hợp, người lái phải quan sát trạng thái điều khiển của người đánh tín hiệu Người đánh tính hiệu phải quan sát vị trí di chuyển của lõi thép để có các tính hiệu điều khiển thích hợp Thông thường quy ước:

- Người đánh tín hiệu giơ thẳng tay phải lên trời: ứng với việc rút lõi thép lên

- Người đánh tín hiệu chỉ tay phải xuống đất: ứng với ấn lõi thép xuống

- Người đánh tín hiệu bắt chéo 2 tay ngang mặt: ứng với dừng lõi thép lại

7 Sơ đồ thi công hợp lý của máy thường được quy định như sau:

α = 450 (Góc lắc cắm bấc)

Chiều di chuyển lùi của máy khi cắm bấc

Góc lắc cắm bấc khi máy đứng tại một vị trí (so với phương di chuyển ) vào khoảng 450

Sau khi cắm lùi vào khoảng 100m, máy chuyển sang vi trí bên cạnh, lùi cắm bấc tới vị trí ban đầu (Sơ đồ dích dắc)

8 Đối với máy đào HITACHI EX – 270, để đảm bảo an toàn ổn định cho máy khi làm việc cần có các chế độ điều khiển máy phù hợp với cấp gió như sau:

- Gió dưới cấp 3:

* Tốc độ di chuyển máy ≤2 km/h

* Tốc độ quay của tao quay≤3 vòng/phút

- Gió từ cấp 3 đến cấp 5:

* Tốc độ di chuyển của máy ≤1km/h

* Tốc độ quay của toa quay ≤1 vòng/phút

9 Khi máy di chuyển (tiến hoặc lùi) mang bộ công tác ấn bấc, cần phải để bộ công tác ấn dọc theo tim máy

10 Máy phải dừng làm việc ngay trong trường hợp sau:

- Gió trên cấp 5

- Mặt nền có độ dốc hoặc độ nghiêng quá 50