Tính toán thiết kế hệ dẫn động cần khoan của máy khoan cọc xi măng đất, tổng quan công nghệ thi công, phân tích lựa chọn phương án thiết kế chế tạo thiết bị, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cần khoan của máy khoan cọc xi măng đất, tổng quan công nghệ thi công, phân tích lựa chọn phương án thiết kế chế tạo
1 Chương TỔNG QUAN VỀ NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Khái quát chung đất yếu Nền đất yếu phân bố rộng đồng Bắc bộ, đồng sơng Cửu long Khi xây dựng cơng trình đất yếu, cơng trình lớn, tải trọng nặng buộc phải xử lý để tăng sức chịu tải, giảm độ lún chênh lệch độ lún cho cơng trình Theo định nghĩa [1] đất yếu loại đát có khả chịu lực thấp hồn tồn bão hòa nước, có hệ số độ rống lớn, hệ số nén lún lớn, mô đun biến dạng bé, trị số sức chống cắt không đáng kể Một số tiêu để nhận biết đất yếu sau: + Dựa vào tiêu vật lý, đất gọi yếu : - Dung trọng : γw ≤ 1,7 T/m3 - Hệ số rỗng : e ≥ - Độ ẩm : W ≥ 40% - Độ bão hòa : G ≥ 0,8 + Dựa vào tiêu học : - Mô dun biến dạng : E0 ≤ 50 kG/cm2 - Hệ số nén : a ≥ 0,01 cm2/kG - Góc ma sát : ϕ ≤ 100 - Lực dính (đối với đất dính): c ≤ 0,1 kG/cm2 Đất yếu đất sét yếu, đất cát yếu, bùn, than bùn đất hữu có, đất thải Đất yếu tạo thành lục địa (tàn tích, sườn tích, lũ tích, lở tích, gió, lầy, người), vùng vịnh (cửa sông, tam giác châu, vịnh viển) biển (khu vực nước nông, sâu không 200m, thềm lục địa, sâu 200-300m, biển sâu, 3000m) Chiều dày lớp đất yếu thay đổi, từ vài mét đến 35-40m 1.2 Các loại đất yếu thường gặp Trong thực tế xây dựng, thường gặp loại đất yếu sau : đất sét yếu; đất cát yếu; bùn; than bùn đất than bùn đất đắp a) Đất sét yếu * Hạt sét khoáng vật sét Trong đất sét gồm có thành phần : - Phần phân tán thơ (gọi hạt sét) có kích thước > 0,002mm Chủ yếu có khống chất nguồn gốc lục địa thạch anh, fenspat,… - Phần phân tán mịn (gọi khống chất sét) bao gồm hạt có kích thước bé (2 – 0,1µm) keo (0,1 – 0,001µm) Những khống chất định tính chất lý đất sét Các khoáng chất sét thường gặp nhóm điển hình : kaolinit, mơnmơrilơnit ilit : * Liên kết cấu trúc sức chống cắt đất sét Trong tự nhiên, đất loại sét tồn dạng liên kết cấu trúc, : dạng chảy, dạng dẻo dạng cứng (hình 1.1) Người ta chia thành hai loại : - Liên kết mềm : lực liên kết chủ yếu lực liên kết phân tử, từ tính Liên kết mềm dẻo hồi phục sau bị phá hoại (liên kết thuận nghịch) - Liên kết cứng : lực liên kết chủ yếu liên kết ion, đồng hóa trị Liên kết cứng, giòn, khơng hồi phục bị phá hoại học (liên kết thuận nghịch) HẠT ĐẤ T NƯỚ C TỰDO NƯỚ C TỰDO LK DẠNG CHẢ Y LK DẠNG DẺ O LK DẠNG CỨ NG Hình 1 Các dạng liên kết đất dính Về lực dính đất sét, số nhà khoa học kiến nghị chia lực dính tổng cộng thành hai thành phần : lực dính mềm lực dính cứng (lực dính cấu trúc) : CW = ∑W + cc ( ) Trong : CW : lực dính tổng cộng ∑W : lực dính mềm (lực dính có nguồn gốc keo nước) cc : lực dính cứng (lực dính cấu trúc) Phương pháp phân tích ∑W, cc : Với cơng trình có quy mơ nhỏ, tạm thời, thành phần lực dính lấy tồn (cW), cơng trình vĩnh cửu, có quy mơ lớn nên lấy thành phần lực dính cứng cc mà thơi Bảng 1.1 Cơ cấu thành phần lực dính đất loại sét Cấu trúc đất Tự nhiên Nhân tạo Độ sệt B Mức độ thể thành phần lực dính cc = %cW ∑W = %cW B 1,0 100 B 0,75 100 b) Đất cát yếu Cát hình thành tạo biển vũng, vịnh Về thành phần khoáng vật, cát chủ yếu thạch anh, đơi có lẫn tạp chất Cát gồm hạt có kích thước 0,05 – 2mm Cát coi yếu cỡ hạt thuộc loại nhỏ, mịn trở xuống, đồng thời có kết cấu rời rạc, trạng thái bão hòa nước, bị nén chặt hóa lỏng đáng kể, chứa nhiều di tích hữu chất lẫn sét Những loại cát chịu tác dụng rung chấn động trở thành trạng thái lỏng nhớt, gọi cát chảy Đặc điểm quan trọng cát bị nén chặt nhanh, có độ thấm nước lớn Khi cát gồm hạt nhỏ, nhiều hữu bão hòa nước chúng trở thành cát chảy, tượng đơi nguy hiểm cho cơng trình cho công tác thi công Cần lưu ý tượng nguy hiểm cát yếu:Biến loãng, Cát chảy c) Bùn, than bùn đất than bùn Bùn trầm tích đại, thành tạo chủ yếu kết tích lũy vật liệu phân tán mịn học hoá học đáy biển, đáy hồ, bãi lầy… Bùn liên quan với chỗ chứa nước, trầm tích lắng đọng, no nước yếu mặt chịu lực Theo thành phần hạt, bùn cát pha sét, sét pha cát, sét cát, cát nhỏ trở xuống Độ bền bùn bé, việc phân tích sức chống cắt (SCC) thành lực ma sát lực dính khơng hợp lý SCC bùn phụ thuộc vào tốc độ phát triển biến dạng Góc ma sát xấp xỉ khơng Chỉ bùn nước, cho góc ma sát Việc xây dựng cơng trình bùn thực sau tiến hành biện pháp xử lý Than bùn đất có nguồn gốc hữu cơ, thành tạo kết phân hủy di tích hữu cơ, chủ yếu thực vật, bãi lầy nơi bị hóa lầy Đất loại chứa hỗn hợp vật liệu sét cát Trong điều kiện nằm thiên nhiên, than bùn có độ ẩm cao 85 – 95% cao tùy theo thành phần khoáng vật, mức độ phân hủy, mức độ thoát nước… Than bùn loại đất bị nén lún lâu dài, khơng mạnh Hệ số nén lún đạt từ 3-8, chí 10 kG/cm2 Khơng thể thí nghiệm nén than bùn với mẫu có chiều cao thông thường 15-20cm, mà phải từ 40-50cm Khi xây dựng vùng đất than bùn, cần áp dụng biện pháp : làm đai cốt thép, khe lún, cắt nhà thành đoạn cứng riêng rẽ, làm cọc, đào thay phần than bùn d) Đất đắp Loại đất tạo nên tác động người Đặc điểm đất đắp phân bố đứt đoạn có thành phần khơng Theo thành phần chia thành loại sau : Đất gồm hỗn hợp chất thải sản xuất công nghiệp xây dựng Đất hỗn hợp chất thải sản xuất rác thải sinh hoạt Đất đắp cạn khu đắp nước (để tạo bãi) Đất thải bên bên ngồi mỏ khống sản Nhìn chung, loại đất đắp hầu hết phải có biện pháp xử lý trước xây dựng 1.3 Các đặc điểm khác đất sét yếu * Hiện tượng hấp thụ Hiện tượng hấp thụ khả hút nước từ môi trường xung quanh giữ lại chúng vật chất khác nhau: cứng, lỏng hơi, ion, phân tử hạt keo Sự hấp thụ đất sét có chất phức tạp thường gồm số q trình sảy đồng thời * Tính dẻo Tính dẻo đặc điểm quan trọng đất sét Tính chất biểu thị lưu động đất sét độ ẩm chịu tác dụng ngoại lực chứng tỏ mức độ biến dạng đất sét chiếm vị trí trung gian cứng thể lỏng chảy nhớt Độ dẻo phụ thuộc vào nhiều nhân tố: mức độ phân tán thành phần khoáng vật đất, thành phần độ khoáng hoá dung dịch nước làm bão hòa đất * Gradien ban đầu Đất sét có đặc tính thẩm thấu khác thường: cho nước thấm qua gradien cột nước vượt trị số định Trị số gọi gradien ban đầu Gradien ban đầu độ chênh lệch tối thiểu áp lực cột nước, mà thấp tốc độ thấm giảm xuống nhiều, bé coi khơng thấm nước * Đặc điểm biến dạng Tính chất biến dạng đất sét yếu chất mối liên kết hạt chúng định Có thể chia biến dạng đất sét yếu loại sau đây: - Biến dạng khôi phục, gồm biến dạng đàn hồi biến dạng cấu trúc hấp phụ - Biến dạng dư, gồm biến dạng cấu trúc Biến dạng đất sét yếu phá hoại mối liên kết cấu trúc biến dạng màng hấp phụ nước liên kết gây nên Các loại biến dạng chủ yếu đất sét yếu biến dạng cấu trúc biến dạng cấu trúc hấp phụ * Tính chất lưu biến Đất sét yếu mơi trường dẻo nhớt Chúng có tính dão (từ biến) có khả thay đổi độ bền tải trọng tác dụng lâu dài Khả gọi tính chất lưu biến Hiện tượng dão đất sét yếu liên quan đến ép thoát nước tự nén chặt Do tượng liên quan với thay đổi mật độ kết cấu đất kết chuyển dịch, hạt khối lên nhau, thay đổi định hướng hạt khối với phương tác dụng tải trọng 1.4 Sự phân vùng đất yêu lãnh thổ Việt Nam Cũng khu vực Đông Nam Á, vùng đất mềm yếu Việt Nam chủ yếu tầng trầm tích thành tạo kỷ thứ tư Theo kết nghiên cứu địa chất địa lý, tầng trầm tích chủ yếu trầm tích tam giác châu, thường gặp miền đồng bằng, hai đồng lớn đồng Bắc Bộ đồng Nam Bộ Căn vào nguồn gốc điều kiện hình thành đồng bằng, thời dựa vào tài liệu thăm dò địa chất cơng trình, sơ nhận xét đặc điểm chung tầng đất mềm yếu Việt Nam sau: - Đồng Bắc Bộ chủ yếu loại trầm tích tam giác châu cũ tam giác châu hai sông lớn sông Hồng, sông Thái Bình chi lưu chúng Miền đồng có diện tích rộng (khoảng 15000 km 2) đổi núi sót Vùng phù sa sơng Hồng chiếm diện tích rộng miền Theo tài liệu địa chất kiến tạo Việt Nam đồng Bắc Bộ hình thành miền võng rộng lớn, chịu chế độ biển, đến chế độ vững hồ trầm tích kỷ thứ tư Xét mặt địa hình, địa mạo miền đồng thuộc loại hình bồi tụ Do điều kiện địa chất, địa nên chiều dày tầng trầm tích kỷ thứ tư dày, từ vài mét đến 100m Hình Phân bố vùng đất yếu Việt Nam a- Đồng bắc bộ; b- Đồng nam - Đổng Thanh - Nghệ Tĩnh: Có khu vực bồi tụ, mài mòn xen ke So với đồng Bắc Bộ, tầng trầm tích kỷ thứ tư khơng dày Các trầm tính đa dạng: có trầm tích bồi tụ tam giác châu, có loại trầm tích bồi tụ ven biển - Đồng ven biển Trung Bộ: Là đồng mài mòn bồi tụ điển hình Trầm tích kỷ thứ tư thường thấy vùng thung lũng sơng thường loại phù sa bồi tích Vùng duyên hải thuộc loại trầm tích phát triển đầm phá cạn dần, bồi tích điều kiện lắng đọng tĩnh - Đồng Nam Bộ: Có thể chia thành ba khu vực dựa vào chiều dày lớp đất yếu: a) Khu vực có lớp đất yếu dày 1÷30 m, bao gồm vùng ven thành phố Hồ Chí Minh, thượng nguồn sơng Vàm cỏ Tây, Vàm cỏ Đơng, phía tây Đổng Tháp Mười, rìa quanh vùng Bảy Núi vùng ven biển Hà Tiên, Rạch Giá, rìa Đơng Bắc đồng từ Vũng Tàu đến Biên Hồ b) Khu vực có lớp đất yếu dày 5÷30m phân bố kế cận khu vực a) chiếm đại phận đồng khu trung tâm Đồng Tháp Mưòi c) Khu vực có lớp đất yếu dày 15÷ 300m chủ yếu thuộc lãnh thổ tỉnh Vĩnh Long, Trà Vinh, Bến Tre tới vùng Duyên Hải, Tiền Giang, Cần Thơ, Sóc Trăng Nguồn gốc tầng đất yếu loại trầm tích châu thổ (sơng, bãi bồí, tam giác châu), trầm tích bờ, vũng vịnh thuộc vào trầm tích kỷ thứ tư 1.5 Các phương pháp xử lý đất yếu Với đặc điểm đất yếu trên, muốn đặt móng xây dựng cơng trình đất phải có biện pháp kỹ thuật để cải tạo tính xây dựng Nền đất sau xử lý gọi nhân tạo Việc xử lý xây dựng cơng trình đất yếu phụ thuộc vào nhiều điều kiện như: Đặc điểm cơng trình, đặc điểm đất.v.v Với điều kiện cụ thể mà cần có giải pháp khác Dưới số giải pháp xử lý đất yếu: a) Phương pháp xử lý đệm cát Lớp đệm cát sử dụng hiệu cho lớp đất yếu trạng thái bão hoà nước (sét nhão, sét pha nhão, cát pha, bùn, than bùn…) chiều dày lớp đất yếu nhỏ 3m Biện pháp tiến hành: Đào bỏ phần toàn lớp đất yếu (trường hợp lớp đất yếu có chiều dày bé) thay vào cát hạt trung, hạt thô đầm chặt Việc thay lớp đất yếu tầng đệm cát có tác dụng chủ yếu sau: Lớp đệm cát thay lớp đất yếu nằm trực tiếp đáy móng, đệm cát đóng vai trò lớp chịu tải, tiếp thu tải trọng cơng trình truyền tải trọng lớp đất yếu bên Giảm độ lún chênh lệch lún cơng trình có phân lại ứng suất tải trọng gây đất tầng đệm cát Giảm chiều sâu chơn móng nên giảm khối lượng vật liệu làm móng Giảm áp lực cơng trình truyền xuống đến trị số mà đất yếu tiếp nhận Làm tăng khả ổn định cơng trình, kể có tải trọng ngang tác dụng, cát nén chặt làm tăng lực ma sát sức chống trượt Tăng nhanh trình cố kết đất nền, làm tăng nhanh khả chịu tải tăng nhanh thời gian ổn định lún cho cơng trình Về mặt thi cơng đơn giản, khơng đòi hỏi thiết bị phức tạp nên sử dụng tương đối rộng rãi Phạm vi áp dụng tốt lớp đất yếu có chiều dày bé 3m Khơng nên sử dụng phương pháp đất có mực nước ngầm cao nước có áp tốn việc hạ mực nước ngầm đệm cát ổn định b) Phương pháp đầm chặt lớp đất mặt (cố kết đóng) Khi gặp trường hợp đất yếu có độ ẩm nhỏ (G < 0,7) sử dụng phương pháp đầm chặt lớp đất mặt để làm cường độ chống cắt đất làm giảm tính nén lún Lớp đất mặt sau đầm chặt có tác dụng tầng đệm đất, khơng có ưu điểm phương pháp đệm cát mà cón có ưu điểm tận dụng đất thiên nhiên để đặt móng, giảm khối lượng đào đắp Để đầm chặt lớp đất mặt, người ta dùng nhiều biện pháp khác nhau, thường hay dùng phương pháp đầm xung kích: Theo phương pháp 10 - β góc nghiêng cánh trộn; cánh cắt Khảo sát động lực học máy khoan cọc xi măng đất phần mềm matlab ta thu kết sau: Hình 10 Dịch chuyển tịnh tiến cần khoan xuống Hình 12 Dịch chuyển tịnh tiến cần khoan lên Hình 11 Dịch chuyển góc quay cần khoan xuống Hình 13 Dịch chuyển góc quay cần khoan lên 153 Hình 14 Vận tốc tịnh tiến cần Hình 15 Vận tốc góc quay cần khoan xuống khoan xuống Hình 16 Vận tốc tịnh tiến cần Hình 17 Vận tốc góc quay cần khoan lên khoan lên 154 Hình 18 Gia tốc tịnh tiến cần Hình 19 Gia tốc góc quay cần khoan xuống khoan xuống Hình 20 Gia tốc tịnh tiến cần khoan lên Hình 21 Gia tốc góc quay cần khoan lên 155 Hình 22 Mơ men cản quay Hình 23 Lực cản dọc trục xuống xuống Hình 3.15 Mơ men dẫn động Hình 3.16 Lực dẫn động xuống xuống Hình 3.17 Mơ men cản quay lên Hình 3.18 Lực cản dọc trục lên 156 Hình 3.19 Mơ men dẫn động lên Hình 3.20 Lực dẫn động lên Chương 10 TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁY KHOAN 10.1 TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁY KHOAN SAU THIẾT KẾ Hệ số ổn định máy khoan phải đảm bảo điều kiện: K = od M M CL GL ≥ K = 1, od (10 11) Ggd a1 a2 Gca a3 α1 l1 Gcm l2 αi Gdd Frm o o r cm Gm G dt Gdtp o ro rm r dt rdtp 157 Hình 10 Sơ đồ tính tốn ổn định máy khoan rút mũi Trường hợp khoan dọc: Máy có xu hướng ổn định quanh điểm lật O, điểm tiếp xúc vệt xích với đất Khi lực tạo mô men chống lật M CL: trọng lượng đối trọng, Gdp; trọng lượng máy Gm; trọng lượng cần máy, Gcm MO = G r + G r + G CL dt dt m m cm r − l cos(α +α ) i 0 (10 11) Các lực tạo mô men gây lật M GL: trọng lượng cần đứng, Ggd; trọng lượng cụm dẫn động, Gdd; trọng lượng cần khoan, Gca; lực rút mũi tác dụng lên cần khoan, Frm: MO = G [l cosα + a − r ]+G [l cosα + a − r ] + G [l cosα + a − r ] + F [l cosα + a − r ] GL gd i dd i ca i rm i (10 11) Đặt hệ số: l = l cos(α +α ); l 1i i 21i = l cosα (10 11) i Khi lực rút mũi khoan tính theo cơng thức sau: FrmO {G r +G r +G ≤ dt dt m m cm { } } r − l K −1 − G [l + a − r ]+G [l + a − r ] gd 2i dd 2i 1i od − G ca [l2i + a − r0 ] (10 11) Trường hợp khoan ngang: Khi mơ men chống lật gây lật tính so với điểm lật O 1, với lOO1=∆1: ( ) ( ) O M = G r − ∆ + G r − ∆ + G r − l − ∆ CL dt dt m m cm 1i 1 (10 11) O M GL1 = G gd [l2i + a1 − r0 + ∆1 ]+G dd [l2i + a − r0 + ∆1 ] + G ca [l2i + a − r0 + ∆1 ] + Frm [l2i + a − r0 + ∆1 ] (10 11) Lực rút mũi theo điều kiện ổn định với điểm lật O1; 158 G dt (rdt − ∆1 ) + G m (rm − ∆1 ) G [l + a − r +∆ ] −1 gd 2i 1 K od − r − l − ∆ +G [l + a − r +∆ ] + G O dd 2i cm 1i 1 F1≤ −G rm ca [l + a +∆ − r ] 2i (10 11) Trường hợp sử dụng chân chống cần: Khi mơ men chống lật gây lật tính so với điểm lật O 2, với lOO2=∆2: ( ) ( ) O M = G r + ∆ + G r + ∆ + G r − l + ∆ CL dt dt m m cm 1i 2 (10 11) O M GL2 = G gd [l2i + a1 − r0 − ∆ ]+G dd [l2i + a − r0 − ∆ )] + G ca [l2i + a − r0 − ∆ ] + Frm[l2i + a − r0 − ∆ ] (10 11) Lực rút mũi theo điều kiện ổn định với điểm lật O2; G dt (rdt + ∆ ) + G m (rm + ∆ ) −1 G gd [l2i + a1 − r0 − ∆ )] K od − +G [l + a − r − ∆ ] + G r − l + ∆ cm 1i dd 2i 2 O F 2≤ −G rm ca [l cosα + a − r − ∆ ] i (10 11) Thơng số tính tốn với máy khoan cọc xi măng đất DHJ50 Số liệu đầu vào để khảo sát máy khoan DHJ50 cho bảng Đại lượng Khối lượng đối trọng nguyên Khối lượng đối trọng bổ sung Khối lượng phần thân máy Khối lượng cần máy Khối lượng giá dẫn hướng Khối lượng cần khoan Khối lượng cụm dẫn động Tọa độ khối tâm đối trọng nguyên Tọa độ khối tâm đối trọng bổ sung Tọa độ khối tâm thân máy Tọa độ khối tâm cần máy Tọa độ khối tâm giá dẫn hướng Tọa độ khối tâm cần khoan Ký hiệu Đơn vị Gdt Kg Gdtp Kg Gm Kg Gcm Kg Ggd Kg Gca Kg Gdd Kg rdt,hdt Kg rdtp,hdtp m rm;hm m r0;hcm m rgd;hgd m rca;hca m Giá trị 3000 38090 1215 4026 2246 975 5,03;1,75 6,03;1,75 2,29;1,56 0,75;3,27 -;5,95 -;3,55 159 Tọa độ khối tâm cụm dẫn động Góc kết cấu cần máy rdd;hdd α1 l1,l2 β1 m độ -;11,23 m độ 2,42;3,38 độ m độ 3,75 29 Các khoảng cách trọng tâm Góc điều chỉnh nghiêng cần máy β2 h1 β3 a1;a2;a3 αi m độ 0,28;0,82;1,25 - Góc điều chỉnh nghiêng giá dẫn hướng βi độ - Góc dốc địa hình α0i độ - Kích thước kết cấu cần máy Góc kết cấu giá dẫn hướng Góc kết cấu giá dẫn động Kích thước kết cấu giá dẫn hướng Góc kết cấu cần máy 10.2 Khảo sát lực rút mũi khoan theo điều kiện ổn định a) Khi không sử dụng chân chống cần khoan Theo đặc điểm cấu tạo kết cấu thiết bị công tác máy khoan cọc xi măng đất khảo sát, góc nghiêng cần khoan αi thay đổi từ 10 đến 70 0, thay giá trị vào cơng thức tính lực rút mũi khơng dùng chân chống cần cho trường hợp cần khoan nằm dọc theo thân máy (2.33) cần khoan nằm ngang (2.34), thu kết tính lực rút mũi theo điều kiện ổn định lật máy với hệ số ổn định K0d=1,2 thể hình 3.1 hình 3.2 Hình 10 Kết tính toán lực rút mũi khoan (khoan dọc) 160 Ở giá trị góc nghiêng cần nhỏ (αi =100) lực rút mũi phải nhỏ 87,1(KN) Khi tăng giá trị góc nghiêng cần máy đến vị trí mũi khoan nằm gần thân máy (αi =700) lực rút mũi đạt giá trị lớn 203,4 (KN) Để tăng suất q trình thi cơng cọc, máy khoan thường đặt chống lầy, khoan tất vị trí lỗ khoan theo thiết kế nằm xung quanh phạm vi làm việc máy Với trường hợp bất lợi thiết bị công tác nằm vng góc với thân máy (khoan dọc) Trong trường hợp kết tính tốn lực rút theo điều kiện ổn định lực rút nhỏ nhiều so với rút dọc Cụ thể, giá trị lực rút vị trí cần khoan gần 33,6KN vị trí xa 67,8KN (hình 3.2) Hình 10 Kết tính tốn lực rút mũi khoan (khoan ngang) b) Khi sử dụng chân chống cần khoan 161 Hình 10 Kết tính tốn lực rút mũi khoan dùng chân chống cần Quy luật thay đổi lực rút cần trường hợp sử dụng chân chống hoàn toàn khác so với trường hợp Khi tăng góc nghiêng αi giá trị lực rút giảm, điều giả thích việc αi tăng cần tiến gần vào vị trí máy đứng, điểm đặt chân chống cần tiến gần vào máy làm cho cánh tay đòn lực chống lật giảm Kết tính tốn cụ thể hình 3.3: với góc nghiêng bé lực rút đạt giá trị tối đa 214,7 KN; với góc nghiêng lớn lực rút giảm xuống 176,2 KN 10.3 Khảo sát lực rút mũi khoan theo chiều sâu kẹt a Lực rút mũi cần khoan không quay 162 Hình 10 Giá trị lực rút mũi khoan cần không quay b Lực rút mũi cần khoan quay Hình 10 Giá trị lực rút mũi khoan cần quay Hình 10 Giá trị mơ men để quay cần khoan 10.4 Khả ổn định máy lắp thêm đối trọng phụ a Máy khoan có cụm dẫn động cần khoan di động Trường hợp 1: Máy đứng yên tiến hành thao tác hiệu chỉnh máy tức thay đổi góc nghiêng αi βi Để đưa khuyến cáo thông số cần phải thay đổi chiều cao giá dẫn hướng… 163 Theo hình 2, thành phần mô men gây lật chống lật xác định theo công thức (3.1) (3.2): M1 = G r + G r + G r + G r CL dt dt m m dt dt cm cm = G r +G r +G r +G dt dt m m dt dt cm r − l cos(α +α ) i 0 (10 11) M1 = G r + G r + G r GL gd gd ca ca dd dd = G [l cosα + cos(β +β ) (a ) + (h − h ) − r ] gd i 1 gd +G [l cosα + cos(β +β ) (a ) + (h − h ) − r ] ca i 2 ca +G [l cosα + cos(β +β ) (a ) + (h d − h ) − r ] dd i 3 dd (10 11) Trường hợp 2: Máy di chuyển để thay đổi lỗ khoan, có kể đến góc nghiêng αi khung treo cần, góc nghiêng βi cột khơng kể đến vừa kết thúc q trình khoan nên giá dẫn hướng thẳng đứng a2 a1 βi Gdd a3 a2 a1 β3 Ggd a3 Ggd β2 β1 hdd hgd Gca hgd α1 hca h1 Gcm l2 α i hca l1 ro rm α1 h1 Gm h cm hm o rcm Gca Gdt Gdd hdd hdt a) nghiêng giá dẫn hướng; Gm αi rcm hm o h0 rdt l1 Gcm ro rm Gdt hdt α0i rdt b) di chuyển cơng trường Hình 10 Sơ đồ tính ổn định máy khoan M = cosα Cl 0i {G r dt dt +G r +G r +G m m dtp dtp cm } r − l cos(α +α ) i 0 (10 11) 164 M = sin α (G h + G h + G h + G h ) GL 0i dt dt m m dtp dtp cm cm { ( ) ( ) ( )} + sin α G h +h +G h d +h +G h +h 0i gd gd dd dd ca ca +cosα {G [l cosα + a ] + G [l cosα + a )] + G [l cosα + a ]} 0i gd i dd i ca i (10 11) b Máy khoan có cụm dẫn động cần khoan cố định Trường hợp 3: Điểm lắp cố định khối Gdd thấp điểm đầu liên kết giá dẫn hướng cần máy nên hai trường hợp nghiêng đỉnh giá dẫn hướng phía trước nghiêng phía sau mơ men gây lật giảm lượng: Khi đỉnh giá dẫn hướng nghiêng trước mơ men gây lật G dd tính: M tr (G ) = G [l cosα + cos(β +β ) (a ) + (h c − h ) ] GL dd dd i i dd (10 11) Khi đỉnh giá dẫn hướng nghiêng sau mô men gây lật G gd Gca tính: M sa (G ) = G [l cosα + cos( − β +β ) (a ) + (h − h ) ] GL gd gd i i 1 gd M sa (G ) = G [l cosα + cos( − β +β ) (a ) + (h − h ) ] GL ca ca i i 2 ca (10 11) Trường hợp 4: Các thành phần đại lượng công thức (3.6) không thay đổi hạ thấp độ cao trọng tâm khối dẫn động cần khoan, việc thay giá trị h ddd công thức (3.6) giá trị h cdd nhận mô men gây lật máy trường hợp 165 TR(beta=60do, pdtp=0kg) DU(beta=60do, pdtp=0kg) TR(beta=60do, pdtp=2000kg) DU(beta=60do, pdtp=2000kg) He so on dinh lat may khoan Kod TR(beta=30do, pdtp=2000kg) DU(beta=30do, pdtp=2000kg) [Kod] 0 10 20 30 40 50 60 Goc nghieng can may (do) 70 80 Hình 10 Hệ số ổn định máy khoan theo góc quay αi, βi 2.2 TR(alpha0=15do,Pdtp=0kg) DU(alpha0=15do,Pdtp=0kg) TR(alpha0=15do,Pdtp=3000kg) DU(alpha0=15do,Pdtp=3000kg) TR(alpha0=25do,Pdtp=7000kg) TR(alpha0=25do,Pdtp=7000kg) [Kod] He so on dinh lat may khoan Kod 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 10 20 30 40 50 60 Goc nghieng can may (do) 70 80 Hình 10 10 Hệ số ổn định máy khoan theo αi di chuyển 166 TÀI LIỆU THAM KHẢO Document, Technical Catalog sản phẩm hãng Hercules (Thụy Điển), Keller, Bauer (Đức), DHJ (Nhật) Chất, Trịnh Uyển, Lê Văn Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập 1+2 Hà Nội : NXB Giáo dục, 1998-1999 Đổng, Phạm Hữu, Ngũ, Hoa Văn and Thuận, Lưu Bá Máy làm đất Hà Nội : NXB Xây dựng, 2004 Kitazume, Masak and Terashi, Masaaki The deep mixing method Tokyo : CRC press/Balkema, ISBN:978-0-203-58963-2, 2013 Long, Bùi Khánh Nghiên cứu dây chuyền thiết bị đồng thiết kế chế tạp số thiết bị công nghệ thi công cọc xi măng đất gia cố đất yếu theo công nghệ phun ướt Hà Nội : Đề tài trọng điểm cấp Bộ GTVT, 2010 Lượng, Hoàng Xuân and Minh, Trần Sức bền vật liệu Hà Nội : Học viện Kỹ thuật Quân sự, 2003 Trung, Nguyễn Viết and Tuấn, Vũ Minh Cọc đất xi măng phương pháp xử lý đất yếu Hà Nội : NXB xây dựng, 2010 Tuyền, Nguyễn Minh Quá trình thiết bị khuấy trộn cơng nghệ Hà Nội : NXB Xây dựng, 2006 Uyên, Nguyễn Xử lý đất yếu xây dựng Hà Nội : NXB Xây dựng, 2009 10 Performance of Helical Anchors in Sand Niroumand, Hamed, et al s.l : EJGE, 2012, Vol 17 167 ... MÁY KHOAN CỌC XI MĂNG ĐẤT VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG 3.1 MÁY KHOAN CỌC XI MĂNG ĐẤT Máy khoan cọc xi măng đất gồm có hai nhóm nhóm máy khoan cọc xi măng đất theo cơng nghệ trộn khơ nhóm máy khoan cọc. .. q trình thi cơng từ cọc sang cọc khác Hình 3 Máy sở máy khoan cọc xi măng đất 30 Máy sở sử dụng máy đóng cọc bánh xích, máy xúc bánh xích cần trục bánh xích Việc sử dụng máy sở có sẵn giúp cho... CÔNG CỌC XI MĂNG ĐẤT Cọc xi măng đất thi công tạo thành theo phương pháp khoan trộn sâu Dùng máy khoan thiết bị chuyên dùng (cần khoan, mũi khoan ) khoan vào đất với đường kính chiều sâu lỗ khoan