3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp:
5.1.2.2. Tớnh toỏn, lựa chọn thiết bị thi cụng cọc
Xỏc định cỏc thụng số ộp cọc và chọn mỏy ộp cọc.
Chọn mỏy ộp cọc.
Để đƣa cọc xuống độ sõu thiết kế thỡ mỏy ộp cần phải cú lực: Pộpmin pộp P ộpmax
Trong đú:
pộp: Lực ộp lớn nhất cần thiết để đƣa cọc đến độ sõu thiết kế.
Pộp min: Lực ộp tối thiểu Pộp min = ( 1,5 2 ) Pđất nền (tải trọng thiết kế ) Pộp mỏc: Lực ộp tối đa Pộp mỏc = ( 0,8 0,9 ) Pvật liờu
+ Theo kết quả tớnh toỏn nền múng cú: Pepmin = 1,5. Pc = 1,5. 47,448 =71,232 T Pepmax = 0,8. Pd = 1,8. 124,97 =103,97 T +Yờu cầu kỹ thuật với thiết bị ộp cọc:
- Lực nộn (danh định) lớn nhất thiết bị 1,4 lực nộn lớn nhất Pộp yờu cầu theo quy định của thiết kế.
- Lực nộn của kớch thuỷ lực phải đảm bảo tỏc dụng dọc trục cọc khi ộp (ộp ụm) khụng gõy lực ngang khi ộp.
- Chuyển động của pớt tụng phải đều và khống chế đƣợc tốc độ ộp cọc - Đồng hồ đo ỏp lực phải tƣơng xứng với lực
- Thiết bị ộp cọc phải đảm bảo điều kiện thao tỏc vận hành theo đỳng quy định về an toàn lao động.
Sinh viờn thực hiện : Lƣơng Cụng Hũa
Lớp : XD1202D Trang 228
Để đƣa mũi cọc đến độ sõu thiết kế, cọc phải qua cỏc tầng địa chất khỏc nhau. Cụ thể đối với điều kiện địa chất của cụng trỡnh này, cọc phải xuyờn qua cỏc lớp đất sau:
- Đất trồng trọt dày 0,6m - Đất sột dày 3,5m
- Đất cỏt pha dày 6m
- Cỏt hạt trung chặt vừa . Mũi cọc cắm vào lớp này 5,4 m .
Nhƣ vậy muốn đƣa cọc đến độ sừu thiết kế cần phải tạo ra một lực thắng đƣợc lực ma sỏt mặt của cọc và phỏ vỡ cấu trỳc của lớp đất ở bờn dƣới mũi cọc. Lực này bao gồm trọng lƣợng bản thõn cọc và lực ộp thủy lực do mỏy ộp gõy ra. Ta bỏ qua trọng lƣợng bản thõn cọc và xem nhƣ lực ộp cọc hoàn toàn do kớch thủy lực của mỏy ộp gõy ra.
• Những chỉ tiờu kỹ thuật chủ yếu của thiết bị ộp :
+ Chọn đƣờng kớnh piton thủy lực dầu (thƣờng dựng 2 piton) :
+ Lấy Pdau = 150 kg/cm2.
Chọn loại mỏy ộp ETC_03_94 do phũng nghiờn cứu thực nghiệm kết cấu cụng trỡnh trƣờng ĐHXD thiết kế.
Cỏc thụng số của mỏy.
Mỏy ộp trƣớc cọc bờ tụng cốt thộp bằng đối trọng ngoài, mỏy ộp đƣợc cỏc loại cọc cú tiết diện 15x15 cm2 đến 30x30 cm2
Chiều dài tối đa của cọc: Lmax = 9m - đoạn mũi Lmax = 8m -đoạn nối
Lực nộn dọc trục theo phƣơng thẳng đứng đặt ở đầu cọc do 2 xi lanh cú đƣờng kớnh D = 300 mm thực hiện. + Diện tớch hiệu dụng F = 628,3cm2 + Hành trỡnh h = 130cm + Trạm bơm ỏp lực hai cấp : Cấp ỏp lực 1: Pmax = 160Kg/cm2 ; V = 105l/phỳt
Sinh viờn thực hiện
Cấp ỏp lực 2: Pmax = 250Kg/cm2
; V = 40l/phỳt
+ Việc chuyển cấp ỏp lực đƣợc thực hiện tự động bằng ỏp lực trong.
+ Đồng hồ đo ỏp lực đƣợc sử dụng 1 trong ba thang đo:100, 160, 250 Kg/cm2
Nhƣ vậy :
+ Với cấp ỏp lực 1 giỏ trị lực ộp lớn nhất mà mỏy đạt đƣợc là: Pmax = F.0,5.P’max = 628,3.0,5.160 = 52,26 T + Với cấp ỏp lực 2 giỏ trị lực ộp lớn nhất mà mỏy đạt đƣợc là: Pmax = F. 0,5. P’max = 628,3. 0,5. 250 = 75,5 T
Sinh viờn thực hiện : Lƣơng Cụng Hũa
Lớp : XD1202D Trang 230
Xỏc định đối trọng.
Trong trƣờng hợp ộp cỏc cọc biờn cho múng, giỏ ộp di chuyển khỏi vị trớ trọng tõm của múng một khoảng lớn nhất d =1050mm. Dƣới tỏc dụng của phản lực đầu cọc sẽ xuất hiện mụmen lật tỏc dụng lờn gớa ộp. Trọng lƣợng của đối trọng phải đảm bảo cho giỏ khụng bị lật dƣới tỏc dụng của mụmen lật này.
* Theo điều kiện chống nhổ : Q Pep
max = 85,5 T. * Theo điều kiện chống lật : Mgiữ 1,15Mlật
+ Kiểm tra lật theo phƣơng dọc : lật quanh điểm A
Do trọng lƣợng giỏ ộp và khung đế nhỏ hơn nhiều so với đối trọng nờn để đơn giản và thiờn về an toàn ta bỏ qua.
+Tổng trọng lƣợng đối trọng xỏc định theo yờu cầu :
+Tổng trọng lƣợng đối trọng Gi + trọng lƣợng giỏ ộp 1,1 Pộp max +Kớch trƣớc đối trọng 2 1 1m (5 tấn) +Tổng trọng lƣợng đối trọng Gi 1,1.99,5 = 109,45T. +Số đối trọng 5 45 , 109
=23,89.Chọn 24 khối, nhƣ vậy mỗi bờn giỏ mỏy xếp 12 khối đối trọng loại 1x1x3m.
Xỏc định cần trục cẩu lắp.
Mỏy cẩu vừa làm nhiệm vụ cẩu cọc,vừa làm nhiệm vụ cẩu giỏ ộp và đối trọng. Kớch thƣớc mỏy ộp cọc và bố trớ đối trọng nhƣ trờn hỡnh 8.1
Trọng lƣợng khung đế : 3,5 tấn. Trọng lƣợng giỏ ộp : 5 tấn. Chiều cao giỏ ộp : 8,2 m
Chiều cao chồng đối trọng so với chõn mỏy ộp là (1+1+1+1) = 4 m.
* Tớnh toỏn chọn mỏy cẩu theo 3 điền kiện ( trong những trƣờng hợp bất lợi nhất)
1.Chọn theo chiều cao nõng múc cẩu, tớnh cho quỏ trỡnh cẩu cọc vào mỏy ộp: Hm = HL + h1 + h2 + h3 = (0,7 + 4) + 0,8 + 10 + 1 = 16,5 m
Chiều cao đỉnh cần: H = Hm + h4 = 16,5 + 1,5 = 18 m
Trong quỏ trỡnh ộp cọc cần trục cẩu giỏ ộp và đối trọng di chuyển từ múng này sang múng khỏc. Cũn trong một múng thỡ giỏ ộp sẽ di chuyển trờn cỏc dầm đỡ ngang và dọc để ộp cỏc cọc ở cỏc vị trớ khỏc nhau.
Sinh viờn thực hiện
Với sơ đồ di chuyển của mỏy ộp và cần trục nhƣ đó thiết kế ,mặt bằng sẽ lần lƣợt đƣợc giải phúng trong quỏ trỡnh ộp đảm bảo cho cỏc thiết bị cú đủ mặt
bằng cụng tỏc để thi cụng an toàn. 2.Chọn theo bỏn kớnh với :
Chiều cao đỉnh cần yờu cầu: H =18m Chiều dài tay cần tối thiểu:
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
HèNH 5.2.BIỂU ĐỒ TÍNH NĂNG CỦA CẦN TRỤC XKG – 40 .
Lmin = max sin c H h 0 18 1,5 17,08 . sin 75 m
Sinh viờn thực hiện : Lƣơng Cụng Hũa
Lớp : XD1202D Trang 232
Tầm với tối thiểu: Rmin = r + Lmin.Cos max = 1,5 + 17,08.Cos750 = 5,92m 3.Chọn theo sức trục
Qmax = Qđt + qtb = 10 + 0,5 = 10,5 T (Trọng lƣợng thiết bị treo buộc sơ bộ lấy 0,5 T).
Ta tiến hành chọn cần trục sao cho đảm bảo 3 điều kiện trờn: Chọn cần trục cú mó hiệu XKG - 40 với L = 25m.
Chọn: R = 6m > Rmin = 5,92; tra biều đồ tớnh năng của mỏy đƣợc Q =26,5 T > 10,5T ; H = 24,3m > 18m .
Xỏc định dõy cẩu:
Cần trục cẩu lắp cỏc loại cấu kiện : khung đế, đối trọng ,giỏ ộp và cọc.
Dõy cẩu khung đế.
Kớch thƣớc khung đế và vị trớ múc cẩu (Hỡnh 8.3). Ta cú chiều cao dõy treo buộc :
AO = 2 4 5 , 4 ). 45 ( 2 2 0 tg = 3 m.
Chiều dài một nhỏnh dõy : Ld = AO/cos(450) = 3/cos( 0
45 )= 4,24 m ~ 4,5 m. Trọng lƣợng khung đế : 3,5 tấn.
Lực căng dõy T = 3,5.cos( 0
45 )/4 = 1,24 (tấn).
HèNH 5.3.XÁC ĐỊNH DÂY CẨU KHUNG ĐẾ. Dõy cẩu đối trọng.
Trọng lƣợng khối đối trọng 10 (tấn). Ta cú chiều cao dõy treo buộc : AO = 4000 2.200. (45 )0
Sinh viờn thực hiện
HèNH 5.4.SƠ ĐỒ XÁC ĐỊNH
DÂY CẨU ĐỐI TRỌNG
Chiều dài một nhỏnh dõy : L d = AO/cos(450)
= 1,8/cos(450)=1,27m ~ 1,3 m. Lực căng dõy T = 10.cos( 0
45 )/2 = 3,5 (tấn).
Dõy cẩu cọc
Trọng lƣợng đoạn cọc : G = 3,370 (T). Ta cú chiều dài dõy treo buộc :
AO = 2100 + 1500 = 3600 mm = 3,6 m.
( Khoảng cỏch từ múc cẩu đến đỉnh cọc lấy bằng 1500 mm).
Lực căng dõy:T = 3,370 (tấn).
Dõy cẩu mỏy ộp.
Trọng lƣợng mỏy ộp 5 (Tấn). Ta cú chiều dài dõy treo buộc
Ld = 2000 + 1500 = 3500 mm Lực căng dõy : T = 5 (Tấn).
HèNH 5.5.b)SƠ ĐỒ XÁC ĐỊNH DÂY CẨU CỌC.
a)SƠ ĐỒXÁC ĐỊNH DÂY CẨU MÁY ẫP.
5.1.2.3. Qui trỡnh cụng nghệ thi cụng cọc .
(a)
Sinh viờn thực hiện : Lƣơng Cụng Hũa
Lớp : XD1202D Trang 234
Khi cụng trỡnh nằm trong thành phố, xung quanh cú cỏc cụng trỡnh tạm cho nờn nếu thi cụng cọc bằng phƣơng phỏp đúng thỡ cỏc rung động sinh ra do đúng cọc sẽ gõy nứt cỏc cụng trỡnh lõn cận và ụ nhiễm tiếng ồn cho thành phố .
Để khắc phục nhƣợc điểm trờn và do những ƣu điểm của việc thi cụng cọc bằng phƣơng phỏp ộp tĩnh nhƣ : thi cụng ờm, khụng gõy chấn động, tớnh kiểm tra cao, chất lƣợng của từng đoạn ộp đƣợc thử dƣới lực ộp, xỏc định đƣợc sức chịu tải của cọc qua lực ộp cuối cựng, năng suất cao hơn đúng cọc từ 3 đến 4 lần.
Cụng nghệ thi cụng ộp cọc cú hai phƣơng phỏp :
- Phƣơng phỏp ộp trƣớc: Cọc đƣợc ộp trƣớc khi thi cụng đài múng.
- Phƣơng phỏp ộp sau: Tiến hành ộp cọc sau khi thi cụng đài múng, đối với phƣơng phỏp này cọc đƣợc ộp trong quỏ trỡnh lờn tầng, rỳt ngắn đƣợc thời gian thi cụng. Tuy nhiờn chiều dài đoạn cọc bị hạn chế bởi chiều cao tầng. Đối chiếu với cụng trỡnh này ta chọn phƣơng phỏp thi cụng cọc là phƣơng phỏp ộp trƣớc.
Phương phỏp ộp trước cú 2 cỏch tiến hành :
+ ẫp cọc trƣớc khi đào hố múng (Phƣơng ỏn 1).
+ ẫp cọc sau khi đó tiến hành đào hố múng (Phƣơng ỏn 2).
Phƣơng ỏn I: Đào đất đến cao trỡnh đỉnh cọc sau đú đƣa thiết bị vào và tiến hành thi cụng ộp cọc.
* Ƣu điểm:
- Quỏ trỡnh đào hố múng thuận lợi, khụng bị cản trở bởi cỏc đầu cọc . - Khụng phải ộp cọc õm.
* Nhƣợc điểm:
- Chịu ảnh hƣởng của mực nƣớc ngầm .
- Khi đang thi cụng nếu gặp trời mƣa thỡ phải cú biện phỏp tiờu nƣớc hố múng . - Quỏ trỡnh thi cụng gặp nhiều khú khăn khi vận chuyển thiết bị thi cụng.
- Nếu mặt bằng thi cụng chật hẹp thỡ quỏ trỡnh thi cụng gặp rất nhiều khú khăn.
Phƣơng ỏn II: ẫp cọc đến cao trỡnh thiết kế sau đú tiến hành đào đất hố múng * Ƣu điểm :
- Quỏ trỡnh thi cụng, di chuyển mỏy múc thiết bị dễ dàng .
- Khụng phụ thuộc vào mạch nƣớc ngầm, ớt chịu ảnh hƣởng của thời tiết. - Tốc độ thi cụng nhanh .
* Nhƣợc điểm :
- Quỏ trỡnh đào đất hố múng khú khăn do bị cản trở bởi cỏc đầu cọc. - Phải ộp đoạn cọc õm .
Sinh viờn thực hiện
Dựa vào ưu, nhược điểm của hai phương ỏn ta chọn phương ỏn II (ộp trước).
1.Cụng tỏc chuẩn bị .
Tiến hành kiểm tra chất lƣợng cọc trƣớc khi tiến hành thi cụng và loại bỏ những đoạn cọc khụng đạt yờu cầu kỹ thuật nhƣ : cọc cú vết nứt, trục cọc khụng thẳng, mặt cọc khụng phẳng và khụng vuụng gúc với trục cọc, cọc cú kớch thƣớc khụng đỳng so với thiết kế...
Cỏc hồ sơ sau phải chuẩn bị đầy đủ : - Hồ sơ kỹ thuật về sản xuất cọc .
Phiếu kiểm nghiệm tớnh chất cơ lý của thộp, ximăng và cốt liệu làm cọc. Phiếu kiểm nghiệm cấp phối và tớnh chất cơ lý của bờtụng.
Biờn bản kiểm tra chất lƣợng cọc và cỏc hồ sơ liờn quan khỏc. - Hồ sơ kỹ thuật về thiết bị ộp cọc.
Lý lịch mỏy do nơi sản xuất cấp và cơ quan cú thẩm quyền kiểm tra xỏc nhận cỏc đặc tớnh kỹ thuật.
Phiếu kiểm định chất lƣợng đồng hồ đo ỏp lực dầu và cỏc van chịu ỏp (do cơ quan cú thẩm quyền cấp).
Ngƣời thi cụng cọc phải hỡnh dung một cỏch rừ ràng và đầy đủ về sự phỏt triển của lực ộp theo chiều sõu, dự đoỏn khả năng xuyờn qua cỏc lớp đất của cọc. Cho nờn trƣớc khi ộp phải thăm dũ phỏt hiện dị vật, chuẩn bị đầy đủ cỏc bỏo cỏo địa chất cụng trỡnh, biểu đồ xuyờn tĩnh, bản đồ bố trớ mạng lƣới cọc ...
Dọn sạch mặt bằng, phỏt quang san phẳng, phỏ bỏ cỏc chƣớng ngại vật trờn mặt bằng. Vận chuyển cọc và đối trọng đến mặt bằng, xếp cọc và đối trọng theo cỏc vị trớ trờn bản đồ bố trớ mạng lƣới cọc, đối trọng.
Việc bố trớ cọc và đối trọng phải thoó món những điều kiện sau đõy:
- Cọc phải đƣợc kờ lờn cỏc đệm gỗ, khụng đƣợc kờ trực tiếp lờn mặt đất.
- Cỏc đệm gỗ đỡ cọc phải nằm ở vị trớ cỏch đầu cọc 0,2.l = 0,2.10 = 2 m. Nếu xếp thành nhiều tầng thỡ cũng khụng cao quỏ 1,2 m. Lỳc này cỏc đệm gỗ phải thẳng hàng theo phƣơng thẳng đứng.
- Đối trọng phải đƣợc xếp chồng theo nguyờn tắc đảm bảo ổn định. Tuyệt đối khụng để đối trọng rơi đổ trong quỏ trỡnh ộp cọc.
- Đối trọng phải kờ đủ khối lƣợng thiết kế đảm bảo an toàn cho thiết bị ộp trong quỏ trỡnh ộp cọc.
Sinh viờn thực hiện : Lƣơng Cụng Hũa
Lớp : XD1202D Trang 236
Đõy là một cụng tỏc quan trọng đũi hỏi phải đƣợc tiến hành một cỏch chớnh xỏc vỡ nú quyết định đến độ chớnh xỏc của cỏc phần cụng trỡnh sau này.
Trỡnh tự tiến hành:
Dụng cụ gồm mỏy kinh vĩ, dõy thộp nhỏ để căng, thƣớc dõy và quả dọi, ống bọt nƣớc hoặc mỏy thuỷ bỡnh .
Từ trục nhà đó đƣợc đỏnh dấu dẫn về tim của từng múng, trƣớc tiờn cần xỏc định trục của hai hàng múng theo hai phƣơng vuụng gúc bằng mỏy kinh vĩ, căng dõy thộp tỡm giao điểm hai trục đú, từ giao điểm đú dựng quả dọi để xỏc định tõm múng. Đỏnh dấu tõm múng bằng cột mốc cú sơn đỏ.
Từ tõm múng tỡm đƣợc tiến hành xỏc định tim cỏc cọc trong múng đú bằng mỏy kinh vĩ, thƣớc dõy..., đỏnh dấu tim cọc bằng cỏc cọc gỗ thẳng đứng, đỏnh dấu cao trỡnh đỉnh cọc trờn cọc mốc gỗ bằng sơn đỏ.
3. Qui trỡnh ộp cọc:
Vận chuyển thiết bị ộp cọc đến cụng trƣờng, lắp rỏp thiết bị vào vị trớ ộp đảm bảo an toàn.
Chỉnh mỏy để cỏc đƣờng trục của khung mỏy, đƣờng trục kớch,đƣờng trục cọc thẳng đứng và nằm trong một mặt phẳng, mặt phẳng này vuụng gúc với mặt phẳng chuẩn đài múng. Cho phộp nghiờng 0,5%.
Chạy thử mỏy ộp để kiểm tra tớnh ổn định của thiết bị - chạy khụng tải và cú tải. Dựng cần trục cẩu lắp cọc đầu tiờn (đoạn C1) vào giỏ ộp cọc. Yờu cầu đoạn cọc đầu tiờn phải đƣợc dựng lắp cẩn thận, căng chỉnh để trục của đoạn này trựng với trục kớch và đi qua vị trớ tim cọc thiết kế.
Tiến hành ộp đoạn cọc C1. Ban đầu tăng ỏp lực chậm, đều để đoạn cọc cắm sõu vào đất nhẹ nhàng. Vận tốc xuyờn khụng lớn hơn 1 cm/s.
Tiến hành lắp nối và ộp cỏc đoạn cọc tiếp theo (đoạn C2). Yờu cầu đối với đoạn cọc này là bề mặt hai đầu cọc phải phẳng và vuụng gúc với trục cọc. Trục đoạn cọc phải thẳng (cho phộp nghiờng khụng quỏ 1%).
Giỏ lờn cọc một lực tạo tiếp xỳc sao cho ỏp lực ở mặt tiếp xỳc khoảng 3 - 4 Kg/cm2, tiến hành hàn nối cọc.
Tăng chậm, đều ỏp lực ộp cho đến khi cọc chuyển động (khụng quỏ 1cm/s), đến khi cọc chuyển động đều tăng ỏp lực nhƣng khống chế để sao cho tốc độ xuyờn khụng quỏ 2cm/s.
Sinh viờn thực hiện
Khi ộp xong đoạn cọc C2, tiến hành cẩu lắp cọc giỏ (bằng thộp ) vào giỏ ộp. Tiến hành ộp cọc giỏ cho đến khi đỉnh đoạn cọc C2 đến cao trỡnh thiết kế. Nhổ cọc giỏ lờn để tiến hành ộp cọc khỏc.
Qui trỡnh ộp cọc khỏc tƣơng tự nhƣ đó trỡnh bày ở trờn.
Cọc đƣợc cụng nhận ộp xong khi thoó món đồng thời hai điều kiện sau:
- Chiều dài cọc đƣợc ộp sõu trong lũng đất khụng nhỏ hơn chiều dài ngắn nhất đó qui định: 20,0m.
- Trị số lực ộp tại thời điểm cuối cựng phải đạt trị số lực ộp đó qui định
(Pep min < Pep < Pep max ) trờn suốt chiều sõu xuyờn lớn hơn 3 lần cạnh cọc (3.35 = 105 cm), trong khoảng này tốc độ xuyờn khụng lớn hơn 1cm/s.
Nếu hai điều kiện trờn khụng đảm bảo phải bỏo cho bờn A và bờn thiết kế xử lý.