a) Khối lượng đào
Đối với từng giai đoạn tính tốn như sau. Vđào = Vđắp tn TK γ γ K1K2K3 (3-11) Trong đĩ: K1 = 1,1 - là hệ số tổn thất lún. K2 = 1,08 - là hệ số tổn thất mặt đập . K3 = 1,04 - là hệ số tổn thất do vận chuyển.
γtn = 1,77 (T/m3) - dung trọng tự nhiên của đất đào.
γtk = 1,85 (T/m3) - dung trọng khơ thiết kế của đất đắp đập. Vđào = Vđắp .1,771,85 .1,1.1,08.1,04 = 1,29Vđắp
b) Khối lượng yêu cầu :
Vyc = Vđào . K4 (3-12)
Trong đĩ: Vyc - khối lượng yêu cầu đối với bãi vật liệu K4 - hệ số tổn thất ở bãi vật liệu; K4 = 1,2. c) Cường độ đào đất . dao dao V Q m T = (m3/ngày đêm) (3-13) . . dao dao V Q n m T = (m3/ca)
Trên cơ sở đĩ ta lập bảng tính tốn như sau
Đợt Cao trình (ca)n (ngày)m.T (mVđắp3) Vđào (m3) Vyc (m3) Qđào (m3/ngđ) Qđào (m3/ca) I 57-:-68 3 200 444.253,06 573.086,4 687.703,74 2.865,43 955,14 II 68-:-70 3 49 113.861,65 146.881,5 176.257,84 2.997,58 999,19 III 57-:-70 3 200 449.995,4 580.494,1 696.592,92 2.902,47 967,49 70-:-78
Bảng 3-14. Cường độ đào đất cho các giai đoạn
Kết luận: Do khối lượng lớn thời gian đẩy nhanh tiến độ thi cơng bởi cơng trình được phê duyệt 2 năm nên cường độ máy được tăng lên.
3.3.6 Qui hoạch sử dụng bãi vật liệu
a) Sự phân bố của các mỏ vật liệu
Bảng 3-15: phân bố các mỏ vật liệu
Tên mỏ
Cử ly vận
chuyển TB Chiều dày bĩcbỏ Trữ lượng Vị trí
(m) (m) (m3)
C 2.000 0,3 265.035 thượnglưu
G 500 0,4 3.600.000 Vai đập
H 700 0,4 550.000 Hạ lưu
Vai đập 300 0,5 1456,800 Hạ lưu
b) Qui hoạch bãi vật liệu phải đảm bảo các nguyên tắc sau
+ Trình tự đắp đập ta lấy vật liệu thấp đắp cho thấp cao đắp cho cao + Thượng lưu dùng trước hạ lưu dùng sau
+ Chất lượng đất phải phù hợp với yêu cầu thiết kế và tương đối đồng nhất, lượng ngậm nước khơng chênh lệch quá so với lượng ngậm nước tốt nhất.
+. Nên chọn bãi vật liệu gần đập để giảm quãng đường vận chuyển. Nhưng cũng khơng nên quá gần làm ảnh hưởng tới ổn định của đập, bãi vật liệu cách chân đập ít nhất 100m.
+ Nên chọn bãi vật liệu cĩ lớp phủ mỏng, ít cây cối để thuận tiện cho việc khai thác.
+ Tránh chọn bãi vật liệu cĩ địa hình dốc, nơi vật liệu chơn quá sâu hoăc dưới mực nước ngầm.
+ Chia bãi vật liệu thành bãi chủ yếu và dự trữ, trữ lượng bãi vật liệu
chủ yếu phải lớn hơn khối lượng đập 50÷100%, bãi vật liệu dự trữ nên
chọn ngồi lịng hồ để đề phịng bãi vật liệu chủ yếu bị ngập khi mực nước dâng quá cao làm đất quá ướt. Trữ lượng bãi vật liệu dự trữ thường
bằng 20÷30% trữ lượng bãi vật liệu chủ yếu.
c) Khai thác và sử dụng bãi vật liệu cần theo nguyên tắc sau:
1. Lợi dụng đất đào của các cơng trình khác để đẳp đập, như vậy giảm được giá thành cơng trình.
2. Trình tự sử dụng bãi vật liệu cĩ liên quan đến vị trí đắp đập theo yêu cầu để sử dụng hết đất và tăng tốc độ đắp đập vv... Nên tuân theo qui định sau: Đất chỗ thấp đắp theo nơi thấp, đất chỗ cao đắp theo nơi cao, đất gần dùng trước đất xa dùng sau.
3. Để tránh bị ngập đường vận chuyển và bãi vật liệu nên sử dụng bãi vật liệu thượng lưu trước, bãi vật liệu hạ lưu sau, hoặc để tránh bớt vận chuyển chồng chéo nhau, mở rộng diện cơng tác, cĩ thể đồng thời dùng cả bãi thượng lưu và hạ lưu.
4. Cao trình của các bãi vật liệu cần phải phối hợp chặt chẽ với cao trình các đoạn thân đập. Cần chú ý sắp xếp vận chuyển giữa các loại vật liệu, tránh hiện tượng vận chuyển ngược chiều hoặc chồng chéo lên nhau.
5. Các bãi vật liệu khác, vận chuyển thuận lợi, nên dành đến giai đoạn đắp đập tới cao trình chống lũ.
Dựa vào các nguyên tắc trên ta tiến hành khai thác ba bãi vật liệu như sau:
Đất đắp được khai thác ở các mỏ vật liệu vai đập mỏ H,G là những mỏ rất gần vị trí xây dựng cơng trình. Ngồi ra cĩ thể tận dụng đất đào mĩng tràn để đắp đập. Lấy đất theo nguyên tắc gần lấy trước xa lấy sau, trường hợp nếu thiếu đất đắp mới khai thác bãi vật liệu mỏ C (vì cự ly xa tới 2.0 km).
- Bãi vật liệu vai đập, và H: Khai thác trong giai đoạn I,II - Bãi H,G: Được khai thác trong giai đoạn II, III
3.3.6.1 Khối lượng của bãi vật chủ yếu
Vchủ yếu = ( 1,5÷ 2 )∑Vyc
Trong đĩ: Vchủ yếu - khối lượng của bãi vật liệu chủ yếu
3.3.6.2 Khối lượng của bãi vật liệu dự trữ
Vdt = (0,2÷0,3) Vchủ yếu
Trong đĩ: Vdt - khối lượng của bãi vật liệu dự trữ Để dể tính tốn ta lập bảng sau Bảng3-16 Tính khối lượng đất Đợt đắp Vyc(m3) Vchủ yếu(m3) Vdự trử(m3) I 687703,74 1031.555,61 206.311,12 II 176257,84 264.386,76 52.877,4 III 696592,92 1.044.889,38 208.977,88 Bảng 3-16 kế hoạch sử dụng đất Tên bãi
vât liệu Khoảngcách Vị trí
Khối lượng
chủ yếu lượng dựKhối trử Kế hoạch sử dụng Đợt I Đợt II Đợt III C 2.000 thượnglư u DT G 500 Vai đập 1.031.555,61 20.6311,1 CY H 700 Hạ lưu 264.386,76 52.877,4 CY Vai đập 300 Hạ lưu 1.044.889,38 20.8977,88 CY CY
Qua tài liệu khảo sát đã xác định được trữ lượng đất đắp ở các mỏ
Kết hợp với kết quả tính tốn ta thấy trữ lượng đất đắp đã đủ để đắp đập, chưa kể đến khối lượng đất đào mĩng tràn xả lũ để đắp đập.
3.3.6.3 Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu cho từng giai đoạn
Theo tài liệu về nguồn đắp đập cĩ 4 mỏ đất cĩ đủ chất lượng và trữ lượng để đắp đất. Khi sử dụng các mỏ đất vật liệu này để đắp ta cần nghiên cứu đặc điểm vị trí đường giao thơng, sự phân bố các mỏ mà kế hoạch khai thác hợp lý.
Khi lập kế hoạc khai thác cần tuân thủ một số nguyên tắc sau:
Bãi đất thấp dùng đắp phần đập thấp, bãi cao dùng đẻ đắp phần cao, bãi hạ lưu để đắp phần hạ lưu, đất gần dùng trước, xa dùng sau, dùng bãi đất chính trước rồi mới dùng bãi đất phụ sau
Các bãi vật liệu cĩ đường vận chuyển thuận lợi dùng cho giai đoạn đắp tới cao trình chống lũ
Căn cứ vào nguyên tắc nêu trên, qua phân tích đặc điểm phân bố, vị trí, cao trình của các mỏ đất, ta cĩ kế hoạch sử dụng các bãi vật liệu theo giai đoạn thi cơng như sau theo bảng 3-16
3.3.7 Chọn máy và thiết bị đắp đập cho từng giai đoạna/ Nguyên tắc a/ Nguyên tắc
- Đảm bảo cho máy chủ yếu phát huy tác dụng cao nhất. Đĩ là các máy đào đất như máy đào một gầu cĩ nhiệm vụ hồn thành khâu cơng tác cơ bản là khai thác đất.
- Số lượng các máy và phương tiện vận chuyển trong một dây truyền đồng bộ được xác định bởi năng suất của máy chủ yếu. Số lượng các máy dây chuyền được xác định bởi khối lượng cơng việc và thời hạn hồn thành.
- Việc lựa chọn thành phần của một dây chuyền đồng bộ được tiến hành cho từng cơng trình bằng cách so sánh các phương án theo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
b) Căn cứ để chọn máy đào và vận chuyển
2 - Khối lượng và cường độ thi cơng - Cự ly vận chuyển
- Đặc điểm khai thác ở bãi vật liệu: dày, mỏng, nơng, sâu... - Phân bố chất đất theo chiều dày
Đề xuất phương án:
Dựa vào thiết kế hiện trường thi cơng ta chọn ra các phương án thi cơng đập đất cho cơng trình hồ chứa nước Cà Giây như sau:
- Phương án 1: Dùng máy đào + ơ tơ + máy ủi + máy đầm. - Phương án 2: Dùng máy cạp + máy ủi + máy đầm.
So sánh lựa chọn phương án:
Xuất phát từ tình hình thực tế thi cơng tại cơng trình đầu mối, cự ly vận chuyển, khối lượng và địa hình của bãi khai thác vật liệu, cường độ thi cơng và khả năng nhân lực của đơn vị thi cơng. Dựa vào các nguyên tắc thi cơng cơ giới đắp đập đầm nén, các căn cứ để chọn máy đào và vận chuyển qua phân tích em đi đến kết luận sau:
- Do khối lượng và cường độ thi cơng đập rất cao.
- Do bãi vật liệu ở xa nên nếu dùng máy cạp thì khơng kinh tế nên ta chọn phương án thứ nhất (Phương án: Máy đào + ơ tơ + máy ủi + máy đầm ). Vì dùng máy đào kết hợp với ơ tơ vận chuyển với cự ly xa là đạt hiệu quả và khi cần thiết điều động xe máy dễ dàng, đáp ứng với cường độ thi cơng cao.
c) Chọn thiết bị xe máy cho phương án chọn
Dựa vào định mức dự tốn XDCT của BXD ban hành, với đất cấp III ta xác định được các thơng số về định mức hao phí cho từng loại thiết bị như sau:
Mã hiệu Cơng tác xây lắp Thành phần hao phí Đơn vị Số ca hao phí
AB 24143 Đào mĩng bằng máy đào ≤ 1,6m3.
Nhân cơng 3/7 Cơng 0,81
Máy thi cơng
Máy đào ≤ 1,6 m3 Ca 0,202 Máy ủi ≤ 110CV Ca 0,045 AB 41133 Vận chuyển đất bằng ơ tơ tự đổ trong phạm vi ≤ 300m Ơ tơ 10 tấn Ca 0,6 AB 41233 Vận chuyển đất bằng ơ tơ tự đổ trong phạm vi ≤ 500m Ơ tơ 10 tấn Ca 0,66 AB 41333 Vận chuyển đất bằng ơ tơ tự đổ trong phạm vi ≤ 700m Ơ tơ 10 tấn Ca 0,73 AB.42133 Vận chuyển đất bằng ơ tơ tự đổ trong phạm vi ≤ 2,0km Ơ tơ 10 tấn Ca 1,68 Máy đào
Ta chọn máy đào gầu sấp hãng Komatsu- Nhật bản PC220-6. Mã hiệu SA6D12E. Các thơng số cơ bản của máy :
+dung tích gàu: q= 1,6 m3
+chiều sâu đào lớn nhất so với mặt bằng máy đứng: H= 9,78 +trọng lượng máy 22,2 tấn.
+ thời gian một chu kỳ làm việc: tck =18,5 giây
- năng xuất máy đào được xác định từ định mức tính tốn xây dựng cơ bản của Bộ Xây Dựng là 0,202 ca/100m3. Ứng với dung tích gàu q = 1,6 m3 đất cấp III,
Năng suất máy đào: Nđào= 100 495, 05
0, 202 = (m3/ca)
Ơ tơ
Chọn ơ tơ loại tự đổ. Loại xe xác định từ “sổ tay tra cứu máy thi cơng” loại xe được chọn là Kmaz -222, các thơng số chính của loại ơ tơ này:
Tải trọng của xe: 10tấn. Cơng suất:180 mã lực
Kích thước xe: dài 8,19 m: rộng 2,65m, cao 2,76 m Dung tích thùng xe:13m3
Xe được dùng để chở đất đào từ bãi vật liệu đến đập. bãi vật liệu bố trí cách hố mĩng theo từng cử ly. Từ quãng đường vận chuyển, tải trọng của xe và cấp đất ta xác định được mức hao phí của ơ tơ theo định mức dự tốn xây dựng cơ bản 1242 của bộ xây dựng là theo từng cử ly/100 m3
Năng suất của ơ tơ cư ly 300m: Nơtơ=100 166,67
0, 6 = (m3/ca) Năng suất của ơ tơ cư ly 500m: Nơtơ= 100 151,52
0,66= (m3/ca) Năng suất của ơ tơ cư ly 700m: Nơtơ= 100 136,986
0,73= (m3/ca) Năng suất của ơ tơ cư ly 2,0 km: Nơtơ=100 59,52
1,68= (m3/ca)
Máy ủi.
Dùng loại máy ủi D50A-16 cĩ các thơng số kỹ thuật như sau: Trọng lượng:11,65 tấn
Mã hiệu 4D-130. Vận tốc vận chuyển: + Tiến V1= 2,6÷9,1 km/h + Lùi V2 =3,5÷7,9 km/h
Lưỡi ủi: Rộng: 3,72 km/h Cao: 0,875 m Cơng suất thiết kế:110 CV
Mức tiêu hao của máy ủi được xác định theo định mức dự tốn XDCTcơ bản của BXD ứng với cơng suất máy ủi bằng 110CV đất cấp III, 100m3 đất cần 0,045 ca máy.
Năng suất của máy ủi: Nủi = 100 2222, 22
0,045= (m3/ca)
Máy đầm.
Chọn loại máy đầm chấn động Dynapac CA-301 cĩ các thơng số kỹ thuật như sau: + Chiều dài của đầm: 2,2m.
+ Đường kính quả đầm: 1,8m.
+ Kích thước đáy chân cừu: (10 x13)cm. + Chiều dài chân cừu: 15 cm. + tổng số chân cừu: 150 cái.
+ Lực đầm: P = 30 ( kg/cm2 ). + Cơ cấu di chuyển bánh hơi.
3.3.7.1 Tính số lượng máy đào và ơ tơ
Với dây chuyền thi cơng đã chọn, dựa vào ĐMXDCB phần xây dựng cơng bố kèm theo văn bản 1776/BXD – VP ngày 16/8/2007, ta xác định được các thơng số về định mức hao phí cho từng loại thiết bị như sau:
a/ Số lượng máy đào:
Số lượng máy đào được xác định theo cơng thức sau: dao dao dao Q n N = Trong đĩ:
+ nđào: Số lượng máy đào trong thời đoạn thi cơng +Qđào: Cường độ thi cơng (m3/ngày đêm)
+ N’đào: Năng suất máy đào trong 1 ca máy (1ca = 7 giờ). Năng suất máy đào: Nđào= 100 495,05
0, 202 = (m3/ca)
Số lượng Ơ tơ
- Số ơ tơ phối hợp với một máy đào: dao oto oto N n N = (3-15) Trong đĩ:
nơ tơ: Số lượng ơ tơ vận chuyển đất (chiếc)
Nđào: Năng suất máy đào trong thời đoạn thi cơng. ( m3/ca).
Nơtơ: Năng suất ơ tơ được xác định theo định mức cơ bản ( m3/ca). - Tổng số ơ tơ làm việc trên cơng trường:
∑nơtơ = nđào . nơtơ
Số ơ tơ dự trữ thường chọn thêm (20-30)% nữa.
Dựa vào các cơng thức trên ta tính được số lượng ơ tơ máy đào theo bảng sau:
Bảng 3-18. Thống kê ơtơ, máy đào.
Đợt Qđào (m3/ca) số ngày thi cơng Cự ly (km)
Máy đào ∑ơ tơ
Loại Số lượng
làm việc Số lượngdự trữ Loại Số lượnglàm việc lượngSố dự trữ
I 955,14 200 0,3 Komatsu
PC220-6 2 1 Kmaz-222S 6 1
II 999,19 49 0,7 - nt - 2 1 - nt - 8 1
III 967,49 200 2 - nt - 2 1 - nt - 16 2
c) Kiểm tra sự phân phối xe máy
Điều kiện 1:
Hệ số phối hợp giữa phương tiện đào và vận chuyển. . . . p tn h Q k m qγ k =
Trong đĩ: m: Số gàu đất đổ đầy một ơtơ (m phải là số nguyên) Q: Tải trọng của ơtơ, Q = 10 tấn
q: Dung tích gàu xúc, q = 1,6 m3
tn
γ : Dung trọng tự nhiên của đất đào, γtn=1,77 T/m3 kh: Hệ số đầy gầu, với máy gầu sấp kh = 0,95÷1,05
kp: Hệ số tơi xốp của đất. Hệ số kp lấy theo tài liệu tham khảo.(kp=1,08) Thay vào cơng thức trên ta tính được:
m 10.1,08 4, 01 4 1,6.1,77.0,95
⇒ = = ≈
Vậy chọn m=4
Hệ số phối hợp được xem là hợp lý khi nằm trong khoảng (4÷7). Ở đây m = 4 thuộc phạm vi cho phép, vậy hệ số phối hợp giữa phương tiện đào và vận chuyển là hợp lý. .Điều kiện 2
Kiểm tra năng suất thực tế của tất cả các ơ tơ phục vụ cho máy đào phải lớn hơn năng suất thực tế của máy đào, để máy đào phát huy hết khả năng làm việc. Điều kiện này được thể hiện bằng bất đẳng thức sau:
nơtơ .Nơtơ ≥ nđào .Nđào Trong đĩ :
+ Nđào: Năng suất của 01 máy đào theo định mức +Nđào = 495,05 ( m3/ca )
+ Nơtơ : Năng suất của ơtơ theo định mức Năng suất của ơ tơ cư ly 300m: Nơtơ=100 166,67
0, 6 = ( m3/ca )
⇒ nơtơ .Nơtơ =6.166,76= 1000,02 > nđào .Νdao=2.495,05 = 990,1 ( m3/ca ) Năng suất của ơ tơ cư ly 500 m: Nơtơ= 100 151,52
0,66= ( m3/ca )
Năng suất của ơ tơ cư ly 700 m: Nơtơ= 100 136,986
0,73= ( m3/ca )
⇒ nơtơ .Nơtơ =8.136,26= 1090,08 > nđào .Νdao= 2.495,05 = 990,1 ( m3/ca ) Năng suất của ơ tơ cư ly 2,0 km: Nơtơ=100 59,52
1,64= ( m3/ca )
⇒ nơtơ .Nơtơ =16.59,52= 1019,04 > nđào .Νdao= 2.495,05 = 990,1 ( m3/ca ) Vậy điều kiện được thỗ mãn.
Điều kiện 3:
Số lượng ơtơ phục vụ cho một máy đào trong dây chuyền sản xuất phải đảm bảo điều kiện làm việc liên tục của máy đào. Như thế cần thoả mãn yêu cầu là: Trong thời gian một xe chở đất đang trên đường tới vị trí đổ và trở lại vị trí chờ lấy đất thì các xe khác đã được máy đào đổ đầy. Cĩ nghĩa là ơtơ phải chờ máy đào chứ máy đào khơng phải chờ ơtơ.
Điều kiện này thể hiện qua bất đẳng thức: