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: ( ) ' ơtơ 1 2 1 2 L n 1 t L t t V V − × ≥ + + + Trong đĩ :
+ nơtơ : Số lượng ơtơ kết hợp với 1 máy đào, + L: Khoảng cách vận chuyển theo từng cử ly + V1: Vận tốc của ơ tơ khi cĩ tải, V1=25 Km/h.
+ V2: Vận tốc của ơ tơ khi khơng cĩ tải, V2=35 Km/h.
+ t1: Thời gian đổ đất của xe kể thời gian xe phải tiến lùi vào vị trí đổ t1= 30s + t2 : Thời gian trở ngại dọc đường của xe, t2=30 s
+t': Thời gian máy đào xúc đầy 1 ơ tơ, cĩ xét cả thời gian phải tiến lùi vào vị trí lấy đất t’= Tck.m+t”
Trong đĩ :
Tck: Chu kỳ làm việc của 01 máy đào.
Kv1: hệ số phù thuộc vào điều kiện đổ đất của máy đào Kv1=1 : khi đổ đất tại bãi
Kv1=1,1: khi đổ đất lên thùng
Tck = t k kck. .v1 quay =18,5.1,1.1 20,35= (s) m : Số lần xúc đầy cho 1 xe ơtơ, m =4 t’’ : thời gian chậm trễ t’’ = 30 s
⇒ t’=20,35.4 + 30 = 111,4(s)
⇒ (8 - 1).111,4 =779,8 > 0, 7.3600 0, 7.3600
Vậy điều kiện được thỗ mãn.
3.3.7.2 Tính số lượng máy san đầm
Tra định mức dự tốn xây dựng cơng trình mã hiệu AB 63000 đắp đê đập, kênh mương Bảng 3-19. Thống kê máy đầm Đơn vị tính : 100 m3
Mã hiệu Cơng tác xây lắp Thành phần hao phí Đơn vị Dung trọng γ≤ 1,77 T/ m3 γ>1,85 T/ m3 AB 63123 Đắp đê, đập, kênh mương bằng máy đầm 16T
Nhân cơng 3/7 Cơng 1,48 1,48
Máy thi cơng
Máy đầm 16T Ca 0,234 0,326
Máy ủi 110CV Ca 0,117 0,161
Tính số lượng máy ủi
Với máy ủi làm cơng tác san, dựa vào định mức được:
⇒ Năng suất máy ủi (san) :Nủi= 0,161100 =621,12 ( m3/ca ) Năng suất máy đầm: Nđâm= 100 306,75
0,326= ( m3/ca ) Số máy ủi cần thiết cho đợt thi cơng là:
nủi = 3 . . dao dao ui N n K N ; ( K3 = 1,04 là hệ số tổn thất do vận chuyển ) Tính số lượng máy đầm
Số máy đầm cần thiết cho đợt thi cơng là: nđầm = 3 . . dao dao đam N n K N ; ( K3 = 1,04 là hệ số tổn thất do vận chuyển ) Trong đĩ :
- ndao: số lượng máy đào ứng với mỗi đợt (chiếc)
-Nđao: năng suất theo định mức của máy đào ứng với mỗi đợt (m3/ca) - nđầm: số lượng máy đầm tính tốn (chiếc)
- Nđầm: năng suất theo định mức của máy đầm (m3/ca) ⇒ Chọn số lượng máy ủi là nủi chiếc và 01 chiếc dự trữ .
Lập bảng tính tốn cho các đợt theo trình tự như trên. Từ các cơng thức trên ta tính được số lượng máy ủi, máy đầm cho các đợt thi cơng
Bảng 3-20:. Thống kê máy ủi, máy đầm.
Qđào (m3/ca) số ngày thi cơng (km) Loại Số lượng làm việc Số lượng dự trữ Loại Số lượng làm việc Số lượng dự trữ I 955,14 200 0,3 D50 A-16 2 1 Dynapac CA-301 3 1 0,5 II 999,19 49 0,7 - nt - 2 1 - nt - 3 1 III 967,49 200 1,7 - nt - 2 1 - nt - 3 1
Thiết kế khoang đào
Thiết kế khoang đào nhằm giúp cho cơng tác đào đất được thuận tiện và nhịp nhàng tránh tình trạng chồng chéo chờ đợi khi đào xong một khoang đào cũng như đang trong quá trình đào. Việc bố trí khoang đào phụ thuộc vào việc bố trí phối hợp giữa xe vận chuyển và máy đào mà ta cĩ hai loại như sau:
- Khoang đào cùng hướng. - Khoang đào bên.
Đối với khoang đào cùng hướng thì xe vận chuyển khơng cĩ đường riêng trong khoang đào. Lúc này xe vận chuyển và máy đào cùng ở trên một mặt bằng, trong những trường hợp đặc biệt như đào rãnh tiên phong thì xe vận chuyển đứng cao hơn mặt máy đứng. Đối với khoang đào bên thì xe vận chuyển cĩ đường riêng đi song song với đường đi của máy đào và đặt ngang ở máy đào đứng (gọi là khoang đào bên kiểu bằng) hoặc đặt cao hơn mặt máy đứng (gọi là khoang đào bên kiểu bậc thang).
Dựa vào bãi vật liệu và cường độ thi cơng của đập nên ta chọn hình thức khoang đào bên kiểu bằng để ơ tơ vận chuyển ra vào bãi vật liệu lấy đất được dễ dàng, thuận tiện.