CHệễNG 4 NGUYEĐN TAĨC THIEÂT KEÂ MOễT SOÂ LOÁI MOÙNG CểC
4.1.2Thieõt keõ moựng cúc khoan nhoăi
dửùng caực cođng trỡnh thãp taăng (theo thõng keđ : khi cođng trỡnh dửụựi 12 taăng giaự thaứnh phửụng aựn cúc khoan nhoăi coự theơ cao hụn 2 - 2,5 laăn so vụựi phửụng aựn khaực – nhửng khi xađy dửùng nhaứ cao taăng hay caực caău lụựn, thỡ phửụng aựn cúc khoan nhoăi lỏi hụùp lyự hụn).
4.1.2 Thiẽt kẽ moựng cúc khoan nhoăi.
- Xaực ủũnh tại trúng xuõng moựng.
- Chún ủoụ sađu chođn moựng (cúc ủaứi thãp).
- Lửùa chún cúc : ẹửụứng kớnh, chieău daứi cúc.
- Tớnh toaựn sửực chũu tại cụa cúc.
- Xaực ủũnh sõ lửụùng cúc, bõ trớ cúc.
- Kieơm tra aựp lửùc tređn ủãt neăn veă ủieău kieụn biẽn dỏng (tớnh luựn).
- Tớnh toaựn ủaứi cúc.
- Kieơm tra khạ naớng chũu tại ngang. 4.1.2.1 Xaực ủũnh tại trúng taực dỳng xuõng moựng.
Caớn cửự vaứo kẽt quạ tớnh toaựn phaăn kẽt cãu beđn tređn, xaực ủũnh tại trúng taực dỳng xuõng moựng. Caăn phại lửu yự ủieơm ủaịt cụa caực thaứnh phaăn tại trúng naứy ủeơ xaực ủũnh toơng moment khi kieơm tra ủieău kieụn aựp lửùc tỏi ủaựy moựng (ủađy chớnh laứ vũ trớ khi xaực ủũnh chieău daứi tớnh toaựn cụa taăng dửụựi cuứng khi giại khung).
4.1.2.2 Lửùa chún chieău sađu chođn moựng.
ẹeơ lửùa chún ủoụ sađu ủaịt ủaựy ủaứi laứm kẽt hụùp caực yẽu tõ : Quy mođ cođng trỡnh, ủoụ lụựn cụa tại trúng; ủaịc ủieơm veă ủũa chãt cođng trỡnh, ủũa chãt thuyỷ vaớn; ủaịc ủieơm cụa caực cođng trỡnh hỏ taăng vaứ neăn moựng caực cođng trỡnh lađn caụn.
ẹeơ thoạ maừn ủieău kieụn tớnh toaựn theo moựng cúc ủaứi thãp, caăn kieơm tra ủieău kieụn : h ≥ hmin x 0,7. Trong ủoự : m 0 min tg(45 2) γB2H h = −ϕ
ϕ : Goực ma saựt trong cụa lụựp ủãt ủaịt ủaựy ủaứi. H : Toơng lửùc ngang taực dỳng neđn moựng.
γ : Dung trúng trung bỡnh cụa ủãt tửứ ủaựy ủaứi trụỷ leđn.
4.1.2.3 Chún ủửụứng kớnh cúc, chieău daứi cúc.
Caăn xem xeựt kyừ maịt caĩt ủũa chãt, ủũa taăng, vũ trớ xađy dửùng cođng trỡnh tửụng ửựng vụựi maịt caĩt ủũa chãt ủeơ chún vũ trớ ủaịt muừi cúc; tửứ ủoụ sađu ủaịt ủaựy ủaứi ủaừ chún, ta coự ủửụùc chieău daứi cúc.
Lửùa chún ủửụứng kớnh cúc caăn tửụng ửựng vụựi chieău daứi cúc. 4.1.2.4 Xaực ủũnh sửực chũu tại cụa cúc khoan nhoăi.
a. Sửực chũu tại theo vaụt lieụu laứm cúc :
Pv = ϕ(m1.m2.Rb.F + Ra.Fa)
Trong ủoự :
ϕ : Heụ sõ uõn dúc cụa cúc. Khi cúc ủaứi thãp xuyeđn qua caực lụựp than buứn, ủãt seựt yẽu, buứn, cúc ủaứi cao -> ϕ ủửụùc tra bạng, phỳ thuoục ltt/b vaứ ltt/ d
Khi cúc ủaứi thãp, xuyeđn qua caực lụựp khaực vụựi caực lụựp tređn thỡ ϕ = 1. Bạng tra heụ sõ uõn dúc ϕ
ltt /b 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Ltt/ d 12,1 13,9 15,6 17,3 19,1 20,8 22 24,3 26
ϕ 0,93 0,89 0,85 0,81 0,77 0,73 0,66 0,64 0,59 Rb : Cửụứng ủoụ tớnh toaựn cụa beđtođng khi neựn maờu hỡnh trỳ.
Fb : Dieụn tớch tiẽt dieụn ngang cụa beđtođng. Ra : Cửụứng ủoụ chũu neựn tớnh toaựn cụa cõt theựp. Fa : Dieụn tớch thiẽt dieụn ngang cụa cõt dúc
m1 : Heụ sõ ủieău kieụn laứm vieục, khi cúc nhoăi qua õng chuyeơn dũch thaỳng ủửựng m1 = 0,85.
m2 : Heụ sõ ủieău kieụn laứm vieục keơ ủẽn ạnh hửụỷng cụa phửụng phaựp thi cođng cúc :
• Thi cođng trong ủãt seựt, khođng caăn chõng vaựch, mửùc nửụực ngaăm thãp hụn muừi khoan : m2 = 1,0.
• Thi cođng trong caực loỏi ủãt caăn phại duứng õng chõng vaựch – mửùc nửụực ngaăm khođng xuãt hieụn trong hõ khoan - m2 = 0,9.
• Thi cođng trong ủãt caăn chõng vaựch vaứ ủoơ beđ tođng dửụựi huyeăn phuứ seựt - m2 = 0,7.
* Lửu yự : Coự theơ sửỷ dỳng cođng thửực sau : Pv = Rn.Fb +Ran.Fa Trong ủoự :
• ẹõi vụựi cúc ủoơ beđ tođng dửụựi nửụực hoaịc huyeăn phuứ seựt thỡ : Rn = R/4,5 nhửng khođng lụựn hụn 60 kg/cm2.
• ẹõi vụựi cúc ủoơ beđ tođng trong hõ khoan khođ thỡ : Rn = R/4,0 nhửng khođng lụựn hụn 70 kg/cm2.
R : Maực thiẽt kẽ cụa beđ tođng cúc.
Ran : Cửụứng ủoụ chũu neựn tớnh toaựn cụa cõt theựp :
• Khi theựp Φ ≤ 28mm thỡ Ran = Rc/1,5 nhửng khođng lụựn hụn 2.200 kg/cm2.
• Khi theựp Φ > 28mm thỡ Ran = Rc/1,5 nhửng khođng lụựn hụn 2.000 kg/cm2.
Rc : Giụựi hỏn chạy cụa cõt theựp.
b. SCT theo chư tieđu cụ lyự (TN trong phoứng) :
Theo Phỳ lỳc A (TCXD 205 : 1998) sửực chũu tại tớnh toaựn cụa cúc ủửụùc xaực ủũnh theo cođng thửực :
tc
k Q
Qa = tc
Trong ủoự :
ktc : Heụ sõ tin caụy phỳ thuoục vaứo kẽt quạ thớ nghieụm cúc hieụn trửụứng, ủaứi thãp hoaịc cao, cúc chũu neựn hoaịc nhoơ.... Nhửng thửụứng ktc ≥1,25 (quy ủũnh cỳ theơ theo tieđu chuaơn).
Qtc = m(mR.RF+uΣ mfi.fsi.li)
Trong ủoự :
m : Heụ sõ ủieău kieụn laứm vieục cụa cúc trong ủãt, lãy =1
mR ,mf : Heụ sõ ủieău kieụn laứm vieục cụa ủãt ụỷ maịt phaỳng muừi cúc vaứ thađn cúc, mf tra bạng :
mR = 1, khi cúc khođng mụỷ roụng ủaựy.
mR = 0,9, khi cúc mụỷ roụng ủaựy baỉng phửụng phaựp ủoơ beđ tođng dửụựi nửụực.
mR = 1,3 Khi cúc mụỷ roụng ủaựy baỉng noơ mỡn.
R : Sửực khaựng tớnh toaựn cụa ủãt dửụựi muừi cúc – tra bạng. Bạng tra heụ sõ mf
Loỏi cúc vaứ phửụng phaựp thi cođng cúc mf khi hỏ trong ủãt
- Cúc nhoăi khi ủoựng õng roờng coự muừi - Cúc nhoăi rung eựp
- Cúc nhoăi trong ủoự keơ cạ mụỷ roụng ủaựy ủoơ beđ tođng : a. Khi khođng coự nửụực trong hõ khoan
b. Dửụựi nửụực hoaịc dung dũch seựt
0,8 0,9 0,7 0,6 0,8 0,9 0,7 0,6 0,8 0,9 0,7 0,6 0,7 0,9 0,6 0,6 u : Chi vi ngoaứi cụa dieụn tớch ngang cúc.
fsi : Cửụứng ủoụ tớnh toaựn cụa ma saựt thaứnh lụựp ủãt thửự i vụựi beă maịt xung quanh cúc (tra bạng).
li : Chieău daứy lụựp ủãt thửự i cúc ủi qua.
* Sửực chũu tại cụa cúc nhoăi chũu nhoơ theo ủãt neăn : Pnh = m.n Σ mfi.fi.li
Trong ủoự :
m : heụ sõ ủieău kieụn laứm vieục :
- Khi cúc caĩm vaứo ủãt < 4m – m = 0,6; - Khi cúc caĩm vaứo ủãt ≥ 4m – m = 0,8. Caực heụ sõ khaực nhử tređn.
c. Sửực chũu tại cụa cúc theo kẽt quạ xuyeđn túnh :
Theo TCXD 205 : 1998 (Phỳ lỳc C) : 3 P 3 - 2 P Px = muừi + xq
Trong ủoự : Pmuừi = qp.F; Pxq = U Σ qsi.hi
ễÛ ủađy :
qp : sửực cạn phaự hoỏi cụa ủãt ụỷ thađn cúc : qp = k.qc
qc : sửực khaựng trung bỡnh cụa muừi xuyeđn trong phỏm vi 3d ụỷ phớa tređn vaứ 3d ụỷ phớa dửụựi muừi cúc.
k : heụ sõ phỳ thuoục vaứo loỏi ủãt vaứ phửụng phaựp thi cođng cúc. qsi : ma saựt thaứnh cụa thiẽt bũ xuyeđn khi ủi qua lụựp ủãt thửự i :
i ci q
si α
q =
∝i : Heụ sõ tra bạng phỳ thuoục vaứo loỏi ủãt Bạng tra heụ sõ k vaứ ∝ vụựi cúc khoan nhoăi
Loỏi ủãt
qc
(KPa) K Heụ sõ ∝
Cúc khoan
thanh beđ tođng Cúc khoan õng troứn
ẹãt loỏi seựt chạy, buứn 0 – 2000 0,40 30 30
ẹãt loỏi seựt cửựng vaứ rãt cửựng 75.000 0,45 60 120
Bỳi hoaịc caựt chạy 0 – 2.500 0,40 120 150
Caựt chaịt trung bỡnh 2.500 – 10.000 0,40 180 250 Caựt chaịt ủẽn rãt chaịt 710.000 0,30 150 200
ẹaự phãn meăm 75.000 0,20 100 120
ẹaự phãn phong hoựa mạnh vỳn 75.000 0,20 60 80
d. Sửực chũu tại theo kẽt quạ xuyeđn tieđu chuaơn.
- Sửực chũu tại theo kẽt quạ xuyeđn tieđu chuaơn ủửụùc tớnh theo cođng thửực : P = mNF + nN.Fs
Trong ủoự :
m = 120 vụựi cúc khoan nhoăi; m = 400 vụựi cúc ủoựng. n = 1 vụựi cúc khoan nhoăi; n = 2 vụựi cúc ủoựng.
N : sõ SPT cụa ủãt ụỷ chađn cúc.
N: sõ SPT trung bỡnh cụa ủãt trong phỏm vi chieău daứi cúc. F : dieụn tớch tiẽt dieụn ngang chađn cúc.
FS : dieụn tớch maịt xung quanh cúc. - Sửực chũu tại tớnh toaựn cụa cúc :
tc
kP P'=
ktc : heụ sõ an toaứn; k = 2,5 – 3,0
Tửứ caực giaự trũ : - PV : sửực chũu tại theo vaụt lieụu;
- P : sửực chũu tại theo thớ nghieụm trong phoứng; - Px : sửực chũu tại theo xuyeđn túnh;
- P’ : sửực chũu tại theo xuyeđn tieđu chuaơn. Chún ra giaự trũ Pmin ủeơ thiẽt kẽ
Caăn lửu yự raỉng : Theo kinh nghieụm, khi chún chieău daứi cúc, maực beđ tođng vaứ loỏi cõt theựp sao cho sửực chũu tại tớnh toaựn theo vaụt lieụu ủuựng vụựi sửực chũu tại theo caực kẽt quạ thớ nghieụm laứ tõt nhãt.
4.1.2.5 Xaực ủũnh sõ lửụùng cúc, bõ trớ cúc. a. Khoạng caựch caực cúc tređn maịt baỉng :
Khoạng caựch giửừa caực cúc phỳ thuoục vaứo phửụng phaựp thi cođng vaứ khạ naớng chũu tại cụa nhoựm cúc :
- ẹõi vụựi cúc ma saựt : L ≥ 3d; - ẹõi vụựi cúc chõng : L ≥ 2d;
- ẹõi vụựi cúc mụỷ roụng ủaựy : L ≥1,5D khi D < 2m hoaịc L ≥ D + 1m (Khi D > 2m). (D laứ ủửụứng kớnh cúc mụỷ roụng).
- Áp lửùc tớnh toaựn ủaău cúc taực dỳng tređn tređn ủaựy ủaứi khi khoạng caựch caực cúc laứ 3d : ( )2 tk tt 3d P p =
Ptk : sửực chũu tại thiẽt kẽ cụa cúc. - Dieụntớch sụ boụ ủaựy ủaứi :
h nγ p N tb tt tt 0 F − = ủ tt 0
N :tại trúng tớnh toaựn do tại trúng ngoaứi; n : heụ sõ vửụùt tại = 1,1;
h : ủoụ sađu ủaịt ủaựy ủaứi;
γtb : trúng lửụùng trung bỡnh ủaứi vaứ ủãt tređn ủaứi = 2T/m3. - Xaực ủũnh trúng lửụùng ủaứi vaứ ủãt tređn ủaứi :
Nủ = Fủ x γtb x n - Sõ lửụùng cúc sụ boụ : tk tt tt 0 P N N β n= + ủ
β : heụ sõ keơ ủẽn ạnh hửụỷng cụa moment = 1,2 – 1,5 - Bõ trớ cúc tređn maịt baỉng.
- Xaực ủũnh trúng lửụùng tớnh toaựn cụa ủaứi vaứ ủãt tređn ủaứi theo kớch thửụực thửùc tẽ ủaừ bõ trớ cúc.
- Kieơm tra ủieău kieụn aựp lửùc tređn ủaău cúc :
∑ ± = 2 i max . tt M tt tt min max, x x n N P Trong ủoự : Ntt =Nott +Nttủ h Q Mtto tto tt M = + ẹieău kieụn : tk tt max P P < : cúc ủụ sửực chũu tại; 0 tt min P > : cúc khođng bũ nhoơ.
4.1.2.6 Kieơm tra ủieău kieụn aựp lửùc tỏi maịt phaỳng muừi cúc.
ẹieău kieụn : M 1,2 tt max ≤ R σ M tt tb ≤R σ
Trong ủoự : ± = M M M tt tc min max, LNB 1 L6e P
LM, BM : kớch thửụực cụa ủaựy moựng khõi quy ửụực tỏi maịt phaỳng muừi cúc.
tc tc
N M e=
RM : cửụứng ủoụ tieđu chuaơn cụa ủãt neăn tỏi ủaựy moựng khõi quy ửụực.
4.1.2.7 Tớnh toaựn kieơm tra ủoụ luựn cụa moựng cúc.
- Tớnh toaựn ủoụ luựn theo phửụng phaựp toơng ủoụ luựn caực lụựp phađn tõ cụa vuứng chũu luựn tớnh tửứ muừi cúc trụỷ xuõng.
- ẹieău kieụn : S < [S]
4.1.2.8 Tớnh toaựn vaứ cãu tỏo ủaứi cúc.
- Chún chieău cao ủaứi cúc vaứ veừ thaựp chúc thụng.
- Xaực ủũnh moment vaứ cõt theựp cho ủaứi cúc theo hai phửụng tỏi caực maịt caĩt (vũ trớ ngaứm) ụỷ meựp coụt.
4.1.2.9 Kieơm tra khạ naớng chũu tại ngang.
Noụi dung cụa vieục kieơm tra nhaỉm mỳc ủớch tớnh toaựn veă ủieău kieụn chũu uõn cụa cúc. Khi coự thaứnh phaăn lửùc ngang taực dỳng leđn ủaău cúc. Tửứ ủoự tớnh toaựn vaứ bõ trớ cõt theựp cho cúc.
Vieục tớnh toaựn bao goăm caực bửụực :
- Xaực ủũnh chuyeơn vũ ngang cụa ủaău cúc
- Tửứ caực giaự trũ chuyeơn vũ, tớnh toaựn vaứ veừ bạn ủoă moment, lửùc caĩt cụa cúc theo ủoụ sađu Z.
- Tớnh toaựn cõt theựp dúc theo ủieău kieụn chũu vụựi cõt ủai theo lửùc caĩt lụựn nhãt tỏi ủaău cúc.
Tuy nhieđn, ủeơ ủụn giạn chieău daứi cõt theựp trong thađn cúc coự theơ tớnh toaựn vaứ xaực ủũnh gaăn ủuựng baỉng trũ sõ 4/α, trong ủoự α ủửụùc xaực ủũnh theo bieơu thửực sau ủađy :
EJ mb α= tt
Trong ủoự coự heụ sõ m vaứ btt tra theo bạng dửụựi ủađy.
Trửụứng hụùp chieău daứi cúc nhoỷ hụn giaự trũ 4/α thỡ bõ trớ theựp dúc suõt chieău daứi cúc
Teđn vaứ trỏng thaựi ủãt Chu vi ngang cụa cúc ủụn tređn maịt ủãt < 6mm
- Buứn khi IL≥1 (5 ữ 7,5) x 103
- ẹãt seựt (0,75< IL≤1)
- ẹãt caựt mũn rụứi, ủãt ủaĩp rụứi
(7,5 ữ 12) x 103
- ẹãt seựt (0,25<IL≤0,75)
- ẹãt caựt mũn chaịt vửứa, hụi chaịt, ủãt boụt,
ủãt ủaĩp chaịt vửứa, hụi chaịt (12 ữ 25) x 10
3
- ẹãt seựt (0<IL≤0,25) IL≤0, caựt to chaịt, ủãt ủaĩp chaịt vửứa
(25 ữ 65) x 103
ẹãt soỷi chaịt, chaịt vửứa, ủaự daớm (65 ữ 200) x 103
Giaự trũ btt
Chieău roụng b hoaịc ủửụứng kớnh tiẽt dieụn (m)
Cúc hỡnh troứn Cúc hỡnh vuođng
>1 0,9 (ủ + 1) b+1
≤1 0,9 (1,5ủ + 0,5) 1,5b + 0,5
4.1.2.10Yeđu caău cãu tỏo trong thiẽt kẽ cúc khoan nhoăi. a. Beđtođng :
Beđ tođng ủoơ cúc khoan nhoăi laứ beđ tođng thửụứng, nhửng phại coự ủoụ sỳt lụựn ủeơ ủạm bạo tớnh lieđn tỳc cụa cúc vaứ traựnh bũ phađn taăng (thửụứng chún ủoụ sỳt tửứ 12 – 16cm). Maực beđ tođng thửụứng lụựn hụn 200.
b. Cõt theựp :
- Cõt theựp dúc cụa cúc ủửụùc xaực ủũnh theo tớnh toaựn (cúc ủaứi cao), nhửng phại thoỷa maừn ủieău kieụn cãu tỏo :
+ Khi chũu keựo : Theựp bõ trớ suõt tređn chieău daứi cúc, cõt dúc nõi phại duứng phửụng phaựp haứn. Khi lửùc nhoơ nhoỷ theựp dúc phại bõ trớ ủẽn ủoụ sađu caăn thiẽt ủeơ lửùc keựo ủửụùc trieụt tieđu hoaứn toaứn do lửùc ma saựt.
+ Khi chũu neựn dúc trỳc, haứm lửụùng theựp tõi thieơu à ≥ 0,2 – 0,4%, ủửụứng kớnh theựp ≥ 10mm vaứ bõ trớ ủeău tređn chu vi cúc. ẹõi vụựi cúc chũu tại trúng ngang, haứm lửụùng theựp à ≥ 0,4 – 0,65%.
- Cõt ủai φ6 ữ10 vaứ khoạng caựch a = 20 – 30cm, coự theơ duứng ủai xoaĩn õc hoaịc ủai voứng ủụn, haứn vụựi theựp dúc.
Khi chieău daứi loăng theựp > 4m ủeơ taớng cửụứng ủoụ cửựng bõ trớ theđm theựp ủai φ12 caựch khoạng 2m, caực cõt ủai naứy ủửụùc gaĩn caực cỳc keđ, tỏo lụựp beđ tođng bạo veụ cho cõt theựp. Trong quaự trỡnh thi cođng, coự theơ bõ trớ cõt theựp taớng cửụứng ủeơ caơu laĩp vaứ taớng ủoụ cửựng cụa loăng cõt theựp.
- Chieău daứy lụựp beđ tođng bạo veụ thửụứng lụựn hụn 5cm. - Bõ trớ caực õng ủeơ kieơm tra baỉng sieđu ađm cúc.
4.1.3 Thi cođng moựng cúc khoan nhoăi.
4.1.3.1 Khoan tỏo loờ.
Thiẽt bũ khoan : coự theơ sửỷ dỳng caực thiẽt bũ sau :
- TỊn dụng các bệ máy và cơ cÍu quay của của các máy khoan địa chÍt cơng trình và địa chÍt thụ văn mà nớc ta đã nhỊp từ trớc năm 1990. Khi sử dụng những máy này cèn cờ những bĩ phỊn chuyên dùng cho cơng tác khoan của cục khoan nhơi nh mũi khoan và gèu khoan cờ đớng kính lớn.
- Sử dung các thiết bị, máy chuyên dùng : Loại này đợc thiết kế chuyên dùng cho cơng nghệ khoan cục nhơi. Khơng phải chế tạo thêm các phụ tùng phục vụ mà sử dụng ngay, trực tiếp.
Đèu khoan, thớng sử dụng 3 loại sau :
- Mũi khoan gắn kim loại rắn hoƯc bánh xe quay : Những loại này thớng dùng khi khoan qua lớp đá cứng hoƯc quá trình khoan gƯp phải lớp nhiều cuĩi sõi trèm tích lửng lơ (trèm tích đáy ao hơ) thành dạng thÍu kính cha đến đĩ sâu đƯt mờng theo thiết kế. Loại mũi khoan này dùng khá phư biến trong khâu khoan bắn mìn phá đá trong các mõ khai thác đá.
- Mũi khoan cánh xoắn : Thớng dùng loại mũi khoan này để khoan đÍt sét, khoan đÍt lớp trên cờ nhiều rễ cây nhõ, gạch vỡ, mảnh sành, cõ rác. Khi gƯp lớp cát lĨn cuĩi khá chƯt, mõng, cờ thể dùng loại mũi khoan này để đào xuyên hoƯc xới tơi cho gàu vét tiếp.
Đào hỉ khoan bằng mũi khoan thớng
- Gàu khoan thùng : Gàu kiểu thùng cờ nắp kiêm lỡi cắt đÍt ị đáy. Nắp gắn