- Cần hộp cú thể nghiờng 1 gúc αmax = 250 khi cẩu lồng thộp vào hố cọc. - Khung dẫn động ở vị trớ cao nhất.
- KhoảnG cỏch từ cơ cấu quay tới trọng tõm của khung dẫn động cần là nhỏ nờn bỏ qua mụmen do trọng lượng của cơ cấu quay gõy ra.
Trong đú:
PLT = 9.3 + 7 = 16.7kN (Trọng lượng của lồng thộp và hệ puli) PM = 700 kN - Trọng lượng của mỏy cơ sở.
PCH = 47.5 kN - Trọng lượng của cần hộp.
PG1 - Lực giú tỏc dụng vào 7.5 m đầu của cần hộp: PG1 = 480ì7.5/cos250 = 3972N (lực giú phõn bố đều trờn cần hộp q = 480 N/m đó phõn tớch ở trờn).
PG2 - Lực giú tỏc dụng vào 10 m cuối của cần hộp: PG2 = 672ì10/ cos250 = 7414N/m L1, L2, L3, L4, L5, L6 lần lượt là khoảng cỏch từ PM, PLT, Pq, PCH, PG1, PG2 tới trọng tõm của điểm lật là mộp xớch mỏy cơ sở với mặt đất.
Theo mỏy cơ sở và cỏc số liệu tớnh toỏn ta xỏc định được cỏc kớnh thước sau: L1 = 2800mm
Với L2 là khoảng cỏc từ trọng tõm lồng cốt thộp tới O.
L2 = 16 ì cos650 + 1 = 7.76m (1m là khoảng cỏch từ đầu puli tới đầu cần).
L3 khoảng cỏch từ trọng tõm của cơ cấu quay dẫn động cần kelly tới O (tớnh cho trường hợp cơ cấu quay ở vị trớ cao nhất).
L3= 6ìcos65 = 2.5m (6m là khoảng cỏch tớnh từ điểm cuối của cần hộp đến cơ cấu quay khi cần dựng đứng).
L4 khoảng cỏch trọng tõm cần hộp tới O, khi cần nghiờng so với phương thẳng đứng 250
L4 = 8ìcos650 = 3.38 m
L5 khoảng cỏch điểm đặt lực giú tới mặt đất (tớnh giú ở 10m đầu). L5 = (2.5 + (7.5/2)cos250) = 5.89m
L6 khoảng cỏch điểm đặt lực giú 10m cuối.
L6 =2.5 + 7.5cos250 + (8.5/2)ìcos250 = 9.74m Tại điểm lật 0: 0 1499 74 . 9 414 . 7 89 . 5 972 . 3 38 . 3 5 . 47 5 . 2 30 76 . 7 7 . 16 8 . 2 700ì − ì − ì − ì − ì − ì = > = ∑M
Như vậy với gúc nghiờng αmax= 250 mỏy làm việc ổn định, khụng bị lật khi cẩu lồng thộp.
PG2 PG1 Pp Pch Pq Plt PM L1 L2 O L3 L4 L5 L6
3.8.2. Trường hợp 2: Khi gầu khoan được kộo lờn trường hợp này chỉ cú lực căng cỏp (đó tớnh đến trọng lượng của cần kelly, trọng lượng của gầu chứa đầy đất), trọng lượng của giỏ dẫn hướng, cơ cấu quay.
PM L1 L2 Pq L3 Pch PG2 PG1 L4 L5
Cỏc số liệu tớnh toỏn như sau: PM = 700 kN PCh = 47.5456 kN Pq = 30 kN Sck = 196.53 kN PG1 = 480ì4.7 =3600 N = 3.6 kN PG2 = 672ì10 = 6720 N = 6.72 kN Cỏc kớch thước:
L1 = 2.8m (khoảng cỏch từ trọng tõm mỏy tới O).
L2 = 2m (khoảng cỏch từ trọng tõm cơ cấu quay, cần kelly tới O). L3 = 0.8m (khoảng cỏch từ trọng tõm của cần hộp tới O).
L4 = 2.5 + 7.5/2 = 6.25m (khoảng cỏch từ lực giú 1 tới O). L5 = 6.25 + 10/2 = 11.25m
Vậy ta lấy mụmen tại trọng tõm O của mỏy :
m KN Mo =700ì2.8−47.5456ì0.8−(30+196.53)ì2−3.6ì6.25−6.72ì11.25=1369.9 .
∑
Mỏy làm việc an toàn.
3.8.3. Trường hợp 3.
Trường hợp này là mỏy quay 1gúc 900 để khoan.
Khi đú cỏc khoảng cỏch dưới tỏc dụng của lực giú khụng thay đổi, cũn cỏc khoảng cỏch tới trọng tõm mỏy, gầu khoan, cơ cấu quay, giỏ dẫn hướng như sau: Ở trọng tõm, khối lượng chỉ tớnh được 2/3 khối lượng của mỏy cơ sơ, tức là: L1 = 1.7m (khoảng cỏch từ trọng tõm mỏy tới O theo mỏy cơ sở).
L2 = 3.2m (khoảng cỏch từ trọng tõm cơ cấu quay, cần kelly tới O). L3 = 2.2m (khoảng cỏch từ trọng tõm của cần hộp tới O).
L4 = 2.5 + 7.5/2 = 6.25m (khoảng cỏch từ lực giú 1 tới O). L5 = 6.25 + 10/2 = 11.25m Vậy: m KN Mo =700ì1.7−47.5456ì2.2−(30+196.53)ì3.2−3.6ì6.25−6.72ì11.25=262.4 . ∑
PM L1 L2 Pq L3 Pch PG2 PG1 L4 L5
Chương 4- Một số qui định khi lắp dựng và sử dụng mỏy
4.1. Lắp dựng mỏy
Do mỏy được thiết kế cú trọng lượng lớn, kớch thước cồng kềnh rất khú vận chuyển. Mặt khỏc do mỏy di chuyển bằng hai dải xớch nờn khi di chuyển sẽ làm hỏng mặt đường. Vỡ vậy với khoảng cỏch ngắn trong phạm vi cụng trường mỏy tự di chuyển, cũn với cỏc khoảng cỏch lớn mỏy sẽ được vận chuyển bằng cỏc phương tiện vận tải chuyờn dựng cú tải trọng lớn.
Để trỏnh va chạm với cỏc cụng trỡnh trong quỏ trỡnh vận chuyển như gầm cầu, đường dõy điện...Trong phần thiết kế ta đó thiết kế khi mỏy gập cần thỡ chiều dài của mỏy là 14,50m, chiều cao của mỏy 4,7m (3,2m + 1,5m) (chiều cao của mỏy khoan cọc nhồi và xe chuyờn chở), phự hợp với luật giao thụng hiện hành của nước ta quy định là ở cỏc tuyến đường Quốc Lộ thỡ chiều cao cho phộp là 5,5m chiều dài cho phộp là 14,75m
Sau khi vận chuyển mỏy tới cụng trường mỏy sẽ di chuyển xuống mặt bằng lắp cỏc thiế bị như cỏp, cần kelly và gầu để làm việc.
Qui trỡnh lắp dựng mỏy khoan cọc nhồi gồm cỏc bước cơ bản sau:
- Di chuyển thiết bị (mỏy cơ sở và cỏc bộ phận cụng tỏc của mỏy) tới vị trớ lắp dựng qui định.
- Lắp thanh chống, cần dẫn động và xilanh dẫn động lờn mỏy cơ sở. - Lắp giỏ treo cần lờn hệ thanh chống và cần dẫn động.
- Điều khiển xilanh dẫn động sao cho phần khung dẫn động cần ở vị trớ như mỏy di chuyển.
- Lắp xilanh nghiờng giỏ dẫn hướng lờn khung dẫn động.
- Dựng cần cẩu cẩu đoạn giỏ dẫn hướng đầu lắp vào giỏ treo cần của khung dẫn động. Sau khi cố định giỏ dẫn hướng với giỏ treo cần ta tiến hành lắp xilanh
nghiờng giỏ với giỏ dẫn hướng.
- Lắp xilanh nõng hạ cơ cấu quay với giỏ dẫn hướng. - Lắp đoạn đầu giỏ dẫn hướng cựng với cụm puly đầu giỏ. - Lắp cụm puly đổi hướng cỏp lờn giỏ dẫn hướng.
- Luồn cỏp nõng hạ cần khoan và lồng cốt thộp đồng thời gắn luụn múc treo vào đầu cỏp.
- Lắp bộ phận quay lờn giỏ dẫn hướng.
- Lắp cỏc đường dẫn dầu thủy lực với cỏc đầu chờ của mụtơ và xilanh thủy lực. - Khởi động cho mỏy chạy thử.
- Cần khoan và gầu khoan được lắp rỏp sau khi mỏy được đưa tới cụng trường làm việc. Cỏch lắp cần khoan và gầu khoan vào mỏy thi cụng như sau:
+ Điều khiển cỏc xilanh nõng giỏ dẫn hướng lờn vị trớ làm việc ( vị trớ thẳng đứng.
+ Điều khiển cỏp nõng hạ cần khoan kộo cần khoan lờn vị trớ cao nhất. + Điều khiển xilanh nõng hạ cơ cấu quay kộo cơ cấu quay lờn. từ từ hạ cần khoan luồn vào cơ cấu quay.
+ Đặt gầu khoan ở tư thế làm việc ngay phớa dưới cần khoan. Hạ cần khoan xuống sỏt gầu khoan. Tiền hành lắp chất cố định gầu khoan với đầu cần khoan. Lỳc này mỏy đó ở trạng thỏi sẵn sàng làm việc.
- Sau khi lắp dựng mỏy song ta tiến hành kiểm tra thử, ngiệm mỏy theo cỏc bước sau đõy:
+ Kiểm tra lại cỏc đầu nối và đường ồng dẫn dầu thủy lực xem cú chặt hay khụng, cú bị rũ rỉ khụng.
+ Kiểm tra lại cỏp nõng hạ cần khoan và lồng cốt thộp xem cú bị hư hỏng hay bị lẹt hay khụng.
+ Kiểm tra và vặn chặt lại cỏc liờn kết của mỏy.
+ Cho mỏy di chuyển thử để kiểm tra độ ổn định của mỏy. + Chạy thử cơ cấu khoan đất.
4.2. Một số quy định khi sử dụng mỏy
Ngoài những quy định của nhà nước về sử dụng mỏy, cũng như chế độ chăm súc, bảo dưỡng chung khi sử dụng mỏy cần phải chỳ ý một số điểm cụ thể sau:
- Kiểm tra thường xuyờn cỏc cơ cấu, kiểm tra trạng thỏi cỏp, kộp đầu cỏp, bụi trơn cỏp. Nếu cỏp khụng cũn đủ điều kiện sử dụng phải thay cỏp. Tuyệt đúi khụng được nối cỏp để tăng chiều dài.
- Cụng trường thi cụng cần phải cú đủ ỏnh sỏng. Nếu thi cụng vào ban đờm cần cú hệ thống chiếu sỏng.
- Nền đường thi cụng phải được gia cố theo đỳng yờu cầu và bảo đảm độ nghiờng nhỏ.
- Thiết bị chỉ đào cỏc lỗ thẳng đứng. Trước khi tiến hành đào phải kiểm tra mỏy kỹ lưỡng để đảm bảo độ thẳng đứng của lỗ.
- Thợ lỏi trước khi sử dụng thiết bị phải nắm vững chức năng, tỏc dụng, nguyờn lý cấu tạo và cỏc yờu cầu sử dụng mỏy cũng như đó được thực hành trờn mỏy (cú kiểm tra và đỏnh giỏ).
4.3. Cỏc biện phỏp an toàn khi thi cụng khoan cọc nhồi.
Trước khi thi cụng phải tổ chức học tập cho những người tham gia thi cụng nắm vững: quy trỡnh kỹ thuật và quy trỡnh an toàn lao động. Phải làm cho mọi người hiểu rừ an toàn lao động là mục tiờu cao nhất, cú ý thức bảo vệ mỡnh. Trong quỏ trỡnh thi cụng mọi người đều phải ở vị trớ của mỡnh, tập trung tư tưởng để làm việc, điều khiển mỏy chớnh xỏc. Cấm ngặt bỏ chỗ làm việc.
Khi làm việc phải cú đầy đủ trang bị bảo hộ lao động theo quy định.
Thường xuyờn kiểm tra tời, cỏp, phanh, dụng cụ thao tỏc cỏc loại mỏy, cỏc hệ thống truyền lưu của cả động cơ nhất thiết phải được bao cho kớn để đảm bảo an toàn. Cỏc vựng nguy hiểm ở cụng trường phải đặt biển bỏo và cú người canh gỏc. Hệ thống dõy điện, cỏp điện ở hiện trường phải bố trớ hợp lý, nghiờm chỉnh chấp hành cỏc quy định về an toàn sử dụng điện. Phải cú cụng nhõn chuyờn mụn phụ trỏch hệ thống điện.
Ở cụng trường ngoài trỏch nhiệm của đội trưởng, tổ trưởng phải chỉ định thờm người làm cụng tỏc bảo đảm an toàn lao động.
Khi đổi ca phải bàn giao chi tiết cho trưởng ca mới và cú sổ bàn giao ký nhận. Phải ghi đầy đủ vào nhật ký thi cụng cọc khoan nhồi.
Khi khoan dưới nước phải chấp hành đầy đủ cỏc quy định an toàn về làm việc trờn sụng. Phải cú đầy đủ cỏc loại tớn hiệu, phao hiệu, cờ hiệu, đốn hiệu... Phương tiện nổi phải đảm bảo an toàn theo quy định và phải cú lan can chắc chắn để giữ an toàn cho người và thiết bị. Đối với cỏn bộ, cụng nhõn phải được trang bị đầy đủ cỏc loại phao cứu sinh, cứu hộ, tàu, thuyền để đảm bảo an toàn. Mọi thành viờn phải biết bơi lặn.
Làm việc ban đờm phải cú đầy đủ cỏc đốn chiếu sỏng, ở nơi tập trung lao động và lao động nặng nhọc phải được chiếu sỏng bằng đốn pha.
4.4. Cụng tỏc theo dừi, ghi chộp, lấy mẫu.
- Quỏ trỡnh kiểm tra bờ tụng phải thường xuyờn kiểm tra chất lượng bờ tụng và dõy chuyền đổ bờ tụng trong nước.
- Cỏc mẫu bờ tụng phải lấy từ phễu chứa ống dẫn để kiểm tra độ linh động, độ nhớt và đỳc mẫu kiểm tra.
- Để kiểm tra chất lượng bờ tụng phải đỳc hai nhúm mẫu, mỗi nhúm 3 mẫu với kớch thước 200x200x200mm.
- Trong quỏ trỡnh đổ bờ tụng cần kiểm tra và ghi nhật ký thi cụng cỏc số liệu sau: + Tốc độ đổ bờ tụng
+ Độ cắm sõu của ống vào vữa
+ Mức vữa bờ tụng dõng lờn trong lỗ khoan
+ Cỏc số liệu về vữa bờ tụng và sự dũ chảy vữa bờ tụng
Việc quan sỏt và ghi chộp cần tiến hành 30 phỳt một lần. Khi bắt đầu đổ bờ tụng thỡ việc ghi chộp tiến hành sau 10-15 phỳt (Xem mẫu nhật ký ở phụ lục).
- Chất lượng bờ tụng cọc khoan nhồi và chiều dày mựn đỏy cọc cũn được kiểm tra bằng phương phỏp khoan mũi cọc, khoan lấy mẫu sau 28 ngày đỳc cọc cũng cú thể dựng phương phỏp sử dụng mỏy siờu õm, phúng xạ, súng cơ học. Kiểm tra chất lượng cọc toàn bộ số lượng cọc trong múng
4.5. Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi.
Việc kiểm tra chất lượng thi cụng cọc khoan nhồi núi chung phải thực hiện trực tiếp tại hiện trường, do sự phức tạp trong thi cụng, giỏ thành cũng như tớnh chất quan trọng của cọc khoan nhồi đối với cụng trỡnh nờn yờu cầu kiểm tra ở giai đoạn chế tạo cọc phải hết sức nghiờm ngặt, tỷ lệ lượng cọc kiểm tra nhiều vỡ nếu cú một sự sai sút nào đú trong quỏ trỡnh chế tạo gõy hư hỏng sẽ rất khú sửa hoặc nếu khắc phục thỡ chi phớ sẽ rất lớn.
Kết quả nghiờn cứu cho thấy: nguyờn nhõn gõy hư hỏng cọc khoan nhồi rất đa dạng nhưng phần lớn cỏc khuyết tật là do cụng nghệ thi cụng khụng thớch hợp gõy ra vỡ vậy cần phải kiểm tra chặt chẽ toàn bộ cỏc cụng đoạn thi cụng cọc.
Tuy vậy, sau khi đó đổ bờ tụng xong việc kiểm tra chất lượng cọc vẫn cần thiết nhằm phỏt hiện khuyết điểm và xử lý những cọc bị hư hỏng. Đối tượng của việc kiểm tra cọc khoan nhồi là chất lượng của nền đất và chất lượng của bản thõn cọc. Vấn đề kiểm tra cả 2 chỉ tiờu này đó cú nhiều phương phỏp thực hiện bằng cỏc cụng cụ hiện đại, cú thể phõn ra 2 phương phỏp cơ bản là phương phỏp tĩnh và phương phỏp động.
- Phương phỏp gia tải tĩnh: đõy là phương phỏp phổ biến và đỏng tin cậy để kiểm tra khả năng chịu tải của cọc. Tuỳ theo yờu cầu cụ thể người ta cú thể xỏc định khả năng chịu nộn, chịu kộo hay chịu đẩy của cọc. Về đối tượng gia tải cú thể sử dụng cỏc vật nặng để chất tải hoặc sử dụng khoan neo xuống đất. Cú 2 quy trỡnh nộn tĩnh được sử dụng trong thực tế là:
+ Quy trỡnh thớ nghiệm nộn chậm với tải trọng khụng đổi để đỏnh giỏ đồng thời khả năng chịu tải và tốc độ lỳn của cọc theo thời gian. Thớ nghiệm cọc theo quy trỡnh này đũi hỏi nhiều thời gian, cú thể kộo dài nhiều ngày.
+ Quy trỡnh tốc độ chuyển dịch khụng đổi nhằm mục đớch duy nhất là đỏng giỏ khả năng chịu tải của cọc. Thớ nghiệm theo quy trỡnh này chỉ kộo dài 3 -5 giờ.
Ngoài 2 quy trỡnh trờn người ta cũn ỏp dụng một số quy trỡnh thớ nghiệm nhanh với gia tải khụng đổi, quy trỡnh thớ nghiệm cõn bằng.
- Phương phỏp khoan lấy mẫu ở lừi cọc: dựng mỏy khoan lấy cỏc mẫu hỡnh trụ cú đường kớnh từ 50 - 150mm ở cỏc độ sõu khỏc nhau dọc suốt chiều dài thõn cọc ở 3 vị trớ cỏch đều nhau trờn mặt ngang của cọc.
Ưu điểm của phương phỏp này là cú thể xỏc định chớnh xỏc chất lượng bờ tụng của cọc nhưng nhược điểm là chi phớ lấy mẫu khỏ lớn. Khi khoan 3 lỗ cho mỗi cọc nếu khoan hết cả chiều dài thỡ chi phớ khoan xấp xỉ bằng giỏ thành cọc.
- Phương phỏp siờu õm: đõy là phương phỏp rất phổ biến vỡ nhờ nú cú thể phỏt hiện cỏc khuyết tật của bờ tụng đồng thời dựa vào sự tương quan giữa tốc độ truyền súng và cường độ bờ tụng ta cú thể biết được cường độ bờ tụng mà khụng phải lấy mẫu hay phỏ huỷ kết cấu.
Người ta đặt 2 ống thộp cú đường kớnh φ80mm vào lồng thộp với chiều dài ống bằng chiều sõu hố đào đối xứng nhau qua trục của cọc trước khi tiến hành đổ bờ tụng. Sau này, khi kiểm tra chất lượng của cọc thỡ đưa đầu thu và đầu siờu õm vào 2 ống thộp trờn và luụn được giữ ở cựng một cao trỡnh, súng siờu õm sẽ quột theo tiết diện của cọc. Bằng cỏch này người ta đỏnh giỏ được chất lượng bờ tụng nằm giữa 2 lỗ khoan. Để kiểm tra chặt chẽ hơn chất lượng cọc cú thể khoan hoặc đặt sẵn từ 3 -5 lỗ trờn mỗi cõy cọc thớ nghiệm. Cú thể sử dụng phương phỏp siờu õm mà đầu thu và đầu phỏt cựng được gắn trờn một thanh chế tạo bằng vật liệu cỏch õm.
Phương phỏp siờu õm cho kết quả chớnh xỏc, đỏng tin cậy, giỏ thành thớ nghiệm khụng quỏ cao, ở nhiều nước quy định số cọc phải thớ nghiệm theo phương phỏp này là 10% số cọc.
4.5.2. Kiểm tra bằng phương phỏp động.
- Phương phỏp đo õm dội: nguyờn lý là sử dụng lý thuyết từ hiện tượng õm dội: người ta gừ một bỳa vào đầu cọc, một thiệt bị ghi gắn ngay trờn đầu cọc để ghi cỏc hiệu ứng về õm dội, kết quả đo đạc sẽ được mỏy tớnh xử lý và cho ra kết quả về chất