Chương 1. LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN NGẦM
1.3 THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG CỌC
1.3.1Lựa chọn giải pháp thi công
Hình 1.1 Mặt bằng bố trí cọc
Bảng 1.1. - Để không gây chấn động, không phá vỡ kết cấu đất, thi công êm, không ảnh hưởng đến các công trình xung quanh ta chọn dùng giải pháp hạ cọc bằng phương pháp ép cọc. Tiến hành san phẳng mặt bằng để tiện di chuyển thiết bị ép và vận
chuyển sau đó tiến hành ép cọc theo yêu cầu. Nhƣ vậy, để đạt đƣợc cao trình đỉnh cọc cần phải ép âm. Cần phải chuẩn bị các đoạn cọc dẫn bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép để cọc ép đƣợc tới chiều sâu thiết kế. Sau khi ép cọc xong ta sẽ tiến hành đào đất để thi công phần đài cọc, hệ giằng đài cọc…
1.3.2Chọn máy ép
Bê tông cọc có cấp độ bền B20.
-Cọc dài 16m đƣợc chia thành 2 đoạn c1=8m.c2=8m
-Trọng lƣợng mỗi đoạn cọc: pc n Fc 1,22,50,30,382,16T -Tổng số cọc: 119 (cọc).
-Cao trình chôn sâu của mũi cọc: -19,4 (m) -Cao trình đầu cọc: -3,4(m).
-Chiều dài cọc ngàm vào đài: 0,65 (m).
TS. Đinh Thị Nhƣ Thảo -Sức chịu tải của cọc theo đất nền: pdn 70T
-Sức chịu tải của cọc theo vật liệu :pvl (RS AS Rb Ab) - : hệ số uốn dọc của cọc 1
-Rs=280.103 ( kN/m2): cường độ chịu nén tính toán của cốt thép.
-As = 10,17(cm2): diện tích cốt thép.
-Rb=11,5.103 ( kN/m2): cường độ chịu nén của bêtông.
-Ab =3030=900 (cm2): diện tích cọc bê tông.
-pvl 1(280103(90010,17)104 11,510310,17104 197,6T 1.3.3Xác định lực ép cần thiết
-Xác định lực ép nhỏ nhất .
Pépmin k1pdn 1,570105T - Xác định lực ép lớn nhất để không phá vỡ đầu cọc.
Pépmax 0,8pvl 0,8197,6158,08T - Lực ép cần thiết để ép cọc sử dụng trong khoảng :
105T Pép 158,08T
- Chỉ nên sử dụng máy ( 0.7 – 0.8 ) khả năng tối đa làm việc của thiết bị.
Nên chọn máy ép có lực ép cần thiết là :
p T
pépmáy ep 197,6 8
, 0
08 , 158 8
, 0
max
1.3.4Chọn kích thước giá ép
Trên cơ sở đó ta chọn máy ép cọc thuỷ lực mã hiệu EBT-200 có các thông số kỹ thuật:
+ Chiều cao lồng ép:8,2 (m).
+ Chiều dài giá ép:9,0 (m).
+ Chiều rộng giá ép 3,0 (m)
+ Diện tích pittông ép: 830(cm2).
+ Lực ép danh định lớn nhất: Pdđmax= 200 (T) + Trọng lƣợng giá ép 5(T)
+ trọng lƣợng khung đế: 3.5 (T).
- Tính toán đối trọng theo hai điều kiện chống nhổ và chống lật.
TS. Đinh Thị Nhƣ Thảo
Hình 1.2 Sơ đồ máy ép cọc Sơ đồ tính:
+ Phương x:
Do trọng lƣợng của giá ép và khung đế nhỏ hơn so với trọng lƣợng của đối trọng nên để đơn giản và thiên về an toàn ta bỏ qua trọng lƣợng này.
Điều kiện cân bằng lật quanh điểm A(phía bên trái) 1,5P + 7,5P -–5,55N = 0
9P = 5,55N
P = 0,61N
Xét trường hợp bất lợi nhất khi lực ép tác dụng lên cọc bằng Pmax = 158,08T. Do đó, phản lực ở đầu cọc N = 158,08T.
Trọng lƣợng của đối trọng yêu cầu là : P = 0,61x158,08 = 96,4T + Phương y:
TS. Đinh Thị Nhƣ Thảo
Ở trạng thái làm việc giới hạn (nguy hiểm nhất) của giá ép Điều kiện cân bằng lật quanh điểm C(phía bên trái)
1,5x2p - 2,55N = 0
2P = 2,55N
P = 0,85N
Trọng lƣợng của đối trọng yêu cầu là :P = 0,85x158,08=134,37T
-Mặt khác, để đảm bảo giá ép không bị đẩy ngƣợc lên khi ép cọc thì trọng lƣợng của đối trọng tối thiểu phải bằng Pmax
2P = Pmax
P = 0,5.Pmax = 0,5 x 158,08= 79,04T
Xét đến các yếu tố bất lợi khác có thể xảy ra trong quá trình thi công, một cách an toàn ta chọn P =135 T.
Nhƣ vậy, trọng lƣợng của đối trọng yêu cầu là : P = 2 x 135=270 T Trọng lƣợng của 1 khối đối trọng BTCT 1x1x3 là : 7,5T
Số lƣợng đối trọng yêu cầu là : n =36
Ta chọn 36khối đối trọng đƣợc sắp xếp thành 2 chồng, mỗi chồng có 18 khối 1.3.5Tính toán các thông số làm việc của máy cẩu
-Một cách an toàn ta xem rằng cần trục làm việc bất lợi nhất khi cẩu đối trọng với trọng lƣợng 7,5T
Chú thích:
+ HL = 6,7 m: chiều cao từ cao trình máy đứng đến điểm lắp cấu kiện.
+ h1 = (0.51)m: khoảng cách an toàn.
+ h2 = 8 m: chiều cao của cấu kiện.
+ h3 =1,5m: chiều cao của thiết bị treo buộc.
+ h4 = (11,5)m: chiều dài puli, móc cẩu đầu cần.
+ hc = 1,5m: khoảng cách từ khớp quay tay cần đến cao trình của cần trục.
TS. Đinh Thị Nhƣ Thảo Các thông số kích thước các bộ phận:
- Chiều cao nâng móc cẩu: Hm= HL + h1 + h2 + h3
= 6,7 + 1 + 8 + 1,5=17,2m
- Chiều cao đỉnh cần: H = Hm+h4 = 17,2+1,5 = 18,7(m).
- Chiều dài tay cần tối thiểu (khi lắp không có vật cản phía trước)
H H m
L C 17,8
75 sin
5 , 1 7 , 18
min sin
m L
r
Rmin mincos 1,517,8cos75 6,1 - Sức trục tối đa yêu cầu:Qqck qtb 7,50,58T (qtb : trọng lƣợng thiết bị treo buộc sơ bộ lấy 0,5 tấn).
- Vậy từ các thông số trên ta chọn cần cẩu bánh xích XKG-30 có tay cần dài L = 20m.
Tra biểu đồ tính năng có R= 6,7m > Rmin = 6,1 m ta có các đặc trƣng kỹ thuật nhƣ sau:
[Q]=12T >Q=8T, [H] =20,8m >Hm=17,2m thõa mãn các yêu cầu.
Hình 1.1 Đặc tính làm việc cần trục XKG-30 (L = 20 m) Tính toán thiết bị treo buộc phục vụ công tác cẩu lắp trong ép cọc:
a. Xác định dây cẩu
Cần trục cẩu lắp các loại cấu kiện: đối trọng, giá ép và Chọn góc nghiêng của nhánh dây là 450
k : hệ số an toàn, k = 6
R=8000-15000kg/cm2:cường độ chịu kéo của dây cáp
TS. Đinh Thị Nhƣ Thảo - Trọng lƣợng đối trọng 7,5T:
- Ta có chiều cao dây treo buộc:
m tg
BO 45 1,1
2 4 , 0 2
3
- Chiều dài một nhánh dây:
BO m
Ld 1,6
45 sin
1 , 1 45
sin
- Lực căng dây T
n
s p 7.14
45 cos 2
5 , 7 45
cos
- Tiết diện dây yêu cầu:
) ( 3 , 10 4
6 14 ,
7 2
R cm k
F S . c. Dây cẩu cọc:
Dùng dây cáp vải 10T quấn quanh 2 đầu cấu kiện rồi dùng móc cẩu để cẩu:
- Trọng lƣợng đoạn cọc:pc 1,20,30,382,52,16T - Chiều dài dây treo buộc: = 2,3+ 1,5 = 3,8(m)
(khoảng cách từ móc cẩu đến đỉnh cọc lấy bằng 1,5m,khoảng cách từ đỉnh cọc đến điểm treo buộc là 2,3m)
- Lực căng dây: T
n
S p 2,16
0 cos 1
16 , 2 0
cos
- Tiết diện dây yêu cầu: 1,3( )
10 6 16 ,
2 2
R cm k
F S
d. Dây cẩu giá ép:
- Trọng lƣợng giá ép: 5T
- Chiều cao dây treo buộc: Ld = 2,5+ 1,5 = 4(m)
(khoảng cách từ móc cẩu đến đỉnh cọc lấy bằng 1,5m,khoảng cách từ đỉnh cọc đến điểm treo buộc là 2,5m)
- Lực căn dây: T
n
S p 2,5
1 2
5 0
cos
- Tiết diện dây yêu cầu: 1,5( ) 10
6 5 ,
2 2
R cm
F S
Vì trọng lƣợng của các thiết bị trên đều nhỏ hơn khối đối trọng, để tiện thi công ta chọn một loại dây cẩu để cẩu tất cả các thiết bị trên. Trên cơ sở đã tính toán ở trên ta chọn dây cáp mềm có cấu trúc 6x19x1, đường kính 30mm, có tiết diện là 7,06(cm2), với cường độ chịu kéo của sợi thép là 160(kg/cm2) có khả năng chịu đƣợc lực kéo lớn nhất là 39,35T.