CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG
A: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG
I. THI CÔNG PHẦN NGẦM
2. Lập biện pháp thi công đất
2.1. Thi công đào đất
2.1.1. Yêu cầu kỹ thuật khi thi công đào đất
- Theo thiết kế, các đài móng trên đã ép cọc 250x250 mm, cọc dài 14m gồm 1 đoạn C1 dài 7m và 1 đoạn C2 dài 7 m
- Chiều rộng đáy hố đào tối thiểu phải bằng chiều rộng của kết cấu cộng với khoảng cách neo chằng và đặt ván khuôn cho đế móng. Trong trường hợp đào có mái dốc thì khoảng cách giữa chân kết cấu móng và chân mái dốc tối thiểu lấy bằng 30cm.
- Công tác đào đất hố móng được tiến hành sau khi đã ép hết cọc . Đáy đài đặt ở độ sâu - 0,95 m so với cốt thiên nhiên,mực nước ngầm cách cốt thiên nhiên – 10m. Do vậy khi đào đất không cần phải chuẩn bị các biện pháp chống mực nước ngầm thấm vào móng.
2.1.2. Tính toán khối lượng đào đất a, Tính toán khối lượng đào đất hố móng
-Hố móng nằm trong lớp đất lấp. ta đào với độ dốc là
H 1
= .0, 67 1, 05.0, 67 0, 7
B 0, 67 B H m
Đợt 1: Đào đất bằng máy đào lớn (đào ao) đến cốt cách đầu cọc 15cm (Đào từ cốt -0.45 là cốt thiên nhiên đến cốt -0.950.
Đợt 2: Đào đất bằng máy đào nhỏ (đào ao) đến cốt đáy bê tông lót giằng móng (từ cốt -0.95 đến cốt -1.3). Dùng máy đào loại nhỏ để tăng năng suất và tránh làm hỏng và xê dịch cọc.
Đợt 3: Đào đất và chỉnh sửa thủ công hố đào móng – giằng móng (từ cốt -1.3 đến cốt đáy móng -1.50) (đào thủ công từng hố đơn)
GVHD: ThS. LÊ HỒNG DƯƠNG
SVTH : LƯƠNG HOÀNG THẮNG – LỚP 2016X9 108 +Thể tích được tính theo công thức:
V= H ab (a c)(b d) cd
6
Hình 5: Hình dạng hố móng.
Trong đó: H: chiều sâu hố đào ( H = 1,5 m) a,b: chiều dài,rộng đáy hố đào.
a = a’ + 2.300 (mm) ; b = b’ +2.300 (mm) a’,b’: kích thước móng.
c,d: chiều dài,rộng miệng hố đào.
c = a + 2Bx; d = b + 2Bx
phân đợt đào đất
H
b a d
c
c d
b a
GVHD: ThS. LÊ HỒNG DƯƠNG
SVTH : LƯƠNG HOÀNG THẮNG – LỚP 2016X9 109 TÍNH ĐÀO MÁY LỚN
Stt tên móng a(m) b(m) c(m) d(m) H(m) V(m3)
1 M1 52,8 3,7 53,6 4,5 0,45 98,17
2 M1+M2+M3+M4 52,8 5,3 53,6 6,1 0,45 136,5
Tổng 234,7
TÍNH ĐÀO MÁY BÉ
Stt tên móng a(m) b(m) c(m) d(m) H(m) V(m3)
1 M1 52,2 3,1 52,8 3,7 0,4 62,2
2 M1+M2+M3+M4 52,2 4,7 52,8 5,3 0,4 90,3
Tổng 152,5
TÍNH ĐÀO THỦ CÔNG
Stt tên móng a(m) b(m) c(m) d(m) H(m) V(m3)
1 M1 2,7 1,8 3,1 2,2 0,2 16
2 M1+M2+M3+M4 4,1 1,8 4,3 2,2 0,2 32
Tổng 48
Tổng thể tích đất đào hố móng: Vđất đào = 435,2 (m3)
-Dựa trên mặt cắt giác hố móng trục B-B ta thấy 2 hố móng của trục A và trục B giao nhau nên tiến hành đào hào 2 hố móng đó. Các hố móng còn lại khoảng cách > 500 tiến hành đào hố móng đơn.
-Xét tương tự các trục còn lại, nếu phần đất cạnh 2 hố móng < 500 tiến hành đào hào hoặc đào ao nếu hố móng giao nhau theo 2 phương. Mặt bằng móng xem chi tiết bản vẽ mặt bằng móng.
3900
điểm bắt đầu
®iÓm kÕt thóc
B B
a a
GVHD: ThS. LÊ HỒNG DƯƠNG
SVTH : LƯƠNG HOÀNG THẮNG – LỚP 2016X9 110 b, Tính toán khối lượng đào đất giằng móng.
Đào sâu 1,05m đào đến đáy lớp bê tông lót của giằng móng và mở rộng mỗi bên 30cm theo chiều rộng của giằng để thuận tiện cho thi công ,theo chiều dài giằng thì không cần phải mở rộng vì 2 bên chiều dài giằng đã có hố móng rồi.
-Đối với giằng móng ta đào với độ dốc H 1,0
= .0, 67 1, 05.0, 67 0, 7
B 0, 67 B H m
-Thể tích hố đào được tính theo công thức:
. ( ).( ) .
6
V H a b ac bd c d Trong đó:+ H chiều sâu hố đào
+ a= L chiều dài đáy hố đào + b=b’+ 2.0,3 chiều rộng đáy hố + b’ bề rộng giằng móng
+ c,d chiều dài,rộng miệng hố đào + c = a + 2.B; d = b + 2.B
+ Tổng chiều dài của các giằng móng (dựa vào mặt bằng kết cấu)
Bảng 3: Tính thể tích đất giằng móng bằng máy.
Stt tên
số
lượng a(m) b(m) c(m) d(m) H(m) V(m3)
1 GM5 14 4,4 0,9 5,8 2,3 1,05 122,3
Vậy tổng thể tích đào giằng móng là:V= 122,3(m3)
2.1.3. Lựa chọn biện pháp đào đất
- Lựa chọn phương án đào đất bằng máy kết hợp thủ công
- Theo phương án này ta sẽ giảm tối đa thời gian thi công và tạo điều kiện cho phương tiện đi lại thuận tiện khi thi công.
2.1.4. Lựa chọn thiết bị thi công đào đất 2.1.4.1. Chọn máy đào đất
Máy đào đất được chọn sao cho đảm bảo kết hợp hài hòa giữa đặc điểm sử dụng máy với các yếu tố cơ bản của công trình như sau:
- Cấp đất đào, mực nước ngầm
- Hình dạng kích thước, chiều sâu hố đào - Điều kiện chuyên chở, chướng ngại vật - Khối lượng đất đào và thời gian thi công…
GVHD: ThS. LÊ HỒNG DƯƠNG
SVTH : LƯƠNG HOÀNG THẮNG – LỚP 2016X9 111 Để phù hợp với tính chất thi công, ta chọn 2 loại máy đào phục vụ cho 2 giai đoạn đào của quá trình thi công đất.
Máy số 01: Máy đào lớn, EO-3322B1 Máy số 02: Máy đào bé, Kubota RX403 Chi tiết máy đào đất số 01:
Bảng thông số kĩ thuật của mày đào EO-3322B1 q (m3) R
max(m) h (m) H(m) Trọng lượng (T) tck (giây)
0,65 7,8 5,3 4 14,5 16
Chi tiết máy đào đất số 02:
Bảng thông số kĩ thuật của mày đào Kubota RX403 q (m3) R
max(m) h (m) H(m) Trọng lượng (T) tck (giây)
0,11 4,85 4,06 2,37 3,5 11
- Năng suất máy đào được tính theo công thức: d ck tg
t
K N K
NqK Trong đó:
+ q - dung tích gầu, q 0, 65 m3
+ Kđ – hệ số đầy gầu, phụ thuộc loại gầu, cấp độ ẩm của đất. Với gầu nghịch, đất lấp thuộc đất cấp 2 ta có: Kd 1,1 1,2 lấy Kd 1,1
+ Kt – hệ số tơi của đất Kt 1,1 1,5 lấy Kt 1,1 + Ktg – hệ số sử dụng thời gian Ktg 0,8
+ Nck – số chu kì xúc trong một giờ (3600 giây) ck 1
ck
N 3600(h ) T
Với:
Tck- thời gian của một chu kỳ Tck t K Kck vt quay(s)
tck- thời gian của một chu kỳ khi gúc quay quay 900, đất đổ lên xe, ta có:
tck 16(s)
Kvt = 1,1 - trường hợp đổ trực tiếp lên thùng xe.
Kquay = 1,3 lấy với gúc quay 1800 Ta có:
1
ck ck
T 16 1,1 1,3 22,88(s) N 3600 157,34(h ) 22,88
Năng suất máy đào:
1,1 3
N0,651,1157,34 0,8 81,81(m / h)
GVHD: ThS. LÊ HỒNG DƯƠNG
SVTH : LƯƠNG HOÀNG THẮNG – LỚP 2016X9 112 - Năng suất máy đào trong một ca:Nca 81,81 8 654,48(m )3
- Số ca máy cần thiết: 234,7
n 0,35
654.48
ca → Chọn 01 ca máy đào EO-3322B1.
Tính toán năng suất máy đào số 02: Kubota RX403
- Năng suất máy đào được tính theo công thức: d ck tg
t
K N K
NqK Trong đó:
+ q - dung tích gầu, q0,11m3
+ Kđ – hệ số đầy gầu, phụ thuộc loại gầu, cấp độ ẩm của đất. Với gầu nghịch, đất lấp thuộc đất cấp 2 ta có: Kd 1,1 1,2 lấy Kd 1,1
+ Kt – hệ số tơi của đất Kt 1,1 1,5 lấy Kt 1,1 + Ktg – hệ số sử dụng thời gian Ktg 0,8
+ Nck – số chu kì xúc trong một giờ (3600 giây) ck 1
ck
N 3600(h ) T
Với:
Tck- thời gian của một chu kỳ Tck t K Kck vt quay(s)
tck- thời gian của một chu kỳ khi gúc quay quay 900, đất đổ lên xe: tck 11(s) Kvt = 1,1 - trường hợp đổ trực tiếp lên thùng xe.
Kquay = 1,3 lấy với gúc quay 1800
1
ck ck
T 11 1,1 1,3 15,73(s) N 3600 228,86(h ) 15,73
Năng suất máy đào:
1,1 3
N0,111,1228,86 0,8 20,14(m / h)
- Năng suất máy đào trong một ca:Nca 20,14 8 161,12(m ) 3 - Số ca máy cần thiết: 274,8
n 1,7
161,12
ca→Chọn 2 ca máy đào Kubota RX403.
2.1.4.2. Chọn máy vận chuyển đất
Để đảm bảo vệ sinh môi trường và mỹ quan khu vực xây dựng nên khi tổ chức thi công đào đất ta phải tính toán khối lượng đào, đắp để biết lượng đất thừa, thiếu phải vận chuyển đi nơi khác hay chuyển về để đắp.
a.Tính toán khối lượng bê tông lót móng ,bê tông đài móng và giằng
GVHD: ThS. LÊ HỒNG DƯƠNG
SVTH : LƯƠNG HOÀNG THẮNG – LỚP 2016X9 113 Loại
cấu kiện
Tên cấu kiện
Kích thước Số lượng
Thể tích (m3)
Tổng (m3) h(m) b(m) l(m)
Khối lượng bê tông móng
M1 0,7 1,6 2,5 26 2,8 72,8 M2 0,7 0,8 1,5 13 0,84 10,92
M3 0,7 2,5 2,5 2 4,375 8,75
M4 0,7 1,5 1,5 1 1,575 1,575
Khối lượng bê tông giằng
móng
GM1 0,6 0,3 2 6 0,36 2,16
GM2 0,6 0,3 2,3 20 0,413 8,28 GM3 0,6 0,3 2,8 3 0,504 1,512 GM4 0,6 0,3 3,1 10 0,558 5,58 GM5 0,6 0,3 4,4 14 0,792 11,088 Khối lượng bê
tông lót móng
M1 0,1 1,8 2,7 26 0,486 12,63
M2 0,1 1 1,7 13 0,17 2,21
M3 0,1 2,7 2,7 2 0,729 1,458
M4 0,1 1,7 1,7 1 0,289 0,289
Khối lượng bê tông lót giằng móng
GM1 0,1 0,5 2 6 0,1 0,6
GM2 0,1 0,5 2,3 20 0,115 2,3
GM3 0,1 0,5 2,8 3 0,14 0,42
GM4 0,1 0,5 3,1 10 0,155 1,55
GM5 0,1 0,5 4,4 14 0,22 3,08
Tổng 147,2 b. Tính toán khối lượng đất lấp ,và vận chuyển đi
- Khối lượng đất lấp :
â
l p dao btlotmong btmong btlotgiang btgiang
V V V V V V
Vlâp = 557,5 – 147,2= 410,3 m3 -Khối lượng đất phải chuyển đi :
557,5 410, 2 147, 2
chuyendi dao lap
V V V m3 c. Chọn ôtô vận chuyển
- Quãng đường vận chuyển trung bình: L = 5km Thời gian một chuyến xe: b d ch
1 2
L L
t t t t
v v
GVHD: ThS. LÊ HỒNG DƯƠNG
SVTH : LƯƠNG HOÀNG THẮNG – LỚP 2016X9 114 Trong đó: t : Thời gian chờ đổ đất đầy thùng. Tính theo năng suất máy đào, máy đào đã chọn có :N = 57 m /h
Chọn xe vận chuyển là xe Ben. Hyundai HD72 340PS 380PS thùng 15m3; để đổ đất đầy thùng (giả sử đất chỉ đổ dược 80% thể tích thùng) là:
0,8 15
60 12,6 57
tb phút
Vận tốc xe lúc đi và lúc quay về: v1 = 30 (km/h), v2 = 35(km/h) Thời gian đổ đất và chờ, tránh xe là: tđ = 10 phút; tch = 14 phút;
5 5
12,6 60 10 60 14 55, 2
30 35
t phút.
Số chuyến xe trong 1 ca : 8 0
60 60
55, 2
T to
m t = 9 (chuyến)
Thể tích đất quy đổi : Vquydoi = kt x Vchuyen = 1,03 x 147,2 = 151,6 m3 Với kt = 1,03 là hệ số tơi của đất
Số xe cần thiết trong một ca : 151,6 15 9 2
qd
thung cadao
n V
v m n
1 xe
Như vậy khi đào móng bằng máy phải cần 1 xe vận chuyển
Bảng tổng khối lượng công tác đất
STT Tên công tác Khối lượng Đơn vị
1 Đào đất bằng máy 335,7 m
2 Đào đất bằng thủ công 340 m
3 Lấp đất 529,3 m
2.1.4.3. Thiết kế tuyến di chuyển khi thi công đất bằng máy đào
Tại mỗi vị trí đào máy đào xuống đến cốt đã định, xe chuyển đất chờ sẵn bên cạnh, cứ mỗi lần đầy gầu thì máy đào quay sang đổ luôn đất lên xe vận chuyển.
Tuyến đào thủ công phải thiết kế rõ ràng, đảm bảo thuận lợi khi thi công, thuận lợi khi di chuyển đất, giảm tối thiểu quãng đường di chuyển.
Tuyến đào được thể hiện chi tiết trên bản vẽ TC- 02.