CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC
3.2.1. Thiết kế thành phần cấp phối bê tông
3.2.2.2. Các hình thức phân khoảnh đổ
1) Kiểu xây gạch (Hình 3-7)
Các khoảnh đổ được bố trí như xây gạch. Các khe thi công thẳng đứng so le nhau, các khe nằm ngang chạy suốt từ thượng lưu về hạ lưu. Phương pháp này có ưu điểm là xử lý khe thi công đơn giản, bảo đảm tốt tính chỉnh thể cho công trình, nhưng có nhược điểm là tổ chức thi công phức tạp, tốc độ thi công chậm.
2) Kiểu hình trụ (Hình 3-8)
Khe thi công đứng chạy suốt từ trên xuống dưới, khe thi công ngang so le nhau. Hình thức phân khoảnh này có ưu điểm là tỏa nhiệt dễ dàng, thi công thuận tiện, có thể dùng ván khuôn tiêu chuẩn, dễ khống chế nhiệt độ co ngót, biến dạng…
Nhưng có nhược điểm là xử lý khe thi công phức tạp, công tác ván khuôn lớn.
3) Kiểu lên đều (Hình 3-9)
Ngoài khe kết cấu chỉ có khe thi công nằm ngang chạy suốt từ thượng lưu về hạ lưu, không có khe thi công đứng. Hình thức này có ưu điểm là khối lượng công tác ván khuôn giảm, xử lý khe thi công ít. Nhược điểm là diện tích khoảnh đổ lớn, khó đảm bảo chất lượng.
Hình 3-7: Kiểu xây gạch Hình 3-8: Kiểu hình trụ Hình 3-9: Kiểu lên đều 3.2.3. Lựa chọn kích thước khoảnh đổ:
3.2.3.1: Lựa chọn trường hợp đổ, hình thức phân khoảnh và phân đợt đổ:
Dựa vào phân tích các trường hợp đổ bê tông, các hình thức phân khoảnh đổ bê tông ở trên để lựa chọn khoảnh đổ. Đồng thời căn cứ vào điều kiện thực tế như năng lực của các nhà thầu, trình độ của công nhân kỹ thuật để lựa chọn khoảnh đổ, hình thức đổ hợp lý và việc thi công đạt chất lượng nhất.
Đối với công trình đập Tân Giang ta chọn hình thức đổ lên đều và đổ lớp nghiêng cho những khoảnh đổ có khối lượng lớn hơn 300m3. Chọn hình thức phân khoảnh đổ là kiểu xây gạch.
Đợt đổ bê tông gồm một số khoảnh nhất định được cụ thể hóa theo các giai đoạn dẫn dòng thi công.
3.2.3.2. Phân khoảnh đổ, đợt đổ
Việc phân khoảnh đổ, đợt đổ được thể hiện trong phụ lục tính toán, kết quả được tổng hợp trong bảng (3-7).
Bảng 3-7: Khối lượng các giai đoạn đổ bê tông
3.2.3.3. Dự trù vật liệu cho từng giai đoạn đổ bê tông
Theo định mức dự toán xây dựng cơ bản cấp phối cho 1m3bê tông là 1 Bê tông M150
- Mã hiệu: C224
- Xi măng PC30 - Độ sụt 6÷8cm
- Đá dmax =70mm [(40÷70)% cỡ 2x4 cm và (60÷30)% cỡ 4x7cm]
- Xi măng: 226 kg - Cát vàng: 0,482 m3 - Đá dăm: 0,884 m3
- Nước: 175 lít
2 Bê tông M200 - Mã hiệu: C324 - Xi măng PC40 - Độ sụt 6÷8cm
- Đá dmax =70mm [(40÷70)% cỡ 2x4 cm và (60÷30)% cỡ 4x7cm]
- Xi măng: 266 kg - Cát vàng: 0,482 m3 - Đá dăm: 0,884 m3
- Nước: 175 lít
Bảng 3-8: Bảng dự trù vật liệu đổ bê tông
3.2.3.4. Tính toán cường độ đổ bê tông
Khối lượng vữa bê tông cho từng đợt đổ:
Viv = 1,025. Vithành khí (3-21) Cường độ đổ bê tông cho từng đợt:
Qi =
i v i
T
V (3-22)
Mùa khô thi công 26 ngày/ tháng, mùa mưa thi công 15 ngày/tháng mỗi ngày làm 3 ca và mỗi ca làm 8 giờ.
Vithành khí: thể tích bê tông đã hoàn thành theo thiết kế, (m3);
Bảng tổng hợp khối lượng từng đợt đổ của các giai đoạn
TT Đợt đổ Khối lượng bê tông
thành khí (m3) Khối lượng vữa bê tông (m3)
(1) (2) (3) (4)
Giai đoạn 1
1 GĐ1-Đ.1 1368,0 1402,2
2 GĐ1-Đ.2 2812,3 2882,6
3 GĐ1-Đ.3 4676,0 4792,9
4 GĐ1-Đ.4 1370,0 1404,3
Giai đoạn 2
1 GĐ2-Đ.1 679,1 696,1
2 GĐ2-Đ.2 3495,9 3583,3
3 GĐ2-Đ.3 3154,2 3233,1
4 GĐ2-Đ.4 6356,6 6515,5
5 GĐ2-Đ.5 3448,1 3534,3
6 GĐ2-Đ.6 2550,4 2614,1
7 GĐ2-Đ.7 3365,2 3449,3
Giai đoạn 3
1 GĐ3-Đ.1 5052,0 5178,3
2 GĐ3-Đ.2 3513,2 3601,0
3 GĐ3-Đ.3 2989,4 3064,2
4 GĐ3-Đ.4 2790,7 2860,4
5 GĐ3-Đ.5 2948,5 3022,2
Giai đoạn 4
1 GĐ4-Đ.1 620,6 636,2
2 GĐ4-Đ.2 642,2 658,3
3 GĐ4-Đ.3 2302,3 2359,9
4 GĐ4-Đ.4 2091,8 2144,1
5 GĐ4-Đ.5 2357,0 2415,9
6 GĐ4-Đ.6 2206,8 2262,0
7 GĐ4-Đ.7 2076,7 2128,6
8 GĐ4-Đ.8 1946,2 1994,9
9 GĐ4-Đ.9 3025,8 3101,5
10 GĐ4-Đ.10 2612,2 2677,5
Q(m3/ca)
38,7
75,7
88,2
76,7 73,5
BIỂU ĐỒ CƯỜNG ĐỘ
11 GĐ4-Đ.11 2451,7 2513,0
Giai đoạn 5
1 GĐ5-Đ.1 1395,7 1430,6
2 GĐ5-Đ.2 1115,9 1143,8
3 GĐ5-Đ.3 1200,4 1230,5
4 GĐ5-Đ.4 1222,0 1252,6
5 GĐ5-Đ.5 2154,0 2207,9
6 GĐ5-Đ.6 2098,9 2151,4
7 GĐ5-Đ.7 1676,1 1718,0
8 GĐ5-Đ.8 1500,0 1537,5
9 GĐ5-Đ.9 1633,0 1673,8
10 GĐ5-Đ.10 1666,7 1708,4
11 GĐ5-Đ.11 1700,0 1742,5
12 GĐ5-Đ.12 1275,0 1306,9
Kết quả tính toán cường độ đổ bê tông được ghi trong bảng sau Bảng 3-9: Kết quả tính toán cường độ các giai đoạn
Sinh viên: Lớp: S7 – 46C
3 Dựa vào biểu đồ cường độ đổ bê tông ta chọn được cường độ thi công thiết kế là: Qtk = Qmax = 88,2 (m3/ca). Chọn năng suất máy trộn N ≥
8 Qtk
= 11 m3/h.
3.2.4. Tính toán máy trộn bê tông 3.2.4.1 Chọn máy trộn
Công trình đập Tân Giang có khối lượng lớn, cường độ thi công nhanh, các khoảnh đổ bê tông tương đối lớn từ 250÷400 m3. Để đảm bảo được yêu cầu về cường độ đổ bê tông, tiến độ thi công cũng như chất lượng bê tông ta phải tiến hành tính toán chọn máy trộn cho hợp lý.
Các căn cứ để lựa chọn loại máy trộn:
4 Cường độ thiết kế thi công
5 Đường kính lớn nhất của cốt liệu thô Dmax
6 Khả năng cung cấp thiết bị của đơn vị thi công
Dựa vào những phân tích ở trên tra “Sổ tay chọn máy thi công” ta chọn loại máy trộn cưỡng bức theo chu kỳ mã hiệu MS-750 do nga sản xuất.
* Các thông số kỹ thuật của máy trộn
7 Mã hiệu: MS-750
8 Công suất thiết kế: 18,5 kW
9 Trọng lượng: 3 tấn
10 Thời gian 1 mẻ trộn 45 giây 11 Tốc độ quay của thùng 16 vòng/ phút
12 Đường kính sỏi đá lớn nhất được trộn: 70mm 13 Thể tích hình học 750 lít
14 Thể tích xuất liệu 500 lít 15 Tay trộn và cánh trộn 1x2 chiếc
16 Cánh gạt 1
17 Tốc độ cánh trộn 48 vòng/phút
18 Công suất hệ thống thủy lực đi kèm máy 2,2 kW 3.2.4.2. Chọn trạm trộn
19 Các thông số kỹ thuật của trạm trộn
20 Hãng sản xuất: ORU STAMIX DL
21 Mã hiệu: DL-750
22 Năng suất kỹ thuật 50-55 m3/giờ
23 Kiểu máy MS750/500
24 Dung tích nạp liệu 500 lít
25 Tổng công suất 19 kW
26 Dung tích nạp trộn 41 m3/h
27 Dung tích sau trộn 33 m3/h
28 Tầm với 12 m
3.2.5. Máy vận chuyển cốt liệu, bê tông
Dựa vào thực tế hiện trường thi công ta chọn vị trí trạm trộn cách chân công trình 700m. Quá trình vận chuyển bê tông tới công trình có thể chia làm hai dạng.
Vận chuyển trên mặt và vận chuyển lên cao. Vận chuyển trên mặt dùng ô tô thùng trộn để vận chuyển bê tông từ trạm trộn đến chân đập và dùng cần trục tự hành, cầu tháp để đưa bê tông lên khoảnh đổ.
3.2.5.1. Xe vận chuyển cốt liệu:
Thông số kỹ thuật của xe vận chuyển cốt liệu
Tên hãng NISAN DIEZEL MOTOR
Mã hiệu TK20GD
Sức trở lớn nhất 8 tấn
Trọng lượng 6,55 tấn
Kích thước giới hạn: Dài 6,78 m
Rộng 2,47 m
Cao 2,675 m
Khoảng cách giữa hai trục bánh xe trước sau: 4,48m
Khoảng cách gầm xe 260 mm
Số bánh xe 4/2
Kích thước lốp xe Trước 10-20-14
Sau 10-20-14
3.2.5.2: Chọn xe vận chuyển bê tông 29 Thông số kỹ thuật
Nước sản xuất Liên bang Nga
Mã hiệu SB-92A
Dung tích thùng trộn 5 m3
Máy cơ sở Kraz-25881
Dung tích thùng nước 0,75 m3 Công suất động cơ máy trộn 53 Cv
Định mức tiêu hao nhiên liệu thiết kế: 8 kg/h Tốc độ quay thùng trộn 10,6 vòng/phút Độ vao đổ phối liệu vào 3,62 m
Thời gian đổ bê tông ra nhỏ nhất 10 phút Vận tốc di chuyển: Đường nhựa: 60 km/h
Đường đất: 40 km/h Trọng lượng có tải 22,2 tấn 30 Tính số lượng xe vận chuyển vữa bê tông
Năng suất của một xe trong 1 giờ
ck b xe
xe t
K N V .
= (3-23)
Trong đó
N: năng suất của một xe, (m3/h);
Vxe: dung tích bê tông trong thùng, V=5 m3; Kb: hệ số lợi dụng thời gian, Kb = 0,9;
tck = t1 + t2 + t3 + t4 + t5
t1: thời gian nạp bê tông vào thùng, t1 = 0,15 giờ;
t2 : thời gian chuyên trở bê tông đến máy cẩu, t2 = 1/40=0,025 giờ;
t3: thời gian quay về, t3 = 0,025 giờ;
t4: thời gian đổ vữa ra, t4 = 0,2 giờ;
t5: thời gian trở ngại dọc đường, t5 =0,05 giờ;
⇒ tck = 0,45 giờ
Thay các giá trị tìm được vào công thức (3-23) ta được:
45 , 0
9 , 0
*
= 5
Nxe = 10 m3/h Số xe cần bố trí là:
nxe =
xe tram
N N =
10
33 = 3,3 Chọn nxe = 4 xe
Vậy số vận chuyển bê tông là 4 xe và 1 xe dự phòng, tổng số xe: nxe=4+1=5 xe 3.2.5.3. Ô tô cần trục tự hành, cầu tháp
31 Thông số kỹ thuật của ô tô cần trục tự hành(dùng để thi công phần đập đến cao trình 101 m)
Nước sản xuất Liên xô cũ
Mã hiệu DEK-631
Trọng lượng toàn bộ 62,5 tấn
Vận tốc di chuyển 0,03 km/h
Chiều rộng một bản xích 665 mm
Sức nâng 10/50 tấn
Chiều dài cần 24/24 m
Tầm với(min/max) 5,8/34,5 m
Độ cao nâng (min/max) 24,5/13 m Tốc độ nâng hạ tải 4/1,95 m/phút Tốc độ quay cần của bàn quay 0,3 vòng/phút Công suất lý thuyết của động cơ 150 Cv
Định mức tiêu hao nhiên liệu 23 kg/h
Khả năng vượt dốc 75 độ
32 Thông số kỹ thuật của cầu tháp(dùng để thi công các khoảnh đổ nằm trên cao trình 101)
Hãng sản xuất POTAIN
Mã hiệu MR 150-SB40
Sức nâng tải (min/max) 2-10
Vận tốc bàn quay 0-0,8 vòng/phút Công suất làm việc lý thuyết 118,6kW
3.2.5.4. Máy san bê tông
Dựa vào điều kiện thực tế của công trường ta chọn được loại máy san như sau
Tên hãng KOMASU
Nước sản xuất Nhật
Mã hiệu GD 22-AC-1A
Trọng lượng 5,15 tấn
Kích thước giới hạn: Dài 5,52 m Rộng 1,94 Cao 3,085 m Khoảng thoáng gầm xe 285 mm Bán kính quay nhỏ nhất 4,5 m
Vận tốc di chuyển: Tiến 3,8-31,4 km/h Lùi 3,5-28,4 km/h
Kiểu và mã hiệu 4D105
Công suất lý thuyết 65 Cv
Loại nhiên liệu sử dụng Diezel
Định mức tiêu hao nhiên liệu lý thuyết chế độ nhẹ: 9,84 kg/h Năng suất lý thuyết trung bình 66 m2/h
Lưỡi gạt: Rộng 2,2 m
Cao 0,425 m
Lực cắt cực đại 2,25
Lưỡi san có răng 5
Áp lực cực đại 1,13
Khoảng cách giữa các răng 825 mm Kích cỡ lốp xe Trước 7,5-2-10
Sau 422x1/7-220-10 3.2.5.5. Máy đầm bê tông
33 Chọn loại đầm dùi chạy bằng động cơ điện
Mã hiệu: I-50A
Bán kính đầu quả đầm 114 mm
Chiều dài đầu đầm 416 mm
Tần số dao động trong 1 giây: 96 lần
Lực kích thích 408 kg
Mômen quán tính tĩnh 0,112 Nm
Cộng suất động cơ 0,5 Cv
Đường kính ngoài 114 mm
Chiều dài 1214 mm
Trọng lượng 20 kg
34 Năng suất máy đầm
2 1
2. . . 2
t t
d r Ndd k
= + (3-24)
Trong đó
Ndd: Năng suất đầm dùi K: hệ số sử dụng, k=0,85;
r: bán kính tác dụng của đầm, r=30 cm ;
d: Chiều dày lớp bê tông được đầm, (đối với đầm chày chiều dày lớp vữa bê tông chỉ nên bằng 0,8÷1,25 lần chiều dài của chầy đầm), chọn d=0,8*41,6=33,3 cm
t1: thời gian đầm một chỗ, (thường biến thiên trong khoảng 30÷40 giây) chọn t1=30 (s);
t2: thời gian di chuyển đầm, (thường từ 3÷5 giây) chọn t2 = 5 (s);
Thay các giá trị đã biết vào công thức (3-24) ta được Ndd =
5 30
333 , 0
* 3 , 0
* 85 , 0
*
2 2
+ = 5,24 m3/h 35 Số lượng máy đầm:
nd =
dd tram
N
N =533,24= 6,3 (3-25)
Chọn số máy đầm nd = 7,
Vậy số máy đầm phục vụ thi công công trình là nđ = 7, dự trù 1 cái.
3.2.5.6. Máy đào phục vụ công tác thi công móng và san ủi mặt bằng
Kích thước Cao 11 m
Dài 3,26 m
Rộng 3,19 m
Áp lực lên đấp 0,67 kg/cm2
Vận tố quay di chuyển 5,5 km/h
Chiều rộng một bản xích/khoảng cách giữa 2 vệt bánh xe 0,6 m/
Mã hiệu động cơ SA6D114E
Công suất lý thuyết của động cơ 155 Cv
Thời gian quay trung bình của một chu kỳ 18,5 giây Loại nhiên liệu sử dụng Diezel
Định mức tiêu hao nhiên liệu lý thuyết 23,53 kg/giờ Năng suất lý thuyết ở mức độ làm việc trung bình 88,4 m3/h
Dung tích 1,16 m3
Bảng 3-10: Bảng tổng hợp các loại máy móc phục vụ thi công
Loại máy Mã hiệu Số máy làm việc Số máy dự trù
Trạm trộn DL 750 1
Ô tô TK20GD -
Ô tô vận chuyển BT SB-92A 4 1
Ô tô cần trục DEK-631 1
Cầu tháp MR 150-SB40 1
Máy san GD 22-AC1A 1
Đầm I-50A 6 1
Máy đào PC340-6 -
3.2.6. Phương pháp đổ, san, đầm, bảo dưỡng bê tông 3.2.6.1. Phương pháp đổ bê tông:
Việc đổ bê tông theo lớp được tổ chức sao cho diện tích bề mặt lớp đang đổ là nhỏ nhất để giảm bớt sự ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường tới khoảnh đổ. Trước khi đổ bê tông phải lót một lớp vữa xi măng dày 2-5cm.
Phương án đổ bê tông đối với các khoảnh đổ khác nhau đã được nêu trong mục 3.2.2
Kiểm tra điều kiện không phát sinh khe lạnh cho khoảnh đổ điển hình.
36 Điều kiện để bê tông không phát sinh khe lạnh:
Ftt ≤ [F] =
h T T N
k. ( 1 − 2)
(3-26) Trong đó
k: hệ số trở ngại do vận chuyển, k=0,9;
N: Năng suất thực tế của trạm trộn, (m3/h);
T1: thời gian ninh kết ban đầu của xi măng, T1=1,5h;
T2: Thời gian vận chuyển vữa bê tông từ trạm trộn vào khoảnh, T2=0,025h h: Chiều dầy một lớp đổ, h=(0,2÷0,4) m;
[F]: diện tích khống chế đổ bê tông không phát sinh khe lạnh, (m2);
Ftt: diện tích bề mặt bê tông của khoảnh đổ, (m2)
* Trường hợp đổ lên đều:
Thay các thông số vào công thức (3-32) ta được [F] = 0,9*33*0(1,,25−0,025)= 219 m2
Hầu hết các khoảnh đổ đã phân có V<300 m3 và diện tích khoảnh đổ:
Ftt=BxL = 9x21 =189 m2. Kiểm tra điều kiện ta thấy Ft=189 m2<[F]=219m2 nên chọn trường hợp đổ lên đều là hợp lý.
* Trường hợp đổ theo lớp nghiêng:
Đối với các khoảnh có khối lượng V>300 m3ta chọn phương pháp đổ lớp nghiêng. Với các thông số như trên ta xác định được [F]=219 m2.
Diện tích theo mặt nghiêng của lớp đổ bê tông Fn = α
sin
BxH = 120,5,19x2,5=164,5 m2 (Với góc nghiêng của lớp đổ bê tông α = 110)
Kiểm tra điều kiện ta thấy Fn<[F] vậy chọn phương pháp đổ lớp nghiêng là hợp lý.
Phương pháp đổ lên đều thường dùng để đổ những công trình bê tông khối lớn có diện tích khoảnh đổ nhỏ. Đối với công trình đập Tân Giang những khoảnh đổ có khối lượng V<300m3 ta chọn phương pháp đổ lên đều để thi công. Đổ bê tông theo lớp nghiêng thường dùng để đổ bê tông những khoảnh đổ có chiều ngang nhỏ nhưng chiều dài lớn. Đối với những khoảnh đổ có V>300m3 ta chọn phương pháp đổ theo lớp nghiêng.
3.2.6.2. San bê tông:
Bê tông đổ đến đâu tiến hành san đến đó. Yêu cầu chung của công tác san là không làm cho bê tông bị phân cỡ, phân tầng. San bê tông có thể dùng phương pháp thủ công và bằng máy. Khi san bằng thủ công, nếu thấy hiện tượng bê tông bị phân cỡ phải xúc nơi có nhiều cốt liệu thô đổ vào chỗ có nhiều vữa và không làm ngược lại.
3.2.6.3. Đầm bê tông
37 Phải đầm lần lượt theo 1 trình tự nhất định: đầm theo từng hàng hoặc hai bên vào giữa hoặc xung quanh vào giữa
38 Đầm trên mặt nghiêng bao giờ cũng đầm từ dưới lên trên. Phương của đầm phải vuông góc với mặt bê tông.
39 Khoảng cách giữa các điểm đầm, từ đầm đến ván khuôn không được lớn hơn 1,5 lần bán kính tác dụng của đầm: chiều sâu của đầm phải cắm xuống lớp trước 5 cm và thời gian đầm tại một chỗ từ 15 đến 20 giây
40 Để đảm bảo được chất lượng bê tông, yêu cầu phải đầm đúng kỹ thuật, không được đầm sót. Quá trình đầm cần theo một trình tự nhất định. Bao giờ cũng tiến hành đầm từ thấp trước, cao sau, khi đổ theo lớp nghiêng hoặc mặt dốc cần đầm dưới chân dốc trước. Khi đầm bao giời cũng giữ cho mặt bê tông thành mặt phẳng nằm ngang. Ta có sơ đồ bố trí hướng đầm như hình (3-11).
a) b) c)
Hình 3-11: Bố trí thứ tự đầm
a và b) Đầm từ đầu này sang đầu kia; c) Đầm 2 phía dồn vào 3.2.6.3. Bảo dưỡng bê tông:
41 Phương pháp:
- Đối với mặt bê tông nằm ngang thường dùng mùn cưa, cát ướt, bao tải thấm nước phủ lên hoặc đổ trữ nước trên mặt bê tông
- Đối với mặt bê tông đứng dùng phương pháp tưới, phun nước nhân tạo
42 Thời gian dưỡng hộ: tuỳ theo điều kiện thực tế và loại xi măng mà qui định cụ thể. Xi măng poóclăng: Mùa hè: dưỡng hộ 21 ngày
Mùa đông: dưỡng hộ 14 ngày
R0
H
P
F