thicong2
MÔN HỌC
THI CÔNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI
MỤC ĐÍCH YÊU CẦU
Thi công công trình thủy lợi là một môn học bao gồm cả kỹ thuật thi
công và tổ chức thi công nằm trong chương trình đào tạo sinh viên của
ngành Xây dựng thủy lợi - thủy điện.
Phần kỹ thuật thi công trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản
về công tác dẫn dòng thi công, phương pháp và kỹ thuật thi công các dạng
công tác trong quá trình xây dựng công trình. Phần tổ chức thi công nhằm
giải quyết vấn đề thời gian và không gian mặt bằng xây dựng công trình
trong suốt quá trình thi công. Từ đấy vận dụng sáng tạo và cụ thể vào quá
trình thi công các công trình thủy lợi, thủy điện…
Yêu cầu sinh viên trong quá trình học tập cần nắm bắt được nội dung
và trình tự thiết kế dẫn dòng, các giải pháp kỹ thuật thi công của tất cả các
loại công tác trong quá trình xây dựng; các phương pháp tổ chức thi công,
lập kế hoạch và điều khiển thi công; các điều kiện cần tổ chức cho công
trường để có được mặt bằng thi công tốt, hiệu quả.
NỘI DUNG MÔN HỌC
Môn học Thi công công trình thủy lợi được chia làm 5 phần sau:
• Phần I : Dẫn dòng thi công và công tác hố móng
• Phần II : Công tác đất
• Phần III : Nổ mìn và công tác đá
• Phần IV : Công trình bê tông và bê tông cốt thép
• Phần V : Kế hoạch tổ chức thi công
MỤC LỤC GIỚI THIỆU MÔN HỌC
1. Nhiệm vụ và vị trí của môn thi công công trình thủy lợi
2. Sơ lược về sự phát triển của công tác xây dựng thủy lợi ở Việt Nam
3. Đặc điểm và tính chất thi công công trình thủy lợi
4. Nội dung môn học PHẦN I : DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ CÔNG TÁC HỐ MÓNG
Chương 1: DẪN DÒNG THI CÔNG
1.1. Đặc điểm của thi công các công trình thuỷ lợi và nhiệm vụ dẫn dòng 6
1.1.1. Đặc điểm của việc thi công công trình thuỷ lợi 6
1.1.2. Nhiệm vụ của dẫn dòng thi công 6
1.1.3. Nhiệm vụ thiết kế dẫn dòng thi công 6
1.2 Các phương pháp dẫn dòng thi công 6
1.2.1 Đắp đê quai ngăn dòng một đợt 6
1.2.2 Đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt 9
1.2.3 Chọn phương án dẫn dòng
1.2.4Tính toán thủy lực dẫn dòng
1.3. Chọn lưu lượng thiết kế thi công 17
1.3.1 Khái niệm: 17
1.3.2 Chọn tần suất thiết kế 17
1.3.3 Chọn thời đoạn dẫn dòng và lưu lượng thiết kế 18
1.4. Các nhân tố ảnh hưởng và các nguyên tắc khi chọn phương án. 19
1.4.1. Các nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án 19
1.4.2. Những nguyên tắc cơ bản khi chọn phương án dẫn dòng 19
Chương 2: ĐÊ QUAI (QUÂY) 21
2.1 Khái niệm chung 21
2.1.1. Định nghĩa và phân loại 21
2.1.2. Những yêu cầu cơ bản đối với đê quai 21
2.2. Cấu tạo và phương pháp thi công đê quây thông thường 21
2.2.1. Đê quai bằng đất 21
2.2.2. Đê quai bằng đá đổ 22
2.2.3. Đê quai bằng bó cây 23
2.2.4. Đê quai bằng cỏ và đất 24
2.2.5. Đê quai bằng bản cọc gỗ 25
2.2.6. Đê quai bằng bản cọc thép 26
2.2.7. Đê quai bằng khung gỗ 26
2.2.8. Đê quai bằng bêtông 27
2.3. Xác định cao trình đê quây (đỉnh), bố trí mặt bằng 28 2.3.1. Xác định cao trình đỉnh đê quây 28
2.3.2. Bố trí mặt bằng đê quây 29
Chương 3: NGĂN DÒNG 30
2.1 Khái niệm chung về ngăn dòng và các phương pháp ngăn dòng 30
3.1.1. Khái niệm chung 30
3.1.2. Các phương pháp ngăn dòng 30
3.2. Xác định các thông số tính toán trong thiết kế ngăn dòng 31
3.2.1. Chọn ngày tháng ngăn dòng 32
3.2.2. Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng 32
3.2.3. Xác định vị trí cửa ngăn dòng 32
3.2.4. Xác định chiều rộng cửa ngăn dòng 32
3.2.5. Đập ngăn dòng 33
3.3. Tính toán thuỷ lực ngăn dòng 34
3.3.1. Mục đích tính toán thuỷ lực ngăn dòng 34
3.3.2. Quá trình hình thành các dạng mặt cắt của đập ngăn dòng 34
3.3.3. Sự ổn định của hòn đá trong quá trình đổ đá lấp bằng 34
3.3.4. Tính toán xác định các kích thước của mặt cắt đập ngăn dòng 37
3.3.5. Bài toán thuận về ngăn dòng 41
3.4. Một số điểm cần chú ý trong tổ chức thi công ngăn dòng 42
3.4.1. Công tác chuẩn bị phải thật đầy đủ, chu đáo 42
3.4.2. Công tác tổ chức lãnh đạo phải thật chặt chẽ 42
Chương 4: TIÊU NƯỚC HỐ MÓNG 43
4.1. Khái niệm 43
4.1.1. Khái niệm và nhiệm vụ công tác tháo nước hố móng 43
4.1.2. Các phương pháp thoát nước hố móng 43
4.2. Các phương pháp tiêu nước trên mặt 43
4.2.1. Phạm vi ứng dụng 43
4.2.2. Bố trí hệ thống tiêu nước mặt 43
4.2.3. Xác định lượng nước cần tiêu 45
4.2.4. Một số vấn đề cần xử lý khi tiêu nước trên mặt 49
4.3. Phương pháp tiêu nước hố móng bằng cách hạ thấp MNN 49
4.3.1. Phạm vi ứng dụng 49 4.3.2. Hệ thống giếng thường 50
4.3.3. Hệ thống giếng kim 50
4.4. Thiết kế hạ thấp mực nước ngầm 53
4.4.1. Tính lưu lượng qua các giếng hoàn chỉnh 53
4.4.2. Tính lượng nước thấm qua giếng không hoàn chỉnh 53
4.4.3. Xác định khoảng cách giếng, số lượng giếng 54
4.4.4. Xác định chiều sâu hạ giếng kim 54
4.4.5. Trình tự tính toán thiết kế một hệ thống hạ thấp MNN 55
4.4.6. Những vấn đề cần chú ý khi thiết kế và thi công hệ thống hạ thấp 55
MNN
4.5. Bảo vệ hố móng không bị phá hoại khi tiêu nước 55
4.5.1. Bảo vệ đáy công trình chống nước ngầm phá hoại 55
4.5.2. Bảo vệ mái hố móng khi tiêu nước 56
Chương 5: XỬ LÝ NỀN 57
5.1. Khái niệm 57
5.2. Xử lý nền bằng lớp đệm 57
5.2.1. Xử lý nền bằng đệm cát 57
5.2.2. Xử lý nền bằng đệm đất 59
5.2.3. Xử lý nền đệm đá sỏi 59
5.3. Xử lý nền bằng cọc 59
5.3.1. Khái niệm 59
5.3.2. Các loại cọc, phạm vi áp dụng 59
5.3.3. Thi công đóng cọc 61
5.4. Xử lý nền bằng nổ mìn ép 61
5.4.1. khái niệm 61
5.4.2. Tính toán lượng thuốc nổ phá 69
5.4.3. Một số chú ý trong thi công 70
5.5. Xử lý nền bằng phương pháp hoá lý 70
5.5.1. Khái niệm về phương pháp xử lý nền hoá lý 70
5.5.2. Phụt vữa ciment để xử lý nền 71
5.5.3. Phụt vữa ciment đất sét xử lý nền 76
PHẦN II : CÔNG TÁC ĐẤT Chương 6 : KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÔNG TÁC ĐẤT 79
6.1 Vị trí công tác đất trong xây dựng Thủy lợi, phân loại và cấp đất 79
6.1.1 Vị trí công tác đất trong xây dựng Thủy lợi 79
6.1.2 Phân loại và phân cấp đất các thông số chủ yếu 79
6.2 Các phương pháp thi công cơ bản về đất 79
6.2.1 Các khâu cơ bản trong quá trình thi công đất, yêu cầu chất lượng khối
đất đắp
6.2.2 Các phương pháp thi công đất 80
Chương 7 : ĐÀO ĐẤT 80
7.1 Khái niệm chung về công tác đào đất 80
7.2 Lý luận về đào cắt đất 80
7.2.1 Khái niệm. 80
7.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình đào cắt đất 80
7.2.3 Tính chất cấu tạo của đất 80
7.2.4 Cấu tạo và sử dụng dao cắt đất 81
7.3 Máy đào đất một gàu 82
7.3.1 Cấu tạo, tính năng máy đào 1 gàu 82
7.3.2 Đào đất bằng máy đào gàu ngửa 84
7.3.3 Đào đất bằng máy đào gàu dây 87
7.3.4 Đào đất bằng máy đào gàu ngược 90
7.3.5 Tính toán năng suất máy đào đất 1 gàu 90
7.3.6 Biện pháp nâng cao năng suất máy đào 1 gàu 91
7.4 Máy cạp 91
7.4.1 Khái niệm và phân loại 91
7.4.2 Cấu tạo, tính năng công tác 92
7.4.3 Các sơ đồ di chuyển của máy cạp 93
7.4.4 Tính toán năng suất, biện pháp nâng cao năng suất máy cạp đất 94
7.5 Máy ủi đất 94
7.5.1 Khái niệm chung về máy ủi 94
7.5.2 Bố trí làm việc của máy ủi đất 96
7.5.3 Tính toán năng suất và biện pháp nâng cao năng suất máy ủi đất 96
7.6 Đào đất bằng thủ công 97 7.6.1 Khái niệm 97
7.6.2 Các công cụ đào đất bằng thủ công 97
7.7 Bố trí hiện trường đào đất 98
7.8 Máy đào đất nhiều gàu 98
7.8.1 Khái niệm và phân loại 98
7.8.2 Các loại máy đào nhiều gàu, cách bố trí đào đất 98
7.8.3 Tính toán năng suất máy đào nhiều gàu 99
7.9 Máy san 99
7.9.1 Khái niệm chung 99
7.9.2 Năng suất, biện pháp nâng cao năng suất 100
7.10 Máy xới tơi đất, máy bào đất 101
Chương 8: VẬN CHUYỂN ĐẤT
8.1 Mở đầu 102
8.1.1 Khái niệm 102
8.1.2 Các phương pháp vận chuyển đất 102
8.1.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án vận chuyển 102
8.2 Vận chuyển bằng ôtô, máy kéo 102
8.2.1 Vận chuyển bằng ôtô 102
8.2.2 Vận chuyển bằng máy kéo 103
8.3 Vận chuyển bằng đường ray 104
8.3.1 Khái niệm 104
8.3.2 Vận chuyển bằng đường ray rộng 104
8.3.3 Đường ray hẹp 104
8.4 Vận chuyển bằng băng chuyền 104
8.4.1 Đặc điểm và phân loại 104
8.4.2 Cấu tạo của băng chuyền 105
8.5 Tính toán năng suất 105
8.5.1 Năng suất vận chuyển của ôtô, máy kéo, tàu hỏa 105
8.5.2 Năng suất vận chuyển của băng chuyền 106
Chương 9: ĐẦM ĐẤT VÀ THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN
9.1 Nguyên lý cơ bản của đầm nén đất 107
9.1.1 Khái niệm chung 107 9.1.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình nén chặt của đất 107
9.2 Máy đầm và công cụ đầm đất 108
9.2.1 Phân loại các loại đầm 108
9.2.2 Đầm lăn ép 108
9.2.3 Đầm nệm 109
9.2.4 Đầm chấn động 110
9.2.5 Các thông số đầm nén 110
9.2.6 Thí nghiệm đầm nén đất ở công trường 113
9.3 Thi công đập đất đầm nén 113
9.3.1 Khái niệm chung 113
9.3.2 Qui hoạch bãi vật liệu, đào và vận chuyển đất lên đập 114
9.3.3 Công tác chuẩn bị 115
9.3.4 Công tác trên mặt đập 115
9.3.5 Khống chế kiểm tra chất lượng 117
9.4 Biện pháp thi công đập đất trong mùa mưa lũ 118
9.4.1 Khái niệm 118
9.4.2 Các biện pháp thi công trong mùa mưa lũ 118
9.5 Tu sửa đập đất 118
9.5.1 Đập bị ngấm nghiêm trọng 119
9.5.2 Đập bị lún, trượt mái 119
9.5.3 Nứt nẻ đập 119
Chương 10 : THI CÔNG ĐẤT BẰNG MÁY THỦY LỰC
10.1 Khái niệm 121
10.2 Công tác đào đất 121
10.2.1 Đào đất bằng súng bắn nước 121
10.2.2 Thiết bị chủ yếu để thi công đào đất bằng súng bắn nước 121
10.2.3 Tổ chức thi công đất bằng súng bắn nước 122
10.3 Đào đất bằng tàu hút bùn 125
10.3.1 Nguyên lý đào đất bằng tàu hút bùn 125
10.3.2 Cấu tạo tàu hút bùn 125
10.3.3 Các sơ đồ đào đất bằng tàu hút bùn 126
10.3.4 Cường độ thi công tàu hút bùn và số lượng tàu hút bùn 128 10.4 Công tác vận chuyển vữa bùn 128
10.4.1 Một số khái niệm về vận chuyển vữa bùn 128
10.4.2 Vận chuyển vữa bùn
PHẦN III: NỔ MÌN VÀ CÔNG TÁC ĐÁ
Chương 11: LÝ LUẬN CƠ BẢN VỀ NỔ PHÁ, CÁC PHƯƠNG PHÁP
NỔ MÌN CƠ BẢN
11.1. Khái niệm chung 131
11.1.1. Công tác nổ mìn trong xây dựng thuỷ lợi 131
11.1.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả nổ mìn 131
11.2. Lý luận cơ bản về sự nổ phá, nguyên lý tính toán khối thuốc nổ 132
11.2.1. Lý luận cơ bản về sự nổ phá 132
11.2.2. Tính toán lượng thuốc nổ 134
11.3. Thuốc nố và cách gây nổ 137
11.3.1. Các tính năng kỹ thuật của thuốc nổ 137
11.3.2. Các yêu cầu đối với thuốc nổ dùng trong xây dựng thuỷ lợi 139
11.3.3. Một số loại thuốc nổ thường dùng 139
11.3.4. Các thiết bị gây nổ 140
11.3.5. Các phương pháp gây nổ 143
11. 4. Công tác khoan 147
11.4.1. Khái niệm, phân loại 147
11.4.2. Máy khoan xung kích 148
11.4.3. Máy khoan xoay đập 149
11.4.4. Máy khoan xoay 150
11.4.5. Năng suất máy khoan 150
11.5 Các phương pháp nổ mìn cơ bản 150
11.5.1. Khái niệm 150
11.5.2. Phương pháp nổ mìn lỗ nông 150
11.5.3. Phương pháp nổ mìn lỗ sâu 152
11.5.4. Phương pháp nổ mìn bằng biện pháp nạp thuốc phân đoạn không khí 153
11.5.5. Phương pháp nổ mìn bầu 153
11.5.6. Phương pháp nổ mìn hầm 154
11.5.7. Nổ mìn Vi sai 156 11.5.8. Phương pháp nổ mìn ốp 156
11.5.9. Phương pháp nổ mìn tạo viền 157
Chương 12: ỨNG DỤNG NỔ MÌN TRONG XÂY DỰNG THUỶ LỢI
12.1. Nổ mìn định hướng trong XDTL 158
12.1.1. Định nghĩa nổ mìn định hướng 158
12.1.2. Cơ sở lý luận của nổ mìn định hướng 158
12.2. Nổ mìn định hướng để đắp đập 159
12.2.1. Khái niệm 159
12.2.2. Chọn vị trí xây dựng đập 159
12.2.3. Bố trí các bao thuốc 159
12.2.4. Xác định các thông số nổ phá 161
12.2.5. Xác định phạm vi nổ phá 165
12.2.6. Xác định các thông số của khối đắp sau khi nổ mìn định hướng 164
12.2.7. Công tác hoàn thiện sau khi nổ 165
12.3. nổ mìn định hướng đào kênh 165
12.3.1. Trường hợp nổ phá bằng bao thuốc tập trung 166
12.3.2. Trường hợp bao thuốc hình dài có đường kính lớn đặt ngang 166
12.4. Nổ mìn đào móng công trình thuỷ lợi 167
12.4.1. Khái niệm 167
12.4.2. Xác định kích thước tầng đất đá bảo vệ 167
12.4.3. Phân đợt khoan nổ, bốc xúc đá 168
12.5. Kỹ thuật an toàn trong công tác nổ phá 168
12.5.1. Bảo quản và vận chuyển tốt vật liệu nổ 168
12.5.2. Lập thiết kế hoặc hộ chiếu khoan nổ mìn 168
12.5.3. Xác định khoảng cách an toàn 168
Chương 13: THI CÔNG ĐẬP ĐÁ ĐỔ
13.1. Khái niệm chung 171
13.1.1. Mở đầu 171
13.1.2. Các yêu cầu chung về thi công đập đá đổ 171
13.2. Thi công đập đá đổ 173
13.2.1. Các loại đập đá đổ thường xây dựng 173
13.2.2. Thi công đập đá đổ 173 13.3. Các công tác cần thiết khi thi công đập đá đổ 177
13.3.1. Xác định cường độ thi công và trình tự thi công 177
13.3.2. Công tác khống chế, kiểm tra chất lượng khi xây dựng đập 177
PHẦN IV CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP
Chương 15. MỞ ĐẦU
15.1. Các yêu cầu cơ bản để đảm bảo chất lượng công trình bê tông:
15.2. Thực tế thi công cần chú trọng các vấn đề sau:
Chương 16. GIA CÔNG CỐT LIỆU
16.1. Những yêu cầu cơ bản đối với cốt liệu:
16.2 Gia công cốt liệu
16.2.1. Nghiền đá:
16.2.2. Sàng cốt liệu:
16.2.3. Rửa cốt liệu:
Chương 17. CÔNG TÁC VÁN KHUÔN (CỐP PHA)
17.1 Những yêu cầu cơ bản đối với ván khuôn
17.2 Xác định lực tác dụng lên ván khuôn và các bước thiết kế ván
khuôn
17.2.1. Lực tác dụng:
17.2.2. Tổ hợp lực để tính toán VK và đà giáo chống đỡ:
17.2.3. Các bước thiết kế ván khuôn:
17.3. Phân loại và kết cấu ván khuôn
17.3.1. Phân loại ván khuôn:
17.3.2. Một số loại ván khuôn thường gặp:
17.4 Dựng lắp và tháo dỡ ván khuôn
17.4.1. Dựng lắp ván khuôn:
17.4.2. Tháo dỡ ván khuôn:
17.5 . Công tác nghiệm thu
Chương 18. CÔNG TÁC CỐT THÉP
18.1. Gia công cốt thép
18.1.1. Duỗi thẳng cốt thép
18.1.2. Cắt cốt thép 18.1.3. Uốn cốt thép:
18.1.4. Đánh rỉ cốt thép:
18.2. Vận chuyển, đặt buộc cốt thép
18.2.1. Vận chuyển cốt thép:
18.2.2. Các dụng cụ đặt buộc cốt thép:
18.2.3. Cách đặt buộc cốt thép:
18.3. Cốt thép trong bê tông dự ứng lực
18.3.1. Các biện pháp thi công bê tông dự ứng lực:
18.3.2. Các biện pháp kéo cốt thép trong bê tông dự ứng lực:
18.3.3. Những vấn đề kỹ thuật cơ bản trong thi công cốt thép bê tông
dự ứng lực:
18.3. Xưởng gia công cốt thép
Chương 19. SẢN XUẤT BÊ TÔNG
19.1. Phối liệu bê tông
19.1.2. Xác định tỷ lệ cấp phối bê tông:
19.1.3. Cách phối liệu:
19.2. Phương pháp trộn và máy trộn bê tông
19.2.1. Phương pháp trộn bê tông:
19.2.2. Các loại máy trộn bê tông
19.2.3. Các thông số của máy trộn bê tông
19.3. Nhà máy trộn và trạm trộn bê tông
19.3.1. Xác định năng suất trạm trộn và số máy trộn bê tông:
19.3.2. Các hình thức bố trí nhà máy và trạm trộn bê tông:
19.3.3. Nhà máy trộn bê tông:
19.3.4. Nhà máy trộn bê tông liên tục:
19.3.5. Trạm trộn bê tông thủ công và cải tiến:
Chương 20. VẬN CHUYỂN VỮA BÊ TÔNG
20.1. Nguyên lý cơ bản đối với công tác vận chuyển bê tông
20.1.1. Yêu cầu kỹ thuật khi vận chuyển vữa bê tông:
20.1.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến chọn phương thức v/ch:
20.2. Vận chuyển bê tông theo phương ngang
20.2.1. Vận chuyển bằng ô tô: 20.2.1.2. Kết hợp với cần cẩu:
20.2.1.3. Ô tô chở bê tông trong các thùng chứa để cần cẩu đưa vào
khoảnh đổ:
20.2.1.4. Ô tô đổ vào thùng trung chuyển:
20.2.2. Vận chuyển bằng đường ray (xe goòng):
20.2.3. Vận chuyển bằng thủ công:
20.3. Vận chuyển bê tông theo phương thẳng đứng
20.3.1. Vận chuyển bằng thăng tải:
20.3.2. Vận chuyển bằng cần trục cột buồm:
20.3.3. Vận chuyển bê tông bằng cần trục bánh xích và bánh hơi:
20.3.4. Vận chuyển bê tông bằng cần trục cổng:
20.4.4. Vận chuyển bê tông bằng cần trục tháp:
20.4.5. Vận chuyển bê tông bằng cần trục dây cáp:
20.4. Vận chuyển vữa bê tông liên tục
20.4.1. Vận chuyển bằng băng chuyền:
20.4.2. Bơm bê tông:
20.4.3. Vận chuyển vữa bê tông bằng hơi ép: (tham khảo GT)
20.5. Các thiết bị phụ trợ cho công tác vận chuyển vữa bê tông
(xem GT)
Chương 21. ĐỔ, SAN, ĐẦM VÀ DƯỠNG HỘ BÊ TÔNG
21.1. Phân khoảnh đổ bê tông
21.1.2. Sự cần thiết và nguyên tắc phân chia khoảnh đổ:
21.1.3. Các hình thức phân chia khoảnh đổ:
21.2. Công tác chuẩn bị trước khi đổ bê tông
21.2.1. Chuẩn bị nền:
20.2.2. Xử lý khe thi công(mạch ngừng thi công):
20.2.3. Kiểm tra trước khi đổ bê tông:
21.3. Đổ, san, đầm và dưỡng hộ bê tông
21.3.1. Đổ bê tông:
21.3.2. San bê tông:
21.3.3. Đầm bê tông:
21.3.4. Dưỡng hộ bê tông:
21.4. Ứng suất nhiệt trong bê tông khối lớn 21.4.1. Ứng suất nhiệt của bê tông:
21.4.2. Biện pháp giảm ứng suất nhiệt trong bê tông:
Chương 22. THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG VÀ NHÀ MÁY THUỶ
ĐIỆN
22.1. Đặc điểm
22.2. Đào và xử lý nền móng
22.2.1. Đào móng:
22.2.2. Xử lý nền:
22.3. Phân đợt và phân đoạn thi công
22.4. Bố trí hệ thống sản xuất bê tông
22.5. Bố trí cần trục và cầu công tác
22.6. Xử lý khe thi công và lắp đặt thiết bị chôn sẵn
22.6.1. Xử lý khe thi công:
22.6.2. Lắp đặt cấu kiện chôn sẵn:
22.7. Tu sửa đập và kết cấu bê tông
22.8. Trình tự thi công lắp đặt trạm thuỷ điện
22.8.1. Đặc điểm
22.8.2. Trình tự thi công
Chương 23. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐẶC BIỆT
TRONG CÔNG TÁC BÊ TÔNG
23.1. Độn đá hộc trong bê tông
23.2. Đổ bê tông dưới nước
23.3. Thi công bê tông bằng phương pháp lắp ghép
23.4. Phun vữa và phun bê tông
23.5. Thi công bê tông bằng phương pháp chân không Chương 24. Những vấn đề chung về xây dựng cơ bản
24.1. Nhiệm vụ và đặc điểm của kế hoạch và tổ chức thi công
24.2. Các thời kỳ tổ chức xây dựng
23.2.1. Thời kỳ chuẩn bị cho thi công
23.2.2. Thời kỳ thi công công trình
23.2.3. Thời kỳ bàn giao công trình
24.3. Cơ cấu quản lý thi công
24.4. Biên soạn thiết kế tổ chức thi công
Chương 25. Định mức kỹ thuật
Chương 26. Kế hoạch tiến độ thi công
26.1. Mở đầu
26.1.1. Khoa học tổ chức xây dựng
26.1.2. Tổ chức thời gian
26.1.3. Kế hoạch tiến độ thi công
26.1.3.1. Mục đích của việc lập kế hoạch tiến độ thi công
26.1.3.2. Nhiệm vụ của lập kế hoạch tiến độ thi công
26.1.3.3. Nội dung của kế hoạch tiến độ thi công
26.1.3.4. Ý nghĩa của kế hoạch tiến độ thi công
26.1.3.5. Phân loại kế hoạch tiến độ thi công
26.1.3.6. Nguyên tắc lập kế hoạch tiến độ thi công
26.2. Biên soạn kế hoạch tiến độ thi công 26.2.1. Các tài liệu cần thiết
26.2.2. Trình tự biên soạn kế hoạch tiến độ thi công
Chương 26. Bố trí mặt bằng thi công
26.3. Mở đầu
26.4. Phân loại bản đồ bố trí mặt bằng
26.5. Trình tự thiết kế bản đồ bố trí mặt bằng
26.6. Công trình tạm, xí nghiệp phụ
26.7. Diện tích xí nghiệp phụ
26.8. Công tác kho bãi
26.9. Cấp nước cho công trường
26.10. Cấp điện cho công trường
26.11. Cấp hơi ép cho công trường
26.12. Bố trí quy hoạch nhà ở
Chương 27. Tổ chức vận chuyển
27.1. Lựa chọn phương án vận chuyển
27.2. Bài toán vận trù
Chương 28. Dự toán xây dựng cơ bản
28.1. Mở đầu
28.2. Cách lập dự toán xây dựng công trình
http://www.ebook.edu.vn
PHẦN II : CÔNG TÁC ĐẤT
Chương 6 : KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÔNG TÁC ĐẤT
6.1 Vị trí công tác đất trong xây dựng Thủy lợi, phân loại và cấp đất:
6.1.1 Vị trí công tác đất trong xây dựng Thủy lợi.
- Quá trình thi công các công trình thủy lợi đều phải tiến hành công tác đào
và đắp đất. Dù là những công trình bằng bê tông, bê tông cốt thép, công trình đá, đặc
biệt là công trình đất thì khối lượng công trình đào đắp vẫn chiếm 1 tỉ lệ rất lớn. Ví dụ
như:
Thác Bà: 1.405.000 m3
Cẩm Ly: 79.000 m3
Phú Ninh: (3 - 5).106
m3
riêng đập đắp 2,5.106
m3
Đặc điểm của thi công đập đất:
1. Khối lượng lớn cường độ thi công cao
2. Hiện tượng thi công chật hẹp (do nằm trên phạm vi hố móng) gây trở ngại cho
việc đào và vận chuyển đất.
3. Mức độ cơ giới hóa thi công phải cao, thời gian thi công hạn chế.
4. Yêu cầu chất lượng khối đắp cao nhất là công trình có cột nước lớn.
5. Công tác thi công đất chịu ảnh hưởng trực tiếp của điều kiện tự nhiên như
điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thủy văn, thời tiết và khả năng cung ứng
nhân lực vật lực v.v ... Yêu cầu chất lượng đào đắp cao, thời gian thi công hạn
chế.
- Không những hiện nay và trong tương lai việc thi công đất vẫn chiếm 1
vị trí rất quan trọng trong xây dựng thủy lợi bởi vì có ưu điểm sau:
+ Có thể tiết kiệm được sắt thép, xi măng là những thứ đắt tiền khó mua.
Dùng vật liệu tại chỗ giảm được phí tổn vận chuyển từ nơi xa đến. Sử dụng công cụ,
thiết bị sức người tương đối cơ động & linh hoạt
+ Kỹ thuật thi công đơn giản (công nghệ thi công tương đối giản đơn)
+ Nhân dân ta có nhiều khái niệm về công tác thi công đất. http://www.ebook.edu.vn
6.1.2 Phân loại và phân cấp đất các thông số chủ yếu:
- Mục đích: Dùng để tiện cho việc chọn thiết bị, tra cứu định mức, lập dự
toán, lập kế
hoạch tổng tiến độ thi công trong thiết kế tổ chức thi công.
- Dựa vào phương pháp thi công người ta phân cấp đất như sau:
+ Thi công đất bằng phương pháp thủ công chia ra làm 4 cấp đất I, II, III,
IV với 9
nhóm đất.
+ Dùng cho công tác đào xúc, vận chuyển đắp đất bằng máy có 4 cấp đất.
- Phân loại đất dựa vào cấu tạo của đất.
Cấu tạo của đất rất phức tạp gồm 3 thành phần hạt cứng, nước và khí.
Trạng thái, tính chất của đất thay đổi theo thời gian do tác dụng của tự nhiên và con
người. Việc phân loại đất được nghiên cứu trong các giáo trình cơ học đất địa chất
công trình.
- Những thông số đánh giá tính chất cơ lý của đất bao gồm:
+ Khối lượng riêng γ = 2,35 -3,3 t/m3
+ Khối lượng riêng khô γK = 1,45- 1,9 t/m3
+ Hệ số tơi kt > 1 = Vt /v = Thể tích đất tơi/Thể tích trước khi đào = f (
loại đất ... ). Khi cần chuyển đổi thể tích đất từ thể tơi sang thể chắc người ta sử dụng
hệ số ảnh hưởng tơi.
+ Độ ẩm của đất w: là thông số quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng khối
đắp.
+ Lực dính và góc nội ma sát trong f = tgϕ: là yếu tố cơ bản quyết định mái
dốc công trình đất và ảnh hưởng đến mức độ đào khó hay dễ vận chuyển đất.
+ Lực dính: đất dính ký hiệu C tính bằng KN/cm2
, KG/cm2
6.2 Các phương pháp thi công cơ bản về đất:
6.2.1 Các khâu cơ bản trong quá trình thi công đất, yêu cầu chất lượng khối đất http://www.ebook.edu.vn
đắp:
- Quá trình thi công đất thường gặp 3 khâu cơ bản là đào, đắp, vận chuyển
Khâu đào: thường gặp là đào móng, kênh mương, đào khai thác vật
liệu, đào đất dọn mặt bằng thi công.
Khâu đắp: đắp đập để kênh mương, đắp đường v . v . . .
Khâu vận chuyển: là khâu trung gian của 2 khâu nói trên .
- Yêu cầu khối lượng khối đất đắp cần thỏa mãn các yêu cầu sau;
+ Khối đất đắp phải chặt, hệ số thấm phải nhỏ và phù hợp với qui định
thiết kế .
+ Khối đắp phải ổn định dưới tác dụng của nước, không được nứt
nẻ nghiêm trọng, độ lún nhỏ, trên mặt không bị xói, khối đắp không bị sạt lở hay hư
hỏng khác.
6.2.2 Các phương pháp thi công đất:
1. Thi công bằng thủ công: là người ta dùng các công cụ thông thường hay cải tiến
như cuốc, xẻng, chòng . . . để đào xúc gánh, khiêng hàng các loại xe cút kít, cải tiến để
vận chuyển, các loại đầm tay và đầm cải tiến để đầm đất.
Công tác đào đất bằng thủ công thường được áp dụng cho những hạng mục làm đất
với khối lượng nhỏ hay những điều kiện không thể dùng máy thi công được.
2. Đào, vận chuyển đất bằng cơ giới
2.1. Thi công bằng máy: là sử dụng các loại máy đào 1 gầu ( thuận, nghịch, dây,
ngoạm) máy đào nhiều gầu, máy cạp, ủi để đào, xúc đất, dùng ôtô, gồng, băng
chuyền để vận chuyển và các loại máy đầm chân dê, bánh hơi, đầm chấn động để đầm
chặt.
2.2. Thi công bằng máy thủy lực: là sử dụng các thiết bị chuyên môn như súng
nước, máy bơm, tàu hút hệ thống ống dẫn để tiến hành đào, vận chuyển, đắp đất.
http://www.ebook.edu.vn
2.3. Đắp đất trong nước: đào và vận chuyển giống 2 phương pháp trên riêng việc
đắp không đầm nén mà lợi dụng tác dụng của nước làm cho đất đắp trong nước có 1
kết cấu mới.
2.4. Thi công bằng nổ mìn và nổ mìn định hướng: dùng nổ mìn làm tơi đất (
thay đào ) dùng các biện pháp thi công khác để xúc và vận chuyển hay dùng phương
pháp nổ mìn định hướng ( đào, vận chuyển, đắp đất )
Nói chung có nhiều phương pháp thi công tùy điều kiện thiết kế cụ thể mà
sử dụng phương pháp này hay phương pháp khác hoặc hỗn hợp. Quá trình thi công
cần phải thông qua tính toán so sánh kinh tế và kỹ thuật để chọn 1 phương pháp thi
công hợp lý.
http://www.ebook.edu.vn
2.5- Tổ chức đào đất thủ công
2.6-
http://www.ebook.edu.vn 1
Chương 7 : ĐÀO ĐẤT
7.1 Khái niệm chung về công tác đào đất :
- Khi thi công những công trình thủy lợi đều phải tiến hành công tác đào đất như
đào kênh mương, đào móng, đào tràn, khai thác vật liệu v . v . . .
- Nói chung khâu đào đất thường là khâu đầu tiên trong dây chuyền sản xuất của
thi công và chiếm khối lượng rất lớn. Vì thế giải quyết được khâu này sẽ có được 1 ý
nghĩa thực tiễn lớn.
- Căn cứ vào việc sử dụng trang thiết bị ta chia làm 4 phương pháp đào đất
cơ bản : đào đất bằng thủ công, máy, nổ mìn, máy thủy lực.
- Yêu cầu cơ bản của công tác đào đất là : Đúng đồ án đã thiết kế, năng suất cao,
an toàn. Để bảo đảm yêu cầu đó phải chú ý các điểm sau :
+ Chọn dụng cụ, máy móc thi công thích hợp với loại đất và điều kiện hiện
trường
+ Tổ chức thi công khoa học
+ Tạo điều kiện thi công dễ dàng
7.2 Lý luận về đào cắt đất :
7.2.1 Khái niệm.
- Nghiên cứu về đào đất chủ yếu là nghiên cứu về trở lực, các nhân tố ảnh hưởng
đến trở lực trong quá trình cắt đất căn cứ vào đó có thể chọn công cụ thiết bị đào xúc
thích hợp với từng loại đất mặt khác có thể cải tiến các thiết bị hoặc có biện pháp ngăn
chặn những ảnh hưởng bất lợi công tác đào.
- Khi đào đất do tác dụng của lực ( kéo, đẩy ) lưỡi dao cắm vào trong đất làm cho
khối đất bị biến dạng nếu áp lực cắt đất > ứng suất cực hạn của đất thì quá trình đào đất
được thực hiện. http://www.ebook.edu.vn 2
7.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình đào cắt đất:
Việc đào xúc đất nhất là việc cắt đất khó hay dễ, dùng lực lớn hay nhỏ, năng suất
cao hay thấp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủ yếu là lực cản. Lực cản lớn hay nhỏ phụ
thuộc vào 2 vấn đề cơ bản sau :
7.2.3 Tính chất cấu tạo của đất :
a. Độ ẩm của đất :
Độ ẩm của đất lớn ở trạng thái bão hòa, đất ở trạnh thái nửa lỏng sức chịu tải thấp
gây khó khăn cho thi công nên năng suất thấp.
Độ ẩm nhỏ : đất khô cứng thì đào xúc khó khăn.
Biện pháp khắc phục :
Cấu tạo và
sử dụng dao
cắt đất.
…….
Tính chất
cấu tạo của
đất
Lực cản http://www.ebook.edu.vn 3
w lớn dùng biện pháp tháo nước mặt hay nước ngầm, phơi khô
w nhỏ dùng biện pháp tưới nước để đất mềm dễ đào.
b. Cấu tạo hạt.
Đất có cấu tạo hạt khác nhau, độ chặt khác nhau nên lực chống cắt khác nhau nên
đào có mức độ khó dễ khác nhau. Ví dụ như đất sét thì hạt nhỏ, lực dính lớn nên khó đào
hơn đất cát
Đất có ϕ nhỏ mái ổn định thoải nên làm tăng khối lượng đào do đó ảnh hưởng
đến năng suất và an toàn thi công. Mái ổn định phụ thuộc vào chất đất và độ sâu đào đất
trong thi công thường tra bảng.
7.2.4 Cấu tạo và sử dụng dao cắt đất.
Thực tế cho thấy rằng trở lực cắt đất càng lớn khi góc cắt đất γ, độ vát lưỡi dao ε,
góc lệch giữa lưỡi dao và mặt phương cắt đất α và độ dày lưỡi dao h do đó thường dùng
lưỡi dao thép cứng và mỏng để đào đất có lực cản lớn và cắt từng lớp mỏng và α < 900
.
Ngoài ra chu vi lưỡi dao, độ cong lưỡi dao cũng ảnh hưởng lớn đến lực cản.
7.3 Máy đào đất một gàu:
7.3.1 Cấu tạo, tính năng máy đào 1 gàu:
a. Định nghĩa:
Máy đào đất 1 gàu là loại máy đào đất thường dùng làm việc theo chu kỳ. Chu kỳ
công tác bao gồm :
Đào → xúc → quay máy → đổ đất→ quay máy→ lại đào xúc đất . http://www.ebook.edu.vn 4
Sau khi đào xúc thì vận chuyển đi 1 đoạn hay đổ vào công cụ vận chuyển
- Trong xây dựng thủy lợi máy được dùng để đào kênh mương và đào hố móng
khai thác vật liệu . . .
xúc
quay máy
Đào
quay máy
đổ đất http://www.ebook.edu.vn 5
Một số hình ảnh máy đào một gàu
b. Cấu tạo máy đào đất một gàu bao gồm:
- Bộ phận công tác
- Bộ phận di chuyển
- Bộ phận động lực
Cấu tạo của 3 bộ phận trên cơ bản giống nhau nên chỉ cần dùng thay đổi bộ phận
công tác là có thể biến loại máy đào này thành máy đào gàu khác. Ngoài ra còn làm cần http://www.ebook.edu.vn 6
trục, máy đóng cọc, máy san. Loại máy này do ứng dụng rộng rãi nên gọi là máy vạn
năng.
- Phân loại:
Phân loại
công tác di chuyển động lực
Gàu ngửa
(thuận)
Gàu sấp
Gàu dây
bánh xích bánh hơi dầu ma dút điện
hơi nước Gàu ngoạm http://www.ebook.edu.vn 7
Loại máy Cấu tạo, tính năng kỹ thuật Phạm vi ứng dụng
máy đào gàu ngửa
Bộ phận công tác của máy đào gàu ngửa bao gồm: Gàu, tay gàu, cần chống,
một số ròng rọc và dây cáp. Đấu dưới của cần chống được nối tiếp bằng khớp với bệ
quay của máy. Đấu trên dùng hệ thống dây cáp và ròng rọc để thay đổi góc nghiêng và
giữ ổn định góc nghiêng đó.Ở giữa cần chống có bộ phận đặc biệt để liên kết với tay
gàu. Đầu tay gàu được lắp gàu, tay gàu có thể dịch chủyen ra vào được. Mặt trước gàu
có 3 - 5 rang có thể tháo lắp được đáy gàu có nắp đóng mở. Nhờ hệ thống đóng mở
làm cho nắp gàu đóng lại khi đào và mưỏ ra khi đổ .
- Khi đào đất gàu vận động cưỡng bức từ dưới lên và nhờ lực đẩy, lực ép tay gàu
được đưa về phía trước để tiến hành đào đất.
- Máy đào gàu thuận thích hợp khối đào cao hơn mặt bằng máy đứng và năng suất cao
Tính năng kỹ thuật máy đào gàu ngửa bảng tra cứu máy thi công.
máy đào gàu sấp Bộ phận công tác của nó bao gồm : cần chống, tay gàu một số ròng rọc dây cáp tổ hợp.
Cần chống được nối với khớp bản lề ở bệ quay và di động trên mặt phẳng thẳng đứng
khi làm việc. Tay gàu nối với đầu mút cần chống có thể quay quanh khớp đó. Khi thao
tác dùng dây cáp để kéo gàu. Cuối tay gàu có dây cáp nối với thanh chống đứng để thao
tác. Tác dụng thanh chống đứng là để nâng cần chống đứng giảm bớt lực dây cáp khi
kéo cần.
đào những khối đào
thấp hơn mặt bằng
máy đứng (rãnh, hố
móng, kênh mương
mỏng . . .)
máy đào gàu dây
Bộ phận công tác có cần chống tương đối dài, gàu, dây cáp kéo gàu và dây cáp
nâng gàu.
Đầu dưới cần chống được nối bằng khớp nối với bệ quay. Đầu trên giữ bởi ròng
rọc và dây cáp
Khi bắt đầu đào thì buông lỏng dây cáp nâng gàu đồng thời văng mạnh về phía trước
cho gàu hạ xuống. Dùng dây cáp kéo gàu về phía thân máy. Khi đầy gàu thi dùng dây
Dùng để đào kênh
mương, hố móng.
Khai thác vật liệu,
nạo vét dưới nước.
Thích hợp với
phương án đào đất http://www.ebook.edu.vn 8
cáp nâng gàu kéo lên trong quá trình đào trút đất góc nghiêng cần không thay đổi. không phối hợp với
phương tiện vận
chuyển.
máy đào gàu
ngoạm
Nếu thay gàu xúc máy đào gàu dây bằng gàu xúc kiểu ngoạm thì nó trở thành máy đào
gàu ngoạm. Gàu ngoạm có 2 - 4 mảnh hàm hợp thành.
Gàu được treo bởi dây cáp nâng gàu. Dây cáp ngoạm dùng để thao tác các mảnh hàm
khi ngoạm đất. Khi ngoạm đất các mảnh hàm gàu được mở ra và gàu hạ xuống. Dưới
tác dụng của trong lượng bản thân gàu cắm sâu vào đất. Kéo căng cáp ngoạm 2 mảnh
được đóng lại. Khi tới vị trí đổ đất thì nới lỏng cáp ngoạm dưới sức năng của trọng
lượng bản thân 2 mảnh gàu mở ra đất được đổ ra ngoài.
Do chỉ dựa vào
trọng lượng bản thân
để đào và xúc đất do
đó máy đào gàu
ngoạm thích hợp khi
đào đất rời, đất nhẹ,
đào hố móng giếng
sâu và hẹp. http://www.ebook.edu.vn 9
7.3.2 Đào đất bằng máy đào gàu ngửa (gàu thuận).
Hình ảnh máy đào gàu ngửa
Đặc điểm:
Máy đào gầu thuận có tay cầm và tay gầu khá ngắn nên chắc, khoẻ, đào được hố sâu và
rộng. Máy chỉ làm việc trong điều kiện đất khô, dùng có hiệu quả nhất khi đất đào cần chuyển đi
xa.
Ngược lại, nhược điểm của của máy đào gầu thuận phải đào những đường lên xuống cho máy
cho máy đào di chuyển và đườg đi cho xe vận chuyển đất đi. Nơi có mạch nước ngầm thì không
dùng được máy đào gầu thuận.
1. Các thông số chủ yếu của máy đào gàu ngửa khi làm việc
a. Định nghĩa khoang đào: Khoang đào là phạm vi làm việc của máy đào trên 1
tuyến đào. Kích thước khoang đào phụ thuộc vào các thông số kỹ thuật của máy đào.
b. Các thông số:
Các thông số khi đào đất.
Bán kính đào đất nhỏ nhất ở cao trình máy đứng R0min
Bán kính đào đất lớn nhất ở cao trình máy R0max
Bán kính đào đất lớn nhất Rmax
Bán kính đào đất ở độ cao lớn nhất Rmax c
Chiều cao đào đất lớn nhất Hmax c http://www.ebook.edu.vn 10
Chiều cao đào đất ứng với bán kính đào đất lớn nhất Hmax
Các thông số khi đổ đất :
Bán kính đổ đất ứng với độ cao lớn nhất Rmax c
Bán kính đổ đất lớn nhất rmax
Chiều cao đổ đất lớn nhất hmax c
Chiều cao đổ đất ứng với bán kính đổ đất lớn nhất hmax
Ngoài ra còn có các thông số khác :
α : Góc nghiêng cần chống (α = 350
, 450
, 600
)
A : Chiều dài cần chống
b : Chiều dài tay cần
hbậc, hôtô : Chênh lệch vị trí vận chuyển và vị trí mặt đứng, chiều cao
phương tiện vận chuyển.
Chú ý:
- Các kích thước đều tính từ trục máy đào
- Bán kính đào đất tính từ đầu mút răng gàu, bán kính đổ đất tính đến trọng tâm
gàu.
- Chiều cao đào đất tính từ cao trình máy đứng đến đào mút lưỡi dao. Chiều cao
đổ đất tính từ cao trình máy đứng đến vị trí thấp nhất khi gàu mở nắp.
- Càng giảm góc nghiêng cần chống các R, r tăng và H, h giảm. Người ta chọn α
tùy thuộc vào tính chất khoang đào và sự sắp xếp đường vận chuyển.
c. Chiều cao tiêu chuẩn của khoang đào:
Hktc là chiều cao mà khi đào đất lên đến đó thì đất vừa đầy gàu.
Chiều cao tiêu chuẩn của khoang đào phụ thuộc vào loại đất và dung tích gàu xúc.
Bảng sau cho ta hết chiều cao tiêu chuẩn khoang đào đối với các loại cấp đất với
các máy đào có dung tích khác nhau :
Hktc Dung tích gàu
xúc Đất cấp I, II III IV
Hmax Hmax c
< 0,5 1,5 2,0 2,5 3,7 - 4,6 5,6 - 8,2
1,0 2,0 2,5 3,0 - 5,9 - 8,9 http://www.ebook.edu.vn 11
1,5 2,5 3,0 3,5 4,6 - 5,1 7,1 - 9,4
2,0 3,0 3,5 4,0 - -
=2,5 3,5 4,0 4,5 7,5 8,0
Ta thấy Hktc < Hmax (Hktc < Hmax với bất kỳ góc nghiêng α nào )
Chú ý:
- Đối với đất rời rạc và tơi xốp khi đào đất sẽ chảy vãi khỏi gàu đến lần đào sau
máy có thể hốt chúng lên nhẹ nhàng hơn do đó chiều cao khoanh đào có thể lấy
Hk = Hmax . Khi xúc vật liệu rời ở các công trường khai thác thì lấy
Hk = Hmax + ( 1,0 - 1,5 m ) ( lấy thêm để cho mái đất tự đổ )
- Đối với đất dính khi đào sẽ tạo thành hàm ếch không sụt ngay xuống lúc đó vì
vậy dễ gây nguy hiểm cho người và máy khi đó Hktc = Hmax
- Nếu Hk < Htc năng suất máy đào sẽ giảm.
2. Bố trí khoang đào khi máy làm việc:
Có 2 cách đào đất bằng máy đào gàu thuận là cách đào dọc và cách đào ngang.
a. Cách đào dọc:
Có 2 kiểu đào
+ Kiểu khoang đào chính diện: ( hình vẽ ) ứng dụng khi khối đào tương đối sâu và
hẹp. Lúc này xe vận chuyển và máy ở cùng 1 .... xe vận chuyển đứng sau máy đào vì thế
góc quay của máy lớn, năng suất thấp.
Phạm vi ứng dụng: áp dụng cho các công trình chiều rộng, các công trình phải đào
Bố trí khoang đào máy đào gàu thuận
cách đào dọc cách đào ngang
Khoang đào chính diện Khoang đào cạnh http://www.ebook.edu.vn 12
nhỏ hơn 2,5 Rđmax
+ Kiểu khoang đào cạnh : sử dụng khi khối đào tương đối rộng, xe vận chuyển
đứng cạnh máy đào xe vận chuyển có thể cùng máy đào ở 1 .... hay khác .... (khoang đào
kiểu bậc thang).
a) Đào dọc
Trong trường hợp này máy đào và ôtô chạy dọc theo khoang đào. Đào thành từng khoang dài.
Khi đào đất được đầy gầu thì máy quay đổ đất vào xe ôtô và chuyển đi nơi khác. Đào dọc thông
thường áp dụng cho những hố móng lớn, kênh mương hay lòng đường. Ngoài ra chúng ta có thể
chia đào dọc ra hai loại là đào dọc đổ bên và đổ sau.
- Đào dọc đổ bên: xe ôtô đứng ngang với máy đào và chạy song song với đường đi
của máy đào. Cách này được sử dụng cho mọi loại xe.
- Đào đổ sau: xe ô tô dừng sau máy đào. Khi vào lấy đất ô tô phải chạy lùi ra phía
sau trong rãnh đào. Ta dùng cách này khi thi công các rãnh hẹp. Khược điểm của phương pháp
này là khi đổ đất vào ô tô thì máy đào phải quay nửa vòng do đó tăng thời gian làm việc của máy
đào.
b. Kiểu đào ngang:
Bố trí đường vận chuyển vuông góc với trục di chuyển của máy đào. Theo cách
này đường vận chuyển có thể ngắn hơn.
Đào ngang là đường di chuyển của xe chở đất vuông góc với trục của máy đào. Nếu hố móng
sâu quá chiều cao đào đất lớn nhất của máy đào thì phải chia ra làm nhiều tầng để thi công.
Chú ý:
Chiều rộng hố đào Bố trí máy đào
< 1,5 Rđmax máy đào chạy dọc và đổ đất lên phương tiện vận tải đứng chếch đằng sau
1,5 - 1,9 Rmax máy đào chạy dọc đổ đất lên phương tiện vận chuyển đứng ở 2 bên
1,9 - 2,5 Rmax máy đào chạy theo hình chữ chi phương tiện vận chuyển đứng sau
2,5 - 3,5 Rmax máy đào đào ngang hố móng và tiến dần lên theo kiểu chạy dọc đổ sau.
> 3,5 Rmax ban đầu đào theo kiểu chính diện sau đó bố trí bằng khoang đào cạnh.
3. Thiết kế khoang đào:
Việc thiết kế và bố trí khoang đào là việc quan trọng nó không những ảnh hưởng
đến số lần di chuyển máy mà còn ảnh hưởng đến lượng đào sót, lượng đào sót nhiều sẽ http://www.ebook.edu.vn 13
gây khó khăn cho thi công vì đào khối sót rất chậm trễ và tốn kém. Khi thiết kế và bố trí
khoang đào thường căn cứ vào các yếu tố sau:
+ Độ cao thi công: ( đã nói ở trên ) Khi Htc < Hk thì giảm độ dày mỗi lần xúc đất
δ và ngược lại. Như vậy phải xúc nhiều lần mới đầy gàu nên năng suất giảm. Khả năng
độ cao khoang đào không nên < 3 lần chiều cao của gàu.
Từ vị trí máy đứng máy sẽ đào một đoạn khôn lớn hơn chiều dài với xa của tay gàu
muốn đào tiếp máy phải tiến lên một bước
l = ( 0,75 - 0,8 ) δ ( chiều dài hành trình của tay gàu )
Gàu nhỏ 0,8 - 1,2 m3
Gàu trung bình 1,5 - 2 m3
Gàu lớn 4 - 6 m3
Để giảm bớt lượng đất sót ở mái dốc không nên cho máy đào làm việc với bán
kính đào lớn nhất do đó bán kính đào đất được tính bằng biểu thức có xét đến bước đi
của máy như sau:
S =
2 2
max R l −
( Rmax: bán kính đào đất lớn nhất của khoang đào )
Khoảng cách từ trục đi máy đào đến mép dưới mái dốc
max
0 0
R
R
S
S
= ->
max
0
0 .
R
R
S S =
Khoảng cách từ trục đi mmáy đào đến đáy khoang đào trước là
S0’ = R0 . sin 450
≈ R0 x 0,7
Chiều rộng có lợi nhất của một dãy khoang đào là:
BK = S + S0’ - ( Rmax - R0) = Bđ + E
Chiều rộng đáy khoang đào :
Bđ = S + S0’ = S.
max
0
R
R
+ 0,7.R0
Khoảng cách giữa 2 tuyến đào :
E = Bđ = S + S0’
Khoảng cách từ trục đi của máy đào đến trục vận chuyển :
Svc = S0’ + (0,5 - 1,0 m ) + bvc/2 http://www.ebook.edu.vn 14
Trong trường hợp cao trình máy đào và vị trí xe phương tiện vận chuyển khác
nhau thì trục đường đi máy đào có thể bố trí ở giữa khoang đào nhưng thường người ta
bố trí trục đường đi máy đào gần trục phương tiện vận chuyển. Khi đó
Svc = rđổ - (0,5 - 1,0 m) + bvc/2
Trong đó : rđ : bán kính đổ đất, có thể tích Svc như sau:
- Để tiết kiệm thời gian quay máy và để máy đào đổ đất vào phương tiện vận
chuyển nhanh nhất, chính xác cần phải xác định Svc
+ Khi β = 900
Svc = r
tr
max - 20(m) hay Str
max = rmax – f
+ Khi β < 900
Svc = rmax .sinβ hay Svc = rmax c . sinβ
- Trong trường hợp khoang đào cạnh kiểu bậc thang chênh lệch cao trình mặt
bằng máy đứng và xe đứng là :
hbậc = htr - hôtô - 0,5 m - 0,8 m
Trong đó :
h , hôtô Chiều cao đổ đất của máy đào và chiều cao phương tiện vận chuyển
0,5 Độ cao an toàn để tránh cho nắp gàu khỏi đập vào xe đồng thời cũng tránh
trường hợp đổ đất quá đầy xe
Căn cứ vào các thông số ở trên ta có thể vẽ được mặt cắt khoang đào và bố trí thi
công đào đất (cắt ngang và mặt bằng)
Phương pháp vẽ khoang đào bên kiểu bậc thang của mặt cắt ngang khoang đào
- Từ điểm a bằng tuyến đào 0 mặt bằng máy đứng lấy về phía đổ đất 1 đoạn S0’
ta được điểm b lấy ngược về phía đào đất 1 đoạn So ta được điểm e. Từ tuyến
đào ta lấy về phía đổ đất 1 đoạn Svc ta được tuyến vận chuyển. Từ đáy khoang
đào ta lấy lên 1 đoạn hbậc ta được .... đường vận chuyển. từ điểm d ta lấy về phía
đào đất 1 đoạn 0,5 - 1,0 + b/2 ta được điểm c qua bc ta vẽ được đường cong hình
dạng khoang đào. Dùng thông số Rđuôi máy xác định điểm f xem có bị va vào
khoang đào không dùng hmax n Rmax = g và hmax c n Rmax c = h. Như vậy
ta vẽ được toàn bộ mặt cắt ngang khoang đào.
Vẽ mặt khoang kiểu bằng, bậc, chính diện tương tự. http://www.ebook.edu.vn 15
4. Xác định số khoang đào và số tầng đào:
- Sau khi thiết kế xong mặt cắt khoang đào ta bố trí nó trên mặt cắt ngang, dọc
mặt bằng của khối đào. Nên bố trí tuyến di chuyển dọc theo chiều dài khối đào để giảm
bớt thời gian di chuyển máy. Số khoang đào theo chiều ngang tính cho 1 tông đào tính
theo công thức:
n1= L/E
hay n2=L/Bk
Trong đó
L Chiều rộng của khối đào
E Khoảng cách kế tiếp của 2 tuyến đào
BK Bề rộng có lợi nhất của 1 tuyến đào
Hai công thức (1) chỉ đúng trong trường hợp trên mỗi tầng có góc nghiêng của cần
không đổi α = const.
Đối với khoang đào kiểu bằng H = n2. h
Đối với khoang đào kiểu bậc thang H = n2 . h1 + h’ = n2 . h2 + h’
Trong đó
n2 , h số tầng đào trong khối đào và độ cao của khoang đào.
h1 , h2 độ cao khoang đào hay độ chênh mặt bằng máy đứng và mặt bằng vận chuyển
h’ độ sâu của rãnh đào trước trong khối đào
Khối đất thừa còn lại h’ không nên để ở đáy khối đào bởi vì tốn công sau này phải
đào lên
Khối đất thừa này thực tế thi công nên đào 1 rãnh trước bằng chiều sâu h’ và đủ
rộng để các phương tiện vận chuyển có thể đi lại được.
- Lượng đào sót còn lại thường chiếm 10% V khoang đào xử lý lượng sót rất khó
khăn, gây tốn kém do đó tìm biện pháp giảm lượng sót có ý nghĩa lớn.
Một số biện pháp giảm lượng sót:
+ Đối với khoang đào sát mái dốc tuyến đào nên cách mái dốc 1 đoạn Ro min.
Như vậy khi đào tùy theo mái dốc mà tay gàu đẩy dài ra
+ Độ cao khoang đào sát mái dốc nên lấy sấp xỉ hay hơi lớn Hmax
+ Giảm góc nghiêng cần chống để bán kính đào đất tăng lên sẽ đào được sát http://www.ebook.edu.vn 16
mái dốc
+ Khi tổ hợp máy móc làm việc nên sử dụng thêm loại máy ủi, cạp để xử lý
lượng sót hay vùi đống để máy xúc xúc đi.
7.3.3 Đào đất bằng máy đào gàu dây:
Máy đào gàu dây làm việc theo chu kỳ như máy đào gàu ngửa. Có thể chuyển đất
từ nơi đào đến nơi đổ qui định vì thế góc quay lớn hơn máy đào gàu ngửa nên năng suất
thấp hơn.
Hình ảnh máy đào gầu dây.
1. Thông số làm việc và mặt cắt khoang đào của máy đào gàu dây:
A Chiều dài cần chống
α Góc nghiêng cần chống
R Bán kính đào đất lớn nhất ứng với vị trí quăng gàu lớn nhất.
H Độ sâu đào đất lớn nhất khi đào cùng hướng.
H Độ sâu đào đất lớn nhất khi đào cạnh.
S Chiều cao đổ đất
B Bán kính đổ đất .
Khác với máy đào gàu ngửa bán kính đào đất tính từ trung tâm trục máy đến mút
răng gàu khi văng ra nhờ lực ly tâm quay máy. Do đặc điểm máy nên chiều sâu khoang
đào phụ thuộc cách bố trí đổ đất http://www.ebook.edu.vn 17
2. Phương pháp thiết kế khoang đào:
- Đào đất bằng máy đào gàu dây có 2 cách bố trí: Đào cùng hướng và đào cạnh
+ Phương pháp đào cạnh: là máy đào di chuyển bên cạnh khối đào.
Phương pháp vẽ khoang đào cạnh: Từ điểm A mép khối đào vẽ tạo bởi đường
ngang 1 góc 450
. Vẽ 1 đường song song với mặt đất qua khớp quay cần trục 2 đường
thẳng này gặp nhau ở C. Như vậy ta định được tuyến di chuyển của cần trục và đường
biên khối đào kéo dài CA sẽ gặp đáy khối đào ở B.
Từ điểm E giao điểm bán kính đào đất lớn nhất và mặt đất vẽ 1 đường
xiên theo góc ổn định tự nhiên của mái đất.
EFAB là mặt cắt khoang đào bên cạnh.
+ Phương pháp đào cùng hướng: ( đào chính diện ) Phương pháp vẽ khoang
đào cùng hướng:
- Từ khớp xoay cần chống C, vẽ 1 đường thẳng tạo bởi nằm ngang 1 góc
45o cắt mặt đất ở A
- Từ giao điểm B bán kính đào đất lớn nhất theo góc ổn định tự nhiên của
mái đất vẽ đường BC. Khi đào gàu được kéo về phía máy đứng cho nên đoạn
nằm ngang CD phải lớn hơn chiều dài của gàu căn cứ vào đó mà định GD.
- Khoang đào trên chưa đào tới độ sâu yêu cầu lấy C làm khởi điểm rơi
của gàu vẽ khoang đào 2 máy phải dịch 1 đoạn a1 từ C1 đến C2 kẻ C2A1 song
song C1A. Căn cứ vào chiều dài đoạn nằm ngang K1H = l gàu như vậy ta vẽ
được khoang đào A1K1HCDA Nếu chưa đạt yêu cầu thì vẽ theo phương pháp
trên.
Bước dịch chuyển của máy đào = bán kính đổ đất lớn nhất ở đáy hố đào - bán
kính nhỏ nhất ở đáy
Bước dịch chuyển của máy đào l = R1 - R2 = a4
Bố trí khoang đào máy đào gàu dây
Đào cùng hướng Đào cạnh http://www.ebook.edu.vn 18
R2 = R0min + H cotgϕ
Chiều rộng lớn nhất của khoang đào Bmax =
2 2
1 . 2 l R −
3. Bố trí đào đất máy đào gàu dây:
Bố trí đào đất bằng máy đào gàu dây cần căn cứ vào tính năng của máy và độ rộng của
khối đào.
a. Phương pháp đào cùng hướng:
Khi đào đất thì máy lùi về dần theo tuyến khối đào và đổ đất sang 2 bên
Ưu điểm: Góc quay đổ đất nhỏ, độ sâu đào đất lớn.
Phạm vi ứng dụng : Thích hợp khối đào có chiều rộng hẹp và thỏa mãn điều kiện
sau
Rtr = B1/2 + B2/2 + C
Trong đó
C Chiều rộng lưu không
B1, B2 Chiều rộng khối đào, khối đổ
Rtr Bán kính đổ đất
b. Phương pháp đào bên cạnh:
- Là phương pháp khi đào đất máy dịch chuyển bên cạnh khối đào
- Phạm vi ứng dụng : Cho khối đào tương đối rộng và nông mà không thể dùng
phương pháp đào cùng hướng để đào toàn bộ khối đào
- Bố trí thi công khoang đào bên cạnh
Kích thước khối đào Bố trí thi công
+ Khi Rtr < B1/2 + B2/2 + C
và Rđ max + Rtr = B1/2 + B2/2 + C
Rđ max - bán kính đào đất lớn nhất
Máy sẽ di chuyển 2 bên khối đào và đào đất đổ
sang 2 bên
+ Khi Rđ max + Rtr < B1/2 + B2/2 + C dùng phương pháp đào rãnh trước 2 phương
pháp đào liên tục.
+ Khi Rđ max + Rtr << B1/2 + B2/2 + C dùng phương pháp dịch chuyển nhiều lần http://www.ebook.edu.vn 19
+ Khối đào có độ rộng rất lớn dịch chuyển máy theo hình chữ Z (tránh được
tình trạng phải dịch chuyển đổ đất tạm thời
nhiều lần)
7.3.4 Đào đất bằng máy đào gàu ngược (gầu nghịch, gầu xấp):
Định nghĩa: Máy đào gầu sấp là máy làm việc theo chu kỳ, nó có thể làm việc
độc lập hoặc kết hợp với nhiều phương tiện vận chuyển khác, khi làm việc nó đào đất
chủ yếu là dưới cao trình máy đứng hoặc một phần trên cao trình máy đứng.
Một số hình ảnh khi máy đào gàu sấp làm việc
Một số máy đào gàu sấp làm việc
D1 Độ cao đổ đất
H Chiều sâu đào đất lớn nhất
D2 Chiều cao sau khi xúc đất xong
C Bán kính đào đất lớn nhất trên cao máy đứng http://www.ebook.edu.vn 20
Bố trí đào đất máy đào gàu thuận. Máy được dùng để đào những hố móng, rãnh
theo 2 sơ đồ sau :
a. Đào cùng hướng: Mỗi lượt đi máy có thể đào rộng đến 3 m
b. Đào ngang: Chiều rộng hẹp hơn so với cách đào ở trên. Đào như vậy máy không
ổn định vì cần và gàu trong trục bánh xe.
Trong trường hợp hố đào rộng máy đào có thể làm việc hình chữ chi hay chạy theo
các đường rãnh song song
Ưu điểm : Máy có thể đào được những rãnh có thành vách hay mái dốc.
7.3.5 Tính toán năng suất máy đào đất 1 gàu:
a. Năng suất lý luận:
Năng suất lý luận của máy đào đất 1 gàu là năng suất mà máy đạt được trong điều kiện
chất đất và khoang đào thiết kế. Máy làm việc liên tục không trở ngại gì, lúc đổ đất máy
quay 900
.
N1 = 60 q . n
Trong đó
q Dung tích của gàu m3
N1 Năng suất lý luận m3/h
n Số chu kỳ làm việc trong 1 phút (chưa tính đến thời gian tổn thất làm việc
của máy)
b. Năng suất kỹ thuật:
Là năng suất cao nhất mà máy đạt được trong điều kiện làm việc liên tục có xét đến
thời gian di chuyển máy trong khoangn đào, mức độ đầy vơi, mức độ tơi xốp của đất.
N2 = N1 . Kđ . Kv . 1
tK = N1 . Kđ . Kv .Kt’
Trong đó
Kđ Hệ số đầy gàu máy đào gàu ngửa Kđ = 1, gàu dây Kđ = 0,9
Kv Hệ số xét đến tổn thất thời gian do di chuyển máy trong khoang đào http://www.ebook.edu.vn 21
Kt’ Hệ số ảnh hưởng tơi
c. Năng suất thực tế:
Là năng suất máy đạt được có xét đến thời gian phải nghỉ trong lúc làm việc như sửa
chữa, cho dầu mỡ, đổi ca kíp, dọn khoang đào v . v ...
Ntt = N2 . Ktg
Trong đó : Ktg = 0,75 - 0,9 : Hệ số sử dụng thời gian
Công thức trên chỉ xét trường hợp đổ đất thành đống. Trong trường hợp đổ lên
phương tiện vận chuyển do đó năng suất có giảm đi do đó được tính bằng công thức
Ntt’ = Ntt . Kph
Trong đó : Kph : Hệ số phối hợp máy đào và xe vận chuyển Kph = 0,9
7.3.6 Biện pháp nâng cao năng suất máy đào 1 gàu:
a. Về mặt kỹ thuật thi công:
- Gàu xúc của máy là loại có thể thay đổi được, khi gặp loại đất mềm, xốp thì
thay bằng loại gàu lớn hơn
- Tăng chiều dài răng giữa để giảm bớt trở lực cắt đất và thời gian xúc đát
- Bố trí đào đất 1 cách hợp lý để giảm bớt số lần dịch chuyển máy giảm nhỏ
góc quay khi đổ đất
- Quá trình đào đất nên liên hợp thao tác như vừa nâng hạ gàu, vừa quay máy
để rút ngắn thời gian chu kỳ làm việc.
b. Về mặt tổ chức thi công bằng biện pháp sau:
- Tăng lượng máy đào và đổ trực tiếp
- Khi phải phối hợp công cụ vận chuyển phải bảo đảm công cụ vận chuyển đầy đủ
tổ chức tốt việc phối hợp về thời gian. Tỉ lệ thể tích gàu xúc và phương tiện vận
chuyển thường 1/4 - 1/7.
- Có kế hoạc bảo dưỡng máy hợp lý nhất, tốt nhất. Nên dùng biện pháp bảo
dưỡng từng bộ phận, có kế hoạch bảo dưỡng luân phiên chi tiết tránh tình trạng
phải nghỉ việc quá lâu. http://www.ebook.edu.vn 22
- Làm tốt công tác chuẩn bị hiện trường thi công: tháo nước ngầm, mưa; đường đá
tốt đủ ánh sáng để làm việc ban đêm.
7.4 Máy cạp:
7.4.1 Khái niệm và phân loại:
Định nghĩa: Máy cạp là loại máy làm đất tổng hợp có thể đào, vận chuyển, rải,
san và đầm nén. Đào đất cấp I, II, III, IV phải xới tơi trước.
Hình ảnh máy cạp
Phạm vi ứng dụng: Dùng khai thác đất ở các bãi vật liệu, đào đắp kênh mương,
san bằng hiện trường thi công, đắp đập, đường sá, đào hố móng, không dùng đào đất
cát, đất sét ướt.
Ưu điểm: Có kết cấu đơn giản, năng suất cao, phí tổn ít, quản lý dễ dàng. Máy có
thể làm việc độc lập, sử dụng bền lâu
7.4.2 Cấu tạo, tính năng công tác:
- Cấu tạo: gồm thùng cạp, lưỡi cạp, bộ phận thao tác và bộ phận di chuyển v. v ... http://www.ebook.edu.vn 23
- Phân loại:
+ Dựa vào cấu tạo: kiểu nối 1 trục, 2 trục, tự chạy
+ Dựa vào phương pháp đổ đất chia ra: loại đổ đất cưỡng bức, nửa cưỡng
bức, đổ tự do.
Cự li vận chuyển thích hợp nhất của máy cạp 400 - 800 m. Cự li vận chuyển tối
đa không vượt bảng sau:
Loại máy cạp Dung tích Cự li vận chuyển max
5 300
6 500
10 600 - 750
Loại kéo theo
15 800 - 1000
6 - 8 1500 Loại tự hành
10 2000 http://www.ebook.edu.vn 24
15 3000
- Vị trí từ chỗ lấy đến chỗ đổ cần phải lựa chọn để có D gần nhất, không có đường
vòng
- Chỗ lấy đất phải đủ chiều dài lấy đất, chỗ đổ đất phải đủ chiều dài đổ có thể đổ
hết đất.
Độ dốc đường tạm của máy cạp qui định bảng sau:
Độ dốc
Loại máy cạp
Lên Xuống Ngang
Bán
kính
vận
chuyển
Kiểu kéo theo 10 - 16
Kiểu đi không 30 10 - 12 15 - 20
Kiểu có đất 10 - 12 19 8 - 12 15 - 20
Kiểu tự hành 12 - 15 20 - 25 8 - 12 12 - 15
Chu kỳ làm việc máy cạp gồm 4 quá trình:
Cạp đất → vận chuyển → đổ đất → quay về
Do đặc điểm công tác của các quá trình yêu cầu tốc độ chạy của máy cạp khác
nhau.
Cạp đất dùng số 1,2
Chuyển đất dùng số 3,4
Đổ đất dùng số 2
Chạy không dùng số 5
7.4.3. Các sơ đồ di chuyển của máy cạp:
N = f (Dv/c , sơ đồ di chuyển). Dv/c lớn dùng máy có Vmax có lợi.
Sơ đồ di chuyển hợp lý nhất là sơ đồ có đường đi thẳng và ngắn nhất, số vòng
quay và độ dốc lên xuống nhỏ nhất .
Các sơ đồ thường gặp :
Sơ đồ Nội dung http://www.ebook.edu.vn 25
ellip hp + hH < 4,5 m. Là sơ đồ vòng kín chạy dọc theo chiều dài cao trình.
Mỗi chu kỳ gồm 1 lần cạp, 2 lần quay 180o tại vị trí dốc . Khi đào
kênh sâu 4 - 5m đất dắp lên bờ kênh người ta áp dụng sơ đồ (E) méo
(đường lên xuống không vuông góc với trục kênh)
hình số tám gồm 2 lần xúc và 2 lần đổ đất sau mỗi lần xúc đầy máy quay 450
về
phía đổ đất lên xuống theo đường xiên không dốc lắm. Sơ đồ này đa số
trường hợp được gọi là tiên tiến nhất mỗi chu kỳ của nó giảm được 15 -
20% thời gian so với sơ đồ (E)
hình số tám dẹt người ta áp dụng sơ đồ này khi phải vận chuyển 200 - 500m đường vận
chuyển thẳng và chung nên dễ bảo quản. Tại chỗ đổ đất và đắp đất máy
cạp vẫn chạy theo vòng kín nhưng nối với nhau bằng những đường
thẳng, dài.
dính dắc áp dụng cho công trình chạy dài, các máy cạp theo đuôi chạy dài theo
.... vừa đào vừa đổ.
Trong trường hợp đổ đất sang 2 bên hay đào 2 bên để giữa kênh tương đối cao
và bờ sâu áp dụng sơ đồ dính dắc số tám .
Ưu điểm: Có thể đào được những kênh mương tương đối hẹp và dài, cao
Nhược điểm: lượng đất sót nhiều
Trong trường hợp phải bóc lớp thực vật trên nền mặt công trình, bãi vật liệu đem
đổ đi nơi khác áp dụng sơ đồ con thoi nghĩa là chu kỳ có 2 lần đào, 2 lần đổ.
7.4.4 Tính toán năng suất, biện pháp nâng cao năng suất máy cạp đất:
a. Năng suất thực tế của máy cạp đất:
Ntt = q . Ktg . Kđ . Kt’ . 3600/T
Trong đó: T - thời gian của mỗi chu kỳ làm việc
T = L1/V1 + L2/V2 + L3/V3 + L4/V4 + t.Z
Trong đó:
L1, L2 , L3 , L4 chiều dài cạp, chuyển, đổ, xe không về
V1 , V2 , V3 , V4 tốc độ di chuyển của xe khi cạp, chuyển http://www.ebook.edu.vn 26
t thời gian mỗi lần sang số của máy kéo
Z số lần sang số trong 1 chu kỳ làm việc của máy kéo
Chiều dài cạp đất
L1 =
k t
m đ
K K h b
K K q
. . .
. .
Trong đó :
Kđ , Km Hệ số đầy thùng, hệ số tổn thất khi đào đất 1,2 - 1,5
Kk Hệ số xét đến tính không đồng đều của lớp đất cạp (0,7)
Kt Hệ số tơi của đất
q Dung tích thùng cạp
Thực tế L1 lấy theo bảng sau :
q (m3) 2,25 - 2,75 6 - 8 10 - 12 15 - 18
Lđào 12 - 14 18 - 22 26 - 28 35 - 38
Chiều dài đoạn đổ đất :
L3 =
đ
đ
h b
K q
.
.
Ktg = 0,74 - 0,83 ( hệ số sử dụng thời gian )
b. Biện pháp nâng cao năng suất máy cạp.
Rút ngắn chu kỳ làm việc bằng cách nâng cao tốc độ giảm cự ly vận chuyển đồng
thời nên bố trí đường vòng.
Tổ chức làm việc khéo léo tăng thời gian làm việc có ích
Dùng máy cạp có thùng lớn
Khi gặp đất cứng nên cày xới trước để giảm trở lực cạp đất cạp sẽ mau hơn
Phải có kế hoạch bảo dưỡng thường xuyên, phụ tùng máy đầy đủ để máy hoạt động
thuận lợi.
7.5 Máy ủi đất:
7.5.1 Khái niệm chung về máy ủi:
- Máy ủi là một loại máy đào và san đất thường gặp trong công tác xây dựng nói http://www.ebook.edu.vn 27
chung và trong xây dựng thủy lợi nói riêng. Nó là một loại máy kéo có trang bị thêm bộ
phận ủi đất dùng để đào đất thành từng lớp và vận chuyển đi trong khoảng 50 - 100 m
Hình ảnh các loại máy ủi
- Máy ủi sử dụng thích hợp cho đất cấp I, II, III, IV đất cấp III, IV cần làm rời trước,
đất có nhiều đá không nên dùng.
Cấu tạo của máy ủi gồm lưỡi ủi, cáng và bộ phận thao tác hợp thành
http://www.ebook.edu.vn 28
Phân loại: Căn cứ vào hệ thống điều khiển : máy ủi điều khiển bằng dây cáp, bằng
thủy lực
Máy ủi điều khiển bằng dây cáp có ưu điểm vận hành đơn giản, hiệu suất cao dùng
phổ biến nhưng không đào được đất cứng
Lưỡi ủi có thể nâng lên hạ xuống, có một số loại máy có thể thay đổi được góc
nghiêng cắt đất và góc ủi đất.
Chu kỳ công tác của máy ủi bao gồm: cắt đất → ủi đất → lui trở về độ dốc lên <25o,
xuống < 350
Ưu điểm: Máy ủi thao tác giản đơn, phí tổn ít, năng suất tương đối cao làm được
nhiều loại việc khác nhau như san hiện trường thi công, bóc đất hiện có, đào những khối
sâu 1,5 - 2m, đắp những khối 2 - 3m . Đào các gốc cây, có thể leo dốc lên 250
xuống <
350
Bố trí làm việc của máy ủi đất:
Người ta sử dụng máy ủi theo mấy sơ đồ san:
+ Ủi ngang tuyến: đắp đường, đập thấp
+ Ủi dọc tuyến: kênh nổi, đào http://www.ebook.edu.vn 29
a. Ủi ngang tuyến:
Được ứng dụng rộng rãi bóc lớp phủ công trình đe, đập, kênh rộng sâu < 2m , lấp các hố
sâu. Sơ đồ ủi ngang như hình vẽ có 3 sơ đồ :
- Sơ đồ đào thẳng về lùi ( khi chiều dài ủi đất thích hợp 30 - 50m )
- Khi chiều dài ủi đất > 50m có thể cho máy di chuyển theo sơ đồ 2 nghĩa là lần
ủi tiếp theo máy phải quay vòng 1800
di về với vận tốc cao hơn
- Trường hợp cần ủi đất về 2 phía cho máy dịch chuyển theo hình xoắn ốc lò xo.
Chọn sơ đồ làm việc máy ủi cần bảo đảm thời gian đi không của máy nhỏ nhất có
tính cả thời gian chuyển tốc và quay vòng.
b. Ủi dọc tuyến:
gồm 2 sơ đồ (áp dụng đổ đào kênh, đắp đường v. v ...)
- Sơ đồ đào đất đổ lên: Máy ủi đào đất chạy dọc đến nơi đổ đất rồi quay ngang
sang bên (thay đổi góc ủi đất máy đào vạn năng) ủi đất để đổ đất. Đổ xong lùi về,
sơ đồ này dùng cho việc san đồi lấp các vũng sâu, các rãnh, san mặt bằng
- Sơ đồ số tám: Ap dụng khi nơi đào nằm giữa 2 nơi đắp và ngược lại.
Ưu điểm: Máy ủi chỉ đi tiến không đi lùi
Nhược điểm: Người điều khiển chóng mệt vì máy phải quay luôn (sử dụng khi D
> 50m)
7.5.3 Tính toán năng suất và biện pháp nâng cao năng suất máy ủi đất:
a. Năng suất thực tế của máy ủi đất:
Ntt = 3600 . V . Ktg /T (m3/h)
Trong đó :
Ntt Năng suất thực tế của máy ủi có bàn gạt kiểu cố định
V Thể tích khối đất chặt của 1 lần ủi
V=
'
2
. .
.
t tt
K K
tg
H b
ϕ
Trong đó b, H chiều rộng, cao của lưỡi ben
Ktt hệ số tổn thất đất khi ủi < 1 http://www.ebook.edu.vn 30
Kt’hệ số ảnh hưởng tơi < 1
ϕ góc tự nhiên của đất tơi (o)
T Thời gian của 1 chu kỳ làm việc
T = L1/V1 + L2/V2 + (L1 + L2)/V3+ 2.t +2.t’
Trong đó :
L1, L2 chiều dài cắt đất và ủi đất
V1, V2, V3 tốc độ cắt đất, ủi, đi về (m/s)
t thời gian nâng hạ lưỡi ủi, chuyển tốc (6 - 7s), lấy bằng 0,17 phút
t’ thời gian quay máy, 20 - 30s
Ktg Hệ số sử dụng thời gian, 0,8 - 0,95
Năng suất máy ủi vạn năng (máy ủi có bàn gạt nghiêng)
Ntt= H K
t
v
L
n
b L
tg
g
. .
.
) 5 , 0 sin . .( . 3600
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
− β
Trong đó:
L Chiều dài đoạn san
0,5m Chiều rộng lớp ủi phủ thêm
v Vận tốc máy ủi khi san
n Số lần đi của máy ủi 1 vết
tg Thời gian quay máy ở cuối đường ủi
β Góc ủi đất
b Bề rộng lưỡi ben
b. Biện pháp nâng cao năng suất của máy ủi đất:
- Từ biểu thức: N = f ( T , V , Ktg)
- Giảm thời gian của 1 chu kỳ công tác:
+ Tận dụng hết vận tốc của máy
+ Gặp đất rắn phải xới tơi trước khi ủi http://www.ebook.edu.vn 31
+ Nên cho máy chạy giật lùi không quay đầu
+ Chọn sơ đồ làm việc ngắn nhất, thích hợp
- Tăng thể tích mỗi lần ủi:
+ Ap dụng cách đào kiểu rãnh để đất khỏi vương vãi ra 2 bên bàn gạt
+ Lắp thêm 2 cánh sắt chắn đất 2 bên bàn gạt khối đất bớt vương vãi
+ Đường đi của máy phải giữ gìn tốt phải gạt gò, lấp hố để giảm lực cản
di chuyển máy, giảm lượng đất hao hụt
+ Cho máy ủi làm việc với đống đất trung gian, kết hợp nhiều máy ủi làm
việc hợp lý khoa học.
- Nâng cao hệ số sử dụng máy: Bảo dưỡng thường xuyên, sửa chữa kịp thời.
7.6 Đào đất bằng thủ công:
7.6.1 Khái niệm :
- Trong hoàn cảnh thiếu máy, trình độ cơ giới hóa trong thi công còn thấp yêu
cầu về phát triển thủy lợi rất nhanh, mạnh vấn đề sử dụng các công cụ lao động thủ
công, các công cụ cải tiến có 1 ý nghĩa đặc biệt.
Ưu điểm của phương pháp đào bằng thủ công :
+ Phát huy được khả năng tiềm tàng vô tận sáng tạo quần chúng nhân dân. Tận
dụng được vật liệu, công cụ rẻ tiền trong nhân dân sẳn có dồi dào.
+ Trong hoàn cảnh thiếu máy, thiếu sức lao động vẫn có thể giảm được lao
động nặng nhọc của nhân dân nâng cao được năng suất lao động đẩy mạnh được tốc độ
thi công.
7.6.2 Các công cụ đào đất bằng thủ công:
Mỗi loại đất tùy theo mức độ cứng, mềm mà sử dụng công cụ thích hợp. Hiện nay
sử dụng các công cụ xẻng, cuốc bàn, cuốc chim, mai, xà beng. http://www.ebook.edu.vn 32
Dụng cụ Phân loại Phạm vi ứng dụng
a. Xẻng:
Các loại xẻng :
+ Xẻng lưỡi tròn dùng xúc đất thực vật trên
mặt, tơi, cát
+ Xẻng lưỡi nhọn dùng cho loại đất rắn hơn trừ
đá
+ Xẻng lưỡi vuông dùng cho đất tơi, đất đắp,
dùng để sửa đáy, mái hố đào, san đất
+ Xẻng hình máng dùng xúc đất, cát, sỏi, đá
dăm
+ Xẻng cải tiến có thêm 2 bàn đạp để xắn đất
tốt hơn.
Chiều dài cán xẻng làm dài ngắn khác nhau để
phù hợp với từng người dùng xẻng đào được các
loại đất cấp I, II, III, IV.
Xẻng dùng để xắn đất
mềm, đất càng mềm
càng nên dùng những
xẻng to bản. Muốn
xắn tốt lưỡi xẻng cần
sắc.
b. Cuốc:
Thường gặp các loại cuốc bàn, cuốc tông, cuốc
chim, cuốc công binh.
Cuốc công binh là loại cuốc cải tiến giữa cuốc bàn
và cuốc chim dùng để dào những loại đất tương
đối cứng, đất lẫn sét, sỏi. Cuốc công binh nặng 3 -
5kg cao 25cm rộng 10 - 13cm trên có mũi nhọn để
đào đất cứng.
- Ngoài các loại cuốc xẻng trong thi công đào đất
thủ công còn có xà beng (dài 1,4 - 1,7m) rộng 25 -
30mm để đào đất đá cứng
đất tương đối cứng,
đất lẫn sét, sỏi.
đất đá cứng
c. Mai:
Dùng để dào đất mềm
có độ ẩm tương đối
lớn. Trong điều kiện
chất đát thích hợp
mai là công cụ có
năng suất cao
d. Cung
xắn đất
cung có dạng chữ u bằng gỗ hay tre, thép, góc
chuyển rãi ra 3 – 50
cao khoảng 35 - 50cm, loại
bằng thép dùng F 12 - 14mm
Dùng để đào đất mềm
http://www.ebook.edu.vn 33
7.7 Bố trí hiện trường đào đất:
Mục đích của việc bố trí hiện trường thi công là để nâng cao năng suất lao động
tạo nên 1 dây chuyền lao động có sự phân công hợp lý giữa đào, xúc, vận chuyển và
tháo nước.
Bố trí hiện trường thi công đào đất bằng thủ công có thể gặp 5 trường hợp sau: http://www.ebook.edu.vn 34
T.H Hố đào Hình thức
vận chuyển
đất
Bố trí hiện trường thi công
1 Hố đào nông
2 - 3m
2 phía Trước hết hãy đào mương tiêu nước, giữa hố đào
thấp hơn đáy hố 50cm. Sau đó chia hố đào thành
từng khối đào từng lớp từ trên xuống và trong ra
2 Hố đào nông
2 - 3m
1 phía Tương tự như trên những mương tiêu nước đặt về
phía không vận chuyển.
3 Hố đào sâu >
3m
2 phía Trường hợp này phân hố đào thành nhiều lớp, mỗi
lớp coi như đào 1 hố nông rồi bố trí đào như
trường hợp 1, trường hợp này mỗi lớp không nên >
2m tùy thuộc độ sâu hố đào.
4 Hố sâu > 3m 1 phía Tương tự
5 Đào đất theo
lớp nghiêng
- Thích hợp cho hố đào sâu, diện đào rộng có thể bố
trí đào theo lớp nghiêng để tiện cho việc vận
chuyển đất bằng thủ công và tiện tiêu nước độ dốc
lớp nghiêng thường 1% - 3% để thích hợp vận
chuyển bằng xe cải tiến.
7.8 Máy đào đất nhiều gàu:
7.8.1 Khái niệm và phân loại:
Máy đào nhiều gàu là loại máy đào đất liên tục có năng suất cao. Thường sử dụng
để đào đất loại vừa, loại nhẹ không lẫn đá, cây cối và nạo vét sửa chữa mái dốc
Phân loại máy đào nhiều gàu : căn cứ vào cấu tạo gồm loại gàu bánh xe và gàu
bánh xích. http://www.ebook.edu.vn 35
7.8.2 Các loại máy đào nhiều gàu, cách bố trí đào đất:
Căn cứ vào hướng di chuyển của máy gồm 2 loại: Máy đào kiểu bên cạnh và máy
đào kiểu hướng dọc
- Máy đào kiểu bên cạnh là loại máy đào khi đào máy dịch chuyển cạnh khối đà
(hướng di chuyển của gàu vuông góc hướng di chuyển của máy). Thường sử dụng đào
kênh mương lớn ở vùng bằng phẳng, nạo vét lòng sông hay khai thác vật liệu cát sỏi có
thể đào theo kiểu hình quạt hay song song.
- Máy đào kiểu hướng dọc : là loại máy khi đào đất thì dịch chuyển theo tuyến
khối đào, phương di chuyển của máy trùng với phương di chuyển của gàu, cấu tạo giống
máy đào kiểu bên cạnh thường dùng để đào mương rãnh hẹp.
a. Tàu cuốc:
Tàu cuốc là một thiết bị đào đất kiểu nhiều gàu lắp trên tàu hay xà lan để đào các
bãi bồi lòng sông, khai thác cát, sỏi dưới nước.
- Cấu tạo bao gồm các bộ phận chủ yếu như hình vẽ: giá gàu, dây xích, phễu đổ
vật liệu, băng chuyền. Tàu cuốc không thể tự di động mà nhờ lực kéo dây neo. Vật liệu
đào được thông qua băng chuyền để chuyển đến công cụ vận chuyển.
- Quá trình công tác của tàu cuốc gồm các động tác đào đất, vận chuyển đất và di
chuyển được tiến hành cùng 1 lúc
- Năng suất tàu cuốc = f( tốc độ chuyển động của guồng xích, tính chất của đất,
dung tích gàu, độ dày lớp đào )
Bố trí đào đất cho tàu cuốc gồm 3 phương pháp:
http://www.ebook.edu.vn 36
TT Nội dung Phương pháp 1 Phương pháp 2 Phương pháp 3
1 Bố trí Ở 1 phía đường vận chuyển chính bố
trí nhiều đường nhánh song song
nhau. Cự ly ( a ) giữa các đường
nhánh căn cứ chiều dài băng chuyền
mà xác định
Đầu tiên đào 1 bên đường nhánh vật
liệu đào được qua băng chuyền xuống
các công cụ vận chuyển dừng trên
đường nhánh. Quá trình đào lần lượt
tháo dỡ di chuyển các đường nhánh
cuối cùng còn lại nền đường.
Bố trí khoảng cách các đường
nhánh tăng gấp 2 so với phương
pháp 1, khoảng giữa 2 đường
nhánh tiến hành đào 2 lần, lần
lượt đổ đất sang 2 bên không đào
mất nền của đường nhánh.
Khoảng cách 2 đường nhánh
bằng phương pháp 1. Khi đào
dùng 2 tàu, tàu 1 đào được 1
khoảng nhất định thì tàu 2 bắt
đầu đào, tàu đi san sẽ đào
đường nhánh mà tàu 1 đã đào
2 Ưu điểm Diện công tác rộng có thể phối
hợp với nhân công và máy đào
khác. Thiết bị trên đường nhánh
cố định, phí tổn vận chuyển ít.
Có thể đào được khối lượng
lớn, nền đường lưu lại ít.
3 Nhược điểm Khối lượng đào ít, thể tích nền
đường lưu lại lớn
Khi 1 tàu hư hỏng cản trở
làm việc làm tàu san phải
dừng
http://www.ebook.edu.vn 37
7.8.3 Tính toán năng suất máy đào nhiều gàu:
Năng suất lý thuyết : Nlt = 60. q . n
Trong đó
n tổng số gàu đất trong 1 phút
q dung tích của 1 gàu
Năng suất thực tế:
Ntt = 60 q . n . Kt’. Kđ . Ktg
Trong đó:
Kt’ Hệ số ảnh hưởng tơi của đất, < 1
Kđ Hệ số đầy gàu, 0,8 - 1,16
Ktg Hệ số lợi dụng thời gian , 0,75 - 0,80
7.9 Máy san:
7.9.1 Khái niệm chung:
- Máy san là loại máy làm đất vạn năng có thể sử dụng để bóc lớp đất thực vật
san đáy, mái dốc kênh, đê đập, san đất đắp, đào kênh mương v. v ...
- Cấu tạo gồm: Lưỡi gạt 4, lưỡi 5 được điều khiển bằng khung kéo 2, vòng quay
3 được đỡ bằng khung sắt đặt trên các bánh xe trên khung có chỗ ngồi điều khiển và
cùng nối để móc vào máy kéo. http://www.ebook.edu.vn 38
Máy san có loại tự đi bằng bánh hơi, có loại phải kéo như rơ móc được điều
khiển bằng tay hay cơ khí và phương pháp thủy lực, công suất của máy san thường sử
dụng loại 100 mã lực (73,6 KW) có khung sắt dài 15 - 20m khung càng dài mức độ san
phẳng càng chính xác nhưng cồng kềnh khó điều khiển.
Các sơ đồ điều khiển của máy san:
+ Sơ đồ di dọc và sơ đồ di ngang tuyến công trình đào và đắp san theo cả 2
chiều đi lại. Các sơ đồ đi của máy san
+ Sơ đồ di dọc : sử dụng trong trường hợp công trình hẹp và dài. Khi hẹp thì 2
đầu phải có vòng quay đầu. Khi rộng có thể làm theo dạng xoắn ốc.
+ Sơ đồ đi ngang tuyến : dùng khi khối san có bề rộng lớn, khi máy san dịch
chuyển theo dạng xoắn lò xo.
Trong quá trình làm việc tùy theo hình dạng công trình các loại công tác khác
nhau bàn gạt có thể điều khiển theo góc độ khác nhau và tuyến đường đi của máy san có
thể khác nhau.
7.9.2 Năng suất, biện pháp nâng cao năng suất:
N =
ck T
60
.L . F . Ktg
Trong đó :
L , F Chiều dài đoạn sau, diện tích mặt cắt ngang lớp đào
Tck Thời gian của 1 chu kỳ làm việc
Tck = L/Vđ +2.tq + L/Vv
Vđ, Vv Vận tốc máy khi đào và về không
tq Thời gian quay máy
Khi san đất theo 2 chiều nên đoạn đường máy đi sẽ không có. Khi máy san đổ đất và
san mặt bằng năng suất tính toán bằng biểu thức:
Ns= tg
s p
K
m
V K b
.
. . sin . β
Trong đó : http://www.ebook.edu.vn 39
b Chiều dài lưỡi ben
β góc nghiêng lưỡi ben so với phương dịch chuyển máy trên mặt bằng
Kp Hệ số kể đến giải này phủ lên giải kia, 0,8
m Số lần đi lại của 1 giải m = 1 - 4 (f(mức lồi lõm của mặt đất))
Vs Vận tốc san
Vs =
q
đ
t
V
L
L
+
* Biện pháp tăng năng suất máy san:
+ Cần phải tăng diện tích mặt cắt ngang lớp đào.
+ Dùng máy kéo vận tốc lớn giảm đoạn đường máy đi không và tq, tăng thời
gian sử dụng máy.
+ Bảo dưỡng lau chùi, thay thế phụ tùng máy thường xuyên. http://www.ebook.edu.vn 40
MỘT VÀI BIỆN PHÁP GÓP PHẦN NÂNG CAO
HIỆU QUẢ KHAI THÁC MÁY LÀM ĐẤT
TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU NÓNG ẨM
SOME MEASURES TO IMPROVE THE PERFORMANCE OF SOIL
EXCAVATION MACHINES IN HOT – HUMID CLIMATE
NGUYỄN PHƯỚC BÌNH
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà
Nẵng
TÓM TẮT
Hiện nay, việc xây dựng các công trình được cơ giới hoá mạnh mẽ. Các loại máy xây dựng, đặc
biệt là nhóm máy làm đất là những thiết bị không thể thiếu trong quá trình thi công. Bài viết này
giới thiệu một vài biện pháp góp phần nâng cao hiệu quả khai thác tính năng của máy làm đất
cho phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam, với đối tượng công tác đa dạng, nhằm góp phần
tăng năng suất, giảm hỏng hóc và kéo dài tuổi thọ của máy.
ABSTRACT
Nowadays, the mechanization in construction has grown rapidly. Construction machines,
especially soil excavation machines are indispensable. This paper aims at introducing some
measures to improve the performance of soil excavation machines, which are suitable for the
climate of Vietnam, with a variety of working objects, to increase productivity, to reduce failures
and to prolong their lifespan.
1. Đặt vấn đề
Để các loại máy làm đất hoạt động có hiệu quả, đạt năng suất cao phù hợp với điều kiện
khí hậu nóng ẩm ở nước ta, cần tiến hành song song hai công việc chính là khai thác kỹ thuật và
khai thác sản xuất.
2. Khai thác kỹ thuật đối với máy làm đất
Thuyết tin cậy nghiên cứu quá trình lão hoá của máy, cơ cấu và thiết bị máy móc, tức là
sự thay đổi chất lượng của chúng theo thời gian. Chất lượng được đặc trưng bởi một loạt các chỉ
tiêu khai thác tương ứng. Độ tin cậy là đặc tính của máy có thể thực hiện những chức năng cho
trước mà vẫn giữ được những chỉ tiêu khai thác đã định.
Sự thay đổi các chỉ tiêu khai thác máy khi thiết kế hình thành bởi mối quan hệ tương hỗ
của máy với các nhân tố đặc trưng cho điều kiện khai thác, ví dụ như: tải trọng, tốc độ, khí hậu…
Với điều kiện khí hậu nóng ẩm ở nước ta, hầu như lúc nào máy cũng chịu tác dụng ôxi hoá từ
môi trường. Để khắc phục trở ngại này cần thực hiện công tác bảo dưỡng, sữa chữa, tra dầu một
cách hết sức chặt chẽ theo chu kỳ.
Trong công tác bảo dưỡng kỹ thuật, sữa chữa và khai thác máy, phải phân biệt các trạng
thái hỏng hóc của máy thì mới khôi phục và sử dụng chúng một cách hợp lý được. http://www.ebook.edu.vn 41
Để tránh trạng thái hỏng đột ngột, ví dụ như gãy ressor hoặc đứt các cấu kiện chế tạo từ
cao su, không được làm việc quá tải, tránh di chuyển trên địa hình phức tạp, gập ghềnh, chú ý tra
dầu và tránh nước.
Muốn theo dõi và ngăn ngừa hỏng hóc của máy cần nghiên cứu quy luật về nó. Đó là các
quy luật phân bố độ hỏng của máy, có thể được xác định theo quy luật phân bố các giá trị ngẫu
nhiên của khối lượng công việc của máy hoặc theo quy luật bình thường. Từ đó suy ra độ tin cậy
của máy trong mức độ cho phép và dự báo hỏng hóc. Ở điều kiện nước ta, do nhiều nguyên nhân
địa hình và khí hậu, nên tiến hành công việc trên theo quy luật phân bố các giá trị ngẫu nhiên vì
tuỳ theo trường hợp mà xem xét theo độ tin cậy, mật độ tin cậy. Xác định được điều này sẽ biết
được khả năng có thể sửa chữa được của máy là lớn hay nhỏ mà tiến hành sửa chữa, bảo dưỡng.
Chỉ tiêu cơ bản của tính sửa chữa được là thời hạn khôi phục trung bình. Nó phụ thuộc vào khả
năng thích ứng sửa chữa của cấu kiện máy, mức độ cơ giới hoá, tự động hoá phát hiện và khắc
phục hỏng hóc, vào cách tổ chức sản xuất và tay nghề công nhân. Ở nước ta, do còn tồn tại nhiều
khó khăn, hạn chế về tổ chức sản xuất, cần lập nhiều điểm dự báo nguyên nhân hỏng máy và lập
qui trình bảo dưỡng, kết hợp với sử dụng các thiết bị gọn nhẹ, dễ sửa chữa, đồng thời thử độ tin
cậy của máy khi khai thác chúng. Tăng độ tin cậy của máy là tăng giá trị của hệ số chuẩn bị kỹ
thuật cho máy.
Để tránh và hạn chế hư hại do mài mòn, phải tiến hành công việc tra dầu mỡ có kế hoạch.
Loại dầu mỡ giảm độ rơ dùng cho các cơ cấu trục truyền, động cơ, hộp truyền động thuỷ lực. Dầu
chạy thử dùng cho các cơ cấu máy mới đang chạy rôđa. Loại dầu chống ma sát dùng bôi trơn các
cơ cấu có hệ số có ích thấp hoặc bộ truyền động vít – bánh vít.
Các loại dầu mỡ trên thích ứng ở vùng nhiệt đới là chống mòn, chống ôxy hoá, chống
tràn, chống cháy, nhất là đối với các xứ mưa nhiều. Một phương pháp tốt nhất bảo vệ bề mặt chi
tiết máy khỏi sự mài mòn là phủ đồng, với giá thành thấp và công nghệ đơn giản.
Công tác điều hành trạng thái máy cũng bảo đảm độ tin cậy của máy. Độ tin cậy của máy
được đánh giá bằng tương quan giữa các chi phí sản xuất và duy trì máy trong trạng thái có thể
sửa chữa được. Để chọn giá trị tối ưu của nó cần lập mối tương quan toán học bằng hàm mục
đích. Đây là chi phí cho một đơn vị sản phẩm, bằng tỉ số giữa tổng chi phí và tổng sản lượng. Tỉ
số này phải có giá trị tối thiểu:
min
1
1
→ =
∑
∑
=
=
n
j
j
n
j
j
s
Q
T
t
Với:
• ts : Chi phí cho một đơn vị sản phẩm (đồng/đơn vị sản phẩm).
• Tj : Chi phí duy trì độ tin cậy cho lần khai thác thứ j của một máy.
• Qj : Sản lượng mà máy sản ra sau lần khai thác thứ j.
Ý nghĩa của việc này là chi phí để tạo ra và duy trì độ tin cậy của máy là nhỏ nhất, nhưng
cho tuổi thọ dài nhất. Đồng thời phải áp dụng các biện pháp khoa học khai thác máy để đạt lượng
sản phẩm thật cao.
3. Khai thác sản xuất
Đặc tính khai thác và chất lượng của máy có mối quan hệ chặt chẽ. Để xác định đặc tính
tối ưu của các cơ cấu kỹ thuật, cần lập ra hai mô hình khác nhau về nguyên tắc. Đó là mô hình http://www.ebook.edu.vn 42
chức năng các cơ cấu và chi tiết bên trong (mô hình trong) và mô hình các cơ cấu và chi tiết bên
ngoài tổng thể (mô hình ngoài).
Mô hình trong dùng cho nghiên cứu các hệ thống và phân hệ thuộc cơ cấu kỹ thuật. Mô
hình ngoài cho phép xác định những đặc tính tối ưu về chất lượng và là điểm cơ bản khi nghiên
cứu các thao tác. Mô hình chức năng được biểu diễn dưới dạng hệ thống thông tin có quan hệ qua
lại, bao gồm hai phân hệ: mặt sản xuất và mặt nhu cầu. Phân hệ thứ nhất gồm nhiều công đoạn
sản xuất. Phân hệ thứ hai bao gồm toàn bộ phần khai thác, nơi thể hiện mọi nhu cầu của máy.
Chế độ làm việc tối ưu của máy là tập hợp các thông số, trong đó tiêu chuẩn kinh tế được chọn
đạt cực trị.
Đối với các loại máy làm đất nói chung, hiệu quả kinh tế có thể được tăng cường bằng
những phương pháp sau:
- Tăng vận tốc chuyên chở, bằng cách tăng công suất động cơ.
- Tăng tính kéo bằng cách tăng lực kéo rơmooc.
- Tăng lực kéo nhờ biến đổi tỉ số truyền.
- Tăng lực kéo và tiết kiệm nhiên liệu nhờ chọn động cơ có đặc tính tự điều chỉnh.
- Tăng cường quá trình đào đất bằng cách tự động hoá các thiết bị công tác.
- Tăng năng suất máy nhờ bố trí hợp lí các bộ phận trên máy.
- Nâng độ vượt của máy do phân chia đồng đều lực kéo trên các bánh xe.
Với điều kiện nước ta, phương pháp có hiệu quả để tăng năng suất máy làm đường là tăng
lực kéo để tăng độ vượt và khối lượng đất khai thác, đồng thời trang bị thiết bị tự động điều khiển
để giảm thời gian thao tác và thuận tiện cho việc chẩn đoán trạng thái của máy. Tuy nhiên, giá
thành của mỗi đơn vị sản phẩm sẽ thay đổi khi ứng dụng một trong các phương pháp liệt kê kể
trên. Vì vậy, cần chọn phương pháp hợp lý, phù hợp với điều kiện khai thác đất.
Đất là đối tượng công tác của máy làm đất, là yếu tố khách quan. Vì vậy, phải căn cứ vào
những đặc tính cơ lý của đất, địa hình công tác mà đề ra những phương pháp khai thác nhằm đạt
hiệu quả cao. Mỗi nhóm máy móc, thiết bị làm đất có tính năng riêng phù hợp với từng loại đất.
Khi đào chuyển đất hay san phẳng bề mặt công trình, năng suất làm việc của máy ủi đất được xác
định theo công thức sau:
tg d đ k nk V Q = (m3
/h)
Trong đó:
• Vđ (m3
) : Là thể tích đống đất trước lưỡi ủi khi ủi theo phương ngang.
• n : Là số chu kỳ hay số lần đào chuyển đất trong 1 giờ.
• kd : Là hệ số ảnh hưởng năng suất do độ dốc.
• ktg : Hệ số sử dụng thời gian.
Lượng đất Vđ nhiều hay ít phụ thuộc vào kích thước lưỡi ben và tính chất của đất. Đối với
đất không dính, tơi xốp, dễ trượt nên dùng máy ủi có lưỡi dài, độ cao nhỏ. Ngược lại với đất dính
lại có thể dùng loại có lưỡi cao.
Hệ số ảnh hưởng năng suất do độ dốc kd chỉ rằng: Khi đào chuyển đất lên dốc kd < 1;
xuống dốc kd > 1; còn khi ủi chuyển ngang kd = 1. Vì vậy, để tăng năng suất đào đất, nên cố gắng http://www.ebook.edu.vn 43
lợi dụng địa hình để đào chuyển đất xuôi dốc nhằm tạo lượng đất lớn trước lưỡi ủi, giảm lực cản
và tận dụng lực đào lớn, nguyên nhân do trở lực dốc < 0 (Hình 1).
Hình 1 Hình 2
Ngược lại, nếu có thể, nên tránh ủi chuyển đất lên dốc, hoặc hạn chế lên dốc, vì trong
trường hợp này, trở lực dốc lớn, tốc độ di chuyển của máy và lực cắt của dao giảm (Hình 2).
Nếu chiều rộng tuyến công tác cho phép, nên áp dụng phương pháp cho các máy ủi
chuyển hoặc san đất song hành, nhằm giảm thời gian thi công và giảm lượng đất bị thất thoát.
Khi sử dụng máy cạp đất (máy xúc - chuyển đất), ngoài việc lợi dụng độ xuôi dốc để đào
đất, có thể dùng máy ủi đẩy máy cạp để tăng lực cắt đất và khả năng vượt dốc. Để đảm bảo độ
bền chặt của nền công trình, người ta sử dụng rộng rãi các loại máy đầm quả lăn lực tĩnh. Trong
số này có lu trơn bánh thép. Khi dùng chúng để lèn ép nền đất tơi xốp, cần tiến hành đầm lùi, tức
là bánh sau có đường kính lớn đi trước, sẽ giảm độ lượn sóng của bề mặt đất, giảm lực cản di
chuyển. Khi dùng máy xúc đất để đào móng công trình, nếu địa hình công tác phức tạp, có độ
nghiêng lớn, nên sử dụng loại máy xúc bánh xích. Còn nếu là địa hình bằng phẳng, dễ di chuyển
hay trong đô thị, nên sử dụng loại máy xúc bánh lốp di chuyển nhanh, không làm hư hại đường
giao thông.
4. Kết luận
Trên cơ sở của lý thuyết và thực tế, cần đề ra các nguyên tắc chung đáp ứng mục đích
nâng cao hiệu quả khai thác máy làm đất khi thi công công trình. Nhất thiết phải tuân thủ chế độ
bảo dưỡng, sửa chữa định kỳ cho máy, các định mức về khối lượng công việc, chi phí sản xuất,
thời gian và chế độ làm việc phù hợp với khí hậu nóng ẩm, địa hình ở Việt Nam nhằm nâng cao
hiệu quả sử dụng máy.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Văn Tuấn, Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Hoài Nam, Khai thác máy xây dựng, Nhà
xuất bản Giáo dục, Hà Nội, 1996.
[2] Nguyễn Đình Thuận, Sử dụng máy xây dựng, Nhà xuất bản Giao thông vận tải, Hà Nội,
1995.
[3] Nguyễn Văn Hùng, Phạm Quang Dũng, Nguyễn Thị Mai, Máy xây dựng, Nhà xuất bản
Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2000.
[4] Д.П.Вoлкoв, Строительные машины, издательство Высшая Школа, Москва, 1988.
[5] А.С.Фиделев, Ю.Ф.Чубук, Строительные машины, издательство Вища Школа,
Киев, 1979.
[6] Н.Я.Хархута, Дорожные машины, издательство Машиностроение, Ленинград, 1976.
http://www.ebook.edu.vn 44
http://www.ebook.edu.vn
CHƯƠNG 8
VẬN CHUYỂN ĐẤT
8.1 Mở đầu :
8.1.1 Khái niệm : Trong thi công các công trình thủy lợi việc vật chuyển vật liệu xây
dựng là công tác trọng yếu trong đó việc vận chuyển đất thường chiếm tỷ lệ lớn phí
tổn thường chiếm 40 - 90% tổng phí tổn các công trình đất. Công tác vận chuyển là 1
khâu trong dây chuyền thi công đào, đắp đất và còn là khâu chủ yếu quyết định đến
tiến độ thi công và giá thành công trình. Việc chọn phương án vận chuyển hưọp lý
dùng biện pháp kỹ thuật và tổ chức vận chuyển có ý nghĩa cực kỳ quan trọng.
- Đặc điểm của công tác vận chuyển đất ở hiện trường thi công là:
+ Vận chuyển 1 chiều.
+ Cự ly vận chuyển ngắn.
+ Thời gian khối lượng vận chuyển phải thỏa mãn yêu cầu của kế hoạch thi
công. Vì vậy công tác vận chuyển mang tính chất không cân đối.
8.1.2 Các phương pháp vận chuyển đất: Thường sử dụng để thi công các công
trình thủy lợi.
Mỗi loại công cụ vận chuyển đều có phương vị sử dụng nhất định do đó khi thi
công phải xét kỹ các nhân tố ảnh hưởng và so sánh kinh tế kỹ thuật xác định phương
phương pháp vận chuyển đất
thuyền bè nổ mìn định hướng
thủ công đường ray
ôtô máy kéo, rơ móc
băng chuyền
thủy lực http://www.ebook.edu.vn
án vận chuyển tốt nhất.
8.1.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án vận chuyển:
8.2 Vận chuyển bằng ôtô, máy kéo:
8.2.1 Vận chuyển bằng ôtô:
Vận chuyển bằng ôtô là phương pháp vận chuyển được dùng rộng rãi trong thi
công công trình thủy lợi.
Tình hình cung
ứng nhân, vật
lực vận chuyển
Yêu cầu về
chất lượng
đào phá.
Hình dạng,
kích thước
khối đào, đắp,
sự quan hệ với
công cụ đào
đắp.
Cự ly vận
chuyển.
Phân bố bãi
lấy đất, khối
lượng, cường
độ vận chuyển
và thời kỳ thi
công
Điều kiện địa
hình ở hiện
trường thi
công.
Phương án
vận chuyển http://www.ebook.edu.vn
So với vận chuyển bằng đường ray có:
- Ưu điểm:
+ Yêu cầu về đường sá không cao, độ dốc đường cho phép lớn, bán kính
cong của đường nhỏ.
+ Kỹ thuật làm đường đơn giản, công tác làm đường nhanh chóng, không
cần nhiều về gỗ, sắt thép
+ Phạm vi ứng dụng tương đối lớn thích hợp với địa hình phức tạp, diện
công tác hẹp, có tính cơ động lớn.
Nhược điểm:
- Phí tổn vận chuyển lớn, đường sá thường xuyên phải tu sửa
- Khi dùng phối hợp với máy xúc, hệ số phối hợp xe máy thấp hơn khi máy
xúc phối hợp với đường ray.
Các yêu cầu về đường ôtô:
+ idọc = 0,08 - 0,1; imặt đường = 0,03 - 0,05
+ Bán kính cong của đường nên > 20m , D > 300m
Mặt đường rộng hay hẹp tùy thuộc cấp của đường bộ, số lần xe chạy, tốc độ xe
chạy, thiết kế thường 3 - 6m
Dọc 2 bên đường phải có rãnh thoát nước để tránh tình trạng đường bị lầy lội
khi mưa xe không chạy được.
Có thể bảo đảm mặt cắt ngang nền đường tiêu biểu các tham số của chúng.
8.2.2 Vận chuyển bằng máy kéo:
a. Đặc điểm của vận chuyển bằng máy kéo:
- Yêu cầu về đường sá rất thấp
- Ap lực đơn vị lên mặt đất rất nhỏ. http://www.ebook.edu.vn
- Khả năng leo dốc lớn.
- Tốc độ so với ôtô thì rất chậm.
b. Phân loại: gồm 2 loại : loại bánh hơi và loại bánh xích
- Loại bánh hơi giống như xe ôtô tốc độ lớn nhưng yêu cầu về đường sá
tương đối cao.
- Loại bánh xích áp lực lên mặt đường nhỏ, thường sử dụng nơi đường sá
xấu, gồ ghề hay lầy lội
* Điều kiện sử dụng:
- Độ dốc dọc mặt đường i < 15%
- Cự ly vận chuyển thích hợp 600 - 800m
- Khi khối lượng vận chuyển nhỏ.
- Ít sử dụng trong việc vận chuyển đất.
8.3 Vận chuyển bằng đường ray:
8.3.1 Khái niệm: Phương pháp vận chuyển bằng đường ray thường dùng trong
xây dựng các công trìnnh thủy lợi có khối lượng tương đối lớn.
Ưu điểm:
- Có khả năng vận chuyển lớn, hao phí về nhiên liệu và động lực ít.
- Giá thành vận chuyển rẻ.
- Ít chịu ảnh hưởng của khí hậu và thời tiết.
Nhược điểm:
- Khối lượng công tác làm đường lớn
- Kỹ thuật làm đường phức tạp, độ dốc, bán kính cong yêu cầu cao.
- Tôn nhiều gỗ, sắt thép
- Ít linh hoạt và cơ động do địa hình hạn chế
Phạm vi ứng dụng:
- Khối lượng vận chuyển lớn
- Cự ly vận chuyển dài, thường > 1,2 km
- Địa hình tương đối bằng phẳng, thời gian vận chuyển tương đối lâu
8.3.2 Vận chuyển bằng đường ray rộng:
- Thích hợp với điều kiện khối lượng vận chuyển > 300 000m3, D > 1.000m i
< 0,025, R>20m. Thường đường ray rộng sử dụng tổng hợp để vận chuyển đất, máy http://www.ebook.edu.vn
móc, thiết bị v. v ... thường được nối liền với hệ thống đường sắt quốc gia.
- Mặt cắt ngang tiêu chuẩn đường ray rộng (cm)
- Quá trình sử dụng phải làm tốt công tác tu sửa thường xuyên, làm tốt công tác
thoát nước.
- Đầu máy kéo sử dụng cho đường ray rộng : điện, diezen, hơi nước và các loại
gờ bằng hay kín.
8.3.3 Đường ray hẹp:
- Thích hợp với điều kiện khối lượng vận chuyển >100.000 m3, D > 500 m, i <
0,035, R > 30m. Đường ray đặt trên các tà vẹt gỗ ( nay là bê tông cốt thép ) có rải lớp
đệm bằng đá dăm dày 0,15 - 0,25m hay đặt trực tiếp lên nền đầm nén kỹ.
- Phí tổn làm đường ray hẹp < đường ray rộng
- Lực kéo có thể dùng cơ giới hay nhân công đẩy. Các gong có dạng hình chữ V
có thể lật nghiêng được.
8.4 Vận chuyển bằng băng chuyền:
Băng chuyền là 1 loại công cụ vận chuyển liên tục được dùng rộng rãi để vận
chuyển bê tông cốt liệu của bê tông hay đất ít dính.
8.4.1 Đặc điểm và phân loại:
- Vận chuyển được ổn định, đều đặn, liên tục, không gây tiếng động lớn.
- Có thể vận chuyển với tốc độ cao 20 - 240m/ph, năng suất cao 20 - 2.000 t/ng.
- Có thể thay đổi phương hướng vận chuyển bất kỳ góc độ nào. Trên đường
vận chuyển có thể tháo được vật liệu ở bất kỳ nơi nào.
- Trong lúc sử dụng ít tốn nhân lực sửa chữa, bảo dưỡng đơn giản.
- Cự ly vận chuyển lớn thay đổi từ 10 5.000m , khả năng lên dốc lớn, độ dốc 20
- 30%
* Nhược điểm:
- Băng chuyền dễ bị nứt nẻ đặc biệt về mùa đông, dễ bị mòn
- Ít cơ động và linh hoạt nếu 1 đoạn băng chuyền trên hệ thống vận chuyển bị http://www.ebook.edu.vn
hư hỏng thì ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.
- Cần thiết phải có động cơ điện
Do băng chuyền có đặc điểm trên nó thích hợp điều kiện địa hình phức tạp
nhấp nhô, diện công hẹp và vận chuyển lên cao.
* Phân loại: Dựa vào phương hướng vận chuyển vật liệu.
- Có thể bố trí nằm ngang, nghiêng, hỗn hợp. Trường hợp bố trí nằm nghiêng
để tránh vật liệu rơi vãi khi vận chuyển thì góc nghiêng lớn nhất của băng chuyền phải
nhỏ hơn góc ma sát trong của vật liệu đối với băng chuyền thường 10 - 15o
- Dựa vào vật liệu làm băng chuyền: băng chuyền ván mỏng, be cao su, be vải
bố. Trong đó băng chuyền loại bằng cao su được sử dụng nhiều nhất.
- Dựa vào tính chất di động của bản thân băng chuyền mà phân ra băng
chuyền cố định và loại di động, loại cố định thường D lớn, loại di động thường D nhỏ.
8.4.2 Cấu tạo của băng chuyền: Bao gồm các bộ phận: băng, trục lăn, bộ phận
động lực, giá đỡ băng và các bộ phận như: thiết bị kéo căng, phễu nạp, tháo vật liệu.
- Căn cứ vào cấu tạo của trục lăn mặt cắt ngang băng làm việc có thể là hình
phẳng hay hình máng.
- Các trục lăn đặt lên giá đỡ băng có tác dụng đỡ băng và định hướng di chuyển
- Bộ phận động lực : thường là động cơ điện, động cơ điện nối với bánh xe chủ
động để làm chuyển động hệ thống băng chuyền.
- Thiết bị kéo căng : Quá trình vận chuyển do nhiệt độ, tải trọng không đều làm
cho băng co giản do đó băng chuyền cần thiết phải có thiết bị kéo căng .
- Bộ phận nạp, tháo vật liệu : Bộ phận nạp vật liệu bố trí ở đầu băng, bộ phận
tháo bố trí bất kỳ ở cần tháo vật liệu.
8.5 Tính toán năng suất:
8.5.1 Năng suất vận chuyển của ôtô, máy kéo, tàu hỏa:
ck
tg
T
K V
N
. . 60
=
Trong đó:
V Thể tích đát trong thùng ôtô (máy kéo ở trạng thái chặt)
TCK Thời gian của 1 chu kỳ làm
việc
http://www.ebook.edu.vn
TCK = t1 + t2 + t3 với t1, t2, t3 - thời gian nạp, tháo,
đi, về.
Ktg Hệ số sử dụng thời gian
b. Xác định số lần phối hợp xe máy khi máy đào phục vụ cho phương
tiện vận chuyển:
m =
'
. . .
t đ tn K K q
Q
γ
Trong đó :
q dung tích gàu
γtn Dung trọng tự nhiên ở bãi vật liệu.
Kđ Hệ số đầy gàu
Kt’ Hệ số ảnh hưởng tơi < 1.
Q Khối lượng đất ở thùng xe. Kinh
nghiệm
m = 3 - 7 lần
Việt Nam m = 3 - 5 lần
Nga m = 4 - 7 lần
c. Xác định số lượng vận chuyển phục vụ cho 1 máy đào
- Số lượng phương tiện vận chuyển phục vụ cho 1 máy đào phải thỏa mãn 2 điều
kiện sau đây:
+ Xét về năng suất thì tổng số năng suất của các xe ôtô phải không được
nhỏ hơn năng suất máy đào. Như vậy ưu tiên máy đào làm việc liên tục
n . Nxe = Nmđ
xe
mđ
N
N n ≥ ⇒
+ Xét về điều kiện làm việc nhịp nhàng tránh sự chờ đợi thì cần thỏa mãn :
(n - 1). tbốc = đoi đô t t
V
l
+ +
. 2
Trong đó : http://www.ebook.edu.vn
tbốc thời gian bốc vật liệu lên xe ( tbốc = m.tCK
+ t’ )
m số gàu đổ vật liệu vào xe
tCK thời gian của 1 chu kỳ công tác
t’ thời gian ảnh hưởng của sự chậm trễ lấy
80s
L cự ly vận chuyển
V vận tốc trung bình xe chạy
tđổ thời gian đổ
tđợi thời gian chờ đợi giữa 2 xe
Sau khi tính toán từ 2 công thức trên chọn nmax
8.5.2 Năng suất vận chuyển của băng chuyền:
Tính toán theo công thức Liên Xô năng suất thực tế:
N = 3 600 . w . v . Kt’ . Kđ . Ktg . Kg (m3/h)
Trong đó :
w Diện tích mặt cắt ngang vật liệu trên băng chuyền.
v Tốc độ chuyển động của băng chuyền (m/s)
Kt’ Hệ số ảnh hưởng tơi
Kđ Hệ số đầy vơi 0,5 - 1 (đất vật liệu lớn (đá nhỏ) lấy 0,5, đất sét
lấy 1)
Ktg Hệ số sử dụng thời gian
Kg Hệ số giảm diện tích mặt cắt ngang của vật liệu 0,75 - 1
Theo khái niệm của Trung Quốc:
Băng phẳng: N = 200 B2 . v . Ktg . Kđ . K1 . K2 . K3
Băng máng: N = 400 B2 . v . Ktg . Kđ . K1 . K2 . K3
Trong đó :
K1: Hệ số xét đến tính rời rạc của vật liệu
Đất cát K = 0,85
Đất dính K = 0,77
Đá K = 0,7 http://www.ebook.edu.vn
K2: Hệ số xét đến đường kính vật liệu
d = ( 0,1 - 0,3 ) B K = 0,75
d = ( 0,05 - 0,1 )
B
K = 0,90
Vật liệu có d nhỏ K = 1,0
K3: Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ngang mặt băng
11 - 15 K = 0,95
16 - 18 K = 0,90
19 - 22 K = 0,85
Biện pháp nâng cao năng suất bằng chuyền:
- Phải cải tiến thiết bị nạp vật liệu, tận dụng vật liệu chứa đầy trên băng
- Lắp thêm 2 tấm chắn ở 2 bên băng để tăng thêm diện tích mặt cắt chứa
vật liệu
- Giữ tốc độ vận chuyển băng chuyền cho phép lớn nhất
- Luôn tạo cho băng chuyền làm việc tốt
Năng suất xe cải tiến:
N = tg t đ
CK
K K K
T
V
. . .
. 60 '
(m3/h)
http://www.ebook.edu.vn
Nhận xét Phương
tiện vc Ưu điểm Nhược điểm
Phạm vi ứng dụng
ôtô + Yêu cầu về đường sá không cao, độ dốc
đường cho phép lớn, bán kính cong của
đường nhỏ.
+ Kỹ thuật làm đường đơn giản, công tác
làm đường nhanh chóng, không cần nhiều
về gỗ, sắt thép
+ Phạm vi ứng dụng tương đối lớn
- Phí tổn vận chuyển lớn,
đường sá thường xuyên phải tu
sửa
- Khi dùng phối hợp với máy
xúc, hệ số phối hợp xe máy
thấp hơn khi máy xúc phối
hợp với đường ray.
Phạm vi ứng dụng tương đối
lớn thích hợp với địa hình phức
tạp, diện công tác hẹp, có tính
cơ động lớn.
máy kéo - Yêu cầu về đường sá rất thấp
- Ap lực đơn vị lên mặt đất rất nhỏ.
- Khả năng leo dốc lớn.
- Tốc độ so với ôtô thì rất chậm.
- Độ dốc dọc mặt đường i <
15%
- Cự ly vận chuyển thích hợp
600 - 800m.
- Khi khối lượng vận chuyển
nhỏ.
- Ít sử dụng trong việc vận
chuyển đất.
đường ray - Có khả năng vận chuyển lớn, hao phí về
nhiên liệu và động lực ít.
- Giá thành vận chuyển rẻ.
- Ít chịu ảnh hưởng của khí hậu và thời tiết.
- Khối lượng công tác làm
đường lớn
- Kỹ thuật làm đường phức tạp,
độ dốc, bán kính cong yêu cầu
cao.
- Tôn nhiều gỗ, sắt thép
- Ít linh hoạt và cơ động do địa
hình hạn chế
- Khối lượng vận chuyển lớn
- Cự ly vận chuyển dài, thường
> 1,2 km
- Địa hình tương đối bằng
phẳng, thời gian vận chuyển
tương đối lâu
băng
chuyền
- Vận chuyển được ổn định, đều đặn, liên
tục, không gây tiếng động lớn.
- Có thể vận chuyển với tốc độ cao 20 -
240m/ph, năng suất cao 20 - 2.000 t/ng.
- Có thể thay đổi phương hướng vận
chuyển bất kỳ góc độ nào. Trên đường vận
chuyển có thể tháo được vật liệu ở bất kỳ
- Băng chuyền dễ bị nứt nẻ đặc
biệt về mùa đông, dễ bị mòn
- Ít cơ động và linh hoạt nếu 1
đoạn băng chuyền trên hệ
thống vận chuyển bị hư hỏng
thì ảnh hưởng đến toàn bộ hệ
thống.
thích hợp điều kiện địa hình
phức tạp nhấp nhô, diện công
hẹp và vận chuyển lên cao.
http://www.ebook.edu.vn
nơi nào.
- Trong lúc sử dụng ít tốn nhân lực sửa
chữa, bảo dưỡng đơn giản.
- Cự ly vận chuyển lớn thay đổi từ 10-
5.000m , khả năng lên dốc lớn, độ dốc 20 -
30%
- Cần thiết phải có động cơ
điện
http://www.ebook.edu.vn
http://www.ebook.edu.vn
Chương 9: ĐẦM ĐẤT VÀ THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN
9.1 Nguyên lý cơ bản của đầm nén đất:
9.1.1 Khái niệm chung:
Quá trình thi công các công trình thủy công bằng đất ( đắp đập, đê,
đê quây ) công tác đầm nén là 1 khâu quan trọng. Vì chỉ có đầm nén
mới tăng được độ chặt và bảo đảm được yêu cầu ổn định, chống
thấm, phòng lún, chống nứt nẻ của công trình thủy công.
* Nguyên lý cơ bản của đầm nén đất:
Hình 2-12. Sơ đồ đầm chặt
- Khi đầm nén dưới tác dụng của ngoại lực do công cụ hoặc máy
đầm nén các loại đất di động tương đối làm cho hạt nhỏ ép chặt vào
khoảng trống giữa các hạt, độ rỗng của đất giảm nhỏ, mật độ của đất
tăng lên làm cho đất được nén chặt.
- Đánh giá mức độ nén chặt của đất bằng γK
9.1.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình nén chặt của đất:
Khả năng chịu lực của đất phụ thuộc vào độ chặt của nó ( độ
chặt của đất được thể hiện qua dung trọng khô của đất). Nếu dung http://www.ebook.edu.vn
trọng khô của đất tăng lên có nghĩa là khả năng chịu lực của đất
tăng lên. Nhiều kết quả thí nghiệm và thực nghiệm cho thấy:
a. Ảnh hưởng của lượng ngậm nước:
Để đạt được độ chặt thiết kế, hệ số đầm chặt K (tỷ số giữa dung tọng khô
sau khi đầm và dung trọng khô lớn nhất tiêu chuẩn) thì độ ẩm là nhân tố
ảnh hưởng đến công tác đầm đất. đất tơi xốp có ba thành phần chính:
+Các hạt rắn
+Nước
+Không khí
Khi đầm các hạt đất bị ép xít lại gần nhau, đồng thời đẩy khí ra ngoài làm
các lỗ hổng giảm xuống. Tiếp tục đầm thì nước bị đẩy ra ngoài, nhưng đối
…
độ dày rải
đất
số lần đầm áp suất đầm
sự tổ thành
của đất
loại đất
Lượng ngậm
nước
quá trình
nén chặt
của đất http://www.ebook.edu.vn
với các loại đất dính thì việc đó không thực hiện được trong thời gian ngắn
(thời gian đầu).
- Lượng ngậm nước trong đất là 1 nhân tố ảnh hưởng lớn đến việc nén chặt của
đất. Nước có tác dụng làm trơn các hạt đất, làm cho trở lực di động tương đối giữa
các hạt đất (lực ma sát, keo kết) giảm nhỏ .
- Đất khô, lực ma sát giữa các hạt đất lớn, muốn đầm chặt phải tốn
nhiều công, đôi khi không thực hiện được. Nếu đất w nhỏ thì đầm tốn công,
hiệu quả nén chặt kém vì lượng nước trong đất trong nước không đủ gây tác dụng
làm trơn các hạt đất do đó cần tiêu hao 1 công năng đầm rất lớn để khắc phục trở
lực tương đối giữa các hạt đất.
- Đất đủ ẩm, ma sát giữa hạt đất giảm làm chúng chuyển dịch dễ
dàng,công đầm ít, hiệu qủa đầm cao.
- Ngược lại Nếu lượng nước quá thừa, nghĩa là chiếm chỗ toàn bộ trong
các lỗ hở, lúc này lực ma sát giảm đi nhiều, lực ma sát không còn nữa, lực
dính kết giữa các hạt không còn,đất chảy, không thể đầm chặt được. w
lớn, nước chứa đầy trong các lỗ rỗng các hạt đất làm cho lực đầm nén không thể
chuyển toàn bộ đến các hạt đất vì một phân lực phải đầm cho lượng nước thừa làm
cho lực đầm có ích mà đất nhận được phải giảm đi. Hiệu quả nén chặt của đất
cũng kém đi.
Kết luận: Lượng ngậm nước nhỏ nhất hay lớn nhất đều ảnh hưởng đến hiệu quả
đầm nén tốt hay xấu. Chỉ có lượng ngậm nước tốt nhất mới đưa đén hiệu quả dầm
nén tốt nhất.
Hình 2-9. Đồ thị thí nghiệm đầm chặt
Xét thí nghiệm đường quan hệ khối lượng riêng khô và lượng ngậm nước ứng với
số lần đầm nén khác nhau.
Dựa vào hình vẽ : ứng với số lần đầm nén nhất định w thay đổi → γK tăng đến 1
lúc nào đó γK giảm khi w tăng. Trị số w ứng với γmax gọi là lượng ngậm nước tốt
nhất. Từ hình vẽ ta thấy lượng ngậm nước tốt nhất thay đổi tùy theo công năng
đầm
Kết luận lượng ngậm nước tốt nhất là lượng ngậm nước tương ứng trong điều
kiện thiết bị đầm nén xác định để đạt được γk tk mà công năng đầm tiêu thụ ít nhất. http://www.ebook.edu.vn
Quá trình thi công sử dụng đồ thị γK - w như sau : Ứng với γk tk vẽ đường ∆ song
song trục hoành cắt đồ thị tại 2 điểm ứng với w1, w2 là độ ẩm thích hợp giới hạn
trên và dưới. Nếu loại đất thi công nằm trong phạm vi w1, w2 thì sau khi đầm nén
theo tiêu chuẩn thiết kế sẽ đạt γk tk. Nếu độ ẩm wttế < w1 tưới thêm nước và ngược
lại.
Bảng 2.1: Độ ẩm tối thuận của một số loại đất
Loại đất Độ ẩm tối thuận (op
Đất cát hạt to
Đất cát hạt nhỏ và đất cát pha sét
Đất sét pha cát xốp
Đất sét pha cát chặt và đất sét
7÷ 10
12 ÷ 15
15 ÷ 18
18 ÷ 25
- Nếu đất quá khô thì phải tăng độ ẩm.
+ Xác định độ ẩm tự nhiên của đất (o
+ Lượng nước tưới ngay trên bãi lấy đất cần đầm để đạt (op
V = (wop - wo ) . h . γ (lít/m2)
(1.1)
+ Lượng nước tưới vào mặt đất khô ở trên
V = (wop - wo ) .(h/a). γ (lít/m2)
(1.2)
V: lượng nước cần cho mỗi m2 trong khoảng đất tưới (lít/
m2)
wop : độ ẩm sau khi tưới (độ ẩm tối thuận).
wo : độ ẩm đất tự nhiên (trước khi thưới nước).
h: chiều dày lớp cát có thể tưới được ( hoặc chiều dày lớp đất rải
đổ) (dm).
γ : dung trọng khô của đất trước khi đầm đạt độ chặt.
a: hệ số xốp của đất a = 1.2 --- 1.3
Nếu đất quá ẩm phải làm khô (phơi đất).
b. Ảnh hưởng của loại đất:
- Đối với nhiều loại đất khác nhau, nếu chế độ đầm giống nhau (
cùng năng lượng đầm) thì dung trọng khô cực đại (k max của chúng khác
nhau. Điều đó chứng tỏ khả năng chịu lực của chúng cũng khác nhau.
- Đối với đất có tính dính (sét, thịt) lực keo kết dùng lớn , lực ma sát nhỏ, dưới
tác dụng của lực đầm nén đất dễ bị co ép, giản nở nhưng do tính thoát nước yếu →
quá trình co ép tương đối chậm → khó đầm chặt.
- Đất không có tính dính ngược lại.
c. Ảnh hưởng sự tổ thành của đất: Hạt càng nhỏ thì độ phân tán càng cao và tỷ lệ
rỗng càng lớn . Thường γK của đất dính sau khi đầm nén nhỏ hơn γKT của đất http://www.ebook.edu.vn
không dính sau khi đầm nén. Đối với đất dính γK = 1,5 - 1,76 đất không dính γK =
1,77 - 1,92
Đất có cấu tạo hạt to nhỏ khác nhau, cấp phối hạt phân bố càng không đều. khi
đầm nén các hạt nhỏ dễ chui vào kẽ rỗng giữa các hạt làm cho tỷ lệ rỗng giảm
xuống, độ chặt tăng nên γK tăng và ngược lại.
d. Số lần đầm
Đối với một loại đất, nếu chiều dày lớp rải là cố định và cùng độ ẩm thì
dung trọng khô cũng tăng lên theo số lần đầm.
Hình 2-10. Quan hệ giữa dung trọng khô và số lần đầm
e. Chiều dày lớp rải
Nếu chiều dày lớp rải khác nhau, mà muốn đạt được một dung
trọng xác định nào đó thì số lần đầm cũng thay đổi. Chiều dày lớp đầm
càng lớn thì số lần đầm cũng tăng theo. Nhưng chiều dày này cũng có giới
hạn, vì chiều sâu mà ở đó ứng suất của thiết bị đầm tạo ra là có gới hạn.
Hình 2-11. Quan hệ giữa dung trọng khô và ….
http://www.ebook.edu.vn
9.2 Máy đầm và công cụ đầm đất:
9.2.1 Phân loại máy đầm:
Khi tiến hành đầm đất bằng thủ công hay bằng máy đều có
cùng mục đích là cung cấp cho đất đắp một năng lượng nhất định.
Thông thường bao gồm hai loại chính là năng lượng tạo động và
tĩnh.
Hình 2-13. Sơ đồ tác dụng của ngoại lực
Căn cứ vào tác dụng ngoại lực đối với đất chia làm 3 loại : đầm lăn
ép, đầm nệm, đầm chấn động.
+ Đầm lăn ép: Lực tác dụng không thay đổi trong suốt quá trình đầm
nén đất
+ Đầm nện: Lực tác dụng là lực xung kích nó biến đổi theo thời gian.
+ Đầm chấn động: Lực tác động thay đổi theo chu kỳ
9.2.2 Đầm lăn ép
Phân loại
Bao gồm 3 loại: Đầm lăn phẳng, đầm chân dê [Đầm lăn có vấu (đầm chân
cừu)], đầm bánh hơi. Trong quá trình thi công các công trình thủy lợi
thường sử dụng đầm chân dê, bánh hơi ít sử dụng đầm lăn phẳng.
Thường dùng cho khu đất rộng và dài.
http://www.ebook.edu.vn
a. Đầm lăn phẳng [Đầm lăn mặt nhẵn (chấn động, không chấn động)]
- Cấu tạo bao gồm : thùng lăn, trục lăn, khung đầm, dao gạt đất v. v . .
.
- Vật liệu làm thùng lăn thường lamg bằng đá, bê tông, bê tông cốt
thép, thép được mắc vào trục lăn .
- Quá trình công tác: Khi đầm làm việc áp lực đơn vị của đầm lăn tác dụng
vào khối đất không đều theo mỗi lớp từ trên xuống. Mặt trên đầm rất chặt
thành vỏ cứng nhẵn, ở dưới lại không chặt. Sơ đồ phân bố γK theo chiều
sâu của lớp đất sau khi dùng đầm lăn phẳng.
- Phạm vi ứng dụng: Thường dùng để đầm các công trình tạm không
quan trọng như đê quây v. v . . .
- Nhược điểm: Đầm lăn phẳng khi sử dụng đầm nén còn sinh ra áp
suất cắt làm cho đất đầm chặt bị nứt nẻ.
- Chiều dài rải đất khi dùng loại đầm lăn này không nên quá 20 -
25 cm, thường tính toán bằng biểu thức:
ho =
0,28. R q
w
w . .
0
Đối với đất
rời
ho = 0,35. R q
w
w . .
0
Công thức trên chỉ sử dụng khi w < wo, khi w > wo thì sử dụng không
lợi
w: độ ẩm thực tế; wo: độ ẩm tối ưu
* Chú ý: Khi sử dụng đầm lăn phẳng trước quả lăn có hiện tượng nổi sóng
vì tổng hợp lực do Fkéo + Q hướng về phía trước dồn những hạt đất trượt
theo quả lăn. Tránh hiện tượng này trước hết dùng đầm lăn nhẹ sau dùng
đầm lăn nặng. Máy kéo nhiều đầm, khi bố trí đầm lăn nhẹ trước, lăn nặng
sau.
Khi đầm đất ứng suất lớn nhất trên mặt đất phải nhỏ hơn ứng suất cực
hạn của đất
http://www.ebook.edu.vn
σ max =
R
E q.
Trong đó:
q áp suất tuyến tính bình quân mà quả lăn gây nên trên diện tích tiếp
xúc ( kg/cm2 ) cho 1 m dài quả lăn.
b. Đầm lăn chân dê (đầm lăn có vấu):
Cấu tạo đầm lăn chân dê bao gồm các bộ phận sau:
- Quả lăn và những chân dê lắp thành hàng so le trên mặt
- Một lỗ có nắp đậy đầu quả lăn để tăng giảm khối lượng quả lăn
khi cầu tăng hay giảm áp lực.
- Trục của quả lăn nối với khung đầm
- Thiết bị nối khung đầm với máy kéo.
Quả lăn chân dê làm bằng thép hay gang trên mặt có nhiều núm (
chân dê ) bố trí từng hàng. Núm có nhiều hình dạng khác nhau thường
dùng loại C.
- Đặc điểm của đầm chân dê là : áp lực đơn vị rất lớn, thời gian tận
dụng của lực nén lên mỗi lớp đất được lâu nên nén chặt tương đối đều đặn
theo chiều sâu mỗi lớp hình vẽ, bề mặt lớp đất thường không gây hiện
tượng mặt nhẵn thuận lợi kết hợp lớp trên và dưới ứng dụng nhiều( hầu
như công trình thủy lợi loại vừa và lớn đều có ).
− Tạo áp lực lớn trên nền đất vì diện tích tiếp xúc
của nó với đất là những vấn đầm.
− Thích hợp cho những loại đất dính, đất cuội, (
đầm đất rời hiệu qủa kém.)
− Khi đầm thì đất dưới vấn là được đầm chặt nên
phải đầm nhiều lần.
− Đầm đạt hiệu qủa tốt , đồng đều không bị lỗi,
tạo mặt nhám nên liên kết giữa lớp trên và lớp dưới rất tốt.
http://www.ebook.edu.vn
- Trong thi công để lợi dụng công suất của máy kéo và nâng cao
hiệu quả đầm nén có thể mắc nhiều đầm chân dê loại nhẹ để đầm.
c. Đầm bánh hơi:
* Nguyên lý làm việc: Quá trình đầm nén đầm bánh hơi giống như 1 vật thể
đàn hồi thích hợp với sự biến dạng của đất trong quá trình đầm nén. Lúc
đất còn rời rạc bánh hơi biến dạng ít do đó mặt tiếp xúc nhỏ, áp lực đơn vị
lớn làm cho đất bị biến dạng nhiều về sau đất dần dần bị nén chặt sự biến
dạng của bánh hơi cũng tăng lên → nên mặt tiếp xúc bánh hơi lớn, áp lực
phí đều đặn hơn.
Ưu điểm:
- Hiệu quả đầm nén tốt hơn 2 loại trên vì đầm làm cho thời gian đất
bị ép liên tục lâu hơn.
- Có tể thay đổi áp lực trong bánh hơi dễ dàng → dễ khống chế
ứng suất trong phạm vi cường độ cực hạn của đất hay tăng, giảm tải
trọng của đầm bánh hơi.
Nhược điểm : Khi đầm đất có w cao dễ gây hiện tượng mặt nhẵn
* Cấu tạo của đầm bánh hơi:
- Thùng đựng tải trọng bằng kim loại đặt trên 1 trục cố định.
- Có 4 - 6 bánh hơi lắp thêm trục
- Thiết bị nối đầm với máy kéo.
Ngoài các loại đầm lăn ép còn dùng máy kéo để đầm các công
trình tạm mà yêu cầu chất lượng không cao như ở Thác Bà loại C100 để
đầm đê quai.
d. Năng suất của đầm lăn ép:
N= tg K
n
.
. 1000.B.h.vtb ϕ
(m3/h)
Trong đó : http://www.ebook.edu.vn
B Chiều rộng của mỗi giải đầm (m)
h Chiều dày lớp đất đầm nén (m)
vtb Vận tốc di chuyển bình quân của quả lăn (km/h)
ϕ
hệ số lợi dụng chiều dài quả lăn, = B - a/B
a Chiều rộng đầm trùng nhau, thường 0,15 - 0,25m
Ktg hệ số sử dụng thời gian, = 0,75 - 0,8
n Số lần đầm nén
Đầm lăn (không chấn động) mặt nhẵn:
- Chiều dày lớp đầm phụ thuộc vào trọng lượng
của quả đầm
• 3 - 4 tấn => h = 10 - 20 cm
• 15 tấn => h = 30 cm
- Khi đầm thì vết đầm sau phải đè lên lớp đầm
trước theo phương 10 - 15 cm.
- Tại mỗi vị trí đầm phải lăn từ 8 - 16 lượt
- Khi đầm lăn thì lớp đất mỏng phía trên trở
thành một lớp vỏ cứng có khả năng chịu tải trọng của đầm làm hạn
chế sự truyền lực xuống các lớp bên dưới. Vậy trước tiên lăn nhẹ
vài lượt rồi mới tăng tải trọng lên.
- Thực tế không nên dùng đầm quá nặng, đất bị
trạng thái vượt quá cường độ giới hạn và đất sẽ trượt (Rth).
Thường nên đầm với ứng suất trên mặt
σmax = (0.8 ÷ 0.9) σd
(1.3)
σmax =
(1.4) http://www.ebook.edu.vn
Trong đó:
R: bán kính của qủa lăn (thường R = 80 ( 90 cm).
E: mođun biến dạng của đất.
− Đất dính E = 200
kg/cm2
− Đất rời E = 150 (
200 kg/cm2
q: áp suất tuyến tính (kg/cm).
− Tốc độ đầm 2 ( 2.5 km/h
− Chiều dày lớp đất đắp tốt nhất
+ Đối với đất dính: Ho = 0.28Ġ (1.5)
+ Đối với đất rời : H0 = 0.35Ġ (1.6)
Chú Ý: công thức nầy chỉ đúng khi W0< Wop
Hình 2-16. Các loại máy sử dụng cho công tác đầm http://www.ebook.edu.vn
Bảng 1-3. Cường độ cực hạn (d (kg/cm2)
Cường độ cực hạn (d
(kg/cm2
)
Loại đất
Đầm lăn Đầm chày
- Đất ít dính (đất cát pha sét nhẹ)
- Đất dính trung bình (đất cát pha
sét, đất sét pha cát nhẹ)
- Đất khá dính ( đất sét pha cát chặt)
- Đất dính
5 ÷ 7
7 ÷ 10
10 ÷ 14
14 ÷ 18
6 ÷ 8
8 ÷ 11
11 ÷ 16
16 ÷ 20
Ví dụ 2:
Chọn đầm lăn nhẵn để đầm đất cát pha sét có Wo = 10%, Ho
= 13 cm, bán kính ống lăn R = 90 cm, chiều rộng ống lăn B = 1,1 D (
D: đường kính ống lăn).
Ví dụ 3:
Một quả lăn nhẵn nặng 7 tấn, có R = 80 cm, dùng để đầm đất sét pha cát
có độ ẩm thích hợp Wo ( Wop. Xác định chiều dày lớp đất rải?
9.2.3 Đầm nện (Đầm xung lực)
a. Đầm thủ công
Thông thường ở công trường dùng các loại đầm: đầm gỗ,
đầm bê tông, đầm gang đúc...
+ Đầm gỗ
Đầm hai người thường nặng từ 20 ( 25 kg, d = 25 ( 30 cm, 4
chuôi cầm dài 60 cm, hoặc 4 dây kéo buộc vào giữa thân đầm.
Đầm 4 người nặng 60 ( 70 kg.
Đầm gang đúc có hình tròn nặng từ 5 ( 8 kg một người đầm,
dùng để đầm những lớp đất mỏng trên diện tích hẹp, góc cạnh ... http://www.ebook.edu.vn
Đầm bê tông: d = 35 ( 40 cm; 40 ( 60 cm; nặng 70 ( 140 kg; 4
cán gỗ; 4 ( 8 người đầm.
Hình 2-14. Các loại đầm gỗ
a): đầm gỗ bốn người đầm; b) và c): đầm gỗ hai người đầm
Bảng 1-2. Chiều dày lớp đất cần đầm phụ thuộc vào trọng
lượng đầm
Trọng lượng đầm (kg) Chiều dày lớp đất đầm (cm)
5 ÷ 10
30 ÷ 40
60 ÷ 70
70 ÷ 100
10
15
20
25
b. Đầm bằng cơ giới
- đầm máy gồm đầm nổ đốt trong và đầm búa
Dùng giá búa đóng cọc, máy đào đất, cần trục có sức nâng 5 tấn, treo
chày nặng 2 - 4 tấn bằng thép hay bê tông.
- Nâng cao lên 3 - 4 m, cho rơi tự do xuống.
- Loại đầm này có thể đầm những lớp đất dày
đến 2 m.
- Có thể đầm được cho mọi loại đất. http://www.ebook.edu.vn
- Lúc đầu đầm nhẹ, giảm chiều cao đi 4 lần, sau
đầm mạnh, mỗi dãy đầm lấy bằng 0.9 đường kính đầm.
- Đầm loại này thường gây chấn động mạnh,
không nên đầm gần công trình (>2 m).
- Sau khi kết thúc đầm, một lớp khoảng 15 cm
trên mặt bị tơi xốp do đó phải đầm nhẹ lại.
- Thường lớp đất đầm dày từ 0.6 - 1m
Hình 2-15. Đầm chầy lắp trên máy đào đất
Sơ đồ cấu tạo đầm nổ đốt trong như hình vẽ (đầm gang, đầm chày l =
2m, đường kính 8 - 10cm gỗ, đầm cối)
1) Xi lanh 6) Lỗ xả khí
2) Pit - tông 7) Pít tông giảm xung
3) Lỗ phun lửa 8) Van lấy khí vào
4) Cầu pít - tông 9) Bản đáy
5) Van xả khí
Nguyên lý công tác: khi ấn bu di điện 3 hỗn hợp nhiên liệu và khí
cháy nổ trong xi lanh (1) làm cho pít tông đập xuống. Khi đó toàn bộ
đầm (trừ xi lanh 1) nhảy lên 30 - 50cm rồi rơi xuống để đầm chặt
đất và làm cho đầm dịch chuyển 12 - 15cm.
* Đầm búa: Thực chất là một búa treo trên dây cáp của máy đào
đất hay cần trục. Nhờ thao tác dây cáp mà búa được nâng lên, hạ
xuống đầm chặt đất. Năng suất của đầm nổ đốt trong : http://www.ebook.edu.vn
N= tg K h
n
C D L m . .
) .( . . 60 −
(m3
/h)
Trong đó :
m Số lần đầm trong 1 phút
L Khoảng cách di động của đầm
D Đường kính đáy đầm
C Chiều rộng đầm 0,2m
n Số lần cần đầm trên một đơn vị diện tích.
h Chiều dày lớp đất đầm nện
Năng suất đầm búa treo trên máy đào, cần trục
N = tg K h
n
C B m . .
) .( . 60 2
−
(m3/h)
B: Chiều rộng đáy đầm: nến hình tròn thì tĩnh đổi sang hình
vuông để tính.
9.2.4 Đầm chấn động
Cấu tạo: như hình vẽ
Nguyên lý làm việc: Khi động cơ hoạt động truyền động đến bánh
xe lệch tâm. Bánh xe quay với vận tốc lớn sinh ra lực chuyển động lớn
tác dụng vào nền đất .
Ứng dụng : Đầm đất dính cho . . . . . . cao
9.2.5 Các thông số đầm nén
1. Tính toán thông số đầm nén của máy đầm chân dê:
bao gồm
+ Khối lượng tổng cộng của quả đầm
+ Ap lực đơn vị đáy đầm chân dê
+ Số lần đầm nén, chiều dài rải
a. Xác định khối lượng tổng cộng và áp lực đơn vị ở đáy đầm chân đê: http://www.ebook.edu.vn
- Quá trình làm việc xem khối lượng tổng cộng của đầm được chuyển qua
1 hàng chân dê xuống đến lớp đất
Q = q . F . N ( kg )
Trong đó :
q Ap suất ở đáy chân dê kg/cm2,
N số chân dê trong 1 hàng ngang trên đường sinh của qủa đầm
F Diện tích đáy chân dê (cm2).
Bảng 1-4. Áp suất thích hợp nhất dưới vấn đầm chân cừu p (kg/cm2
)
Loại đất Áp suất thích hợp nhất
p
Đất sét pha nhẹ, một số đất sét
pha loại trung bình
− Đất sét pha cát loại trung bình
− Đất cát pha sét loại nặng, đất sét chắt
nặng
7 ÷ 15
15 ÷ 40
40 ÷ 60
b. Chiều dày lớp rải:
Theo H Xapxyma: Độ sâu nén chặt có hiện quả bằng 2,5 lần cạnh nhỏ
nhất của đáy chân dê
Độ dày rải: H = L + 2,5b - h
Trong đó: h: Chiều dày lớp đất tơi xốp còn lại sau khi đầm
lần đầu
Theo khái niệm: CM. Kpubobaz : độ sâu nén chặt tốt nhất
H = 1,5 L
c. Số lần đầm nén:
Theo khái niệm: Muốn cho lớp đất có độ đặt chắc nhất thì bề mặt lớp đất
đó chân dê phải đầm kín 1 lần.
Số lần
đầm
n =
m F
S
K
.
.
Trong đó :
S Diện tích xung quanh quả lăn (cm2)
m Tổng số chân dê
F Diện tích đáy chân dê (cm2)
K Hệ số xét tới sự phân bố không đều của vết đầm chân dê trên mặt
đất , k = 1,2 - 1,3
Nếu xét đến hệ số nở hông của đất dính khi nén http://www.ebook.edu.vn
theo M
pymkobekui
n =
) 1 .( .
.
μ + m F
S
K (thường µ = 0,3)
2. Tính toán các thông số đầm nén của đầm bánh hơi:
a. Quan hệ giữa tải trọng và áp lực bánh hơi:
Khối lượng của đầm bánh hơi quan hệ với áp suất trong bánh hơi
bằng biểu
Q=
g
N F p . . . α
Trong đó:
p áp suất không khí trong bánh hơi (KN/m2)
F Diện tích tiếp xúc của bánh hơi sau khi biến dạng với lớp đất đầm
nén m2
N Số bánh hơi
α Hệ số xét đến ảnh hưởng độ cứng bánh hơi bằng cao su
Trong công thức trên:
p1 = σ (1 - ξ)
σ = (0,8 - 0,9) [ σ ]đất
ξ: hệ số xét đến độ cứng bánh lốp (0,16 - 0,6)
[ σ ] đất: ứng suất nén cực hạn của đất
b. Độ dày rải đất:
H = Ho/ (1- ε)
trong đó: Ho = 0,23.
ξ − 1
.
.
0
R q
w
w
Ho Độ dày lớp đất đã đầm nén
H Độ dày rải đất
ε Hệ số biến dạng tương đối của đất ε = 0,15 - 0,35
w, wo Lượng ngậm nước ( thực tế, tối ưu ) http://www.ebook.edu.vn
p Ap lực không khí trong bánh hơi (KN/m2)
q Tải trọng mỗi bánh hơi phải chịu (kg)
ξ Hệ số độ cứng của vỏ bánh hơi
3. Tính toán thông số đầm nén của đầm búa:
Các thông số: khối lượng của búa, diện tích đáy, độ cao rơi, độ dày rải đất,
số lần đầm nén.
a. Quan hệ giữa khối lượng và độ cao rơi của búa:
Khi chọn khối lượng và độ cao rơi của búa thường lấy xung lượng
đầm nệm đơn vị làm cơ sở để tính toán :
i= ] )[ 9 , 0 8 , 0 (
.
. . 2 .
i
g F
H g Q ÷ =
Trong đó:
i Xung lượng, đơn vị kg - S/cm2
g Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2
Q Khối lượng của búa
H Độ cao rơi của búa
F Diện tích đáy của búa
[ i ] Xung lượng cực hạn phụ thuộc loại đất, biến thiên ( 0,022 - 0,204 )
Để nâng cao hiệu quả của búa thì khối lượng nhỏ nhất của búa và diện
tích mặt đáy của búa cần thỏa mãn biểu thức sau:
Q min = p.F/g
B = ( 0,8 - 1 ) Ho
Trong đó :
p áp lực tĩnh đơn vị, p= g . γK . Ho
Ho độ dày lớp đất đã đầm nén
γK khối lượng riêng khô của đất
B chiều rộng của đáy đầm búa
Theo M.r . MeneruH: Q/F = 2,5 - 3,0 N/cm2 là tốt nhất
b. Độ dày rải đất:
Độ dày rải đất lớn nhất của mỗi lớp đầm nén Ho quan hệ biểu thức: H =
Ho/0,7
Nếu w < wo thì H =
7 , 0
.
0
0
H
w
w
Trong đó:
H: Độ dày rải đất lớn nhất của mỗi lớp đầm nén
Ho = B/(0,8 ÷ 1,0) = (1÷ 1,25) B (B chiều rộng của máy đầm búa)
b. Số lần đầm nén: http://www.ebook.edu.vn
Số lần đầm nén thích hợp tốt nhất nên làm bằng thí nghiệm. Trong tính
toán với đất không dính (cát, pha cát) n = 2 - 4 lần; đất dính đất thịt có thể
lấy 4 - 7 lần.
9.2.6 Thí nghiệm đầm nén đất ở công trường:
Chúng ta đã nghiên cứu những nhân tố có tính chất khách quan
đến hiệu quả đầm nén rất phức tạp. Nếu chỉ dựa vào kết quả tính toán
hay thí nghiệm trong phòng thí nghiệm để chỉ đạo thi công thì thực tế
không tránh khỏi sai sót vì thế việc thí nghiệm đầm nén đất ở công
trường để xác định các thông số đầm nén đất ở công trường là một điều
rất cần thiết.
Như vậy thí nghiệm đầm nén đất ở hiện trường là căn cứ vào thiết
bị, máy móc đầm nén đã chọn tiến hành thí nghiệm với khu đất đã được
xác định để tìm ra phương pháp đầm nén hợp lý nhất bảo đảm được độ
chặt γK TK .
Nhiệm vụ : Phải xác định được độ dày rải đất, số lần đầm, lượng
ngậm nước tốt nhất.
1. Thí nghiệm đối với đất dính:
- Bố trí bãi thí nghiệm ở hiện trường: Bãi thường có kích thước
(60 x 6) m2
chia làm 4 đoạn (15 x 6) m2
. Mỗi đoạn dùng lượng nước thí
nghiệm khác nhau w1, w2, w3, w4. Trong mỗi đoạn chia thành 4 khoảnh,
mỗi khoảnh dùng các số lần đầm nén khác nhau h1, h2, h3, hi
. . . Khi
đầm xong mỗi khoảnh thường lấy 9 mẫu để phân tích xác định w, γK
Đem kết quả thí nghiệm vẽ quan hệ w - γK ứng với từng độ dày rải
đất hi
và n
- Căn cứ vào hình vẽ ta vẽ đường quan hệ giữa độ dày rải đất và
số lần đầm nén ứng với lượng ngậm nước tốt nhất và khối lượng riêng
khô tốt nhất
Trong quá trình thi công : căn cứ vào γK TK ta tìm được số lần đầm
a, b, c ứng với độ dày h1, h2, h3, sau đó so sánh lấy (h/n) là kinh tế nhất. http://www.ebook.edu.vn
2. Thí nghiệm đối với đất không dính:
Đối với đất không dính bố trí hiện trường như đối với đất dính
nhưng do nhân tố ảnh hưởng của độ ẩm của đất không rõ ràng nên
không xét đến mà chỉ xét đến quan hệ γK - n ứng với độ dày rải đất khác
nhau.
Tương tự độ dày rải và số lần đầm kinh tế nhất thỏa mãn biểu thức
: Max = (hi/ni)
9.3 Thi công đập đất đầm nén:
9.3.1 Khái niệm chung:
Thi công đập đất đầm nén là 1 dây chuyền sản xuất liên tục bao
gồm các khâu đào đất , vận chuyển đất , san đất, đầm đất, gọt tu sửa
hiện trường.
Thi công đập đất đầm nén có ưu điểm là sử dụng vật liệu tại chỗ, kỹ
thuật thi công đơn giản nên được dùng rất rộng rãi
1. Đặc điểm của thi công đập đất đầm nén:
- Khối lượng công trình lớn nên tăng thêm khó khăn phức tạp.
- So với thi công đập bê tông, đá xây thì đơn giản hơn nhiều, với
đập nhỏ có thể thi công bằng thủ công cũng được.
- Đập đất trong thời gian thi công và sử dụng đều không cho nước
tràn qua.
- Lượng ngậm nước của đất đắp đập phải xấp xỉ giới hạn dẻo.
Thường wtự nhiên khó đạt thiết kế nên phải xử lý lượng nước thừa, thiếu
nên thi công phức tạp.
- Trình độ cơ giới hóa ngày càng cao nên có thể đắp được những
đập rất cao
- Quá trình thi công phải coi trọng công tác dẫn dòng thi công.
- trong khu vực đập, bãi vật liệu căn cứ vào tình hình mưa, nước http://www.ebook.edu.vn
ngậm mà bố trí các công trình chắn nước, tháo nước để cho thi công
được khô ráo.
2. Các khâu chủ yếu trong dây chuyền thi công đập đầm nén:
a. Công tác bãi vật liệu:
- Bóc lớp đất màu chuyển đến đổ ở bãi thải.
- Xử lý lượng ngậm nước ở bãi vật liệu bằng cách tưới thêm
nước hay phơi khô đất.
- Đào và vận chuyển đất lên mặt đập
- Khi cần thiết san bằng lại bãi vật liệu và đắp lại lớp đất màu.
b. Công tác mặt đập:
- Dọn nền đập (đào bỏ cỏ, rễ cây, lớp đất xấu hoặc phong hóa
đổ ra ngoài phạm vi đập)
- Xử lý nền khi cần thiết như đóng cọc, phụt vữa, đệm cát làm
tường răng v . v . . - Vận chuyển đất lên mặt đập và rải thành
từng lớp
- Xử lý lượng ngậm nước của đất đã rải lên mặt đập khi cần
thiết
- Đầm nén đất
- Sửa mái đập
Muốn làm tốt các công tác ở trên có thể thi công bằng thủ công
hay thi công bằng máy hay phối hợp cả 2 phương pháp trên.
Trong dây chuyền sản xuất thi công, máy móc chỉ làm được 1
khâu công việc do đó đòi hỏi phải làm việc khoa học, các loại máy phải
phối hợp với nhau 1 cách nhịp nhàng để phát huy hết khả năng làm
việc của máy bảo đảm hoàn thành tốt công tác với giá thành rẻ.
Khi tổ chức thi công cơ giới cần phải dựa theo nguyên tắc sau đây:
- Phải bảo đảm cho máy chủ yếu phát huy được tác dụng http://www.ebook.edu.vn
cao nhất. Loại máy chủ yếu là máy giữ vai trò chủ đạo có năng suất lớn
nhất, giá thành kíp máy đắt nhất. Muốn vậy phải dựa vào tính năng của
từng lợi máy và điều kiện bố trí thi công kinh qua tính toán năng suất
từng loại rồi lựa chọn máy thích hợp.
- Nên chọn ít kiểu máy nhất và nên chọn 1 loại máy mà làm
được nhiều công việc khác nhau. Nếu cùng 1 phần việc mà có nhiều
loại máy khác nhau thì phải thông qua tính toán kinh tế kỹ thuật để lựa
chọn hợp lý.
- Bảo đảm cho các xe máy phối hợp làm việc với nưng suất
cao nhất.
9.3.2 Qui hoạch bãi vật liệu, đào và vận chuyển đất lên đập
1. Qui hoạch bãi vật liệu:
- Bất kỳ bãi vật liệu nào trong các thời kỳ thiết kế đều phải làm
công tác thăm dò với mức độ khác nhau. Trong giai đoạn thiết kế kỹ
thuật mặc dù đã có các tài liệu tỉ mỉ rồi nhưng thưòi kỳ thi công vẫn
phải nghiên cứu kỹ thêm và bổ sung như vậy mới làm tốt công tác
qui hoạch bãi vật liệu được.
a. Nguyên tắc chọn bãi vật liệu:
+ Chất lượng đất phải phù hợp với thiết kế và tương đối đồng
nhất, lượng ngâm nước không nên quá cao hay quá thấp.
+ Nên chọn bãi vật liệu ở gần đập để giảm bớt D vận chuyển.
Nhưng cũng không nên quá gần để ảnh hưởng đến ổn định của đập. Bãi
vật liệu cách chân đập = 100m
+ Chọn bãi vật liệu có lớp phủ mỏng, phải chú ý cả cây cối vì công
việc chặt cây, đào rễ cũng tốn khá nhiều công.
+ Tránh chọn bãi vật liệu nơi địa hình dốc, vật liệu chôn quá sâu
hay dưới mực nước ngầm địa thế bãi vật liệu phải tiện cho việc tháo http://www.ebook.edu.vn
nước mặt và nước ngầm.
+ Các bãi vật liệu nen chia thành bãi vật liệu chủ yếu và dự trữ để
đề phòng do hao hụt, tổn thất khi đào, khi vận chuyển và khi đắp ( rơi rãi
dọc đường, gọt sửa mái dốc, bóc lưóp đất hư hỏng khi mưa. Cho nên
trữ lượng bãi chủ yếu lớn hơn khối lượng đập 50 - 100%. Bãi vật liệu dự
trữ nên chọn ngoài lòng hồ đề phòng bãi chủ yếu khi bị ngập. Trữ lượng
bãi vật liệu dự trữ thường lấy bằng 20 - 30% trữ lượng bãi chủ yếu.
b. Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu: Cần tuân theo nguyên tắc sau đây:
+ Lợi dụng đất đào của công trình khác để đắp đập như vậy giảm
được giá thành công trình.
+ Trình tự sử dụng bãi vật liệu nên : đất chỗ thấp đắp nơi thấp, đất
chỗ cao đắp
nơi cao, đất gần dùng trước, đất sau dùng sau; đất thấp dùng trước,
đất cao dùng sau.
+ Để tránh bị ngập đường bãi vật liệu thượng lưu dùng trước, hạ lưu
dùng sau. Tránh chồng chéo trong vận chuyển, mở rộng diện công tác có
thể sử dụng đồng thời bãi vật liệu ở thượng lưu và hạ lưu.
+ Cao trình các bãi vật liệu nên phối hợp chặt chẽ với các đoạn thân
đập. Cần chú ý sắp xếp vận chuyển giữa các bãi vật liệu tránh hiện
tượng vận chuyển ngược chiều hay chồng chéo nhau.
+ Nên dành những bãi vật liệu thuận lợi để sử dụng cho công tác
ngăn dòng hay trước khi lũ tới.
2. Đào và vận chuyển đất lên đập:
- Khi đào và vận chuyển đất để chọn công cụ hoặc máy móc đào
cần phải dựa vào các nhân tố sau đay :
+ Khối lượng công trình lớn hay nhỏ.
+ Khoảng cách vận chuyển xa hay gần. http://www.ebook.edu.vn
+ Khối bắt đầu khai thác dày hay mỏng, sâu hay nông.
+ Tình hình chất đất phân bố đồng nhất theo chiều sâu hay
không.
Đào và vận chuyển đất lên đập bằng máy đào gàu sấp
và ô tô tự đổ
- Khi sử dụng máy đào gàu ngửa để khai thác vật liệu thì công cụ
vận chuyển phối hợp có thể là : ôtô tự đổ, máy kéo rơ móc, vận chuyển
bằng đường ray, băng chuyền.
- Nếu chất đất phân bố đồng nhất đều đặn theo chiều sâu có thể
sử dụng máy đào gàu sấp, ngửa. Nếu phân bố không đồng đều sử dụng
máy cạp.
- Khi sử dụng máy đào để khai thác bãi vật liệu dựa vào qui cách
thông số kỹ thuật của máy đào mà chia diện tích bãi vật liệu thành những
khoang đào có chiều rộng bằng nhau. Số khoang đào N với N = B/b
trong đó B là chiều rộng bãi vật liệu; b là chiều rộng mỗi khoang đào
- Nên bố trí khoang đào chạy dọc theo chiều dài của bãi vật liệu để
giảm bớt sự dịch chuyển máy từ khoang này đến khoang khác, giảm bớt
công việc tu sửa đường sá, tăng hệ số lợi dụng thời gian của máy móc. http://www.ebook.edu.vn
9.3.3 Công tác chuẩn bị:
- Trước khi tiến hành công tác mặt đập cần phải hoàn thành công
tác chuẩn bị trong đó chủ yếu là xử lý nền đập và bạt mái dốc sườn núi 2
vai đập.
- Nội dung công tác chuẩn bị :
+ Dọn sạch nền đập : bao gồm cây cối, gạch đá, mồ mả trong
phạm vi đập.
+ Bóc lớp đất hữu cơ trong phạm vi nền đập nếu đất phủ có
hàm lượng hữu cơ >2% hay cát sỏi quá nhỏ có khối lượng riêng
tương đối nhỏ phải dọn sạch.
+ Lấp các hố khoan thí nghiệm : Các hố khoan trong phạm vi
nền đập phải tháo khô nước làm vệ sinh và dùng đất đắp đập để đắp
theo tiêu chuẩn đầm nén.
+ Làm tốt hệ thống tháo nước để ngăn nước mặt, nước ngầm,
bảo đảm thi công được tiện lợi và nhanh chóng.
+ Giải quyết các chỗ nối tiếp : bộ phận vai đập ở sườn núi ở 2
bờ tiếp giáp với tường tâm, tường nghiêng hoặc thân đập đồng chất thì
phải bóc đến lớp không thấm hay làm chân đanh cắm sâu vào sườn núi.
Sườn núi đá lạt mái m >= 1. Sườn núi đất có tính dính mặt nối tiếp nên
chếch 45o so với tuyến đập mái dốc m = 1 - 2 và có thể làm chân đanh
cắm sâu vào sườn núi. Bộ phận sườn núi nối tiếp với đất không có tính
dính, mái dốc > mái dốc ổn định trong trường hợp đất ở sườn núi bị bão
hòa nếu không sẽ bị sạt lỡ mái.
+ Trường hợp phải làm tường răng ngăn nước trước khi đắp
cần dọn sạch đá vụn, đá tảng, đá mồ côi và dùng nước xói rửa cho sạch
xung quanh tường ngăn nước và sườn núi phải bố trí rãnh thoát nước.
Phải có biện pháp ngăn nước mưa thấm không cho chảy vào phạm vi
tường ngăn nước. http://www.ebook.edu.vn
9.3.4 Công tác trên mặt đập:
- Nội dung công tác trên mặt đập gồm 3 loại việc chính: rải, san,
đầm ngoài ra còn một số công việc khác như xây vật thoát nước, trồng
cỏ, hoàn thiện tu bổ.
- Muốn cho 3 phần việc rải, san, đầm thi công không dẫm đạp lên
nhau và đẩy nhanh tốc độ thì ta phải thi công theo dây chuyền trên mặt
đập. Tức chia mặt đập thành từng đoạn. Trên mỗi đoạn sẽ hoàn thành
những công việc khác nhau các phần việc sẽ tiến hành đồng thời theo
thứ tự rải, san, đầm như hình vẽ.
Hình ảnh thi công
đập
- Diện tích mỗi đoạn công tác phải bằng nhau và phải đủ để cho
đội máy và đội công nhân phát huy hết tác dụng. Trong cùng 1 đơn vị
thời gian đã định mỗi đội đều hoàn thành nhiệm vụ trên một đoạn công
tác. Diện tích mỗi đoạn quyết định bởi cường độ vận chuyển đất lên đập
và độ dày rải đất của mỗi lớp diện tích rải đất F cho mỗi kíp xác định như
sau :
F = Q/h (m2)
Trong đó :
Q Cường độ vận chuyển đất lên đập trong 1 đơn vị thời gian http://www.ebook.edu.vn
h Độ dày rải đất của mỗi lớp
Cường độ vận chuyển đất lên đập căn cứ vào thời đoạn thi công
đó cần đắp lượng công trình là bao nhiêu.
Q =
K t n
V
. .
(m3
/kíp)
Trong đó :
V Thể tích đất rời đắp đập phải hoàn thành trong thời đoạn thi công óđ
t Thời đoạn thi công nào đó ( tháng )
n Số ngày làm việc thực tế trong tháng
Chú ý :
* Cần chỉ rõ giá trị của Q là cường độ vận chuyển đắp đập
bình quân của giai đoạn thi công trong kế hoạch tiến độ thi công. Thời
gian sắp xếp để làm việc trong 1 kíp hay nửa kíp hoặc giờ, v. v ... để thi
công trên 1 đoạn công tác tùy thuộc mặt đập rộng hay hẹp, số đoạn công
tác nhiều ít mà xác định. Ở những chỗ mặt đập rộng diện công tác rộng
do đó dùng đơn vị thời gian lớn. Ở những chỗ mặt đập có diện tích hẹp
nếu chia đơn vị thời gian làm việc lớn số đoạn công tác tính ra ít, diện
tích công tác chạy dài khó tổ chức thi công dây chuyền do đó nên chọn
đối với thời gian nhỏ.
* Đơn vị thời gian ở đây có nghĩa là thời gian hoàn thành
toàn bộ phần việc trên 1đoạn công tác.
Số đoạn công tác trên mặt đập được tínnh như sau:
m = F1/F = 3
Trong đó : F1 : Diện tích mặt đập ở 1 cao trình nào đó
(m2
)
F : Diện tích rải đất trong 1 đơn vị thời gian
(m2
)
Giá trị m phải là số nguyên nếu tính toán ra m không phải là số
nguyên cần phải điều chỉnh cường độ lên đập hoặc đơn vị thời gian để m http://www.ebook.edu.vn
là số nguyên. Chú ý đoạn công tác 2 lớp so le nhau không trùng khoảng
cách kiểu xây gạch.
- Trình tự thi công đầm nén ở 1 cao trình nào đó như sau :
+ Rải, san đất : Rải đất tốt nhất nên rải từ tuyến đập ra 2 phía thượng, hạ
lưu. Rải đất trên mặt tường tâm, nghiêng nên dốc về phía thượng lưu 1 -
2%. Đập đồng chất rải đất ở giữa cao dốc về 2 phía thượng, hạ lưu 1 -
2%. Khi đắp đập có tường tâm nên đứap tường tâm cao hơn vỏ đập 1m
vì đắp cao quá sẽ sinh ra nứt nẻ. Khi đắp đập có tường nghiêng thì đắp
đập đến vị trí nào đó hãy đắp tường nghiêng. Quá trình đắp đập nên đắp
tường nghiêng thấp hơn thân đập 1 chút. Tường nghiêng đắp đến đâu
phải đắp tường bảo hộ đến đó để tường nghiêng khỏi nứt nẻ.
San đất
Xử lý lượng
ngậm nước
Rải đất
Đầm đất http://www.ebook.edu.vn
+ Xử lý lượng ngậm nước: Khi lượng ngậm nước trong đất
không đủ phải tưới thêm nước. Đối với đất sét nên tưới nước ở bãi vật
liệu đất có tính cát thì tưới nước trên mặt đập sau khi đã san phẳng.
Lượng ngậm nước tưới cho 1 đơn vị diện tích rải được tính toán
bằng biểu thức sau đây:
w = ) .(
.
2 1
0
w w
K
h
t
−
γ
(lít)
Trong đó :
γo Dung trọng khô của đất ở bãi vật liệu (kg/m3)
h Độ dày rải đất trước khi đầm nén (m)
Kt Hệ số tơi xốp của đất 1,2 - 1,3
W1 Lượng ngậm nước tốt nhất
W2 Lượng ngậm nước tự nhiên
Sau khi tiến hành rải → san → dầm đất
+ Đầm đất đắp đập thường sử dụng máy đầm chân đê hay đầm bánh hơi
bố trí đầm vòng hoặc đầm tiến lùi.
Phương pháp đầm vòng:
Phương phương vòng sử dụng với đoạn công tác rộng có thể
dùng 1 máy kéo cho 2 - 5 quả đầm ưu điểm : năng suất cao, nén chặt
đều nhưng ở 4 góc công trình dễ đầm sót hay đầm trúng. Tại chỗ quay
vòng đất thường bị lực xoáy, cắt nên kết cấu của đất dễ bị phá hoại do
đó khó bảo đảm chất lượng ở 2 mút công tác.
Phương pháp đầm tiến lùi : Thường dùng đoạn công tác hẹp
(cũng thích hợp diện công tác rộng). Đặc điểm của phương pháp này là
thao tác giản đơn dễ khống chế chất lượng. Nhưng
2 đầu đoạn công tác phải ngừng máy để thay đổi hướng máy chạy → ảnh
hưởng đến năng suất.
Độ rộng xê dịch của máy đầm trong quá trình đầm nén có thể xác định như
sau : http://www.ebook.edu.vn
b= B/n (m)
Trong đó :
B Chiều rộng máy đầm
n Số lần đầm cần thiết
- Khi đầm bằng đầm búa treo ở đầu cần trục quả đầm sẽ di
chuyển trong toàn đoạn công tác từ mép này đến mép kia thành một
đường vòng cung. Các vết đầm phải chồng lên nhau khoảng 10 - 15
cm và mỗi hàng vòng cung phải chồng lên nhau như vậy.
Chú ý:
+ Khi đầm gần các kết cấu bê tông tránh va làm hư hỏng công trình
+ Khi rải, san, đầm nên theo phương song song tuyến đập để tránh
tạo nên những đường xung yếu thuận đường nước thấm từ thượng lưu
đến hạ lưu. Rải, san, đầm yêu cầu phải bằng phẳng tránh mặt đập bị lồi,
lõm làm nước mưa ứ đọng ảnh hưởng đến chất lượng. đầm chặt xong
kiểm tra lấy mẫu rồi đầm chặt lớp mới. Để lớp mới tiếp xúc tốt lớp cũ nên
xới lớp cũ lên 1 - 2cm
9.3.5 Khống chế kiểm tra chất lượng:
Trong quá trình thi công đập đất đầm nén phải thường xuyên kiểm
tra chất lượng để phù hợp với qui cách kỹ thuật ghi trong văn bản thiết
kế và qui phạm thi công.
1. Đối với đất khai thác ở bãi vật liệu:
Cần phải kiểm tra khống chế lượng ngậm nước, kích thước hòn đất, chất
đất v . v ... Có phù hợp với qui định của thiết kế hay không đồng thời phải
kiểm tra hệ thống tháo nước, biện pháp phòng mưa có được hoàn thiện
hay không. http://www.ebook.edu.vn
2. Ở mặt đập phải kiểm tra:
Khống chế độ dày rải đất, kích thước hòn đất, lượng ngậm nước, mức độ
nén chặt, yình hình kết hợp giữa các lớp đất đầm nén. Cần phải chú ý
phát hiện kịp thời những hiện tượng nứt nẻ, mặt nhẵn, bóc lớp, bùng
nhùng và không đạt yêu cầu. Nếu có hiện tượng trên thì phải phân tích
nguyên nhân, kiểm tra toàn diện kịp thời bổ cứu. Khi đập lên cao 3 - 5m thì
lấy một số mẫu đất ở các bộ phận của thân đập để thí nghiệm thi công cơ
lý để làm căn cứ đối chiếu yêu cầu thiết kế và quản lý công trình.
3. Các bộ phận của thân đập
như tường tâm, nghiêng, tầng lọc phải thường xuyên kiểm tra chất lượng
bảo đảm lượng ngậm nước, γK . Đối với tường răng bố trí lấy mẫu lớn hơn
3 hàng trong mỗi hàng điểm này cách điểm khác 30m. Điểm lấy mẫu hàng
trên và dưới phải chênh lệch nhau. Đối với mái đập phải lấy mẫu thí
nghiệm khi đầm xong 1 lớp sau khi sửa mái phải kiếm tra 1 số nơi trọng
điểm.
Ngoài ra còn lấy mẫu ở những nơi có vấn đề hoài nghi. Ở những chỗ kết
hợp các bộ phận khác như với thân đập (nơi tiếp giáp đập và vai đập, thân
đập và kết cấu cứng với công trình, chỗ nối tiếp giữa các đoạn công tác
với nhau)
Đối với đống đá tiên nước thì chủ yếu phải kiểm tra khống chế chất lượng
đống đá, mức độ phong hóa của đá, độ chặt, độ rỗng và cấp phối xem có
phù hợp với qui phạm thi công và qui cách kỹ thuật ghi trong văn bản thiết
kế hay không.
9.4 Biện pháp thi công đập đất trong mùa mưa lũ:
9.4.1 Khái niệm:
Đặc điểm thời tiết và khí hậu ở nước ta là mưa nhiều do đó thi công
các công trình đất nói chung và đập đất đầm nén nói riêng và nhất là đất http://www.ebook.edu.vn
có tính dính cần phải có biện pháp thi công thích hợp để bảo đảm tiến độ
thi công và chất lượng công trình.
9.4.2 Các biện pháp thi công trong mùa mưa lũ:
- Cần có hệ thống thoát nước tốt để bảo đảm bãi vật liệu, đường
sá, nền đập, mặt đập được khô ráo, thoát nước nhanh để sau khi mưa có
thể thi công được.
- Tường tâm, tường nghiêng phải tranh thủ ngày ngắn ráo và thi
công với tốc độ nhanh bởi vì tường bằng đất sét gặp mưa sẽ thành bùn
nhão, khó thi công. nhưng để tường tâm không được quá vỏ đập 1m thì
phải dùng biện pháp đắp đập theo nhu cầu tạm thời.
- Một số biện pháp phòng mưa rút ngắn thời gian nghỉ sau khi mưa
:
+ Làm nhà trú mưa tạm thời cho công nhân gần hiện trường,
bãi vật liệu, dọc đường vận chuyển để sau khi mưa xong công nhân có
thể bắt tay tiếp tục nhau được.
+ Trời sắp mưa không nên đổ đất nếu chưa đầm kịp có thể
dùng vải bạt, tấm phên, tấm tranh phủ lên mặt đập vì vậy sau khi mưa
chỉ cần xử lý hay phơi khô trong thời gian ngắn có thể thi công được
ngay.
+ Dự trữ vật liệu đắp đập nên dự trữ 1 khối lượng đất sét cần
thiết đã được xử lý độ ẩm đem đổ đống và đậy kỹ. Nếu sau khi mưa đất
ở bãi vật liệu chưa dùng được thì dùng đất dự trữ.
9.5 Tu sửa đập đất.
Độ bền của các công trình thủy lợi không những do thiết kế, thi
công chính xác quyết định mà còn do vận hành hợp lý và tu sửa quyết
đinh nữa. Trong thời gian vận hành (Quản lý) phải thường xuyên giám
sát, khi phát hiện có hiện tượng nghi vấn phải có biện pháp xử lý. http://www.ebook.edu.vn
Những sự cố thường xảy ra trong quá trình vận hành :
+ Đập bị ngấm 1 cách nghiêm trọng
+ Thân đập bị lún hay trượt mái
+ Nứt nẻ cửa đập
9.5.1 Đập bị ngấm nghiêm trọng:
Nguyên nhân đập bị ngấm là do thiết kế tính toán chưa đầy đủ
hay thi công chất lượng chưa tốt. Khi đó nước sẽ thấm khá lớn về phía
hạ lưu và sẽ xảy ra các tình hình sau:
- Ảnh hưởng đến hiệu ích dùng nước như tưới
- Lượng nước thấm tăng dần làm lưu tốc thấm tăng lên, lưu
tốc thấm tăng lên một mức độ nào đó sẽ xảy ra hiện tượng xói ngầm
cuốn đất đi uy hiếp đến an toàn của đập
- Có thể mái sau của đập tạo thành dòng xói làm cho sạt mái
Biện pháp xử lý :
- Tăng cường chống thấm ở thượng lưu: Do kiến trúc tầng
phủ chưa đủ hay chất lượng khônng tốt có thể dùng cách đổ đất trong
nước tăng độ dày hay độ rộng của tầng phủ. Nếu biện pháp tầng phủ
không đuủ thì tháo cạn hồ chứa để làm tầng răng hay phụt vữa.
- Thoát nước ở hạ lưu: Khi năng lực thoát nước ở hạ lưu
không đủ hay bị tắc làm cho đường bão hòa dâng cao làm ảnh hưởng
đến sự ổn định của mái đập. Trường hợp đó phải sửa lại đống đá tiên
nước (kể cả tầng lọc) hay tăng kích thước nó ra. Nếu gặp trường hợp
nghiêm trọng ở hạ lưu làm giếng giảm áp lực bằng cách dùng máy
khoan hay đào thi công đào thành giếng sâu sau lấp lại bằng tầng lọc
làm cho nước thấm đi dễ dàng.
9.5.2 Đập bị lún, trượt mái:
- Quá trình vận hành đập bị lún. Nếu do tính toán không lường http://www.ebook.edu.vn
trước dẫn đến độ cao bộ phận phòng thấm không đạt tới mức thiết kế vì
thế phải tăng thêm chiều cao cho bộ phận phòng thấm đó.
- Ngoài ra do tính toán hay thi công không tốt thường xảy ra
hiện tượng trượt mái. Hiện tượng này thường xảy ra sự cố cho toàn thân
đập. Nếu trượt mái phía sau trước tiên phải đắp đất áp mái để cho đập
ổn định sau sẽ dùng biện pháp khác. Trượt mái do địa chấn phải tháo
cạn hồ chứa để xử lý.
9.5.3 Nứt nẻ đập:
Nguyên nhân :
+ Do tiêu chuẩn thiết kế không thỏa đáng
+ Chất lượng thi công kém
+ Nền lún, kết hợp ở vai đập hay nối tiếp đoạn thi công không tốt
làm đát khô bị co lại. . . hay lún không đều, trượt mái
Biện pháp xử lý : Đập bị nứt nẻ do lún không đều hay thường sau
khi xử lý có thể lại phát sinh nứt nẻ nên xử lý vài lần. Trước hết phải giữ
cho thân đập ổn định sau đó hãy tiến hành xử lý nứt nẻ.
http://www.ebook.edu.vn
Phương
pháp
Nội dung Nhận xét Điều kiện ứng dụng
Phương
pháp đào lên
rồi đắp lại
- Trong đập đồng chất hay tường
tâm mà vết nứt nẻ tương đối sâu, phân bố
rộng, độ thấm nước lớn thì đào lên hình phễu
để xử lý
- Nếu bộ phận phòng thấm vết nứt
không sâu hoặc vết nứt do khô co lại ta đào
theo hình thẳng đắp lại
- Nếu vết nứt ở bộ phận không
phòng thấm, vết nứt không sâu ta đào theo
hình chêm đắp lại
- Đối với vết nứt ngang ngoài cách
xử lý trên còn đào thêm những rãnh kết hợp để
kéo dài đường thấm.
Đây là phương pháp xử lý tương
đối triệt để dùng xử lý các vết nứt
nẻ trên tầng mặt, độ sâu vết nứt
không sâu lắm, nứt nẻ ở bộ phận
phòng thấm.
Phương
pháp phụt
vữa
Dọc theo vết nứt cách 5m khoan 1 lỗ để phụt,
nếu có điều kiện dùng bơm phụt vữa để phụt.
Có thể dùng trọng lượng bản thân khoáy vữa
để ép vữa vào vết nứt (η kém) áp lực phụt vữa
thường 1 - 2at. Vữa nên dùng loại đất đắp
giống đập tỉ trọng 1,2 - 1,3 để tăng cường độ
và tốc độ đông kết trộn thêm 10 - 15% lượng
đất khô. Các vết nứt nẻ tầng sâu trong thân
đập không tiện đào lên, phụt vữa khi mực
nước cao đối với an toàn thân đập phải biện
luận kỹ càng.
Phương Đào thành rãnh dọc vết nứt, khi đào tới vết nứt Phương pháp này ứng dụng xử http://www.ebook.edu.vn
pháp kết hợp
giữa đào
đắp và phụt
vữa
còn độ rộng 1 - 2cm thì thôi mà tiến hành phụt
vữa, phụt xong lấp lại như phương pháp trên.
lý các vết nứt kéo dài từ tầng
ngoài đến tầng sâu thân đập như
nứt nẻ do hiện tượng bị lún. http://www.ebook.edu.vn
2.7- Đắp, đầm lèn đất bằng thủ công, cơ giới
Đắp đất và đầm đất là một công việc nặng nhọc và phức tạp.
Chất lượng công trình đất ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng công
trình đặt trên nó. Đắp đất phải đảm bảo nền đất đạt độ chặt thiết kế
và lún đều.
Do đó tùy theo công trình cụ thể mà đề ra yêu cầu đắp đất và
đầm đất khác nhau. Đắp đất và đầm đất không đúng kỹ thuật dẫn
đến lãng phí vật liệu, nhân công , máy móc và tiến độ thi công.
2.7.1- Đất dùng trong san lấp đất
a. Những tính chất của đất ảnh hưởng đến thi công đất
- Độ ẩm
+ Khối lượng riêng
+ Công đào đắp
+ Ổn định mái dốc
w(5% đất khô
5%(w(30% đất ẩm vừa ( thi công tốt)
30%(w đất ướt
- Độ chặt
Hệ số đầm chặt:
Đất càng chặt thì các tính chất cơ học cũng tăng theo như
góc ma sát trong ((), lực dính(C), sức chịu tải.
Độ dốc mái đất phụ thuộc vào các yếu tố sau: http://www.ebook.edu.vn
+ Góc ma sát trong
+ Lực dính
+ Độ ẩm
+ Mực nước ngầm
b. Đất dùng để đắp
Đất dùng để đắp phải đảm bảo về cường độ, độ ổn định lâu dài và
độ lún đồng đều cho công trình.
c. Đất không dùng để đắp
- Đất phù sa, cát chảy, đất bùn, đất bụi, đất mùn. Khi gặp ẩm
thì các loại đất vừa nêu giảm khả năng chịu lực đi rất nhiều.
- Đất thịt và đất sét ướt, vì nó khó thoát nước trong quá trình
đầm.
- Đất chứa hơn 5% thạch cao, đất thấm muối mặng. Những
loại đất này dễ hút nước và ẩm ướt.
- Đất chứa nhiều rễ cây, rơm rác, đất thực vật (đất trồng trọt)
vì nhựng loại này theo thời gian xác thực vật phân hủy làm độ lún
theo thời gian của công trình rất lớn. Nhiều khi là nguyên nhân lún
lệch của một số công trình xây dựng.
2.7.2- Những yêu cầu kỹ thuật về đắp đất
a. Công tác chuẩn bị
Mặt đất cần đắp phải được dọn sạch cỏ, rễ cây, rác bẩn, cũng như
các chất hửu cơ khác. Tiến hành tiêu nước, vét bùn. Trước khi đắp
phải sới bề mặt lớp đất củ lên, nếu quá khô cần tưới ẩm để lớp đất
củ và mới liên kết tốt với nhau.
b. Trình tự đắp
- Đất đắp phải đổ thành từng lớp nằm ngang với chiều dày đã
tính toán trước. Chỗ thấp đắp trước (phù hợp cho loại máy thi công
và loại đất đắp), chỗ cao đắp sau. http://www.ebook.edu.vn
- Nếu đất lầy từ nhiều nguồn khác nhau, tức khác loại đất. Nên
đắp thành từng lớp khác nhau và đảm bảo thoát nước trong đất tốt.
Đất khó thoát nước được đắp bên đưới, còn đất dể thoát nước
được đắp bên trên thì bề mặt mỗi lớp san phẳng ngang được.
Trường hợp ngược lại thì mặt mỗi lớp đất phải có độ dốc từ giữa ra
hai bên.
-
Hình 2-7. Các cách đắp đất
Lấp móng, đường ống phải lấp theo từng lớp đều hai bên để tránh áp
lực đất chủ động sinh ra khi đầm đất từ một phía làm dịch chuyển
cấu kiện của công trình.
http://www.ebook.edu.vn
c. Khống chế chiều cao đất đắp
- Khi đắp nền rộng, sân bải phải chia thành từng ô. Tại các
gốc ô có các cọc gỗ với vạch sơn ứng với chiều dầy từng lớp đắp.
Chúng ta dùng máy bình chuẩn hay máy kinh vĩ đễ theo dõi
quá trình san lấp.
Hình 2-8. Bố trí lưới cao độ trong quá trình san lấp
2.8- Nghiệm thu hạng mục thi công đất
2.8.1- Nghiệm thu cao trình ( chiều dày lớp đất đắp)
Công trình đất đắp theo cao độ, cao trình thì việc kiểm tra cần thực
hiện các bước sau:
¾ Kiểm tra lại cao độ, độ tin cậy của
mốc cao độ.
¾ Kiểm tra cao trình đất đắp theo
cao độ hay cao trình. http://www.ebook.edu.vn
¾ Kiểm tra độ bằng phẳng, mái dốc,
kích thước khu đất đắp.
2.8.2- Nghiệm thu độ chặt đất đắp
khoan lấy mẫu đất để xác định độ chặt. Nếu khu đất rộng thì
chúng ta làm lưới ô vuộng để lấy mẫu ngẫu nhiên. Thông thường áp
dụng phương pháp kiểm tra độ chặt theo qui phạm hiện hành.
2.8.3- Xác định thể tích đất tự nhiên cần đắp tại công trường ( bài
tập thảo luận)
Công việc này giúp đơn vị thi công hay chủ đầu tư định ra giá
thi công của công trình đất đắp.
Xác định thể tích cần đắp
Xác định thể tích đất tự nhiên cần chuyển đến
lấp đầy thể tích trên.
http://www.ebook.edu.vn
Chương 10 : THI CÔNG ĐẤT BẰNG MÁY THỦY LỰC
10.1 Khái niệm.
- Thi công đất bằng máy thủy lực là phương pháp thi công cơ giới hóa tổng hợp.
Dùng sức nước để đào đất, vận chuyển và đắp đất.
- Ưu điểm của phương pháp thi công là:
+ Thi công không phụ thuộc vào thời tiết, khí hậu. Cơ giới hóa cao trong cả 3 khâu
:
đào, vận chuyển, đắp đất.
+ Giá thành vận chuyển nhỏ nhất. Thiết bị vận chuyển chỉ là đường ống thép hay
mương máng, độ dài vận chuyển có khi tới hàng chục km.
+ Giá thành thi công công trình hạ: 60 - 70% giá thành thi công công trình đất của
các loại máy móc làm việc trên khô.
+ Chất lượng công trình cao, chặt, ít lún, hạt đất có thể phân phối theo yêu cầu
mặt cắt công trình.
- Nhược điểm :
+ Không thi công được đất đá có độ dính cao hay có lẫn nhiều tảng đá lớn
+ Khi thi công tiêu hao lượng nước khá lớn thường 22m3/1m3 đất.
+ Năng lượng tiêu hao điện lớn 3,5 - 5KW/1m3 đất.
Mặc dù có nhiều hạn chế nhưng là một phương pháp thi công tiên tiến có hiệu quả
kinh tế cao nên được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng công trình thủy lợi.
10.2 Công tác đào đất:
Đào đất bằng súng bắn nước và tàu hút bùn.
10.2.1 Đào đất bằng súng bắn nước:
- Đào đất bằng súng bắn nước là lợi dụng năng lượng dòng nước bắn tới tấp với
lưu tốc cao từ miệng súng để làm xói lỡ đất.
- Đất được xói lở vận chuyển theo rãnh, máng hay bơm ép chuyển qua đường
ống áp lực tới bãi đổ đất.
- Cột nước thường dùng 20 - 150m với p = 40 - 300 N/cm2.
- Gặp đất dính, cứng rắn có thể dùng biện pháp phụ thêm để nâng cao năng suất bắn
súng nước.
Cấu tạo tia nước bắn ra từ miệng súng bắn nước:
- Khi tia nước bắn ra từ miệng súng bắn nước tiếp xúc với không khí sinh ma sát làm tiêu
hao bớt 1 phần năng lượng. Càng xa miệng phụt thì mật độ, lưu tốc, sức xung kích của
tia nước giảm đi, tia nước chia làm 3 đoạn : Đoạn 1: (đoạn lõi) từ miệng súng đến chỗ lõi nước biến mất có dạng gần lăng
trụ.
Đoạn 2: ( dạng nón cụt ) tia nước có lẫn hỗn hợp khí và nước
Đoạn 3: hiện tượng hỗn hợp và khí màu trắng sữa rất rõ ràng
- Khi thi công bằng súng bắn nước người ta thường dùng đoạn thứ 2 để đào đất
vì sử dụng đoạn 1 sẽ không an toàn do đứng gần khối đào. Đoạn 3 lực xung kícch yếu,
năng suất đào thấp.
- Tính chất vật lý và cơ học của đất ảnh hưởng lớn việc đào, vận chuyển và sự
hình thành trong quá trình bồi lắng.
10.2.2 Thiết bị chủ yếu để thi công đào đất bằng súng bắn nước
Các thiết bị chủ yếu để thi công đào đất bằng súng nước, đường ống dẫn nước,
thiết bị động lực.
- Máy bơm nước thường là máy bơm li tâm cột nước 30 - 150m làm nhiệm vụ
tạo ra dòng nước áp suất 4 - 30 kg/cm2. Nếu cần áp lực cao hơn nữa thì nối tiếp bơm
theo kiểu nhiều bậc.
- Súng bắn nước nối trực tiếp vào ống đẩy máy bơm là bộ phận làm tăng áp suất
dòng nước khi nước qua miệng phun tạo thành dòng nước có lưu tốc cao mạnh bắn
vào khối đào. Có thể linh hoạt hướng tia nước vào khoảnh đào.
10.2.3 Tổ chức thi công đất bằng súng bắn nước: Tổ chức thi công đào đất dắp nước
bao gồm
+ Chọn phương pháp đào đất.
+ Chọn thiết bị đào đất
+ Bố trí đường đào của súng nước
+ Biện pháp giảm bớt khối đào sót.
1. Các phương pháp đào đất: 3 phương pháp
* Đào đất từ dưới lên:
- Súng đặt ở đáy của đường đào
- Nhờ tác dụng của tia nước tác dụng ở đáy chân vách cho đến khi khối đất
sụt lở. Sau đó tiếp tục phụt cho trở thành vữa bùn. Vữa bùn hình thành dòng chảy ven
theo đường hào vào giếng tập trung rồi bơm vữa bùn tơứi địa điểm xây dựng.
- Ưu điểm: + Phương pháp này năng suất cao.
+ Dùng đào đất dính khó xói lở.
+ Lượng nước hao đơn vị hạ thấp theo tăng cao khối đào.
- Nhược điểm:
+ Công nhân làm việc ở đáy đường đào có bùn vữa không tiện lợi + Tia nước ngược hướng lưu động vữa bùn làm hạ thấp lưu tốc
vữa bùn
* Đào đất trên xuống:
- Súng bắn nước đặt trên mặt đất làm thành 1 góc nghiêng so với mặt phẳng
ngang đất đào từ lớp 1.
- Ưu điểm : + Có thể đẩy vữa bùn vào máng chuyển bùn hay giếng tập trung.
+ Điều kiện làm việc của nhân viên công tác tốt.
+ Có thể lợi dụng tia nước gần miệng súng nhất để xói lở.
- Nhược điểm :
+ Chỉ xói lở được từng bộ phận
+ Lượng hao nước đơn vị nhiều
+ Chỉ áp dụng đất không dính
* Phương pháp liên hợp:
- Nổ mìn phá làm cho vách khoang đào đổ xuống rồi dùng nước xói trộn đều.
- Dùng súng với máy ủi hay máy xúc đất
- Trường hợp đất hoàng thổ có K lớn có thể dùng bơm có áp lực từ 2 - 8at làm
cho vách đào thấm lở xuống sau dùng súng để xáo trộn đất đá sụt lở thành vữa bùn.
2. Chọn thiết bị đào đất: (chọn súng nước và bơm nước)
α/ Súng nước:
- Tính toán súng nước bao gồm lưu tốc miệng súng, tổn thấ0t cột nước Qo, ∆h, N, n.
- Lưu tốc miệng súng: 0 0 g.H . 2 . ϕ = v . (m/s)
- Lưu lượng ở miệng súng:
0 0 g.H . 2 . . . ϕ ω α = Q (m3/s)
Trong đó :
α Hệ số co hẹp
ϕ
Hệ số lưu tốc
Ho Cột nước áp lực tại miệng súng
Với α = 1 ϕ = 0,945 thì
- Lưu tốc miệng súng: 0 0 H 17 , 4 = v . (m/s)
- Lưu lượng ở miệng súng:
0
2
0 0 H . 38 , 3 D Q = (m3/s)
Trong đó : Do đường kính miệng súng nước
- Tổn thất cột nước :
+ Thân súng h1’ = k.Qo
2
(m)
+ Miệng súng
h2’ =
g
v
. 2
.
2
0
ζ (m)
Trong đó :
k Hệ số tổn thất, Qo, lưu lượng của súng
ξ Tổn thất cột nước ở miệng súng
- Đối với các loại đất khác nhau, lưu tốc xuất hiện của tia nước vo và cột nước áp
lực Ho tra bảng sau :
Đất cát 10 - 12
Đất hoàng thổ rời và đất cát tương đối nhẹ 12 - 15
Đất hoàng thổ rắn chắc 15 - 20
Đất sét pha cát và pha cát rắn vừa 20 - 25
Đất sét pha cát chắc chứa 50% đá cuội nhỏ 20 - 26
Đất sét pha cát rắn chắc chứa 50% cuôi sỏi 20 - 26
Đất sét pha cát rắn chắc chứa hơn 150% cuôi sỏi 25 - 28
Đất sét keo rắn chắc có thể chứa đá cuội to hay nhỏ 30 - 35
- Số lượng súng nước : no = C.Q/Q0
Trong đó :
C Hệ số dự trữ súng nước bằng 2 khi dùng 2 chiếc thay nhau xói đào
Q Tổng lưu lượng nước dùng trong 1 giờ ( m3/h )
tg k t T
q v
Q
. .
.
=
Qo Lưu lượng nước dùng cho 1 súng m3/h
0
2
0
0 . . 2
4
.
. . 3600 H g
D Q π
μ =
Trong đó :
v Khối lượng công tác đất theo kế hoạch
q Lượng hao nước đơn vị ( m3 nước/ m3 đất
)
T Thời kỳ thi công trong kế hoạch
t Số giờ công tác mỗi ngày
ktg Hệ số sử dụng thời gian 0,7 - 0,85
µ Hệ số lưu lượng 0,90 - 0,96
Chú ý: Khi chọn súng nên cho súng có lưu lượng lớn và đường kính miệng phụt lớn
- Năng suất của súng : phụ thuộc tính chất của đất và phương pháp đào đất
+ Khi đào từ trên xuống : N = Qo/q
+ Khi đào từ dưới lên : N = Qo/qcp
Trong đó :
CM bq cp q
H
h H
H
a
q q . .
−
+ =
qbq Lượng hao nước đơn vị mỗi đáy khối đào
qCM Lượng hao nước đơn vị khi xói trộn
H, a Độ cao khối đào, độ cao rãnh xói
Nhận xét: H lớn a nhỏ thì qcp nhỏ càng kinh tế: khi moi rãnh nên dùng lưu lượng
nhỏ, cột nước cao là biện pháp để nâng cao năng suất súng bắn nước.
β/ Bơm nước:
- Chọn bơm nước tức là xác định lưu lượng bơm và cột nước cần bơm.
- Tổng lưu lượng nước cần bơm đã tính ở trên
- Cột nước bơm toàn phần như sau
H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 + h6 + Ho
Trong đó :
h1 độ cao hút nước
h2 độ cao đẩy nước ( chênh lệch cao trình miệng súng và trục bơm )
h3 tổng tổn thất dọc đường
h4 tổng tổn thất cục bộ
h5 tổn thất cột nước tại kpêpin
h6 tổn thất súng nước
Ho cột nước áp lực ở miệng súng phụ thuộc loại đất và phương pháp
đào
+ Căn cứ vào cột nước H và các loại đường đặc tính máy bơm chọn một loại
máy bơm ta được Qb .
Số lượng máy bơm
tg b b k t T Q
b v
Q
Q n
. . .
.
= =
Chú ý: - Khi chọn thiết bị bơm nước ứng với cột nước bơm H và giả định các Qb.
Làm sao cho máy bơm làm việc ở vùng hiệu suất cao, điểm công tác của máy bơm ổn
định trong quá trình bơm nước.
- Khi chọn cố gắng chọn bơm cỡ lớn dễ quản lý.
- Các bơm nước đều đặt trong trạm bơm căn cứ vào độ lớn năng suất,
thời gian công tác để chọn kiểu cố định hay di động.
- Giữa trạm bơm và nơi đào có chế độ thông tin tốt.
3. Bố trí đường đào:
Bao gồm các việc : + Xác định kích thước đường đào.
+ Trình tự đào. + Bố trí đường đào.
a. Xác định kích thước đường đào:
- Cự ly lớn nhất kể từ miệng súng đến vạch xa nhất của đường đào theo
A.M.Mapebeki
Trong đó :
Lmax Độ dài lớn nhất tia nước
Ro Bán kính miệng súng
α Góc nghiêng súng với mặt nằm ngang
- Để đảm bảo an toàn thi công cự ly ngắn nhất từ súng đến vách đường đào là
Lmin = αo . H
Trong đó :
H Độ cao vách đào
αo Hệ số phụ thuộc vào tính chất của đất,
Khi H < 5m thì đối với đất sét α = 1 , hoàng thổ αo = 1,2
Khi H > 5m tùy theo tình hình cụ thể mà tăng αo
- Bước xê dịch của súng nước : L = Lmax - Lmin
Sơ đồ đường đào kiểu đào từ dưới lên
- Thể tích đất đào được tại 1 vị trí máy đứng là
Trong đó :
B
Độ rộng đường đào. B = 2.Lmax . sin
2
β
Với β - góc xoay lớn nhất trên mặt bằng lấy 80o
S - Độ cao đào sót lớn nhất .
i - Mái dốc đáy đường đào.
b/ Trình tự và bố trí đường đào: ( 2 phương pháp đào )
* Phương pháp đào máng dẫn trước: Trình tự đào
- Trước hết đào máng dẫn trước sau đó đào phát triển sang 2 bên
- Ưu điểm : Tập trung được dòng bùn, giảm bớt được lượng đào sót hạ thấp
được lượng nước đơn vị để xói lở đất, tăng mạnh được tốc độ đào xói.
- Nhược điểm : Khi đào được máng dẫn trước cần kéo dài hệ thống dẫn nước và
đường dẫn bùn tự chảy.
* Phương pháp đào cô lập:
- Các đường đào 1,2,3 . . . có thể đào lần lượt hay đào độc lập, đào từng nhóm. - Ưu điểm : + Độ dài đường ống dẫn nước ngắn
+ Các tổ đào không ảnh hưởng nhau
- Nhược điểm :
+ Dòng chảy và thiết bị bùn phân tán
+ Đường đào dài gây đào sót nhiều.
* Biện pháp giảm bớt đào sót:
- Khi độ dốc đáy thiết kế < độ dốc để vữa bùn lưu động bình thường thì dễ bị đào
sót.
- i vận chuyển vữa = 0,12 - 0,22 so với iTK =0 thì cứ 100m lượng đào sót đầu
mút là 12m. Nhưng nếu xê dịch thiết bị bơm bùn nhiều lần ( đường sọc ) thì lượng đào
sót sẽ nhỏ hơn. Nhưng khi xê dịch nhiều lần mất thời gian lắp ráp thiết bị, không kinh tế
( thường xê dịch ống hút ).
- Thường bước bình quân thiết bị bơm vữa : 50 - 70m
- Để nâng cao năng suất súng bắn nước, giảm bớt thời gian ngừng của súng khi
di chuyển người ta dùng 2 biện pháp.
+ Dùng 2 súng, 1 súng dự trữ. Khi xê dịch súng này súng kia phun
+ Dùng ống mềm để nối súng với ống đẩy máy bơm làm cho súng làm
việc bình thường.
10.3 Đào đất bằng tàu hút bùn:
10.3.1 Nguyên lý đào đất bằng tàu hút bùn:
- Đào đất bằng tàu hút bùn là lợi dụng tàu hút bùn để hút đất từ dưới nước lên.
Khi tàu làm việc ống hút máy bơm hình thành chân không. Dưới tác dụng của lực hút
chân không nước gần ống hút chịu tác dụng mà chảy vào cửa hút. Trong quá trình đó
đất được dao băm tách khỏi khối đất trộn với nước tạo vữa bùn và được bơm chuyển
qua ống áp lực tới địa điểm đắp đất.
- Để bảo đảm nâng cao năng lực hút đất của bơm bùn thì phải làm cho miệng
luôn sát với vách đào mới có thể hút được nhiều đất.
- Khi thi công tránh đào sót hay bị trùng lặp.
10.3.2 Cấu tạo tàu hút bùn: Gồm các thiết bị chủ yếu sau :
Thân tàu : là một vài chiếc phao nổi cỡ lớn trên đó đặt các thiết bị máy móc phục
vụ cho công tác hút bùn.
- Bơm bùn đặt trong thân tàu được chạy bằng đông cơ điêzen hoặc chạy điện
- Thiết bị hút bùn: Dao băm,ống hút đặt trên dàn đỡ, dàn đỡ được nâng lên hạ
xuống nhờ cần trục và tời.
- Ống áp lực: Nối ống đẩy máy bơm và hệ thống ống áp lực nổi nhờ khớp nối hình cầu (9)
- Hệ thống cọc: dùng để định vị khi tàu đào đất .
- Hệ thống tời dùng để điều khiển tàu hút bùn
- Hệ thống tầng trên:Bao gồm buồng lái, phong ở của nhân viên phục vụ
- Đuôi tàu được lắp cọc: dựa vào cách bố trí cọc chia ra Kiểu đi dích dắc, kiểu
cọc xuyên tâm thuyền, kiểu bàn xoay
Nhược điểm:
- Kiểu 1 đào trùng
- Kiểu 2 đào sót
- Kiểu 3 đào tốt nhưng phức tạp
Cấu tạo bơm bùn là loại bơm li tâm số lượng cánh quạt ít 2 đến 3 lá .Để tiện cho việc
vận chuyển bùn cát bánh xe công tác làm băng hợp kim cứng
10.3.3 Các sơ đồ đào đất bằng tàu hút bùn:
1. Phương pháp đào rãnh: (đào dọc)
- Khi dùng phương pháp này kéo căng dây cáp ở đầu tàu làm cho tàu dịch
chuyển theo chiều dài đường đào hình thành một loạt rãnh có mặt cắt tam giác
đều nhau
- Khi đào miệng ống hút đào thành các lỗ 70 đến 75 cm .Sau bị sụt xuống 20-
30cm
- Sơ đồ đào đất bằng phương pháp đào rãnh.
1- Mặt cắt hữu ích :
2- Mặt cắt đào quá mỗi rãnh từ đáy đào thiết kế
Fx = bm.hx.1/2 = m. hx
2
Fn = bm.h
Hệ số đào vượt:
Trong đó: chiều rộng đáy thiết kế của mỗi rãnh
Mái đất tự nhiên khi đất sụt
h = htk
Ưu điểm phương pháp đào rãnh:
Thiết bị đơn giản xê dịch tiện lợi
Khuyết điểm: chỉ đào được dưới nước
Phạm vi ứng dụng: nạo vét kênh mương, bể lắng cát, bãi bồi trên sông
2. Phương pháp đào dao động: (Đào ngang)
- Tàu sử dụng thiết bị như cọc và dây cáp để đào đất dao động theo hướng ngang
- Khi đào một cọc cố định đầu ống hút 1 cáp kéo và một cáp nhả ramáy đào
khóet từ đầu này sang đầu kia . sau đó cố định cọc tại B tiếp tục đào khoanmg đào
khác
Tính toán bề rộng khoang đào
Chiều rộng cung đào được xác định bằng biểu thức : B = 2.R Sin ϕ/2
- R là khoảng cách từ cọc định hướng đến đầu dao cắt
- ϕ1Góc xoay của tàu xung quanh cọc
- R = r + L cos ϕ1
L Chiều dài dàn đỡ
Cự li xê dịch về phía trước dọc theo đường đào
S = bc.Sin(ϕ/2)
Khoảng cách mép bờ giải đào
S’ = 2.S = 2.bc.Sin(ϕ/2) = 2.B.bc /(2.R) = B.bc/R
3 . Kiểu hố miệng loa.
Tàu hút nhờ dây cáp và bàn tời để xác định thành miệng loa như hình vẽ
Để nâng cao năng xuất cần giữ cho cửa hút luôn tiếp xúc với mặt đất đường
đào. Cửa hút cắm vào trong đất sẽ làm cho đất sạt lở tạo thành phễu.Thường áp dụng
phương pháp này dể đào cát,đá nhỏ,sỏi sẽ cho hiệu quả tốt.
4. kiểu đào khác thường dùng trong thực tế : Chỉ dùng dây cáp và tời di động để
đào đất
a. Phương pháp đào song song
Máy đào từ bờ này sang bờ kia ở mỗi vị trí được thay đổi được nhờ dây cáp và bàn
tời
b. Phương pháp đào hướng tâm.
Đào từ bờ này sang bờ kia tạo thành một cung sau đó tàu quay ngược lại theo khoang
đào khác
- Áp dụng khi khối đào lớn
- Nước sâu ,bảo đảm tàu đào được sát bờ
c. Phương pháp đào hình quạt
- Khi đào tàu không dịch chuyển mà quay quanh 01 điểm tạo thành hình quạt
(Giống đào kiểu bàn xoay ) - Ưu điểm khi chiều rông thiết kế phạm vi đào B = (1 - 2 ) L tàu
- Khi chiều sâu mực nước ở hai bờ không sâu lắm nhỏ hơn mớm nước của tàu
- Nhược đểm : khi dòng chảy với vận tốc lớn áp dụng khó khăn vì tàu quay với
góc lớn
d. Sơ đồ kiểu đào chữ thập. Có sơ đồ làm việc như hình vẽ
Điểm quay tương đối trung tâm cung đào từ bờ này sang bờ kia
Dùng cho chiều rộng khối nhỏ hơn chiều dài tàu
Nhược điểm:
Dòng chảy có lưu tốc lớn khó khăn cho việc quay tàu
10.3.4 Cường độ thi công tàu hút bùn và số lượng tàu hút bùn.
Năng xuất thi công của tàu hút bùn xác định bằng công thức sau:
Trong đó :
W Khối lượng đất bùn cần đào
n Độ rỗng của đất đào
q Lượng hao nước đơn vị để đào và vận chuyển
đất
B Số giòpư làm việc trong mỗi ca
t Số ngày làm việc trong một tháng
m Số ca làm việc trong một ngày đêm
c Số tháng làm việc
Số lượng tàu hút bùn :
tg t
hh
K Q
Q N
.
=
Trong đó :
Q t Năng suất vữa bùn
Ktg : Hệ số sử dụng thời gian, = 0.6 -0.85
10.4 Công tác vận chuyển vữa bùn
10.4.1 Một số khái niệm về vận chuyển vữa bùn
1. Độ thô thủy lực: là tốc độ chìm lắng của các hạt trong môi trường chất lỏng .Phụn
thuộc vào đường kính hạt,loại chất lỏng. Mật độ hạt, độ nhớt dịch thể, Nhiệt độ
môi trường chất lỏng v...
Công thức xác định độ thô thủy lực: B.G tou-ga-rốp
a. Với chế độ chảy tầng: đường kính hạt d = 0.01 đến 0.05 mm
μ
σ σ
ω −
= 1 2
. . 60 , 40 d
b. Khu vực chuyển tiếp: d = 0.15 đến 1.5 mm
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
−
+
−
= 1
. 2
.
92 , 1
. . 70 , 67 1 1 2
σ
σ σ
μ
σ σ
ω t
d
c - Chế độ chảy rối : d > 1.5mm
.... = ω
Trong đó: σ1,σ :Mật độ hạt rắn ,nước t : Nhiệt độ của nước
d : Đường kính hạt rắn
µ : Độ nhớt của nước
2 Lưu tốc tới hạn của vữa bùn: - Khi vận chuyển vữa bùn nước bùn vận động về phía trước sinh lực xói thẳng
đứng làm cho các hạt đất nổi lên.Lực đẩy ngang làm cho các hạt đất này xê dịch về
phía trước
- Vì lưu tốc khác nhau trạng thái phân bố hạt khác nhau. như hình vẽ
(1) (2) (3)
(1) Khi lưu tốc nhỏ
(2) Khi lưu tốc tiếp cận với lưu tốc tới hạn
(3) Khi lưu tốc lớn hơ lưu tốc tới hạn
Khi lưu tốc nhỏ hạt đất trong ống chìm xuống đáy ống - vận tốc phân bố không đều
dọc dòng chảy , không liên tục,Mật độ phân bố không đều dưới đặc,trên loãng
Khi lưu tốc tăng lên một mức độ nào đó hạt đất nhỏ nổi lên vận tốc phân bố chưa
đều, phân bố hạt không đều
Khi lưu tốc tăng lên hạt đất ở trạng thái lơ lửng ,nồng độ phân bố tương đối đều
Trạng thái chảy vữa bùn ở giữa 2 trạng thái sau gọi là trạng thái giới hạn lưu tốc
ứng với trang thái đó gọi là trạng thái gới hạn k/hiệu V kp
V kp = f ( D, dcp,W,K )
Trong đó :
D đường kính ống dẫn
dcp : đường kính trung bình của các doạn
W : Độ thô thủy lực
K ; Mật độ ( độ đục của vữa )
K =V (đất trong vữa bùn) / V ( thể tích nước trong vữa bùn )
10.4.2 Vận chuyển vữa bùn
1. Vận chuyển vữa bùn tự chảy:
Khi điều kiện địa hình cho phép vận chuyển vữa bùn tự chảy là kinh tế nhất
Vận chuyển vữa bùn tự chảy thường dùng bằng máng gỗ, rãnh đất hoặc ven
theo mặt cắt bộ phận của ống cũng có thể đạt hiệu quả tốt
Xác định các thông số vữa bùn tự chảy
Độ dốc của máng tự chảy:
i = Vkp / (RC2
)
Trong đó: C: hệ số cê di
R bán kình thủy lực
R= b.hk/(b+2.hk) b chiều rộng máng
hk chiều sâu được được chọn của dòng bùn trong máng
Vkp Lưu tốc tới hạn của dòng chảy trong máng
Lưu tốc vữa bùn tính toán : Được tính bằng côngthức của Sa - réc -ki
Vtt = 64. R1/3
.a.(ω( γb-1))
0.5
Trong đó:
γb Dung trọng vữa bùn
ω Độ thô thủy lực bùn cát
a Hệ số hiệu chỉnh sự không đồng nhất của đất
Chú ý: Đối với rãnh đất để bảo đảm không xói lưu tốc dòng bùn tính toán phải nhỏ
hơn lưu tốc xói lở cho phép của đất
2. Vân chuyển vữa bùn có áp Khi vận chuyển vữa bùn có áp vấn đề cần nghiên cứu là
Xác dịnh tỏn thất cột nước trong đường ống
Xác định lưu tốc tới hạn của dongd bùn trong đương ống sao cho phù hợp
với điều kiện công tác tốt nhất của tàu hút bùn dã chọn
a . Xác dịnh tổn thất cột nước trong đường ống đã chọn
H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5
Trong đó :
h1: Tổn thất cột nước trong ống hút
h2 : Tổn thất cột nước trong ống đẩy
h3 : Tổn thất cột nước trong ống đường dài
h4 : Tổn thất cột nước do địa hình
h5 : Tổn thất cột nước cục bộ
Các giá trị cột nước xác định như sau :
h1 = 0.585 vh2( 0,03 lh / Dh + 0,725 )
h2 = in . ln .vn2 /2g ( n + 1 ) γb
h3 = Il . L n
h4 = h đh x γ Trong đó ; h đh Độ chênh địa hình
h5 tổn thất cục bộ h5 = 10 % ( h2 + h3 )
So sánh H với giá trị cột nước bơm của máy bơm bùn để chọn thiết bị bơm (có thể bơm
bùn chủyển tiếp khi cột nước của một máy bơm kh2ông đủ )
b. Lưu tốc tới hạn.
Đối với đất đồng chất
V th = v ∆01/8 m/s
Đối với đất cát đồng chất
V th = 9.8 x D 1/3 x W1/4( δ - 24 ) với ν = 0,01 cm2/s
Với D là đường kính ống dẫn bùn
δ tỷ trọng vữa bùn
∆0 Độ đồng nhất qui ước = 3d10 / d90
W Độ thô thủy lực bình quân
Đối với đất cát đồng chất < 10 mm D < 20mm
Vth = 0,2 . dcp 0,65 . e. δ 1/α
Trong đó :
Độ thô hình học của
hạt e =2.712...... α : Hệ số bằng 2,86/ d 0,13
dcp: Σ Pi . dicp / Σ∆Pi
∆Pi được xác định trên đồ thị
dicpĐường kính trung bình các đoạn ống xác định trên đồ thị
Bạn đang đọc truyện trên: AzTruyen.Top