Đề tài Tổng quan về công trình: Đề xuất biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công công trình

PHẦN III THI CÔNG 50% GVHD : K.S Đặng Công Thuật SVTH : Nguyễn Ngọc Thân TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH- ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KỸ THUẬT VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG CÔNG TRÌNH TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH Công trình xây dựng nằm ở đoạn đuờng Phạm Văn Đồng. Thuộc khu số 9 - khu qui hoạch Nam Vĩ Dạ - phường Vĩ Dạ - thành phố Huế. Khu đất này tương đối bằng phẳng, thông thoáng và rộng rãi, diện tích đất 2444m2. Bên cạnh là những các trụ sở công ty, cơ quan. Mật độ xây dựng chung quanh khu vực chưa cao vì đây là vùng mới qui hoạch, và là vùng có xu thế mọc lên những tòa nhà cao tầng, tạo ra bộ mặt cho thành phố. Với đặc điểm như vậy thì việc xây dựng công trình ở đây sẽ phát huy hiệu quả khi đi vào hoạt động, đồng thời công trình còn tạo nên điểm nhấn trong toàn bộ tổng thể kiến trúc của cả khu vực. PHƯƠNG HƯỚNG THI CÔNG TỔNG QUÁT TOÀN CÔNG TRÌNH : 1.Điều kiện khí hậu - địa chất công trình: Qua tài liệu khảo sát địa chất của khu vực cho thấy công trình xây dựng trên nền đất khá bằng phẳng gồm các lớp địa chất như sau: + Lớp đất á sét dày :4,5m + Lớp đất sét dày:6m + Lớp đất cát hạt trung lớn chưa gặp đáy trong lỗ khoan. Đây là lớp đất khá tốt cho việc đặt móng công trình. Mực nước là loại nước không áp, xuất hiện khá sâu cách mặt đất tự nhiên khoảng 3,5m. Với đặc điểm và địa chất thuỷ văn như trên nên ta sử dụng loại móng cho công trình là móng cọc đài thấp với chiều sâu đặt đài nằm dưới mực nước ngầm 2. Tổng quan về kết cấu và quy mô công trình: + Giải pháp thiết kế phần móng, dùng móng cọc ép BTCT tiết diện 25´25(cm), dài 14m (gồm 2 đoạn cọc nối với nhau, mỗi đoạn dài 7m), cắm vào lớp đất 3(cát hạt trung), mực nước ngầm trung bình ở độ sâu -3,5(m) so với cốt thiên nhiên. Đài cọc cao 1m đặt ở lớp đất 1(á sét ). Đáy đài đặt tại cosite -4m so với cos ± 0,00m. + Đào đất bằng cơ giới kết hợp với thủ công. + Kết cấu chịu lực của công trình là nhà khung BTCT đổ toàn khối. Tường gạch có chiều dày 100, 200,300mm, sàn sườn đổ toàn khối cùng với hệ dầm. Toàn bộ công trình là một khối thống nhất không có khe lún. + Ván khuôn ta dùng ván khuôn định hình bằng thép của công ty Hoà Phát. + Cốt thép được gia công bằng máy tại xưởng đặt cạnh công trường + Bê tông sử dụng cho công trình lớn cả về số lượng và cường độ, vì thế để đảm bảo cung cấp bê tông được liên tục, chất lượng đồng thời giảm bớt gánh nặng về kho bãi ta sử dụng bê tông tươi. Bê tông được vận chuyển bằng xe trộn bê tông và dùng máy bơm bê tông để đổ cho các cấu kiện. + Khung bê tông cốt thép đổ toàn khối. + Kết cấu móng là móng cọc BTCT đài thấp. Đài cọc cao 1 m đặt trên lớp BT đá 4x6 B5 dày 0,1m. + Dùng cọc ép BTCT, mũi cọc đặt tại cosite -17,5m. 3. Nguồn nước thi công: Công trình nằm ngay trung tâm thành phố thuộc khu qui hoạch của thành phố có mạng đường ống cấp nước vĩnh cửu đã dẫn đến công trình đáp ứng đủ cho công trình thi công. 4. Nguồn điện thi công: Sử dụng điện của mạng điện thành phố, ngoài ra còn dự phòng một máy phát điện để đảm bảo luôn có điện tại công trường trong trường hợp mạng lưới điện của thành phố có sự cố. Tình hình cung cấp vật tư: + Thành phố Huế có rất nhiều công ty cung ứng đầy đủ vật tư, máy móc thiết bị thi công. Vận chuyển đến công trường bằng ôtô. + Nhà máy ximăng, bãi cát đá, xí nghiệp bêtông tươi thuận lợi cho công tác vận chuyển, cho công tác thi công đổ bêtông. + Vật tư được chuyển đến công trường theo nhu cầu thi công và được chứa trong các kho tạm hoặc bãi lộ thiên . Máy móc thi công: + Công trình có khối lượng thi công lớn do đó để đạt hiệu quả cao phải kết hợp thi công cơ giới với thủ công. + Phương tiện phục vụ thi công gồm có: - Máy ép cọc: Phục vụ cho thi công cọc ép. - Máy đào đất, xe tải chở đất: phục vụ công tác đào hố móng. - Cần trục tự hành, cần trục tháp: phục vụ công tác ép cọc, cẩu lắp thiết bị… - Máy vận thăng. - Xe vận chuyển bêtông và xe bơm bêtông... - Máy đầm bê tông. - Máy trộn vữa, máy cắt uốn cốt thép. - Các hệ dàn giáo, cốp pha, cột chống và trang thiết bị kết hợp. Các loại xe được điều đến công trường theo từng giai đoạn và từng biện pháp thi công sao cho thích hợp nhất. Nguồn nhân công xây dựng, lán trại: + Nguồn nhân công chủ yếu là người ở nội thành và các vùng ngoại thành xung quanh sáng đi chiều về do đó lán trại được xây dựng chủ yếu nhằm mục đích nghỉ ngơi cho công nhân vào buổi trưa, bố trí căn tin để công nhân ăn uống. + Dựng lán trại cho ban chỉ huy công trình, các kho chứa vật liệu. Tìm hiểu về địa điểm xây dựng: 5. Công tác giải phóng mặt bằng: + Công trình được xây dựng trện khu đất trống dự trữ nên không cần phải tiến hành di dời, đền bù giải toả mặt bằng. 6. Công tác cấp nước: + Lắp đặt hoàn chỉnh các đường ống ngầm vĩnh cửu đúng theo yêu cầu thiếtkế. + Lắp đặt các đường ống tạm thời phục vụ cho thi công. + Nơi có phương tiện vận chuyển bên trên các đường ống được chôn ngầm cần được gia cố. Sau khi thi công xong, các đường ống tạm thời được thu hồi và tái sử dụng. 7. Công tác thoát nuớc: + Tiêu thoát nước ngầm, nước mưa trong hố móng bằng các máy bơm điện công suất 2CV đặt tại các hố tập trung nước. + Rãnh thoát nước mưa phục vụ cho công trình tạm thời được đào lộ thiên trên mặt đất để thu gom nuớc mưa về các hố ga tạm thời trước khi chảy vào các hố ga của hệ thống thoát nước thành phố. + Lót ván tạm thời ngang rãnh tại những nơi có người qua lại và tiến hành nạo vét tại những rãnh hố ga sau các đợt mưa lớn. 8. Đường sá: + Xung quanh công trường là hệ thống đường sá đã được làm sẵn nên rất thuận lợi cho việc vận chuyển vật tư và xe máy lưu thông. + Lớp đất mặt công trình khá cứng, xe có thể di chuyển trực tiếp nên không cần phải làm các hệ thống đường tạm trong công trình. 9. Đường điện và hệ thống chiếu sáng: + Nối trực tiếp vào mạng lưới điện thành phố thông qua một máy biến thế. + Trạm phát điện dự phòng bằng động cơ điezen được xây dựng trong công trình. + Đường dây điện bao gồm: - Dây chiếu sáng và phục vụ sinh hoạt. - Dây chạy máy và phục vụ thi công. - Đường dây diện thắp sáng được bố trí dọc theo lối đi có gắn bóng đèn 100W chiếu sáng tại các khu vực sử dụng nhiều ánh sáng. Lưu ý: + Nếu đặt hệ thống dây điện ở trên cao thì cần chú ý đến chiều cao dây không cản trở xe và có treo bảng báo độ cao. Nếu đặt ngầm dưới đất phải bao bọc hoặc che chắn đúng qui định về an toàn điện. + Đèn pha được bố trí tập trung tại các vị trí phục vụ thi công, xe máy bảo vệ ngăn ngừa tai nạn lao động. + Đèn biển báo về an toàn điện tại những nơi nguy hiểm dễ xảy ra tai nạn. Tổ chức thi công: + Công tác mặt bằng và xây dựng hạ tầng cơ sở phải được tiến hành trước công tác xây dựng công trình chính để đảm bảo đưa công trình vào sử dụng đồng bộ. + Nhiệm vụ thiết kế phần thi công chính với khối lượng 50% gồm: - Thiết kế biện pháp tổ chức thi công phần ngầm - Thiết kế biện pháp tổ chức thi công phần thân - Lập tiến độ thi công toàn công trình. Biện pháp an toàn lao động, vệ sinh môi trường, PCCC: 10. Biện pháp an toàn lao động: + Sử dụng các thiết bị phòng hộ lao động theo đúng quy định của kỹ thuật an toàn. Tổ chức hệ thống biển báo, đèn báo, đèn bảo vệ xung quanh khu vực công trường. + Trong trường hợp cần thiết phải thi công ban đêm, bố trí hệ thống đèn chiếu sáng đảm bảo đủ sáng cho thi công. + Tổ chức học tập an toàn lao động cho người lao động trên công trường, nâng cao ý thức an toàn lao động, hướng dẫn sử dụng các phương tiện thiết bị bảo hộ lao động đầy đủ, đúng cách. + Thành lập các tổ đội thi công, chỉ định người tổ trưởng cho mỗi tổ, để phát hiện, báo cáo và khắc phục các sự cố một cách kịp thời, nhanh chóng. Vệ sinh môi trường: + Tổ chức mạng lưới an toàn vệ sinh để đôn đốc, kiểm tra, nhắc nhở công tác vệ sinh an toàn cho tất cả các lao động trên công trường. Rác thải, phế phẩm xây dựng được thu gom và chuyển đến đúng nơi qui định của khu vực thi công. + Khi vận chuyển vật liệu, rác thải hay các phế thải xây dựng ra khỏi công trường đều được bịt kín bạt cẩn thận, dùng xe tưới nước làm ướt đường để không gây bụi bẩn khi xe chạy qua. Bố trí một bệ rửa xe cạnh cổng chính của công trường, thường xuyên rửa xe để giảm bớt bụi đất bám vào xe. 11. Phòng cháy chữa cháy: + Huy động sức mạnh tổng hợp của tập thể tham gia hoạt động PCCC. + Tổ chức học tập huấn luyện PCCC tại chỗ cho lực lượng lao động trên công trường. Thành lập tổ PCCC trên công trường, lực lượng này thường xuyên được huấn luyện và tập huấn định kỳ. + Chuẩn bị sẵn sàng lực lượng, phương tiện và các điều kiện cụ thể cho từng thời điểm, từng địa điểm để khi có cháy xảy ra thì chữa cháy kịp thời có hiệu quả. + Bố trí các bể nước, bãi cát chữa cháy xung quanh công trình và tại những nơi có nguy cơ cháy nổ. Tại văn phòng ban chỉ huy công trường nơi để máy điện thoại đặt bảng hiệu lệnh chữa cháy và các số điện thoại nóng như: Cứu hỏa, cấp cứu, Công an... THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG CÁC CÔNG TÁC CHỦ YẾU PHẦN NGẦM THI CÔNG ÉP CỌC: Hạ cọc trên mặt đất trước khi đào hố móng: Khi tiến hành hạ cọc theo giải pháp này, khi hạ cọc đến sát mặt đất phải dùng thêm một đoạn cọc phụ để ép tiếp cho tới vị trí thiết kế, tuy nhiên dùng cọc đệm quá dài sẽ giảm hiệu quả của lực ép, lực cản ma sát tăng và có thể làm xiên đầu cọc. Biện pháp này có ưu điểm sẽ là thuận tiện cho quá trình vận hành của máy móc, giảm khối lượng thi công công tác đất và không phải xử lý nước ngầm khi mực nước ngầm nằm trên mặt cao trình đáy hố đào. Tuy nhiên khi thi công đào đất bằng cơ giới sẽ gặp khó khăn, các đầu cọc sau khi đóng nằm nhô lên khỏi cao trình đáy hố đào gây cản trở quá trình thi công cơ giới, giảm năng suất làm việc. Trong thi công đào đất bằng cơ giới cần cẩn thận để tránh va chạm vào đầu cọc làm lệch cọc. Hạ cọc khi đã đào hố móng: Biện pháp này có ưu điểm không cần sử dụng cọc đệm, quá trình thi công cơ giới hóa công tác đào đất sẽ thuận lợi hơn phương pháp trên. Tuy nhiên khi mực nước ngầm cao hơn đáy móng hoặc khi thi công gặp mưa nhiều thì đòi hỏi phải có yêu cầu xử lí hút nước hố móng, chống vách đất hố đào, quá trình thi công ép cọc vì cần trục cẩu lắp di chuyển khó khăn làm tăng giá thành và gây khó khăn cho quá trình hạ cọc. Þ Dựa vào các ưu nhược điểm của hai phương pháp trên liên hệ thực tế công trình xây dựng. Công trình có mặt bằng khá bằng phẳng và rộng nên để thuận tiện cho quá trình vận hành của máy móc khi bốc xếp, cẩu lắp và ép cọc, giảm khối lượng công tác thi công đất ta chọn giải pháp thi công hạ cọc trước khi tiến hành đào hố móng. Chọn phương pháp thi công ép cọc: - Phương pháp ép trước: cọc được ép trước khi thi công đài móng. - Phương pháp ép sau: tiến hành ép cọc sau khi thi công đài móng, đối với phương pháp này cọc được ép trong quá trình lên tầng, rút ngắn được thời gian thi công. Tuy nhiên chiều dài đoạn cọc bị hạn chế bởi chiều cao tầng 1.Tốn nhiều thép hơn trong đài cọc vì phải bố trí thép để neo máy và phải tăng cường cốt thép cho đài cọc khi nó làm việc với máy ép. Þ Do đó, với công trình này ta chọn phương pháp ép cọc trước khi thi công đài móng. Trình tự thi công: hạ cọc chính vào trong đất bằng thiết bị ép cọc, mỗi cọc có chiều dài 14m (gồm 2 đoạn cọc, mỗi đoạn dài 7m). Sau đó dùng cọc phụ có chiều dài thích hợp để đưa mũi cọc đến vị trí thiết kế (cọc phụ đấy gọi là cọc đệm). Chọn biện pháp thi công hạ cọc : - Ép cọc bằng cách chất tải tĩnh, hạ cọc bằng các loại búa đóng, dùng chấn động rung hạ cọc, kết hợp xói đất và đóng hoặc rung cọc. Trong đó 2 công nghệ đóng và ép cọc được sử dụng phổ biến hiện nay. 4.1 Hạ cọc bằng các loại búa đóng: Cọc được đưa vào đất bằng tải trọng động, dùng búa máy đóng lên đầu cọc để cọc đi vào đất theo từng nhát búa đóng. * Ưu điểm: kết cấu gọn nhẹ, cơ động, làm việc độc lập, không phụ thuộc vào nguồn điện, hơi. * Nhược điểm: Công đóng cọc nhỏ vì khoảng 50-60% để nén khí cho búa nổ, hiệu quả đóng cọc thấp, lực đóng đầu cọc lớn nên đầu cọc dễ bị vỡ, gây ảnh hưởng xấu đến các công trình lân cận. 4.2 Phương pháp ép cọc: Cọc được đưa vào đất từng đoạn bằng kích thủy lực có đồng hồ đo áp lực. Trong quá trình ép cọc có thể khống chế được tốc độ xuyên của cọc, xác định được lực nén ép trong từng khoảng độ sâu của cọc. *Ưu điểm: trong quá trình ép cọc không gây rung và chấn động, có thể khống chế được tốc độ ép cọc, có tính kiểm tra cao, và xác định được sức chịu tải của cọc thông qua lực ép cuối cùng, không ảnh hưởng đến công trình lân cận. * Nhược điểm: Thiết bị cồng kềnh. Để lựa chọn được giải pháp thích hợp ta cần xét đến các vấn đề có liên quan như: - Điều kiện thiết bị của đơn vị thi công hoặc thị trường cung cấp máy xây dựng. - Tính năng kỹ thuật của máy. - Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lí của nền đất. - Mặt bằng công trường và vị trí tương quan của công trình sẽ xây dựng với các công trình xung quanh đã xây dựng. - Các quy định về môi trường của địa phương nơi công trình xây dựng. - Giá thành kinh tế của từng giải pháp. Þ Từ những vấn đề nêu trên, xét thực tế đối với công trình ta nhận thấy: Đây là một công trình được xây dựng ở trung tâm thành phố Hà Nội, nằm gần khu dân cư, nên giải pháp đóng cọc bằng búa là một giải pháp không hợp lý, gây ra chấn động và tiếng ồn, làm ảnh hưởng đến môi trường sinh hoạt xung quanh, làm phá hoại cơ cấu của nền đất, hiệu quả kinh tế không cao, khó kiểm soát được lực ép... Þ Vì vậy ở đây ta dùng giải pháp hạ cọc bằng phương pháp ép cọc. Tiến hành thi công ép cọc: Các yêu cầu kỹ thuật đối với cọc ép bê tông cốt thép: - Theo thiết kế thì cọc có các thông số sau : + Sức chịu tải của cọc (theo nền đất) : P = 641,06KN = 64,1067T + Bê tông cọc có cấp độ bền B25 Rb = 14,5MPa Rbt= 1,05MPa + Chiều dài cọc : L = 14 m , d = 0,25 m =l/d = 14 / 0,25 =56 < 100 + Sức chịu tải của cọc theo vật liệu : P = 1119,71KN=111,791T + Cao trình đỉnh cọc : -3.5 m (so với mặt đất tự nhiên) + Cao trình mũi cọc : -17,5 m (so với mặt đất tự nhiên) - Các yêu cầu về độ chính xác hình dạng, kích thước hình học của cọc : (Theo tài liệu “Các điều kiện kỹ thuật của ép cọc dùng xử lý nền móng“ - Vũ Công Ngữ) + Tiết diện cọc có sai số không quá ± 2% + Chiều dài cọc có sai số không quá ± 1% + Mặt đầu cọc phẳng và vuông góc với trục cọc độ nghiêng < 1% + Độ cong f/l không quá 0,5% Thí nghiệm ép cọc: Sơ đồ thí nghiệm: Phương pháp thí nghiệm: + Thí nghiệm được tiến hành bằng phương pháp dùng tải trọng tỉnh ép dọc trục cọc sao cho dưới tác dụng của lực ép, cọc lún sâu thêm vào nền đất. Tải trọng tác dụng lên đầu cọc được thực hiện bằng kích thủy lực với hệ phản lực là dàn chất tải, neo hoặc kết hợp cả hai. Thiết bị thí nghiệm: + Thiết bị thí nghiệm bao gồm hệ gia tải, hệ phản lực và hệ đo quan trắc. + Hệ gia tải gồm kích, bơm và hệ thống thủy lực phải đảm bảo không bị rò rỉ, hoạt động an toàn dưới áp lực không nhỏ hơn 150% áp lực làm việc. + Tấm đệm đầu cọc và đầu kích bằng thép có đủ cường độ và độ cứng đảm bảo phân bố tải trọng đồng đều của kích lên đầu cọc. + Hệ đo đạc quan trắc bao gồm thiết bị, dụng cụ đo tải trọng tác dụng lên đầu cọc, máy thủy chuẩn, đầm chuẩn và dụng cụ kẹp đầu cọc. + Máy thủy chuẩn dùng để đo kiểm tra dịch chuyển, chuyển vị của gối kê dàn chất tải, đầm chuẩn gá lắp chuyển vị kế, độ vồng của dầm chính…. Chuẩn bị thí nghiệm: + Những cọc sẽ tiến hành thí nghiệm cần được kiểm tra chất lượng theo các tiêu chuẩn hiện hành về thi công và nghiệm thu cọc. + Đầu cọc thí nghiệm có thể được cắt bớt hoặc nối thêm nhưng phải được gia công để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật. + Kích phải đặt trực tiếp trên tấm đệm đầu cọc, chính tâm so với tim cọc. Khi dùng nhiều kích thì phải bố trí kích sao cho tải trọng được truyền dọc trục, chính tâm lên dầu cọc. + Hệ phản lực phải được lắp theo phương pháp cân bằng, đối xứng qua trục cọc, đảm bảo truyền tải trọng dọc trục,chính tâm lên đầu cọc. + Dụng cụ kẹp đầu cọc được bắt chặt vào thân cọc, cách đầu cọc khoảng 0,5 đường kính hoặc chiều rộng tiết diện cọc. + Các dầm chuẩn được đặt song song hai bên cọc thí nghiệm, các trụ đỡ dầm được chôn chặt xuống đất. Chuyển vị kế được lắp đối xứng hai bên đầu cọc và được gắn ổn định lên các dầm chuẩn. Quy trình gia tải: Quy trình gia tải tiêu chuẩn được thực hiện như sau: + Gia tải từng cấp đến tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến, mỗi cấp gia tải không lớn hơn 25% tải trọng thiết kế.Cấp tải mới chỉ được tăng khi tốc độ lún đầu cọc đạt ổn định quy ước nhưng không quá 2 giờ. Giữ cấp tải trọng lớn nhất cho đến khi độ lún đầu cọc đạt ổn định quy ước hoặc 24 giờ, lấy thời gian nào lâu hơn. + Sau khi kết thúc gia tải, nếu cọc không bị phá hoại thì tiến hành giảm tải về 0, mỗi cấp giảm tải gấp 2 lần cấp gia tải và thời gian giữ tải mỗi cấp là 30 phút, riêng cấp tải 0 có thể lâu hơn nhưng không quá 6 giờ. + Tốc độ chuyển vị đầu cọc đạt giá trị sau đây được xem là ổn định quy ước: Không quá 0,25mm/h đối với cọc chống vào lớp đất hòn lớn, đất cát, đất sét từ dẻo đến cứng. Không quá 0,1mm/h đối với cọc ma sát trong đất sét dẻo mềm đến dẻo chảy. + Tải trọng thí nghiệm lớn nhất do thiết kế quy định, thường được lấy như sau: Đối với cọc thí nghiệm thăm dò: bằng tải trọng phá hoại hoặc bằng 250-300% tải trọng thiết kế. Đối với cọc thí nghiệm kiểm tra: 150-200% tải trọng thiết kế. + Theo dõi và xử lý một số trường hợp có thể xảy ra trong quá trình gia tải. + Tiến hành vẽ biểu đồ quan hệ tải trọng - chuyển vị và chuyển vị thời gian của từng tải để theo dõi diễn biến quá trình thí nghiệm. + Trong thời gian thí nghiệm phải thường xuyên quan sát và theo dõi tình trạng cọc thí nghiệm, độ co giãn của cần neo đất hoặc của thép liên kết cọc neo với hệ dầm chịu lực, độ chuyển dịch của dàn chất tải v.v.. , để kịp thời xử lý. + Cọc thí nghiệm thăm dò được xem là phá hoại khi: Tổng chuyển vị đầu cọc vượt quá 10% đường kính hoặc chiều rộng tiết diện cọc có kể đến biến dạng đàn hồi của cọc khi cần thiết. Vật liệu cọc bị phá hoại. + Cọc thí nghiệm kiểm tra được xem là không đạt khi: Cọc bị phá hoại theo quy định ở điều trên. Tổng chuyển vị đầu cọc dưới tải trọng thí nghiệm lớn nhất và biến dạng dư của cọc vượt quá quy định nêu trong đề cương. + Thí nghiệm được xem là kết thúc khi: Đạt mục tiêu thí nghiệm theo đề cương. Cọc thí nghiệm bị phá hoại. + Thí nghiệm phải tạm dừng nếu phát hiện thấy các hiện tượng sau: Các mốc chuẩn đặt sai, không ổn định hoặc bị phá hỏng Kích hoặc thiết bị đo không hoạt động hoặc không chính xác. Hệ phản lực không ổn định. + Thí nghiệm bị hủy bỏ nếu phát hiện thấy: Cọc đã bị nén trước khi gia tải. Các tình trạng nêu trên không thể khắc phục được. Xử lý và trình bày kết quả thí nghiệm: Từ các số liệu thí nghiệm, thành lập các biểu đồ quan hệ sau đây: + Từ kết quả thí nghiệm, sức chịu tải giới hạn của cọc đơn có thể được xác định bằng các phương pháp sau: Phương pháp đồ thị dựa trên hình dạng đường cong quan hệ tải trọng - chuyển vị. Phương pháp dùng chuyển vị giới hạn tương ứng với sức chịu tải giới hạn: . Sức chịu tải giới hạn bằng tải trọng tương ứng với chuyển vị bằng 10% đường kính hoặc chiều rộng cọc. Xét theo tình trạng thực tế thí nghiệm và cọc thí nghiệm: . Sức chịu tải giới hạn bằng tải trọng lớn nhất khi dừng thí nghiệm. . Sức chịu tải giới hạn được lấy bằng cấp tải trọng trước cấp tải gây ra phá hoạivật liệu cọc. + Sức chịu tải cho phép của cọc đơn thẳng đứng được xác định bằng sức chịu tải giới hạn chia cho hệ số an toàn: (do hồ sơ công trình không đầy đủ về số liệu thí nghiệm nên trong phạm vi đồ án này ta tạm chấp nhận lấy Ptn = pđn = 64,1067( T) + Tùy thuộc vào mức độ quan trọng của công trình, điều kiện đất nền, phương pháp thí nghiệm và phương pháp xác định sức chịu tải giới hạn, tư vấn thiết kế quyết định áp dụng hệ số an toàn cho phù hợp với từng trường hợp cụ thể. Chọn kích giá ép. - Lực ép nhỏ nhất : Pépmin = (1,3 ¸1,5)P , với P là sức chịu tải của cọc Vì ép qua lớp đất Ásét, sét và các hạt trung nên ta chọn k =1,3 Pépmin =1,3x64,106 = 83,33T - Lực ép lớn nhất : xác định dựa vào hai điều kiện sau: + Bảo đảm an toàn cho hệ neo giữ và thiết bị + Xác định lực ép lớn nhất theo điều kiện gây nứt cọc:Pépmax = Pepmax=111,971/1,25 = 89,576T Lực ép cần thiết của máy ép sử dụng trong khoảng 883,33 T £ Pép £ 89,576 T Các tiêu chuẩn của máy ép cần phải thoã mãn: + Lực nén danh định lớn nhất của máy không nhỏ hơn 1,4 lần lực ép lớn nhất Pépmax (Pépmax bằng 0,8 - 0,9 trọng lượng đối tải, nhỏ hơn lực gây nứt cho cọc). + Lực nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc khi ép . + Chuyển động pittông phải đều và khống chế được tốc độ ép cọc. + Thiết bị ép cọc phải bảo đảm điều kiện để vận hành theo đúng qui định về an toàn lao động khi thi công. + Chỉ nên huy động khoảng (0,70,8) khả năng tối đa của thiết bị. Nên chọn máy ép có lực ép cần thiết là : Pépmax=89,576/0,75=119,43 T Trên cơ sở đó chọn máy ép cọc EBT200 có các tính năng sau: Chiều cao lồng ép 8,2m Chiều dài giá ép 9m Diện tích 4 pittông ép : 615.2 cm2. Lực ép lớn nhất 200(T) Tính toán đối trọng :  Tính toán đối trọng theo 2 điều kịên: chống nhổ và chống lật. Xét trường hợp bất lợi nhất khi ép cọc ngoài cùng tại vị trí đặt giá ép. Sơ đồ tính: Do trọng lượng của giá ép và khung đế nhỏ hơn nhiều so với đối trọng nên để đơn giản và thiêm về an toàn ta bỏ qua + Tính theo điều kiện chống nhổ QPépmax= 89,576 T + Tính theo điều kiện chống lật Mgiữ 1,15 Mlật · Kiểm tra lật tại điểm A · Kiểm tra lật theo phương ngang điểm B Q.2 ≥ 1,15. Pépmax.2,8 => Q ≥ 1,15.2,8.89,576/2 =144,2 Q=max[89,576; 121 ; 144,2]. Chọn Q=144,2 T Đối trọng được chia ra làm nhiều đối trọng nhỏ kích thước 1x1x3m trọng lượng mỗi đối trọng thành phần là :1x1x3x2,5=7,5T, Số lượng : 144,2 /7,5=19,2 đối trọng Chọn mỗi bên đặt 10 khối đối trọng. Chọn cần trục phục vụ công tác ép cọc. Dùng 1 máy cẩu làm nhiệm vụ cẩu cọc vừa dùng để cẩu giá ép và đối trọng. Trọng lượng cọc : Qc =0,25.0,25.8.2,5 = 1,25 (T) Trọng lượng khung đế. : 3,5 T Trọng lượng giá ép. : 5 T Chiều cao giá ép: : 8,2 + 0,7 = 8,9 m. Tính toán các thông số làm việc : - Chiều cao nâng móc cẩu khi cẩu cọc : Hm = 0,7 + 4.1+7+1,5 =13,2m - Chiều cao đỉnh cần : H = Hm + h4= 13,2 + 1,5 = 14,7 m - Chiều dài tay cần tối thiểu : -Tầm với gần nhất của cần trục : - Sức trục yêu cầu : Q = Qđt + qtb = 7,5 + 0,5 = 8T (qtb trọng lượng thiết bị treo buộc sơ bộ lấy 0,5T ) Trong quá trình ép cọc cần trục cẩu giá ép và đối trọng di chuyển từ móng này sang móng khác. Còn trong một móng thì giá ép sẽ di chuyển trên các dầm đở ngang và dọc để ép các cọc ở các vị trí khác nhau. Cọc được đưa vào giá ép bằng cần trục. Để thuận tiện thi công và tiết kiệm chi phí ta chọn cần trục làm cả nhiệm vụ cẩu lắp cọc, cẩu lắp giá ép và đối trọng. Vị trí đứng của cần trục so với máy ép và cọc như hình vẽ. Với sơ đồ di chuyển của máy và cầu trục như đã thiết kế, mặt bằng sẽ lần lượt được giải phóng trong quá trình ép đảm bảo cho các thiết bị đủ mặt bằng công tác để thi công an toàn. Chọn cần trục KX5361 L=20m có các thông số kĩ thuật sau Rmin=5,5m., Rmax =18m [H] =18m. [Q] =18 T. Đặc tính làm việc cần trục KX-5361 (L=20m) Hình3:Cẩu lắp cọc và biểu đồ tính năng cần trục KX-5361 Kiểm tra điều kiện làm việc của cần trục: Tầm với thực tế của cầu trục: R = 8m Với R = 8m tra biểu đồ tính năng ta có : Sức nâng giới hạn: Q = 12T Độ cao nâng giới hạn: H = 17m Vậy ta chọn cần trục KX- 5361 Chọn dây cẩu : 10.1 Tính toán dây cáp khi cẩu đối trọng. Chọn góc nghiêng nhánh dây so với phương thẳng đứng j = 45o Nội lực xuất hiện trong nhánh dây : Lực kéo đứt dây cáp : R= k.S = 6x5,3= 31,8 (T) Chọn cáp mềm cấu trúc (6x37+1) đường kính Æ20 10.2 Chọn dây cáp khi bốc xếp cọc : Sơ đồ cẩu cọc : Chọn góc nghiêng nhánh dây so với phương thẳng đứng j = 45o Nội lực xuất hiện trong nhánh dây : Lực kéo đứt dây cáp : R= kxS = 6.0,77= 4,64 (T) < 31,8(T) nên ta chọn cáp như trên là thoả mãn yêu cầu. 10.3 Tính toán dây cáp khi cẩu cọc vào giá ép: Sơ đồ cẩu cọc : Trường hợp này dây cẩu chịu toàn bộ trọng lượng cọc : S=0,25.0,25.7.2,5=1,09 (T) Lực kéo đứt dây cáp : R= k.S = 6.1,09= 6,54 (T) < 31,8(T) nên ta chọn cáp như trên là thoả mãn yêu cầu. 10.4 Chọn dây cáp khi cẩu máy ép: Trọng lượng của máy ép P = 5T. Dây cẩu chịu toàn bộ trọng lượng của máy ép. S = P = 5T. Lực kéo đứt dây cáp là: R = k.S = 6.5 = 30T < 31,8T, nên ta chọn cáp như trên là thoả mãn yêu cầu. Vậy dùng một loại dây cáp có đường kính Æ20 để cẩu tất cả các thiết bị trên.ỹ thuật thi công Kỹ thuật thi công : 11.Công tác chuẩn bị: Đối trọng phải kê đủ khối lượng thiết kế đảm bảo an toàn cho thiết bị ép trong quá trình ép cọc. Tiến hành kiểm tra chất lượng cọc trước khi tiến hành thi công và loại bỏ những đoạn cọc không đạt yêu cầu kỹ thuật như: cọc có vết nứt, trục cọc không thẳng, mặt cọc không phẳng và vuông góc với trục cọc, cọc có kích thước không đúng so với thiết kế... Đối với những cọc có mặt đầu cọc không phẳng và không vuông góc với trục cọc thì cần phải được xử lý trước khi đưa vào ép. Cần chuẩn bị kỹ các hồ sơ sau đây: - Hồ sơ kỹ thuật về sản xuất cọc: + Phiếu kiểm nghiệm tính chất cơ lý của thép, ximăng và cốt liệu làm cọc. + Phiếu kiểm nghiệm xác định cấp phối và tính chất cơ lý của bêtông. + Biên bản kiểm tra chất lượng cọc. - Hồ sơ kỹ thuật về thiết bị ép cọc: + Lý lịch máy do nơi sản xuất cấp và cơ quan có thẩm quyền kiểm tra xác nhận các đặc tính kỹ thuật: Lượng dầu của máy bơm: l/ph Áp lực bơm dầu lớn nhất: kG/cm2 Diện tích đáy pittông của kích: cm2 Hành trình pittông của kích: cm + Phiếu kiểm định chất lượng đồng hồ đo áp lực dầu và các van chịu áp (do cơ quan có thẩm quyền cấp) + Văn bản về các thông số kỹ thuật của công việc ép cọc do bên thiết kế đưa ra: Lực ép giới hạn tối thiểu yêu cầu tác động lên đỉnh cọc Pepmin để cọc đạt sức chịu tải dự tính. Lực ép lớn nhất cho phép tác dụng lên đỉnh cọc Pepmax Độ nghiêng cho phép khi nối cọc Khoảng chiều dài thiết kế của cọc + Người thi công cọc phải hình dung một cách rõ ràng và đầy đủ về sự phát triển của lực ép theo chiều sâu, dự đoán khả năng xuyên qua các lớp đất của cọc. Cho nên trước khi ép phải thăm dò phát hiện dị vật, chuẩn bị đầy đủ các báo cáo địa chất công trình, biểu đồ xuyên tĩnh, bản đồ bố trí mạng lưới cọc ... Việc bố trí cọc và đối trọng phải thoã mãn những điều kiện sau đây: - Cọc khi vận chuyển và bố trí trên mặt bằng phải được kê lên các đệm gỗ, hay đặt nằm trên mặt đất. Các đệm gỗ đỡ cọc phải nằm ở vị trí cách đầu cọc 0,207xl = 0,207x7= 1,5 m. Ta chỉ xếp 2 chồng để tránh việc đập vỡ đầu cọc khi cẩu cọc tầng trên, các đệm gỗ phải thẳng hàng theo phương thẳng đứng - Đối trọng phải được xếp chồng theo nguyên tắc đảm bảo ổn định. Tuyệt đối không để đối trọng rơi đổ trong quá trình ép cọc. - Đối trọng phải kê đủ khối lượng thiết kế đảm bảo an toàn cho thiết bị ép trong quá trình ép cọc. 12. Xác định vị trí cọc: Đây là một công tác quan trọng đòi hỏi phải được tiến hành một cách chính xác vì nó quyết định đến độ chính xác của các phần công trính sau này. Trình tự tiến hành: + Dụng cụ gồm máy kinh vỹ, dây thép nhỏ để căng, thước dây và quả dọi, ống bọt nước hoặc máy thuỷ bình. + Từ trục nhà đã được đánh dấu dẫn về tim của từng móng, trước tiên cần xác định trục của hai hàng móng theo hai phương vuông góc bằng máy kinh vĩ, căng dây thép tìm giao điểm hai trục đó, từ giao điểm đó dùng quả dọi để xác định tim móng. Đánh dấu tim móng bằng cột mốc có sơn đỏ. Từ tim móng tìm được tiến hành xác định tim các cọc trong móng đo bằng máy kinh vĩ, thước dây,...đánh dấu tim cọc bằng các đoạn thép f10 dài 30cm. 13. Qui trình ép cọc : Vận chuyển thiết bị ép cọc đến công trường, lắp ráp thiết bị vào vị trí ép đảm bảo an toàn. -Chỉnh máy để các đường trục của khung máy, đường trục kích và đường trục cọc thẳng đứng và nằm trong một mặt phẳng, mặt phẳng này vuông góc với mặt phẳng chuẩn đài móng.Cho phép nghiêng 0,5%. Chạy thử máy ép để kiểm tra tính ổn định của thiết bị (chạy không tải và có tải ). Dùng cần trục cẩu lắp đoạn cọc đầu tiên (đoạn C1) vào giá ép cọc.Yêu cầu đoạn cọc đầu tiên phải được dựng lắp cẩn thận, căn chỉnh để trục của đoạn này trùng với trục kích và đi qua vị trí tim cọc thiết kế. Tiến hành ép đoạn cọc C1. Ban đầu tăng áp lực chậm, đều để đoạn cọc cắm sâu vào đất nhẹ nhàng.Vận tốc xuyên không lớn hơn 1 (cm/s). Tiến hành lắp nối và ép các đoạn cọc tiếp theo (đoạn C2).Yêu cầu đối với đoạn cọc này là bề mặt hai đầu cọc phải phẳng và vuông góc với trục cọc.Trục đoạn cọc phải thẳng (cho phép nghiêng không quá 1%). Gia lên cọc một lực tạo tiếp xúc sao cho áp lực ở mặt tiếp xúc khoảng 3-4 kG/cm2 ,tiến hành hành nối cọc. Tăng chậm, đều áp lực ép cho đến khi cọc chuyển động (không quá 1cm/s), đến khi cọc chuyển động đều tăng áp lực nhưng khống chế để sao cho tốc độ xuyên không quá 2 (cm/s). Ép đoạn cọc C3 ép cọc âm (đây là đoạn cọc dùng để ép những đoạn cọc trước đến độ sâu thiết kế). Đoạn cọc này không được hàn nối với đoạn cọc C2. Ta sẽ nhổ đoạn cọc này lên khi đoạn cọc C2 đến cao trình thiết kế. Đoạn cọc C3 này được cấu tạo như sau: đầu tiếp xúc với đầu cọc C2 được bọc thép, đầu còn lại có một lỗ xuyên qua để sau khi ép xong ta tiến hành lồng dây rút lên. Trên đầu này còn có một vạch sơn để đánh dấu vị trí khi mà cọc đã đến cao trình thiết kế. Sau đó ta tiến hành di chuyển khung dẫn để ép cọc tiếp theo. Các cọc tiếp theo được tiến hành như cọc đầu tiên. Sau khi ép xong một móng ta tiến hành giở tải, cẩu giá ép đến lắp ráp tại móng mới. Cọc được công nhận ép xong khi thoả mãn đồng thời hai điều kiện sau: Chiều dài cọc ép sâu trong đất tại thời điểm cuối cùng: Lmin Lcọc Lmax Trị số lực ép tại thời điểm cuối cùng phải đạt: Pépmin PépKT Pépmax Khoá đầu cọc : Việc khóa đầu cọc nhằm huy động cọc vào làm việc ở thời điểm thích hợp trong quá trình tăng tải của công trình, đảm bảo cho công trình không chịu độ lún lớn hoặc lún không đều, khóa đầu cọc bao gồm các công việc : + Sửa đầu cọc cho đúng với độ cao thiết kế + Đánh nhám mặt bên của cọc + Đổ cát hạt to quanh đầu cọc đến độ cao lớp bê tông lót đầm chặt lớp cát này + Đặt lưới thép đầu cọc đổ bêtông khóa đầu cọc. Công tác ghi chép trong ép cọc: Trong quá trình ép cọc phải ghi nhật kí ép cọc theo hướng dẫn dưới đây. * Đối với đoạn cọc đầu tiên (C1). Khi mũi cọc đã cắm sâu vào đất 30 đến 50 cm thì ghi chép giá trị lực ép đầu tiên. Theo dõi đồng hồ đo áp lực nếu giá trị áp lực trên đồng hồ thay đổi thì ghi ngay giá trị này cùng với độ sâu tương ứng. Nếu trong quá trình ép giá trị lực ép không thay đổi hoặc thay đổi không đáng kể thì chỉ cần ghi giá trị lực ép đầu và cuối đoạn cọc. * Đối với đoạn cọc C2: Ghi chép tương tự như đoạn cọc C1. Đối với giai đoạn cuối cùng hoàn thành việc ép xong một cọc. Khi giá trị lực ép bằng 0,8 Pep min thì tiến hành ghi giá trị lực ép này cùng với độ sâu tương ứng.(Pep min qui định căn cứ trên thí nghiệm nén tĩnh ở thực tế công trình). Bắt đầu từ đây ghi chép giá trị lực ép với độ xuyên 20 cm cho đến khi ép xong. Mẫu ghi chép nhật kí thi công ép cọc. Số hiệu cọc Ngày giờ ép Độ sâu ép cọc Giá trị lực ép Xác nhận kỹ thuật Ghi chú Ký hiệu đoạn cọc Đô sâu (m) Áp lực (kG/cm2) Lực ép (T) Trong đó cột “Ghi chú” phải ghi đầy đủ chất lượng mối nối, lý do và thời gian cọc đang ép phải dừng lại, thời gian tiếp tục ép cọc. Khi đó cần chú ý theo dõi chính xác giá trị lực bắt đầu ép lại. Nếu cọc ép đạt yêu cầu kĩ thuật thì đại diện các bên (A,B) phải kí vào nhật kí ép cọc. Một số vấn đề thường gặp và biện pháp xử lý sự cố khi ép cọc: * Cọc bị nghiêng, lệch khỏi vị trí thiết kế. + Nguyên nhân: Do gặp chướng ngại vật hoặc mũi cọc khi chế tạo có độ vát không đều. + Biện pháp xử lý: Cho ngừng ngay việc ép cọc lại. Tìm hiểu nguyên nhân, nếu gặp vật cản thì có biện pháp đào, phá bỏ. Nếu do cọc vát không đều thì phải khoan dẫn hướng cho cọc xuống đúng hướng. Căn chỉnh lại vị trí cọc bằng dây dọi và cho ép tiếp. * Cọc đang ép xuống khoảng 0,5 ¸ 1m đầu tiên thì bị cong, xuất hiện vết nứt gẫy ở vùng chân cọc: + Nguyên nhân: Do gặp chướng ngại vật cứng, cọc không xuyên qua được nên lực ép lớn. + Biện pháp xử lý: Thăm dò nếu dị vật bé thì ép cọc lệch sang bên cạnh. Nếu dị vật lớn thì phải kiểm tra xem số lượng cọc ép đã đủ khả năng chịu tải chưa, nếu đủ thì thôi còn nếu chưa đủ thì phải tính toán lại để tăng số lượng cọc hoặc có biện pháp khoan dẫn phá bỏ dị vật để ép cọc xuống tới độ sâu thiết kế. * Khi ép cọc chưa đến độ sâu thiết kế mà áp lực đã đạt, khi đó phải giảm bớt tốc độ ép, tăng lực ép lên từ từ nhưng không được lớn hơn Pép max. Nếu cọc vẫn không xuống thì ngừng ép và báo cáo với bên thiết kế để kiểm tra xử lý. Nếu nguyên nhân là do lớp cát hạt trung bị ép quá chặt thì dừng ép cọc này lại một thời gian chờ cho độ chặt lớp đất giảm dần rồi ép tiếp . * Khi ép đến độ sâu thiết kế mà áp lực đầu cọc vẫn chưa đạt đến yêu cầu theo tính toán. Trường hợp này xảy ra thường là do khi đó đầu cọc vẫn chưa đến lớp cát hạt trung, hoặc gặp các thấu kính, đất yếu, ta ngừng ép cọc và báo với bên thiết kế để kiểm tra, xác định nguyên nhân và tìm biện pháp xử lí. Biện pháp xử lí trong trường hợp này thường là nối thêm cọc khi đã kiểm tra và xác định rõ lớp đất bên dưới là lớp đất yếu sau đó ép cho đến khi đạt áp lực thiết kế. An toàn lao động trong công tác ép cọc: Tất cả các kĩ sư, kỹ thuật viên, công nhân,... thực hiện công tác ép cọc đều phải chấp hành nghiêm chỉnh nội quy an toàn lao động của công trường xây dựng. Các khối đối trọng phải được sắp xếp tuân theo nguyên tắc tạo thành khối ổn định .Tuyệt đối không được để đối trọng nghiêng, rơi đổ trong quá trình ép. Phải tuyệt đối tuân thủ các nguyên tắc an toàn trong khi vận hành động cơ thuỷ lực, động cơ điện, cần cẩu, máy hàn điện,... Tính toán vận chuyển cọc từ bãi đúc cọc đến mặt bằng thi công: - Cọc được vận chuyển từ nơi sản xuất đến sắp xếp trên mặt bằng thi công theo sơ đồ bố trí cọc trước khi tiến hành ép cọc. I. TIẾN ĐỘ THI CÔNG ÉP CỌC: Lập tiến độ giờ cho công tác ép cọc. Chọn một máy ép và một máy cẩu cho quá trình ép cọc và tiến hành thi công tuần tự cho tất cả các đài trên công trình. * Trình tự ép cọc: - Bốc xếp cọc vào vị trí trên mặt bằng toàn công trình - Cẩu lắp giá ép - Lắp đối trọng vào giá ép - Cẩu lắp cọc vào giá ép - Ép cọc - Dỡ đối trọng * Mỗi đợt ép tất cả các cọc thành phần trong đài, dàn đỡ cố định, giá ép có xi lanh di chuyển đến các vị trí cọc trong đài. * Trình tự ép các đài trong công trình: - Ta sử dụng phương pháp thi công tuần tự cho từng đài sẽ có tất cả 4 phân đoạn (xem bản vẽ TC-01/07). - Tất cả các cọc (đoạn cọc) đều được xe và cần trục bốc xếp bố trí trên mặt bằng thi công. Tâm cần trục tự hành (KX-5361) sẽ đứng cách các tim đài(đã xác định trước) một khoảng 6,6m và đứng ở giữa hai tim đài, lần lượt cẩu lắp giá ép, đối trọng, cọc cho từng đài. Tương tự thi công cho các đài khác (cọc của đài nào thi công hết cho đài đó rồi mới di chuyển cần trục). Xác định thời gian thi công ép cọc cho một móng: Giá ép có trọng lượng 5 T, đối trọng có trọng lượng 10 T cho 1 khối bê tông. Thời gian bốc xếp lắp dựng các cấu kiện lấy theo chu kỳ hoạt động của máy khi bốc xếp cấu kiện:= (phút) tckc: thời gian cẩu 1 cấu kiện. tm: thời gian treo buộc cấu kiệu (1phút ). hn: độ cao nâng cấu kiệu khỏi cao trình đặt cấu kiện 1m hh: độ cao nâng hạ cấu kiện vào vị trí tính từ độ cao hn . i: góc quay tay cần khi bốc xếp (lấy 0,5 vòng). vn,vh: vận tốc nâng, hạ cấu kiệu(lấy 2m/phút). vq: vận tốc quay tay cần (2 vòng/phút). tt: thời gian tháo dây treo buộc 1 phút. to: thời gian kê cấu kiện. * Thời gian bốc xếp cọc từ xe vận chuyển vào vị trí trên mặt bằng: Độ cao nâng hạ cấu kiện: hh = hx + hn = 2 + 1 = 3m, với hx là chiều cao thùng xe Thời gian kê cấu kiện lấy to = 2 phút tckc = 6,5( phút/cấu kiện) * Thời gian bốc xếp đối trọng lên giá ép và dỡ đối trọng ra khỏi giá ép: Độ cao nâng, hạ đối trọng lấy trung bình hh = 4m. Thời gian kê cấu kiện lấy to= 3phút. tckc=8 (phút/1 đối trọng) * Thời gian cẩu lắp giá ép. Vận tốc nâng hạ cấu kiệu lấy vn = vh = 1m/phút Độ cao nâng giá ép khỏi cao trình hn, hh= 0m Thời gian kê điều chỉnh giá ép lấy to= 30 phút. tckc=33 (phút/1 móng) * Thời gian cẩu lắp khung ép vào xilanh: tckc = 9 phút * Thời gian cẩu lắp cọc vào khung dẫn (giá ép). Độ cao nâng cọc khỏi cao trình máy đứng hn, hh = 14m. Thời gian điều chỉnh cọc vào khung dẫn lấy to= 5 phút tckc=15( phút/cấu kiện). * Thời gian ép cọc: Sử dụng cọc BTCT có chiều dài 14m được chia thành 2 đoạn: mỗi đoạn dài 7m, cần thời gian nối cọc 10 phút (một mối nối ). Vận tốc ép cọc trung bình là: 1,5 cm/s. Vậy thời gian cần thiết để ép một đoạn cọc 7m là: t = = 466 giây = 8 (phút) Đối với đoạn cọc dẫn, ta cần ép nó xuống một đoạn 5,5 m. Khi đó cần thời gian: t = =366,6 = 6,1(phút) Vậy lấy thời gian để ép và rút đoạn cọc dẫn là 10 phút. * Thời gian di chuyển khung giá ép từ vị trí cọc này đến vị trí cọc khác lấy 4 phút. Việc tính toán tiến độ thi công công tác ép cọc được thể hiện ở bản vẽ TC. Bảng thống kê số lượng cọc phải ép Ký hiệu Số lượng cấu kiện Số cọc (1móng) Số đoạn cọc (1móng) Tổng số đoạn cọc (dài 7m/1đoạn) M2 11 8 16 176 M3 04 9 18 72 Mct 01 18 36 36 Tổng cộng 284 Thời gian bốc xếp một cấu kiện cọc là 6,5 phút, công trình có tất cả 142 cọc dài 14m (gồm 284 đoạn cọc dài 7m). Bốc xếp cọc: Đợt I là :66 cọc, đợt II là: 76 cọc. Do đó tổng thời gian bốc xếp: Đợt I :6,5.66 = 429 phút= 7,15giờ = 1 ngày. Đợt I :6,5.76 = 494 phút= 8,23giờ = 1 ngày. BẢNG TÍNH THỜI GIAN THỰC HIỆN CÔNG VIỆC ÉP CỌC (TỪNG MÓNG) 2.Xác định thời gian thi công ép cọc cho toàn công trình: Thời gian hạ tất cả các cọc cho 1 móng M2 là : 1210 phút = 20,16 giờ. Thời gian hạ tất cả các cọc cho 1 móng M3 là : 1313 phút = 21,88 giờ. Thời gian hạ tất cả các cọc cho 1 móng Mct là : 2240 phút = 37,3 giờ. (Lấy thời gian thi công 1 ngày = 1ca = 8 giờ) Chia công tác thi công ép cọc thành 2 đợt ép, mỗi đợt ép chia thành 2 phân đoạn: Đợt I chia 2 phân đoạn: Phân đoạn 1 : gồm 4 móng M3 trục 5-2 (trục E): = 80,64 giờ = 10 ngày. Phân đoạn 2 : gồm 2 móng M2 và 2 móng M3 trục 2-5 (trục D): = 84,08 giờ = 11ngày. Đợt 2 chia 2 phân đoạn: Phân đoạn 1 : gồm 2 móng M2 và 2 móng M3 trục 2-5 (trục C): = 84,08 giờ = 11ngày Phân đoạn 2 : gồm 3 móng M2 và 1 móng Mct trục 2-5 (trục B): = 97,78 giờ = 12ngày Vậy tổng thời gian ép cọc toàn công trình: T = Tbốc xếp đợt 1+ Tbốc xếp đợt 2+ = 1 + 1++ =46 ngày. II. CÔNG TÁC THI CÔNG ĐẤT: 1.Xác định máy bơm nước ngầm và nước mưa: Do quy mô công trình nên trong quá trình thi công sẽ phải tiếng hành qua nhiều tháng, chịu ãnh hưỡng nhiều của thời tiết, nhất là vào mùa mưa.Vì vậy cần phải tính toán lựa chọn máy bơm tiêu nước đủ công xuất hút nước đảm bảo hố móng luôn được khô ráo trong quá trình thi công Diện tích đáy hố móng: S=28,5.28,5 + 13,5.3,1= 854,1 m2 * Lưu lượng nước mưa : Qm = Với : h : lưọng nước mưa trung bình hằng ngày trong mùa mưa. m : hệ số tính thêm lượng nước mưa trên bề mặt chạy quanh hố m = (1¸1,5), chọn m = 1,2 ; h = 0,05m. Þ Qm = Lựa chọn phương án đào mòng: 2.1. Phương án đào hoàn toàn bằng thủ công: Thi công đất thủ công là phương pháp thi công truyền thống. Dụng cụ để làm đất là dụng cụ cổ truyền như: xẻng, cuốc, mai, cuốc chim, nèo cắt đất... Để vận chuyển đất người ta dùng quang gánh, xe cút kít một bánh, xe cải tiến... Theo phương án này ta sẽ phải huy động một số lượng rất lớn nhân lực, việc đảm bảo an toàn không tốt, dễ gây tai nạn và thời gian thi công kéo dài. Vì vậy, đây không phải là phương án thích hợp với công trình này. 2.2. Phương án đào hoàn toàn bằng máy: Việc đào bằng máy sẽ cho năng suất cao, thời gian thi công ngắn, tính cơ giới cao. Khối lượng đất đào được rất lớn nên việc dùng máy đào là thích hợp. Tuy nhiên ta không thể đào được tới cao trình đáy đài vì đầu cọc nhô ra. Vì vậy, phương án đào hoàn toàn bằng máy cũng không thích hợp. 2.3.Phương án kết hợp giữa cơ giới và thủ công: Đây là phương án tối ưu để thi công. Ta sẽ đào bằng máy tới cao trình cách đỉnh cọc 20cm, ở cốt – 3,8m (so với cốt ± 0,00) và - 3,2m so với cốt tự nhiên, còn lại sẽ đào bằng thủ công. Trong đó đào bằng máy ta chia thành 2 đợt: Đợt 1 ta đào toàn bộ mặt bằng theo diện tích hố đào đã thiết kế đến cốt -3,3m. Đợt 2 ta đào theo diện tích từng hố mòng từ cốt -3,3 đến cốt -3,8. Phần còn lại ta đào thủ công từng hố móng từ cot -3,8 đến -4,6. Lý do chính là tránh gầu của máy đào va chạm tới đầu cọc gây ra hiện tượng vỡ đầu cọc và nhằm mục đích tránh sự phá hoại kết cấu của nền đất. Theo phương án này ta sẽ giảm tối đa thời gian thi công và tạo điều kiện cho phương tiện đi lại thuận tiện khi thi công. Hđ cơ giới = 3,2m (Hđ=2,6m, Hđ=0,6m) Hđ thủ công = 0,8m Phần móng đơn ở biên củng được đào bằng máy với chiều cao đào Hđ cơ giới = 1,6m Đất đào được bằng máy xúc lên ô tô vận chuyển ra nơi quy định. Sau khi thi công xong đài móng, giằng móng sẽ tiến hành san lấp. Công nhân thủ công được sử dụng khi máy đào gần đến cốt thiết kế, đào đến đâu sửa đến đấy. Sau khi đào đất đến cốt yêu cầu, tiến hành đập đầu cọc, bẻ chếch chéo cốt thép đầu cọc theo đúng yêu cầu thiết kế. Để thuận tiện cho công tác BT móng, hố đào được đào rộng ra cách mép ngoài đài móng biên một khoảng 0,5m. 3.Tính khối lượng đào đất: 3.1.Khối lượng đào đất bằng cơ giới: Ta đào đất bằng máy sâu đến cách đầu cọc 20cm. Phần còn lại được đào và sửa hố móng bằng thủ công. Khối lượng đất đào bằng máy từ cốt -0,6 đến cốt -3,2 : h = 2,6 m (đợt 1) Vb = 0,5.0,5.1.112 + 0,5.(2,6.2,7 + 3,4.4,3 ).1,6.8 + ((5,9.2,6 + 4,6.2,6) + (8,3.3,4 + 5,4.3,4)).1,6.4 = 417,892 (m3) VG = 27.27.2.6 = 1895,4 (m3) Tổng thể tích đào đất đợt 1: Vm1 = Vb + VG = 417,892 + 1895,4 = 2313,3 (m3) Khối lượng đất đào bằng máy từ cốt -3,2 đến cốt -3,h = 0,6 m (đợt 2): Đào với độ dốc tự nhiên Theo điều kiện thi công nền đất thuộc loại Á sét, chiều sâu hố đào 0,6m. Tra bảng ta có hệ số mái dốc m=0,5 Bề rộng chân mái dốc B= 0,6 .0,5= 0,3 (m). Để chọn biện pháp thi công hợp lý ta tính khoảng cách đỉnh mái dốc của 2 hố đào cạnh nhau S= 7,5-2.(2,1/2+0,5+0,65)= 3,1 m Áp dụng công thức tính: V = [axb + (a + c)(b + d) + cxd] -Đối với đào móng độc lập móng M2, M3 a= b =3,9m c= d =4,5m VM2 = 14.[ 3,92 + (4,5 + 3,9)2 + 4,52] = 148,43 (m3) -Đối với đào móng độc lập móng chân cầu thang máy M4 và móng trục 4-C ta đào thành 1 hố móng có kích thước như sau: a =3,1m; b=14,1 c=4,7m ; d=15,7 VM4,M2(4-C) = .[ 3,1.14,1+ (3,1 + 4,7).(14,1 + 15,7) + 4,7.15,7] = 35m3 *Vậy khối lượng đào đất bằng máy đợt 2 là: Vm2=VM2 +VM4,M2(4-C) =148,43 + 35 = 183,43 (m3) * Tổng thể tích đất đào bằng máy: Vm = Vm1 + Vm2 = 2313,3 + 183,43 =2496,7 (m3) 3.2. Khối lượng đất đào bằng thủ công: h= 0,8m Móng chân thang máy M4 và móng trục 4-C: a =3,1m; b=14,1 c=3,9m ; d=14,9 VtmM4 = [ 3,1.3,9 + (14,1 + 14,9).(3,9 + 3,1)+14,1.14,9] = 56,3m3 Các móng còn lại: a= b =3,1m c= d =3,8m Vtc = 14[ 3,12 + (3,9 + 3,1)2 + 3,92] = 137,8 (m3 ) Thể tích đất đào thủ công: Vtc=VtmM4 +VM2,M3 = 56,3 + 137,8 = 194,1 (m3) 4.Tính toán khối lượng công tác đắp đất hố móng: Đất đào lên dùng để lấp đất hố móng và tôn nền. Sau khi hoàn tất các công tác hạ cọc và bê tông móng sẽ tiến hành công tác lấp đất hố móng. *Đối với hố móng cọc: Tiến hành đắp đất theo 1 đợt như sau: Ta lắp đất hai đợt đến côt -3,3( đáy bê tông lót sàn tầng hầm). Do đó lấy tổng khối lượng đất đã đào ở đợt 2( đào bằng máy) ở trên và khối lượng đào dất bằng thủ công rồi trừ đi phần đất lấp . Nếu còn thừa thi ta đem đi đổ. Vậy khối lượng đất lấp: Lấy khối lượng đất đào bằng máy đợt 2 và thể tích đào thủ công trừ đi thể tích đài móng và giằng móng tính đến cốt -3,3m Vl = Vtc + Vm2 – ( Vdm + Vldm + VGM) Trong đó: Vdm = ( 15.2,1.2,1.1 + 15.0,7.0,7.0,3) + 2,8.4,9.1 = 82,215 m3 VGM = 0,4.6,8.30 = 81,6 m3 Vldm =15. 2,3.2,3.0,1 + 1.3.5,1.0,1 = 9,465 m3 Vl = 194,1 + 183,43 – ( 82,215 + 9,465 + 81,6) = 204,25 m3 *Đối với hố móng đơn: Tiến hành đắp đất theo 2 đợt như sau: Ta lắp đất đợt 2 từ cốt -2,2 đáy bê tông lót móng đến côt -0,6( đáy tường đở giằng móng GM). Vậy để tính khối lượng đất đắp cho hố móng đơn ở biên, ta lấy khối lượng đất đào bằng máy ở biên trừ cho thể tích móng biên V1=Vb – VM1 Trong đó: VM1 = 20.(1/6.(0,52 +(0,5 +1,7)2 + 1,72) + 1,7.1,7.0,25)) = 41,05 m3 V1=Vb – VM1 = 417,892 – 41,05 = 376,842 m3 Sau khi đắp đất đợt 1, ta tiến hành đổ bê tông lót móng tường, đổ bê tông giằng móng GM2 xong ta đổ đất đợt 2 đến cốt đáy bê tông nền. Khối lượng đắp đất đợt 3 : V2 = 12.3,7.6,5.0,4 + 4.3,7.3,7.0,4 = 137,344 ( m3) 5.Tính toán và lựa chọn tổ hợp máy thi công đất: 5.1. Tính năng suất máy đào: Căn cứ vào điều kiện thi công và trang thiết bị của đơn vị thi công ta chọn máy đào gầu nghịch EO-3322B1 có các thông số kĩ thuật sau: Dung tích gầu q = 0,5m3 Bán kính đào lớn nhất Rđào max = 7,5m Chiều sâu đào lớn nhất Hđào max = 4,2m Chiều cao đổ đất lớn nhất Hđổ max = 4,8m Chu kì kĩ thuật tck = 17 giây Hệ số đầy gầu: kđ = 0,9 Hệ số tơi xốp của đất: kt = 1,15 Hệ số quy đổi về đất nguyên thổ: k1 = 0,9/1,15 = 0,783 Hệ số sử dụng thời gian: ktg= 0,75 * Khi đào đất lên xe: Chu kì đào( góc quay khi đào đất = 90o ): tđck = tck . kvt = 17 x 1,1 = 18,7 giây Với kvt : hệ số phụ thuộc vào điều kiện đổ đất của máy. Số chu kì đào trong 1 giờ: nck = 3600/18,7 = 192,5 Năng suất ca của máy đào: Thời gian đào đất bằng máy: + Thời gian đổ đất đào lên xe tđx ==ca. Chọn 7 ca Hệ số thực hiện định mức là : k= 5.2. Chọn xe phối hợp để chở đất đi đổ: - Cự li vận chuyển bằng l = 0,5km, vận tốc trung bình 25 km/h. - Thời gian đổ đất tại bãi và dừng tránh xe: td + t0=2+5=7 phút. - Thời gian xe hoạt động độc lập: tx=2l/v +td+ t0=2.0,5.60/25 +7=9,4 (phút) - Thời gian đổ đất yêu cầu: tb = =1,57 phút - Trọng tải xe yêu cầu : P = =3,54 T Chọn xe MAZ-205 có tải trọng P = 5 tấn, chiều cao thùng xe 1,91 m thỏa mãn yêu cầu về chiều cao đổ đất của máy đào. Hệ số sử dụng tải trọng sẽ là: kp= 3,54/5 = 1,4 5.3. Kiểm tra tổ hợp máy theo điều kiện về năng suất: Chu kì hoạt động của xe: tck = 9,4 + 1,57 = 10,97 phút Chọn số máy đào là: Nm = 1 (máy); Số xe cần phải huy động: Nx = 10,97/1,57 = 6,98 (chiếc), lấy chẵn 7 chiếc Số chuyến xe hoạt động trong một ca: nch = = 26,99 chuyến chọn 27 chuyến (Hệ số sử dụng thời gian của xe là: ttg = 0,75.0,94 = 0,705) Năng suất vận chuyển của xe: Wca max= nch.P.kp/g = 27x5x1,4/1,8 = 105m3 Thời gian vận chuyển: tx = =23,8 ca chọn 24 (ca) Chọn 7 xe vận chuyển kết hợp với 1 máy đào trong 7 ca để hoàn thành công tác đào hố móng cho công trình. Vận chuyển đất đắp: Dùng máy xúc để xúc đất đổ lên xe mang đến đổ đất cho công công trình để láp đất nến. t = 137,344/395,7 =0,35 (ca). Chọn 0,5 (ca) Tính toán và lựa chọn tổ thợ thi công đào đât bằng thủ công. Cơ cấu tổ thợ chọn theo định mức 726/ĐM-UB gồm 3 thợ (1 bậc 1, 1bậc 2 và 1bậc 3). Định mức chi phí lao động lấy theo “Định mức dự toán xây dựng công trình-phần xây dựng” số 24/2005/QĐ-BXD ngày 29/7/2005: Công tác đào đất công trình bằng thủ công, đào móng, hố theo đúng yêu cầu kỹ thuật, xúc đất đổ đúng nơi qui định hoặc đổ lên phương tiện vận chuyển trong phạm vi 10m. Với loại đất cấp 2, nhân công 3/7 có mã hiệu định mức AB-1144, bằng 1,04công/m3. Do đó số công cần cho công tác đào đất thủ công là: 194,1x1,04= 201,864 công. Chọn 6 tổ thợ làm việc độc lập đồng thời (18 thợ), số ca cần thiết để thi công đào đất bằng thủ công: 194,1/18 = 7,18 ca. Lấy chẵn 7 ca, hệ số thực hiện định mức là 7/7,18= ,984. III.THIẾT KẾ CÁC BIỆN PHÁP XÂY LẮP: 1. Trình tự thi công phần ngầm: - Đối với công trình này sau khi thi công xong phần đất tầng hầm ta tiến hành đổ bêtông lót, lắp đặt cốt thép, dựng ván khuôn, đổ bê tông đài, bảo dưỡng và tháo ván khuôn. Trong quá trình thi công thì hệ thống ván khuôn, cột chống phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật sau: - Phải chế tạo đúng theo kích thước của các bộ phận công trình. - Phải bền, cứng, ổn định không cong vênh. - Phải gọn, nhẹ, tiện dụng và dễ tháo lắp. - Phải sử dụng được nhiều lần. Dựa vào các yêu cầu kỹ thuật trên, cùng với sự phát triển mạnh mẽ trong việc ứng dụng các máy móc, phương tiện thi công hiện đại trong việc thi công các công trình dân dụng công nghiệp nhằm rút ngắn thời gian thi công và đảm bảo an toàn cho người lao động cũng như người sử dụng. Căn cứ vào các ưu điểm của ván khuôn thép ta lựa chọn phương án ván khuôn thép định hình, cột chống đơn. Ưu điểm của ván khuôn thép: - Sử dụng được nhiều lần, hao phí vật tư cho 1m2 công trình sẽ giảm đáng kể. - Mức tiết kiệm sẽ gia tăng do việc sử dụng nhiều lần bộ ván khuôn này, giảm chi phí đầu tư ban đầu. - Dùng ván khuôn thép không những giảm thời gian thi công mà còn tạo sự tin tưởng cho các đơn vị liên quan (chủ đầu tư, chủ thầu...) về chất lượng bề mặt của kết cấu, độ bền của ván khuôn. - Việc lắp dựng tháo dở dễ dàng, nhanh chóng nhờ sử dụng các chốt liên kết làm sẵn. - Sử dụng các tấm thép và thép hình liên kết với nhau nên ít bị ảnh hưởng của thời tiết. Khả năng chịu lực ít suy giảm theo thời gian. Sử dụng hệ thống ván khuôn do công ty Hoà Phát cung cấp. Bảng đặc tính kỹ thuật của tấm khuôn phẳng : Rộng (mm) Dài (mm) Cao (mm) Mômen quán tính (cm4) Mômen kháng uốn (cm3) 300 300 300 250 250 200 150 150 100 1800 1500 1200 1800 1200 1200 900 750 600 55 28,46 28,46 28,46 23,75 23,75 20,02 17,63 17,63 15,68 6,55 6,55 6,55 5,22 5,22 4,42 4,30 4,30 4,08 Bảng đặc tính kỹ thuật tấm khuôn góc trong : Kiểu Rộng (mm) Dài (mm) 700 600 300 1500 1200 900 150´150 1800 1500 100´150 1200 900 750 600 Bảng đặc tính kỹ thuật tấm khuôn góc ngoài : Kiểu Rộng (mm) Dài (mm) 100´100 1800 1500 1200 900 750 600 2. Thiết kế ván khuôn: * Móng M1: Là loại móng nông Kích thước 1,7x1,7m; cao 0,25 m. Theo mỗi cạnh của đài sử dụng 2 tấm ván khuôn phẳng kích thước 250x900 mm, Cổ móng kích thước 400x400x1600. 1cạnh dùng 2 tấm 400x900 Tổng số ván khuôn phẳng 250x900cho 1 móng: 8tấm Tổng số ván khuôn phẳng 400x900 cho 1cổ móng: 4tấm Tại các góc cổ móng sử dụng 4 tấm góc ngoài kích thước 55x55x 1800 mm * Đài móng M2,M3: Kích thước đài móng M2, M3 giống nhau: 2,1x2,1m; cao 1 m. Mỗi cạnh dùng 2 tấm 300x1200, 2 tấm 300x900, 1 tấm 400x1200 và 1 tấm 400x900 Tại các góc đài móng sử dụng 4 tấm góc ngoài kích thước 55x55x 1200 mm Cổ móng có kích thước 700x700x600. 1 cạnh dùng 1 tấm 400x600 và 1 tấm 300x600 Tại các góc của cổ móng sử dụng 4 tấm góc ngoài kích thước 55x55x 600 mm Tổng số ván khuôn phẳng 300x1200 cho 1 móng: 2.4 = 8 tấm Tổng số ván khuôn phẳng 300x900 cho 1 móng: 2.4 = 8 tấm Tổng số ván khuôn phẳng 400x1200 cho 1 móng: 4 tấm Tổng số ván khuôn phẳng 400x900 cho 1 móng: 4 tấm Tổng số ván khuôn phẳng 400x600 cho 1 móng: 4 tấm Tổng số ván khuôn phẳng 300x600 cho 1 móng: 4 tấm Tổng số ván khuôn góc 55x55x 600 cho 1 móng: 4 tấm Tổng số ván khuôn góc 55x55x 1200 cho 1 móng: 4 tấm 2.1. kiểm tra ván khuôn: * Tải trọng tác dụng lên ván khuôn thành đài gồm áp lực hông của vữa bêtông mới đổ, tải trọng do đầm vữa bê tông. * Áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn thành đài cọc là: p = g.H +pđ Trong đó: + Dung trọng của bê tông tươi: g = 2500(kG/m3) + H: chiều cao đài cọc( H = 1 m) + Áp lực động tác dụng lên ván khuôn khi đầm vữa bêtông xác định theo hoạt tải thi công: pđ = 400 kG/m2 Dùng đầm dùi I - 21A có các thông số kĩ thuật. + Năng suất: 3 - 6 m3/h + Chiều sâu đầm: h = 30cm + Bán kính tác dụng: Rđ = 35cm Hmax : Chiều cao lớp BT gây áp lực ngang Hmax = H khi H ≤ R = 0,75m; Hmax = 0,75 khi H > R = 0,75m Tính cho đổ bê tông đài H = 1m Þ Hmax = 0,75m > Rđ = 0,35m qtcb = 2500x0,75 = 1875 kG/m2 Áp lực do đầm gây ra(chọn chiều dày lớp đầm 0,3m): qđtc = gb.Rđ = 2500.0,3 = 750 kG/m2 Hoạt tải thi công: qht = 400 kG/m2 Áp lực tác dụng lên ván khuôn móng: Khi xác định áp lực ngang tác dụng lên thành ván khuôn thì áp lực ngang đó bằng áp lực do bêtông tươi gây ra và 1 trong 2 giá trị áp lực ngang do đầm hoặc áp lực ngang do hoạt tải thi công gây nguy hiểm cho ván thành móng. Do đó: q = qbtc + Max(qđ ;qht) qtc = 1875 + 750 = 2625 kG/m2 Tải trọng tính toán tác dụng lên tấm ván khuôn thành móng: qtt = 1,3 x 1875 + 1,3 x 750 = 3412,5 ( kG/m2 ) Kiểm tra tấm 300x1200x55 mm Có W = 6,55 cm3 J = 28,44 cm4 Tải trọng tác dụng vào 1 tấm ván khuôn có bề rộng 30cm: Tải trọng tiêu chuẩn: qtc = 2625 x 0,3 = 787,5 (kG/m) Tải trọng tính toán: qtt = 3412,5 x 0,3 = 1023,8 (kG/m) Xem ván khuôn làm việc như dầm đơn giản kê lên các gối tựa là các thanh nẹp đứng. Nhịp dầm l =1200 mm -Kiểm tra điều kiện bền. Mmax= Mmax== 18432 (Kg.cm) [s]max= =18432/6,55 = 2814Kg/cm2 > [s]=2100 Kg/cm2 Không thỏa về cường độ. Chọn l = 600mm -Kiểm tra điều kiện bền. Mmax= Mmax== 4608 (Kg.cm) [s]max= = 4608/6,55 = 703,5 (Kg/cm2 ) <[s]=2100 (Kg/cm2) Thỏa về cường độ. -Kiểm tra điều kiện độ võng. f<=[f] fmax=.£ .l => = = < Thỏa mãn điều kiện độ võng Kiểm tra tấm 300x900 W = 6,55 cm3 J = 28,44 cm4 Chọn l = 900mm -Kiểm tra điều kiện bền. Mmax== =10361 (Kg.cm) smax= = 10361/6,55 = 1583 (Kg/cm2 )<[s]=2100 Kg/cm2 Thỏa về cường độ. -Kiểm tra điều kiện độ võng. f<=[f] fmax=.£ .l => = = < Thỏa mãn điều kiện độ võng 2.2. Kiểm tra ván cổ móng. Kiểm tra tấm 300x600. Xem ván khuôn kê lên các gối tựa là các gong cột. Tương tự như tấm ván khuôn của đài móng, chọn khoảng cách các gong cột là 600mm là thỏa mãn * Tính nẹp đứng. Nẹp đứng làm việc như dầm liên tục kê lên các gối tựa là các thanh chống. Tải trọng tác dụng vào các thanh nẹp đứng là áp lực tác dụng lên thành ván khuôn truyền vào phân bố trên suốt chiều dài thanh đứng . Nhịp tính toán 0,5m. Khoảng cách các thanh nẹp đứng 0,6m và 0,9 Tải trọng tác dụng lên nẹp đứng : qtt = (2500.1,2.0,75+1,3.750).0,75 = 2418,75Kg/m qtc = (2500.0,75+750).0,75 = 1968,75Kg/m -Kiểm tra điều kiện bền. Mmax= = = 7556,25Kg.cm Nẹp gồm 2 thanh thép ống Ø48,6mm dày 2,4 mm. Mômen quán tính J = 0,25.p.(R - r) = 0,25.3,14.[2,43 - (2,43 - 0,24)] = 9,314 cm4 Mômen kháng uốn của dầm W = 3,0 cm3. [s]max= =7556,25/3 = 2064,5 Kg/cm2 <[s]=2100 Kg/cm2 Vậy điều kiện bền đảm bảo. -Kiểm tra điều kiện độ võng. f<=[f] fmax= £ .l => = = < Thỏa mãn điều kiện độ võng 2.3. Thiết kế ván khhuôn tường tầng hầm: Dùng tổ hợp các tấm ván khuôn phẳng kết hợp hệ sường ngang giằng đứng bằng gỗ, cột chống thép để tạo thành hệ ván khuôn. * kiểm tra ván khuôn: Áp lực ngang tác dụng vào ván khuôn: + Áp lực ngang của hỗn hợp bê tông mới đổ. + Áp lực lớn nhất của công tác đầm, hoặc đổ. qtt = (n.γ.Hmax + n.Pđ).b (Kg/m) qtc = (γ.Hmax + Pđ).b (Kg/m) Hmax: chiều cao lớp bê tông gây áp lực ngang phụ thuộc vào loại máy đầm. Hmax = 0,75m Pđ: áp lực lớn nhất của đầm hoặc đổ. Pđ = 750 Kg/m2. Kiểm tra tấm rộng 300 mm Có W = 6,55 cm3 J = 28,44 cm4 Tải trọng tác dụng qtt = (2500.1,2.0,75+1,3.750).0,3 = 967,5Kg/m qtc = (2500.0,75+750).0,3 = 787,5Kg/m Xem ván khuôn làm việc như dầm đơn giản kê lên các gối tựa là các thanh nẹp đứng. Nhịp dầm l =1000 mm -Kiểm tra điều kiện bền. Mmax=== 12093 (Kg.cm) [s]max= =12093/6,55 = 1846,37 (Kg/cm2 )< [s]=2100 Kg/cm2 Thỏa về cường độ. -Kiểm tra điều kiện độ võng. f<=[f] fmax=.£ .l => = = < Thỏa mãn điều kiện độ võng * Kiểm tra tấm 300x900 W = 6,55 cm3 J = 28,44 cm4 Chọn l = 900mm -Kiểm tra điều kiện bền. Mmax= = = 9796 (Kg.cm) smax= =9796/6,55 = 1495,6 (Kg/cm2 )<[s]=2100 Kg/cm2 Thỏa về cường độ. -Kiểm tra điều kiện độ võng. f<=[f] fmax=.£ .l (do mặt tường ngoài bị che khuất) => = = < Thỏa mãn điều kiện độ võng * Tính khoãn cách giữa các sườn ngang và cột chống: + Trọng lượng riêng của bêtông, g = 2500 (KG/m3). + Chiều cao của khối bêtông gây áp lực ngang: Hmax = 2,4m + Khoãn cách lớn nhất giữa các gông là 1m + Áp lực động tác dụng lên ván khuôn khi đổ bêtông và khi đầm chấn động. Dùng máy đầm chấn động I – 21A có các thông số sau: + Năng suất: 3¸6 (m3/h). + Bán kính ảnh hưởng: R = 35cm. + Chiều dày lớp đầm h = 30cm < R nên: Pđ = g.h + Ptvk = 37,5 kg ( số liệu tham khảo ) Vậy ptc = g.(Hmax + h) = 2500.(2,4 + 0,3) = 6750 (kG/m2). ptt = n.ptc = 6750 x 1,3 = 8775 (kG/m2) Trong đó: n = 1,3 là hệ số vượt tải do áp lực ngang của bêtông và hoạt tải đầm. Tải trọng do đổ bêtông: 400(kG/m2) Tổng tải trọng tác dung lên ván khuôn tường: ptcmax = 6750 + 400 + 37,5 = 7187,5 (kG/m2) pttmax = 8775 + 400x1,3 37,5 = 9332,5 (kG/m2) Tải trọng phân bố trên sườn ngang: ptcmax = 7650.1 = 7650 (kG/m) pttmax = 9945.1 = 9945 (kG/m) Xem sườn ngang làm việc như dầm đơn giản kê lên các gối tựa là các thanh chống xiên. Nhịp dầm l =1000 mm -Kiểm tra điều kiện bền. Mmax= = = 71600 (Kg.cm) Dùng sườn ngang bằng gỗ có tiết diện 10x20 cm có W == 10.202/6 = 666,6 cm3 J = = 10.203/12 = 6666,6 cm3 [s]max= =71600/666,6 = 107,4Kg/cm2 < [s]= 150 Kg/cm2 f<=[f] fmax=.£ .l => = = < Thỏa mãn điều kiện độ võng 2.4. Ván khuôn đài móng : * Tính toán khoảng cách các sườn ngang: Đối với cạnh 300mm ta chọn ván khuôn là: 1 tấm HP-1530: 1500x300x55mm+1 tấm HP-1230:1200x300x55mm Đối với cạnh 450mm ta chọn ván khuôn là: 2 tấm 1500x200x55mm +2 tấm 1200x250x55mm *Tải trọng tác dụng : Chọn ván HP-1530 đặt dưới để tính toán kiểm tra. Có: J = 28,46(cm)và W = 6,55(cm) qtc = 7900 x 0,3 = 2370 (kG/m) qtt = 10270 x 0,3 = 3081 (kG/m) Sơ đồ tính của ván khuôn cột là dầm liên tục kê lên các gối tựa là các gông cột. Tính toán khoảng cách của gông cột dựa vào điều kiện bền và độ võng: Xác định theo điều kiện bền: Với Mmax = Vì ván khuôn là thép CT3 nên = 2100 (kG/cm2) 2100l=59(cm) Theo điều kiện độ võng: Vì là dầm liên tục: = với qtc = 2370(kG/m) = ==93,1(cm) Vậy ta chọn khoảng cách giữa các gông cột là < 0,55m, mỗi cột 5 gông là đảm bảo ổn định. Ta chọn đài M2: Hình vuông, kích thước 1,5x2,4 (m); cao 1,0(m) Cạnh ngắn 1,5m ta sử dụng 2 tấm HP1530 và 2 tấm HP1520 Cạnh dài 2,4m ta sử dụng 4 tấm HP 1230 và 4 tấm HP 1220 Và dùng bulông để liên kết các tấm ván khuôn với nhau Ta chọn tấm 300 x 1500 đặt nằm dưới để tính toán và kiểm tra: Có W = 6,55 (cm3), J = 28,46(cm4), E = 2,1 x 106 (kG/cm2) * Xác định tải trọng: * Tải trọng tác dụng lên ván khuôn thành đài gồm áp lực hông của vữa bêtông mới đổ, tải trọng do đầm vữa bê tông. * Áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn thành đài cọc là: p = g.H +pđ Trong đó: + Dung trọng của bê tông tươi: g = 2500(kG/m3) + H: chiều cao đài cọc( H = 1 m) + Áp lực động tác dụng lên ván khuôn khi đầm vữa bêtông xác định theo hoạt tải thi công: pđ = 400 kG/m2 Dùng đầm dùi I - 21A có các thông số kĩ thuật. + Năng suất: 3 - 6 m3/h + Chiều sâu đầm: h = 30cm + Bán kính tác dụng: Rđ = 35cm Hmax : Chiều cao lớp BT gây áp lực ngang Hmax = H khi H ≤ R = 0,75m; Hmax = 0,75 khi H > R = 0,75m Tính cho đổ bê tông đài H = 1m Þ Hmax = 0,75m > Rđ = 0,35m qtcb = 2500x0,75 = 1875 kG/m2 Áp lực do đầm gây ra(chọn chiều dày lớp đầm 0,3m): qđtc = gb.Rđ = 2500.0,3 = 750 kG/m2 Hoạt tải thi công: qht = 400 kG/m2 Áp lực tác dụng lên ván khuôn móng: Khi xác định áp lực ngang tác dụng lên thành ván khuôn thì áp lực ngang đó bằng áp lực do bêtông tươi gây ra và 1 trong 2 giá trị áp lực ngang do đầm hoặc áp lực ngang do hoạt tải thi công gây nguy hiểm cho ván thành móng. Do đó: q = qbtc + Max(qđ ;qht) qtc = 1875 + 750 = 2625 kG/m2 Tải trọng tính toán tác dụng lên tấm ván khuôn thành móng: qtt = 1,3 x 1875 + 1,3 x 750 = 3412,5 ( kG/m2 ) Tải trọng tác dụng vào 1 tấm ván khuôn có bề rộng 30cm: Tải trọng tiêu chuẩn: qtc = 2625 x 0,3 = 787,5 (kG/m) Tải trọng tính toán: qtt = 3412,5 x 0,3 = 1023,8 (kG/m) * Kiểm tra khả năng làm việc của thép bản: + Sơ đồ tính toán của tấm ván khuôn đài cọc. Xem ván thành như một dầm đơn giản kê lên các gối tựa là các thanh đỡ của các tấm ván khuôn đó. + Xét tấm ván khuôn : 300´1500 Mômen của dầm đơn giản tương ứng với một dải bản rộng bằng bề rộng của ván khuôn (300), nhịp tính toán là chiều dài tấm ván khuôn (1500). Gía trị mômen lớn nhất : M = , với: q = qtt= 1023,8 (kG/m) - Chọn ván khuôn có bề rộng 300(mm), có: W = 6,55(cm3), J =28,46(cm4), E = 2,1 x 106 (kG/cm2) Theo điều kiện bền: Vì ván khuôn là thép CT3 nên cường độ cho phép của thép=2100(kG/cm2) 2100 l =103 (cm) Theo điều kiện độ võng : Vì là dầm đơn giản : = Ván khuôn của kết cấu có bề mặt che khuất nên : = ==132,6(cm). Dựa vào điều kiện về độ bền và điều kiện về độ võng thì ta chọn nhịp tính toán của ván khuôn là 103cm.Vậy ta đặt một thanh nẹp đứng ở giữa tấm ván khuôn khi l>115(cm) Tính toán tương tự như trên ta chọn : + Với tấm ván khuôn dài 1,2m chọn khoảng cách các nẹp đứng l=0,6m * Xác định tiết diện thanh nẹp đứng: Thanh nẹp đứng làm việc như 1 dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố đều gối tựa là các thanh chống ngang và chống xiên. Để an toàn ta chọn khoảng cách hai gối tựa là 0,9 m ở hai đầu mút thanh: q * Sơ đồ tính: 900 * Tải trọng tác dụng: Tải trọng từ ván thành móng truyền vào thanh nẹp đứng(với tấm ván khuôn 300´1500) ==2362,5(kG/m) ==3412,67(kG/m) * Mômen dương lớn nhất: =(kG.m) * Theo điều kiện độ bền: smax = £ [s] Þ W ³ =16,5cm3 Tra bảng chọn thép cán có số hiệu [8 có W = 22,4 cm3, J = 89,4 cm4, F = 8,98 cm2 * Kiểm tra theo điều kiện độ võng: <= (Vậy chọn thanh thép có số hiệu [8 thoả mãn điều kiện cường độ cũng như điều kiện độ võng) * Chọn tiết diện thanh chống xiên: Do chiều cao đài cọc thấp nên chọn thép góc đều cạnh số hiệu [4]: L 50´50´3 làm thanh chống xiên để đỡ thanh nẹp đứng. 2.5. Ván khuôn cổ móng : 2.5.1 Ván khuôn thành cổ móng : + Kích thước cổ móng ĐC3: 400x550x1100 mm Cạnh 0,4m: ta chọn 2 tấm 200 x 1200 Cạnh 0,55m: ta chọn 1 tấm 300 x 1200 + 1 tấm 150 x 1200 Liên kết các tấm ván khuôn là các gông cột và các thép góc nối Ta chọn tấm ván khuôn có kích thước lớn nhất để tính toán và kiểm tra: 300 x 1200 2.5.2 Xác định tải trọng: * Tải trọng tác dụng lên ván khuôn cổ móng gồm áp lực hông của vữa bêtông mới đổ , tải trọng do đầm vữa bêtông. * Áp lực ngang tác dụng lên ván cổ móng là: p = g.H +pđ Trong đó: + Dung trọng của bêtông tươi: g = 2500(kG/m3) + H: chiều cao cổ móng ( H=1 m) + Áp lực động tác dụng lên ván khuôn khi đầm vữa bêtông xác định theo hoạt tải thi công: pđ = 400 kG/m2 Dùng đầm dùi I - 21A có các thông số kĩ thuật. + Năng suất: 3 - 6 m3/h + Chiều sâu đầm: h = 30cm + Bán kính tác dụng: R = 35cm Hmax = 1m > Rđ = 0,35m và Hmax > 0,75m nên: qtcb = 2500.0,75 = 1875 (kG/m2) Áp lực do đầm gây ra(chọn chiều dày lớp đầm 0,3m): qđtc = gb.Rđ = 2500.0,3 = 750 kG/m2 Hoạt tải thi công: qht = 400 kG/m2 Áp lực tác dụng lên ván khuôn cổ móng: Khi xác định áp lực ngang tác dụng lên thành ván khuôn thì áp lực ngang đó bằng áp lực do bêtông tươi gây ra và 1 trong 2 giá trị áp lực ngang do đầm hoặc áp lực ngang do hoạt tải thi công gây nguy hiểm cho ván cổ móng. Do đó: q = qbtc + Max (qđ ;qht) qtc = 1875 + 750 = 2625 ( kG/m2 ) Tải trọng tính toán tác dụng lên tấm ván khuôn cổ móng: qtt = 1,3 x 2625 = 3412,5( kG/m2 ) Tải trọng tác dụng vào 1 tấm ván khuôn có bề rộng 40cm : Tải trọng tiêu chuẩn: qtc = 2625 x 0,3 = 787,5 (kG/m) Tải trọng tính toán: qtt = 3412,5 x 0,3 = 1023,8(kG/m) 2.5.3. Kiểm tra khả năng làm việc của thép bản: + Xét tấm ván khuôn:(300´1200)mm Mômen của dầm đơn giản tương ứng với một dải bản rộng bằng bề rộng của ván khuôn (300),nhịp tính toán là chiều dài tấm ván khuôn(1200). Gía trị mômen lớn nhất : M = , với: q = qtt= 1023,8 (kG/m) - Chọn ván khuôn có bề rộng 300(mm), có: W = 6,55(cm3), J =28,46(cm4). Theo điều kiện bền : Vì ván khuôn là thép CT3 nên =2100(kG/cm2) 2100l==103(cm) Theo điều kiện độ võng : Vì là dầm đơn giản : = Ván khuôn của kết cấu có bề mặt che khuất nên : = ==132,6(cm). Dựa vào điều kiện về độ bền và điều kiện về độ võng thì ta nhịp tính toán của ván khuôn 100cm là an toàn . 3. Tổ chức thi công đài móng: 3.1. Xác định cơ cấu các quá trình. Quá trình thi công bêtông đài gồm các quá trình thành phần: Đổ bêtông lót; gia công lắp đặt cốt thép; lắp đặt ván khuôn; đổ bêtông và bão dưỡng; tháo ván khuôn. Quá trình thi công bêtông móng đựơc tổ chức thi công theo phương pháp dây chuyền. Quá trình đổ bêtông lót có thời gian thi công ngắn nên được tổ chức riêng không tham gia vào dây chuyền. Như vậy quá trình thi công bêtông móng chỉ gồm 4 quá trình thành phần: Gia công lắp đặt cốt thép; lắp đặt ván khuôn; đổ bêtông và bão dưỡng bêtông; tháo dỡ ván khuôn. 3.2. Phân chia phân đoạn và tính nhịp công tác Móng công trình là các móng riêng biệt, ít loại móng, nên để thuận tiện trong trong quá trình thi công và để có thể luân chuyển ván khuôn các phân đoạn được chia theo phương ngang nhà, có 4 phân đoạn thi công bê tông móng. Ngoài ra quá trình đổ bê tông dầm (giằng móng) ta tổ chức thành 1 phân đoạn, vậy tổng cộng có 6 phân đoạn như hình vẽ. Khối lượng công việc của các phân đoạn phải đủ nhỏ để phối hợp các dây chuyền một cách nhịp nhàng. Tổ đội thi công các công tác chọn theo định mức 726-UBĐM, mã hiệu 5.007 ta có: Sản xuất : 0,80gc/1m2 (5.007a). Lắp dựng : 1,00gc/1m2 (5.007d). Tháo dỡ : 0,40 gc/1m2 (5.007e). Hao phí lao động lấy theo định mức 1242-1998. Đổ bê tông móng: 1,64 (công/m3) Gia công lắp thép: 8,34 (công/tấn) Ván khuôn móng: 38,28 (công/100m2). Định mức cho công tác ván khuôn bao gồm cả sản xuất, lắp dựng và tháo dở. Để phân chia chi phí lao động cho các công việc thành phần ta dựa vào cơ cấu chi phí theo định mức 726, mã hiệu 500Z Sản xuất: 0,8 (gc/m2) Lắp dựng:1 (gc/m2) Tháo dở: 0,4 (gc/m2) Do sử dụng ván khuôn thép nên chỉ tính công lắp dựng và tháo không tính công chế tạo Tỷ lệ chi phí sẽ là: Lắp dựng: 1.100/(0,8+1+0,4) = 45,4% Tháo dở: 0,4.100/(0,8+1+0,4) = 18,2% Lượng chi phí: Lắp dựng: 0,3828 .45,4% = 0,173 (công/m2) Tháo dở: 0,3828.18,2% = 0,069 (công/m2) Nhịp công tác các quá trình thành phần của các phân đoạn theo công thức sau: Kij= Trong đó: PiJ: khối lượng công tác trên một phân đoạn. aiJ : Hao phí lao động lấy theo định mức. N : Số nhân công thực hiện quá trình thành phần trên phân đoạn đó. Bảng tính khối lượng các phân đoạn Pđ Dc CT (kg) Lắp VK(m2) BT(m3) Tháo VK(m2) 1 1062.19 45.12 18.62 45.12 2 1062.19 45.12 18.62 45.12 3 1062.19 45.12 18.62 45.12 4 1317.31 57.86 25.06 57.86 Chi phí lao động cho các công việc + Đổ bêtông móng bằng máy bơm: 0,89 công/m3 +Gia công lắp đặt cốt thép 8,34 công/tấn +Gia công lắp dựng ván khuôn móng cột 38,28 công/100m2 Định mức chi phí cho công tác ván khuôn bao gồm cả sản xuất, lắp dựng và tháo dỡ. Để phân chia chi phí lao động cho các công việc thành phần cần dựa vào cơ cấu chi phí theo Định mức 726 , mã hiệu 5.007 ta có Sản xuất :0,8 gc/1m2( 5.007 a ) Lắp dựng :1,0 gc/1m2( 5.007 d ) Tháo dở :0,4 gc/1m2( 5.007 e ) +Tỷ lệ chi phí sẽ là -Sản xuất lắp dựng : % -Tháo dở : % +Lượng chi phí nhân công : -Sản xuất , lắp dựng : 38,28 x 81,8% = 31,31 công /100m2 -Tháo dở : 38,28 x 18,8% = 6,97 công /100m2 Nhu cầu ngày công cho các phân đọan ( Đơn vị: ngày công) PD CT Lắp VK BT Tháo VK 1 8.86 14.13 16.57 3.15 2 8.86 14.13 16.57 3.15 3 8.86 14.13 16.57 3.15 4 10.98 18.01 22.30 4.03 Theo định mức 726 thành phần tổ thợ như sau: TT Tổ thợ chuyên nghiệp Tổng số Phân theo bậc thợ Chọn 2 3 4 5 Số tổ Tổng số 1 Gia công CT 10 4 3 2 1 1 10 2 VK 8 - 4 4 - 1 8 3 BT 9 4 3 2 2 2 18 4 Tháo VK 1 1 1 - - 2 4 Nhịp công tác các quá trình thành phần của các phân đoạn theo công thức sau: k =. Trong đó : P : Khối lượng công tác trên một phân đoạn. a : Hao phí lao động lấy theo địng mức. n : Số ca làm việc trong một ngày (n = 1). N: Số nhân công thực hiện quá trình thành phần trên phân đoạn đang tính. PĐDC Cäút theïp Vaïn khuän Bãtäng Thaïo VK TT Choün a TT Choün a TT Choün a TT Choün a 1 0.88 1.0 0.88 1.77 2 0.89 0.92 1.0 0.92 0.79 1 0.79 2 0.88 1.0 0.95 1.77 2 0.89 0.92 1.0 0.92 0.79 1 0.79 3 0.88 1.0 0.95 1.77 2 0.89 0.92 1.0 0.92 0.79 1 0.79 4 1.1 1.0 1.1 2.25 2 1.12 1.24 1.0 1.24 1.00 1 1.00 3.3. Chọn tổ hợp máy thi công: Ở đây chỉ chọn máy thi công cho quá trình thành phần chủ yếu là đổ bêtông. Các quá trình thành phần khác chủ yếu thực hiện bằng thủ công. * Chọn máy trộn bêtông: Dựa vào điều kiện cường độ dây chuyền để chọn máy trộn bêtông, điều kiện chọn là: Wca ³ Ibt-max » 6 (m3/ca) - Với cường độ đổ bêtông không lớn lắm nên chọn máy trộn bêtông theo chu kỳ, trộn tự do. Sử dụng máy trộn bêtông BS -100, có các thông số kỹ thuật chính như sau: - Dung tích hình học của thùng trộn: Vhh = 215 lít. - Dung tích sản xuất: Vb = 100 lít. - Thời gian trộn: 50 giây/mẻ. - Thời gian nạp liệu: 20 giây. - Thời gian đổ bêtông ra: 20 giây. - Chu kì một mẻ trộn: tck = 50 + 20 + 20 = 90 giây. - Số mẻ trộn trong một giờ : 3600/90 = 40 mẻ. - Hệ số sử dụng thời gian: ktg = 0,75 - Hệ số xuất liệu: kxl = 0,7 Năng suất trộn: Nca = Vsx.n.k1.ktg.tca = 100.10-3 .40.0,7.0,75.7 = 14,7 m3/ca. Chọn 1 máy trộn BS -100 là đủ * Chọn máy đầm dùi : Sử dụng loại đầm trong I-21A với các thông số như sau Năng suất: 3¸6m3/h. Năng suất ca máy đầm : Nca = 3.7.0,75 = 15,75 m3/ca. Số lượng máy đầm : máy. Chọn 1 máy đầm I-21A là đủ . THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT VÀ TỔCHỨC THI CÔNG PHẦN THÂN CHỌN PHƯƠNG ÁN COPPHA: Công trình có kết cấu bê tông cốt thép đổ toàn khối do đó biện pháp kĩ thuật thi công đầu tiên là tiến hành lựa chọn phương án coppha và tính toán chúng để áp dụng cho việc thi công công trình. Khi thi công bê tông cột-dầm-sàn, để đảm bảo cho kết cấu đạt chất lượng về phương diện chịu lực cũng như mỹ quan và kinh tế thì hệ thống cột chống cũng như ván khuôn cần phải đảm bảo độ cứng, độ ổn định. Hơn nữa để đẩy nhanh tiến độ thi công, nhanh chóng đưa công trình vào sử dụng, thì cột chống cũng như ván khuôn phải được thi công lắp dựng nhanh chóng, thời gian thi công công tác này ảnh hưởng rất nhiều đến tiến độ thi công. Do vậy cột chống và ván khuôn phải có tính chất định hình. Vì vậy sự kết hợp giữa cột chống kim loại và ván khuôn kim loại khi thi công bê tông khung - sàn là biện pháp hữu hiệu và kinh tế hơn cả. Do đó ta sử dụng ván khuôn kim loại của công ty Hoà Phát. Cấu tạo của loại ván khuôn này có trong Catalog (đã trình bày ở phần tính toán ván khuôn móng). THIẾT KẾ VÁN KHUÔN CỘT, DẦM, SÀN, CẦU THANG BỘ, THANG MÁY: Trong sàn có nhiều loại ô sàn khác nhau do đó sẽ có nhiều loại ván khuôn có kích thước khác nhau, bề dày sàn không thay đổi (đúng hơn là ít thay đổi), do vậy ta chỉ tính toán, kiểm tra ván khuôn cho ô sàn điển hình nhất hay là những ô sàn có số lượng chiếm nhiều nhất trong công trình, có tải trọng lớn, có tính quyết định đến thời gian thi công và giá thành của công trình. Tính toán ván khuôn sàn: 1.1 Nội dung tính toán: Kiểm tra khả năng làm việc của ván khuôn về cường độ và biến dạng (độ võng). Tính toán chọn tiết diện xà gồ thép đỡ ván khuôn và kiểm tra về điều kiện làm việc. Tính toán kiểm tra tiết diện cột chống, khoảng cách giữa các cột chống, hệ giằng cột chống, cột chống đỡ ván khuôn dầm. *Chọn thiết kế ván khuôn cho ô sàn tầng 3 (cosite +7,750) trục (C-D) – (3-4) có kích thước (7500x7500)mm(hình vẽ) chiều dày sàn 140 mm là ô sàn điển hình, ván sàn được đặt theo phương cạnh dài của ô sàn. Đối với ô sàn này ta dùng tấm ván khuôn có mã hiệu HP-1230,khoảng hở còn lại dùng tấm HP-1215 và để liên kết góc sàn với thành dầm, dùng tấm có bề rộng 300mm để tính. 1.2 Xác định tải trọng: 1.2.1. Tĩnh tải: Trọng lượng bê tông sàn: g1tc = gbt .h = 2500 x 0,14= 350 (kG/m2); g1tt = g1tc.1,2 = 350 x1,2= 420 (kG/m2) Trọng lượng ván sàn: gvk = 28,5 (kG/m2) g2tc = gvk =28,5(kG/m2); g2tt = gvk .1,1 = 31,4 (kG/m2); Tổng tĩnh tải tác dụng lên ván sàn: gtc = g1tc + g2tc = 350 + 28,5 = 378,5(kG/m2) gtt = g1tt + g2tt = 420 + 31,4 = 451,4(kG/m2) 1.2.2. Hoạt tải: * Trọng lượng người và thiết bị vận chuyển: p1tc = 250(kG/m2); p1tt = 250.1,3 = 325(kG/m2); * Tải trọng khi đổ bêtông bằng máy bơm: p2tc = 400(kG/m2); p2tt = 400.1,3 = 520(kG/m2); Tổng hoạt tải tác dụng: ptc = p1tc + p2tc = 250 + 400 = 650 (kG/m2) ptt = p1tt + p2tt = 325 + 520 = 845(kG/m2) Tổng tải trọng tác dụng: qtc= gtc + ptc = 378,5 + 650 = 1028,5(kG/m2) qtt= gtt + ptt = 451,4 + 845 = 1296,4 (kG/m2) Bề rộng ván khuôn là 0,3m tải trọng tác dụng lên ván khuôn: qtc= 0,3.qtc = 1028,5 . 0,3 = 308,55(kG/m) qtt= 0,3.qtt = 1296,4 . 0,3 = 388,92(kG/m) 1.3. Xác định khoảng cách giữa các xà gồ đỡ sàn: + Sơ .ồ tính toán của tấm ván khuôn sàn như dầm đơn giản kê lên các gối tựa là các xà gồ đỡ sàn, liên kết hai đầu khớp + Xét tấm ván khuôn có bề rộng 300mm Mômen của dầm đơn giản tương ứng với một dải bản rộng bằng bề rộng của ván khuôn (300mm), nhịp tính toán là lx: Gía trị mômen lớn nhất : M = , với: q = qtt= 388,92 (kG/m) - Ván khuôn có bề rộng 300(mm), có: W = 6,55(cm3), J = 28,64(cm4) Theo điều kiện bền: (với n=1) Ván khuôn là thép CT3 nên =2100(kG/cm2) 2100 lx= 168,2 (cm) Theo điều kiện độ võng: Vì là dầm đơn giản: = với q = qtc = 308,55 (kG/m) Ván khuôn của kết cấu có bề mặt lộ nên: = ==154,9 (cm) Chọn khoảng cách của xà gồ đỡ sàn tùy theo chiều dài của tấm ván khuôn nhưng không được lớn hơn chiều dài tính toán(lx=154,9cm). Kết luận: Với tấm ván khuôn HP-1230 có kích thước 1200x300x55mm thì ta chọn khoảng cách xà gồ là 1,2m. 1.3.Tính toán xà gồ đỡ sàn: 1.3.1. Tải trọng tác dụng lên xà gồ: + Tải trọng do sàn truyền xuống: qtc = 1028,5 . 1,2 = 1234,2(kG/m) qtt = 1296,4 . 1,2 = 1555,68(kG/m) + Trọng lượng của xà gồ: = 7,05(kG/m) + Tổng tải trọng tác dụng lên xà gồ: qxgtc = 1234,2 + 7,05 = 1241,25(kG/m) qxgtt = 1555,68 + 7,05x1,1 = 1563,435(kG/m) Căn cứ vào phương trải ván khuôn các ô sàn ta tính toán và bố trí hệ cột chống xà gồ, Ở đây khoảng cách giữa các xà gồ như đã tính ở trên bằng 1,2m bằng chiều dài ván khuôn sàn. Chiều dài xà gồ: 7,5 - 0,3-(2x0,055) = 7,09 m. Sơ đồ tính xà gồ là dầm liên tục kê lên các cột chống, l=1,2m ta tính và chọn tiết diện cuả xà gồ như sau: - Theo điều kiện bền: R W Với thép CT3 có []= 2100(kg/cm2) Xác định nội lực: Mmax ===22521,6(kgcm) W =10,73(cm3) - Theo độ võng f = <[f] = J==31,91 (cm4) Chọn xà gồ [ 8 có các thông số: W = 22,4 cm3 ; J = 89,4 cm4 ; E = 2,1 x 106 kG/cm2 ; =7,05 kG 1.3.2. Xác định khoảng cách cột chống xà gồ: Dự kiến chọn khoãn cách giữa cách cột chống xà gồ là 1,1m . Sơ đồ làm việc của xà gồ là dầm liên tục kê lên gối tựa là các cột chống. 1100 1100 q Xác định theo điều kiện bền: Với Mmax = Vì ván khuôn là thép CT3 nên =2100 (kG/cm2) 2100 =768 (kG/cm2) 2100 (kG/cm2) Thoả mãn điều kiện bền. Theo điều kiện độ võng: Thoả mãn điều kiện độ võng. Căn cứ vào cấu tạo và kích thước của ô sàn. Vậy ta chọn khoảng cách giữa các cột chống của xà gồ là 1,1m 1.3.3. Tính cột chống xà gồ: Cột chống xà gồ sử dụng loại cột chống thép, phụ thuộc vào chiều cao công trình và tải trọng tính toán. Cột chống là các cây thép đơn. Cột chống gồm hai ống thép lồng vào nhau và điều chỉnh được độ cao. Để cố định hai đoạn cột với nhau ta dùng bulông để cố định. Đối với tầng 1, tầng 9 chọn cột chống đơn định hình mã ký hiệu K-105, đối với các tầng còn lại chọn cột chống mã hiệu K-103 để tính toán kiểm tra. Các thông số kỹ thuật của cột chống: Loại cột Chống Chiều cao ống ngoài (mm) Chiều cao ống trong (mm) Chiều cao sử dụng Trọng lượng (kG) Tối thiểu (mm) Tối đa (mm) K - 102 K - 103 K - 103B K - 104 K – 105 K – 106 1500 1500 1500 1500 1500 1500 2000 2400 2500 2700 3000 3500 2000 2400 2500 2700 3000 3500 3500 3900 4000 4200 4500 5000 10,2 11,1 11,8 12,3 13,0 14,0 Kiểm tra cột chống xà gồ (tầng 1, tầng 9): Sơ đồ tính toán cột chống là thanh chịu nén 2 đầu khớp Bố trí hệ giằng cột theo 2 phương. Đặt thanh giằng tại vị trí cách chân cột 2m Tải trọng tác dụng lên cột chống: p = qxgtt.l = 1563,4 x 1,1 = 1719,74 (kG) Tổng tải trọng truyền xuống cột chống: Pmax = 1719,74 +(13,0x1,1)= 1734 (kG) Các đặc trưng hình học của tiết diện Ống ngoài: D= 60mm, d=50mm, =5mm J = 0,25.p(R4-r4) = 0,25.3,14.(34-2,54) =32,92cm4; F = p(R2-r2) =8,64 cm2 r == 1,95 cm Ống trong: D= 42mm, d=32mm, =5mm J = 0,25.p(R4-r4) =0,25.3,14.(2,14-1,64) =10,13cm4 ; F = p.(R2 - r2) =5,81 cm2 r == 1,53 cm Ống trong: Phần cột trên Chiều dài tính toán: l0 =m.l (Sơ đồ tính là 2 đầu khớp nên m=1) ÞChiều dài tính toán: l=l0=4500-140-55-80-2000 =2225(mm)= 222,5(cm) Với: 4500 : Chiều cao tầng nhà 2000 : Khoãn cách từ chân cột đến vị trí giằng 140 : Chiều dày sàn bêtông cốt thép 55 : Chiều dày tấm ván khuôn 80 : Chiều cao xà gồ + Kiểm tra độ mảnh: l £ [l] =145,42 <150 thoã mãng điều kiện. Với: l = 145,42 Þ j = 0,349 + Kiểm tra theo cường độ: smax£ n.[s] =2100(KG/cm2) Mặt khác: smax===1069 (kG/cm2 )< 2100 (KG/cm2) Vì cột trên tiết diện nhỏ hơn cột dưới nên ta kiểm tra ổn định cho cột trên thì cột dưới cũng ổn định Vậy tiết diện cột chống thỏa mãn điều kiện cường độ và ổn định. Chọn cột chống đơn định hình mã ký hiệu K-105 Kiểm tra cột chống xà gồ (tầng10): Sơ đồ tính toán cột chống là thanh chịu nén 2 đầu khớp Bố trí hệ giằng cột theo 2 phương. Đặt thanh giằng tại vị trí nối 2 đoạn cột Tải trọng tác dụng lên cột chống: p = qxgtt.l = 1563,4 x 1,1 = 1719,74 (kG) Tổng tải trọng truyền xuống cột chống: Pmax = 1719,74 +(13,0x1,1)= 1734 (kG) Các đặc trưng hình học của tiết diện Ống ngoài: D= 60mm, d=50mm, =5mm J = 0,25.p(R4-r4) = 0,25.3,14.(34-2,54) =32,92cm4; F = p(R2-r2) =8,64 cm2 r == 1,95 cm Ống trong: D= 42mm, d=32mm, =5mm J = 0,25.p(R4-r4) =0,25.3,14.(2,14-1,64) =10,13cm4 ; F = p.(R2 - r2) =5,81 cm2 r == 1,53 cm Ống trong: Phần cột trên Chiều dài tính toán: l0 =m.l (Sơ đồ tính là 2 đầu khớp nên m=1) Þ Chiều dài tính toán: l=l0=3900-1500-140-55-80=2125(mm)= 212,5(cm) Với: 3900 : Chiều cao tầng nhà (điển hình) 1500 : Chiều cao đoạn cột dưới 140 : Chiều dày sàn bêtông cốt thép 55 : Chiều dày tấm ván khuôn 80 : Chiều cao xà gồ + Kiểm tra độ mảnh: l £ [l] =138,9 <150 thoã mãn điều kiện Với: l = 138,9 Þ j = 0,381 + Kiểm tra theo cường độ: smax£ n.[s] =2100(KG/cm2) Mặt khác: smax===979,17(kG/cm2 )< 2100 (KG/cm2) Vì cột trên tiết diện nhỏ hơn cột dưới nên ta kiểm tra ổn định cho cột trên thì cột dưới cũng ổn định Vậy tiết diện cột chống thỏa mãn điều kiện cường độ và ổn định.lại chọn cột chống mã hiệu K-103 để bố trí cho các tầng còn lại. Thiết kế hệ ván khuôn dầm: 2. Thiết kế ván khuôn dầm 300x600mm: Tiết diện dầm b x h =300 x 600 mm, sàn dày 140mm Khoảng cách giữa hai mép cột là: 7,5-(2x0,3) = 6,9 m - Dựa vào kích thước dầm ta sơ bộ chọn tấm ván khuôn đáy như sau: - Ván đáy dầm: dùng 6 tấm HP-0930 có kích thước 900x300x55mm. Ở 1 đầu dầm đặt 1 tấm HP-1530, Chọn ván HP-0930 để tính toán. Có: J = 28,46(cm)và W = 6,55(cm) - Ván thành dầm: dùng phối hợp 6 tấm HP- 0940có kích thước 900x400x55mm + 1 tấm HP-1540 có kích thước 1500x400x55mm ở đầu dầm .Có: J = 40,04(cm) và W = 8,84(cm) 2.1Tính ván đáy dầm: * Tải trọng tác dụng lên ván đáy dầm chính: + Tĩnh tải: gtc1 = b.h.gbt = 0,3.0,6.2,5 = 0,45 (t/m) = 450 ( kG/m ) gtt1 = n.gtc1 =1,2. 0,45 = 0,54 (t/m) = 540 ( kG/m ) Tải trọng do trọng lượng ván khuôn: gtc2 =( b+2.h - 2.hs ).gvk = ( 0,3 +2.0,6 - 2.0,14 ).28,5 = 34,77 (kG/m) gtt2 = n.gtc2 = 1,1. 34,77 = 38,247 (kG/m) (Trọng lượng ván khuôn:28,5 kG/m2) Tổng tĩnh tải: gtc = gtc1 + gtc2 = 450 + 34,77 = 484,77 (kG/m) gtt = gtt1 + gtt2 = 540 + 38,247 = 578,247 (kG/m) + Hoạt tải: - Hoạt tải do chấn động phát sinh khi đổ bêtông: ptc = 400.b = 400. 0,35= 140 (kG/m) ptt = n.ptc = 1,3. 140 = 182 (kG/m) - Tổng tải trọng tác dụng: qtc = gtc + ptc = 484,77 + 140 = 624,77 (kG/m) qtt = gtt + ptt = 578,247+182 = 760,247 (kG/m) * Sơ đồ tính: xem ván đáy dầm như một dầm đơn giản hai đầu kê lên hai gối tựa là cột chống của dầm. Xác định theo điều kiện bền: Với Mmax = Vì ván khuôn là thép CT3 nên =2100(kG/cm2) 2100l==120,3(cm) Theo điều kiện độ võng: Vì là dầm đơn giản: = với qtc = 624,77 (kG/m) ; = ==122,46(cm). Vậy ta chọn khoảng cách giữa các cột chống của ván đáy dầm là 0,9m, ở phía gần cột khung (1 đầu dầm) khoảng cách cột chống của ván đáy là 1,2m bố trí phù hợp với tấm ván đáy dầm (xem bản vẽ TC) 2.2.Tính ván thành dầm: Tải trọng tác dụng lên ván thành: P = g . Hmax + Pđ g : Trọng lượng riêng của bêtông = 2500 (Kg/m3) Hmax : Chiều cao của khối bêtông gây áp lực ngang Hmax = 600 Pđ : Áp lực động tác dụng lên ván khuôn khi đổ và đầm bêtông Dùng máy đầm I- 21A có các thông số kỹ thuật sau: Năng suất: 3¸6 m3/h Bán kính ảnh hưởng:R = 35 (cm) Chiều dày lớp đầm: h = 30 (cm) R < h Þ Pđ = g . h Áp lực tác dụng lên ván khuôn Pt/c = 2500 ´ (0,6 + 0,3) ´ 0,4 = 900 (kG/m) Ptt = 900 ´ 1,3 = 1170(kG/m) * Sơ đồ tính: Để tính toán khoảng cách các thanh nẹp ván thành, ta xem tấm ván khuôn làm việc như dầm đơn giản kê lên các gối tựa là các thanh nẹp. Xác định theo điều kiện bền: Với Mmax = Vì ván khuôn là thép CT3 nên =2100(kG/cm2) 2100l=112,6(cm) Theo điều kiện độ võng: Vì là dầm đơn giản: = với qtc = Ptc = 900(kG/m) = ==121,5(cm) Vậy ta chọn khoảng cách giữa các nẹp ván thành dầm là 0,9m. 2.3.Tính cột chống dầm: Vì tải trọng tác dụng nhỏ hơn tải trọng tác dụng lên cột chống sàn. Vì vậy chọn cột chống K-103, K-105 để bố trí như phần sàn (đã tính toán ở trên) là đảm bảo. 3.Thiết kế ván khuôn dầm 1000x600mm: Tiết diện dầm b x h =600 x 1000 mm Khoảng cách giữa hai mép cột là: 22,5 – 0,6 = 21,9 m -Ván đáy dầm: dùng 66 tấm HP-0630 có kích thước 600x300x55mm, Ở 1 đầu dầm còn khoảng hở dùng ván khuôn gỗ kích thước 300x600mm chèn vào. Chọn ván HP-0630 để tính toán kiểm tra. Có: J = 28,46(cm)và W = 6,55(cm). -Ván thành dầm: dùng 132 tấm cốp pha góc trong HP-0930 và 66 tấm HP-0925, dùng 66 tấm góc nối HP-0900 . Chọn ván HP-0630 đặt bên để tính toán kiểm tra. 3.1.Tính ván đáy dầm: * Tải trọng tác dụng lên ván đáy dầm phụ: + Tĩnh tải: gtc1 = b.h.gbt = 0,6x 1x 2,5 =1,5(t/m) = 1500( kG/m) gtt1 = n. gtc1 =1,2 x 1500 = 1800 ( kG/m) Tải trọng do trọng lượng ván khuôn: gtc2 =( b+2.h - 2.hs ) .gvk = ( 0,6 +2. 1 - 2.0,14 ) .28,5 = 66,12 (kG/m) gtt2 = n.gtc2 = 1,1 x 66,12 = 72,732 (kG/m) Tổng tĩnh tải: gtc = gtc1 + gtc2 = 1500 + 66,12 = 1566,12 (kG/m) gtt = gtt1 + gtt2 = 1800 + 72,732 =1872,732 (kG/m) + Hoạt tải: - Hoạt tải do chấn động phát sinh khi đổ bêtông: ptc = 400.b = 400. 0,6= 240 (kG/m) ptt = n.ptc = 1,3. 240 = 312 (kG/m) - Tổng tải trọng tác dụng: qtc = gtc + ptc = 1566,12 + 240 = 1806,12 (kG/m) qtt = gtt + ptt = 1872,732 + 312 =2184,732 (kG/m) * Sơ đồ tính: xem ván đáy dầm như một dầm đơn giản hai đầu kê lên hai gối tựa là cột chống của ván đáy dầm. Xác định theo điều kiện bền: ` Với Mmax = Vì ván khuôn là thép CT3 nên =2100(kG/cm2) 2100l=70,97(cm) Theo điều kiện độ võng: Vì là dầm đơn giản: = với qtc = 1806,12 (kG/m) = ==85,96(cm) Vậy ta chọn khoảng cách giữa các cột chống của đáy dầm là 0,6m. 3.2.Tính ván thành dầm: Tải trọng tác dụng lên ván thành: P = g . Hmax + Pđ g : Trọng lượng riêng của bêtông = 2500 (Kg/m3) Hmax : Chiều cao của khối bêtông gây áp lực ngang Hmax = 1000 Pđ : Áp lực động tác dụng lên ván khuôn khi đổ và đầm bêtông: Pđ = g . h Dùng máy đầm I- 21A có các thông số kỹ thuật sau: Năng suất: 3¸6 m3/h Bán kính ảnh hưởng:R = 35 (cm) Chiều dày lớp đầm: h = 30 (cm); R < h Þ Pđ = g . h Áp lực tác dụng lên ván khuôn Pt/c = 2500 ´ (1 + 0,3) ´ 0,3 = 975 (kG/m) Ptt = 975 ´ 1,3 =1267,5 (kG/m) Tính toán khoảng cách các nẹp thành dựa vào điều kiện cường độ và độ võng của tấm ván thành. Xem tấm ván thành làm việc như dầm đơn giản gối tựa là các thanh nẹp. Xác định theo điều kiện bền: Với Mmax = ` Vì ván khuôn là thép CT3 nên =2100(kG/cm2) 2100l=96,17(cm) Theo điều kiện độ võng: Vì là dầm đơn giản: = với qtc = Ptc = 975 (kG/m) = ==105,58(cm) Vậy ta chọn khoảng cách giữa các nẹp thành dầm là 0,6 m. 3.3.Tính cột chống dầm 600x1000: Sơ đồ tính toán cột chống là thanh chịu nén 2 đầu khớp Bố trí hệ giằng cột theo 2 phương. Đặt thanh giằng tại vị trí cách chân cột 2m Tải trọng tác dụng lên cột chống: p = qxgtt.l = 2184,732 x 0,6 = 1310,84 (kG) Tổng tải trọng truyền xuống cột chống: Pmax = 1310,84 +(13,0x1,1)= 1325,14 (kG) Các đặc trưng hình học của tiết diện Ống ngoài: D= 60mm, d=50mm, =5mm J = 0,25.p(R4-r4) = 0,25.3,14.(34-2,54) =32,92cm4; F = p(R2-r2) =8,64 cm2 r == 1,95 cm Ống trong: D= 42mm, d=32mm, =5mm J = 0,25.p(R4-r4) =0,25.3,14.(2,14-1,64) =10,13cm4 ; F = p.(R2 - r2) =5,81 cm2 r == 1,53 cm Ống trong: Phần cột trên Chiều dài tính toán: l0 =m.l (Sơ đồ tính là 2 đầu khớp nên m=1) ÞChiều dài tính toán: l=l0=4500-1000-55-80-1500 =1865(mm)= 186,5(cm) Với: 4500 : Chiều cao tầng nhà 1500 : Khoãn cách từ chân cột đến vị trí giằng 140 : Chiều dày sàn bêtông cốt thép 55 : Chiều dày tấm ván khuôn 80 : Chiều cao xà gồ + Kiểm tra độ mảnh: l £ [l] =121,9 <150 thoã mãng điều kiện. Với: l = 121,9 Þ j = 0,468 + Kiểm tra theo cường độ: smax£ n.[s] =2100(KG/cm2) Mặt khác: smax===609,12 (kG/cm2 )< 2100 (KG/cm2) Vì cột trên tiết diện nhỏ hơn cột dưới nên ta kiểm tra ổn định cho cột trên thì cột dưới cũng ổn định Vậy tiết diện cột chống thỏa mãn điều kiện cường độ và ổn định. Chọn cột chống đơn định hình mã ký hiệu K-105 4.Thiết kế hệ ván khuôn cột C2,C3 4.1.Tính toán tải trọng: Tính toán ván khuôn cho cột có tiết diện điển hình nhất C2(600x600)mm(trục C-2) và chiều cao cột (l = 3,3 – 0,6 = 2,7 m). Tải trọng tác dụng lên ván khuôn cột: Pmax = g.Hmax + Pđ, trong đó: + Trọng lượng riêng của bêtông, g = 2500 (KG/m3). + Chiều cao của khối bêtông gây áp lực ngang: Hmax = 2,7m + Áp lực động tác dụng lên ván khuôn khi đổ bêtông và khi đầm chấn động. Dùng máy đầm chấn động I – 21A có các thông số sau: + Năng suất: 3¸6 (m3/h). + Bán kính ảnh hưởng: R = 35cm. + Chiều dày lớp đầm h = 30cm < R nên: Pđ = g.h Vậy ptc = g.(Hmax + h) = 2500.(2,7 + 0,3) = 7500 (kG/m2). ptt = n.ptc = 7500 x 1,3 = 9750(kG/m2) Trong đó: n = 1,3 là hệ số vượt tải do áp lực ngang của bêtông và hoạt tải đầm. Tải trọng do đổ bêtông: 400(kG/m2) Tổng tải trọng tác dung lên ván khuôn cột: ptcmax = 7500 + 400 = 7900 (kG/m2) pttmax = 9750 + 400x1,3 = 10270 (kG/m2) 4.2.Tính toán khoảng cách các gông cột: Đối với cạnh 600mm ta chọn ván khuôn là: 2 tấm HP-1530: 1500x300x55mm+2 tấm HP-1230:1200x300x55mm * Tải trọng tác dụng : Chọn ván HP-1530 đặt dưới để tính toán kiểm tra. Có: J = 28,46(cm)và W = 6,55(cm) qtc = 7900 x 0,3 = 2370 (kG/m) qtt = 10270 x 0,3 = 3081 (kG/m) Sơ đồ tính của ván khuôn cột là dầm liên tục kê lên các gối tựa là các gông cột. Tính toán khoảng cách của gông cột dựa vào điều kiện bền và độ võng: Xác định theo điều kiện bền: Với Mmax = Vì ván khuôn là thép CT3 nên = 2100 (kG/cm2) 2100l= 59,7 (cm) Theo điều kiện độ võng: Vì là dầm liên tục: = với qtc = 2370 (kG/m) = ==93,1(cm) Vậy ta chọn khoảng cách giữa các gông cột là < 0,597m, mỗi cột 6 gông là đảm bảo ổn định. 5. Thiết kế hệ ván khuôn tường thang máy: Buồng thang máy làm bằng bêtông cốt thép để chịu lực như một lõi cứng. Đổ bêtông tường thang máy theo từng đợt, mỗi đợt là một tầng. Buồng thang máy được đổ cùng với cột. Áp lực của vữa bêtông tươi mới đổ: Đối với tường ta dùng phương pháp đầm ngoài bán kính đầm: R1 =1,5 m suy ra: 2.R1 = 2.1,5 = 3 m Chiều cao lớp bêtông đổ: H = 1,2 m > 0,75 nên lấy: P = 0,75.H. gbt H < 2.R1 nên áp lực bêtông tính theo công thức sau: p1tc = gbt.H.0,75 = 2500 .1,2.0,75 = 2250 (kG/m2) p1tt = P1tc.n = 2250 x 1,3 = 2925 (kG/m2) Áp lực do chấn động phát sinh khi đổ bêtông trực tiếp từ vòi phun lên máy bơm. p2tc = 400 (kG/m) p2tt = p1tc.n = 400 x 1,3 = 520 (kG/m2) Tổng tải trọng tác dụng lên ván khuôn: qtc = p1tc + p2tc = 2250 + 400 = 2650(kG/m2) qtt = p1tc + p2tt = 2925 + 520 = 3445(kG/m2) * Tính cho tầng 3: Xác định khoảng cách nẹp ngang: * Đối với cạnh 4600mm ta chọn ván khuôn là: 15 tấm HP-1530: 1500x300 + 1 tấm HP-1510: 1500x100mm(đặt đứng ở mép biên) và 15 tấm HP-1230: 1200x300mm + 1 tấm HP-1210: 1200x100mm * Đối với cạnh 2300mm ta chọn ván khuôn là: 7 tấm HP-1530: 1500x300 + 1 tấm HP- 1520: 1500x200 và 7 tấm HP-1230: 1200x300mm + 1 tấm HP-1220: 1200x200mm. Dùng 4 tấm góc nối J-1500: 1500x50x50 + Dùng 4 tấm góc nối J-1200: 1200x50x50 Nẹp ván khuôn đặt ngang. Tách một dải bản theo phương đứng (vuông góc với các nẹp ván). Sơ đồ tính là dầm liên tục kê lên các gối tựa là các nẹp ngang. Tải trọng tác dụng lên tấm ván khuôn: Qtc = 2650 x 0,3 = 795(kG/m) Qtt = 3445 x 0,3 = 1033,5(kG/m) Với tấm ván khuôn có bề rộng 300mm có: W = 6,55(cm3) J = 28,46(cm4) Xác định theo điều kiện bền: Với Mmax = Vì ván khuôn là thép CT3 nên =2100(kG/cm2) 2100l=115,3(cm) Theo điều kiện độ võng: Vì là dầm liên tục:= với qtc = Qtc =795(kG/m) = ==134(cm) Chọn khoảng cách các thanh ngang là 75 cm và 60 cm để cho thanh ngang đúng vào vị trí nối 2 tấm ván khuôn. Hệ ván khuôn được giữ bằng các thanh giằng có tăng đơ neo vào các móc thép chôn sẵn trong sàn. Các thanh giằng này đặt theo cấu tạo. 6. Thiết kế ván khuôn cầu thang bộ: 6.1. Xác định tải trọng: Tính toán cầu thang tầng 3 (tầng điển hình) trục 2 –3 và B-C Chiều cao tầng :3,3m Cầu thang 2 vế, mỗi vế cao 1,65 m Hệ ván khuôn cầu thang bộ gồm các tấm khuôn đỡ bản thang ,li mông. Các ván khuôn này kê lên các thanh xà gồ, các xà gồ này kê lên các cột chống. Ván khuôn sử dụng cho một vế thang gồm 5 tấm 1200x300,1 tấm 1200x200, 10 tấm 600x300, 2 tấm 600x200 đặt theo phương cạnh dài của bản thang kết hợp với 1tấm 1200x300 và 2 tấm 600x300 làm ván khuôn thành cốn thang. Dùng 2 tấm góc nối 600 và một tấm 1200 đặt dọc theo cạnh dài, các xà gồ đặt theo phương cạnh ngắn của bản thang. Tách dải bản rộng b = 1m theo phương cạnh dài của bản thang để tính . Sơ đồ làm việc của ván khuôn là các dầm đơn giản kê lên 4 xà gồ đặt theo phương cạnh ngắn của bản thang, các xà gồ được đỡ bởi các cột chống. - Sơ đồ làm việc như dầm liên tục, nhịp tính toán bằng khoảng cách giữa các xà gồ l = 1,2 m. J = 28,48 (cm4); W = 6,55(cm3) Xác định tải trọng tác dụng lên ván khuôn: Tĩnh tải: + Trọng lượng bêtông cốt thép cầu thang: gtc1 = gbt .h = 2500 x 0,08 = 200 (kG/m2) gtt1 = gtc1.n = 200x1,2 = 240 (kG/m2) + Trọng lượng ván khuôn : gtc2 = gvk = 28,5 (kG/m2) gtt2 = gtc2.n = 28,5 x 1,1 = 31,35 (kG/m2) Tổng tĩnh tải : gtc = gtc1 + gtc2 = 200 + 28,5 = 228,5 (kG/m2) gtt = gtt1 + gtt2 = 240 + 31,35 =271,5 (kG/m2) Hoạt tải : Tải trọng do chấn động phát sinh khi đổ bêtông từ vòi phun : ptc1 = 400. = 400 (kG/m2) ptt1 = ptc1. n = 400.1,3 = 520 (kG/m2) Tải trọng do người và các thiết bị thi công : ptc2 = 250(kG/m2) ptt2 = 250 x 1,3 = 325(kG/m2) Tổng hoạt tải : ptc = ptc1 + ptc2 = 400 + 250= 650 (kG/m2) ptt = ptt1 + ptt2 = 520 + 325 = 845 (kG/m2) Tổng tải trọng tác dung : qtc = gtc + ptc = 228,5 + 650 = 878,5 (kG/m2) qtt = gtt + ptt = 271,5 + 845 = 1116,5 (kG/m2) Do mặt phẳng bản thang nghiêng so với mặt phẳng ngang nên tải trọng tác dụng lên ván khuôn được phân thành hai thành phần: N theo phương vuông góc với mặt phẳng bản thang, T song song với mặt phẳng bản thang. Vậy tải trọng tác dụng lên tấm ván khuôn: Ntc = 0,3.qtc.cos270 = 0,3 x 878,5 x cos270 = 234,82 (kG/m) Ntt = 0,3.qtt.cos270 = 0,3 x 1116,5 x cos270 =298,44 (kG/m) Ttc = 0,3.qtc.sin270 = 0,3 x 878,5 x sin270 = 119,64 (kG/m) Ttt = 0,3.qtt.sin270 = 0,3 x 1116,5 x sin270 =152,06 (kG/m) 6.2. Kiểm tra khả năng làm việc của ván khuôn: + Điều kiện bền : Với : (kG/cm2) < =2100(kG.cm2) Vậy: : đảm bảo điều kiện độ bền . + Điều kiện võng: Vì là dầm đơn giản:= (với qtc = Ntc =234,82 (kG/m)) = < Vậy : :đảm bảo điều kiện độ võng. Nên ta đặt 4 xà gồ với khoảng cách lớn nhất l =120cm là thỏa mãn. 6.3.Tính toán xà gồ : Sơ đồ làm việc, tải trọng tác dụng: Với cách đặt xà gồ theo phương cạnh ngắn của bản thang, tải trọng tác dụng lên xà gồ gây ra tác dụng uốn và nén trong xà gồ. Xà gồ dùng thép hình C8 có momen quán tính J = 89,4cm4, momen chống uốn W = 22,4cm3; b=40mm; h=80mm; F = 8,98 cm2 Sơ đồ tính xà gồ là dầm liên tục kê lên các gối tựa là các cột chống. Tải trọng gây uốn xà gồ : qtcu = = 878,5.cos270.0,9=702,068(kG/m) qttu = = 1116,5.cos270.0,9=895,3(kG/m) Trong đó: b=0,9m là bề rộng truyền lực vào xà gồ . Sơ đồ làm việc của xà gồ là dầm liên tục kê lên các cột chống xà gồ ÞXác định khoảng cách cột chống xà gồ. Xác định theo điều kiện bền: Với Mmax = Vì ván khuôn là thép CT3 nên =2100(kG/cm2) 2100l=229(cm) Theo điều kiện độ võng: Vì là dầm liên tục: = (với qtc = qutc = 702,07 (kG/m)) = ==204,5(cm) Vậy ta chọn khoảng cách của cột chống theo phương vuông góc với xà gồ bằng 200cm. Tức là khoảng cách của cột chống theo phương ngang là 200x cos270= 178cm. Ta chọn 140cm là đảm bảo ổn định.  6.4.Tính toán cột chống: Tải trọng tính toán tác dụng lên cột chống: P = qtt.lxg =1116,5 x 0,9x1 = 1004,85 (kG) Các đặc trưng hình học của tiết diện Ống ngoài: D= 60mm, d=50mm, =5mm J = 0,25.p(R4-r4) = 0,25.3,14.(34-2,54) =32,92cm4; F = p(R2-r2) =8,64 cm2 r == 1,95 cm Ống trong: D= 42mm, d=32mm, =5mm J = 0,25.p(R4-r4) =0,25.3,14.(2,14-1,64) =10,13cm4 ; F = p.(R2 - r2) =5,81 cm2 r == 1,53 cm Ống trong: Phần cột trên Chiều dài tính toán: l0 =m.l (Sơ đồ tính là 2 đầu khớp nên m=1) ÞChiều dài tính toán: l=l0=3300-80-55-80-1500 =1585(mm)= 158,5(cm) Với: 3300 : Chiều cao tầng nhà ( chiều cao mặt thang dưới đến mặt thang trên) 1500 : Khoãn cách từ chân cột đến vị trí giằng 80 : Chiều dày sàn bêtông cốt thép bản thang 55 : Chiều dày tấm ván khuôn 80 : Chiều cao xà gồ + Kiểm tra độ mảnh: l £ [l] =103,6 <150 thoã mãng điều kiện. Với: l = 103,6 Þ j = 0,576 + Kiểm tra theo cường độ: smax£ n.[s] =2100(KG/cm2) Mặt khác: smax===375,33 (kG/cm2 )< 2100 (KG/cm2) Vì cột trên tiết diện nhỏ hơn cột dưới nên ta kiểm tra ổn định cho cột trên thì cột dưới cũng ổn định Vậy tiết diện cột chống thỏa mãn điều kiện cường độ và ổn định. Chọn cột chống đơn định hình mã ký hiệu K-103 BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN THÂN THI CÔNG CỘT 1.Công tác gia công lắp dựng cốt thép: 1.1.Các yêu cầu khi gia công, lắp dựng cốt thép: + Cốt thép dùng phải đúng số hiệu, chủng loại, đường kính, kích thước và số lượng. + Cốt thép phải được đặt đúng vị trí theo thiết kế đã quy định. + Cốt thép phải sạch, không han gỉ. + Khi gia công cắt, uốn, kéo, hàn cốt thép phải tiến hành đúng theo các quy định với từng chủng loại, đường kính để tránh không làm thay đổi tính chất cơ lý của cốt thép. Dùng tời, máy tuốt để nắn thẳng thép nhỏ thép có đường kính lớn thì dùng vam thủ công hoặc máy uốn. + Các bộ phận lắp dựng trước không gây cản trở các bộ phận lắp dựng sau. 1.2.Biện pháp lắp dựng: + Sau khi gia công và sắp xếp đúng chủng loại ta dùng thăng tải đưa cốt thép đến vị trí sàn tầng cần thi công. + Kiểm tra tim, trục của cột, vận chuyển cốt thép đến từng cột, tiến hành lắp dựng dàn giáo, sàn công tác đã chọn. + Nối cốt thép dọc với thép chờ, nối buộc cốt đai theo đúng khoảng cách thiết kế, sử dụng sàn công tác để buộc cốt đai ở trên cao, mối nối buộc cốt đai phải đảm bảo chắc chắn để tránh làm sai lệch, xộc xệch khung thép. + Cần buộc sẵn các viên kê bằng bê tông có râu thép vào các cốt đai để đảm bảo chiều dày lớp bê tông bảo vệ, các điểm kê cách nhau 60cm. + Chỉnh tim cốt thép sao cho đạt yêu cầu để chuẩn bị lắp dựng ván khuôn. 2.Lắp dựng ván khuôn cột: 2.1 Yêu cầu chung: + Đảm bảo đúng hình dáng, kích thước cấu kiện theo yêu cầu thiết kế. + Đảm bảo độ bền vững, ổn định trong quá trình thi công. + Đảm bảo độ kín khít để khi đổ bê tông nước ximăng không bị chảy ra gây ảnh hưởng đến cường độ của bê tông. + Lắp dựng và tháo dỡ một cách dễ dàng. 2.2.Biện pháp lắp dựng: +Vận chuyển ván khuôn, cây chống lên đến sàn bằng cần trục tháp sau đó vận chuyển ngang đến vị trí các cột. + Lắp, ghép các tấm ván khuôn thành với nhau thông qua tấm góc ngoài, các nẹp góc, sau đó tra giun kẹp dùng búa gõ nhẹ vào giun kẹp đảm bảo chắc chắn. Ván khuôn cột được gia công ghép thành hộp 3 mặt, rồi lắp dựng vào khung cốt thép đã dựng xong, dùng dây dọi để điều chỉnh vị trí và độ thẳng đứng rồi dùng cây chống để chống đỡ ván khuôn sau đó bắt đầu lắp ván khuôn mặt còn lại. Dùng gông thép để cố định hộp ván khuôn, khoảng cách giữa các gông đặt theo thiết kế. + Căn cứ vào vị trí tim cột, trục chuẩn đã đánh dấu, ta chỉnh vị trí tim cột trên mặt bằng. Sau khi ghép ván khuôn phải kiểm tra độ thẳng đứng của cột theo hai phương bằng quả dọi. Dùng cây chống xiên và dây neo có tăng đơ điều chỉnh để giữ ổn định cho ván khuôn cột. Với cột giữa thì dùng 4 cây chống ở 4 phía, các cột biên thì chỉ chống được 3 hoặc 2 cây chống nên phải sử dụng thêm dây neo có tăng đơ để tăng độ ổn định. + Khi lắp dựng ván khuôn chú ý phải để chừa cửa đổ bê tông và cửa vệ sinh theo đúng thiết kế. 3. Công tác bê tông cột: 3.1.Công tác chuẩn bị: Chuẩn bị thùng đổ bê tông, máy đầm dùi, lắp dựng dàn giáo sàn thao tác. Sử dụng phương pháp đổ bê tông bằng cách bơm trực tiếp bê tông từ xe vận chuyển bê tông đến vị trí cần đổ. 3.2.Yêu cầu đối với vữa bê tông: + Vữa bê tông phải đảm bảo đúng các thành phần cấp phối. + Vữa bêtông phải được trộn đều, đảm bảo độ sụt theo yêu cầu quy định. + Đảm bảo việc trộn, vận chuyển, đổ trong thời gian ngắn nhất < 2 giờ . - Thi công: cột có chiều cao 3,6 m < 5 m nên có thể tiến hành đổ liên tục. - Bê tông được đổ từ xe trực tiếp đưa ống bơm vào các cột cần đổ, công nhân đứng trên sàn công tác điều chỉnh vòi phun vào cửa đổ bê tông. - Chiều cao mỗi lớp đổ từ 3040cm thì cho đầm ngay - Khi đổ bê tông cần chú ý đến việc đặt thép chờ cho dầm. - Đầm bê tông: + Bê tông cột được đổ thành từng lớp dày 30 40(cm) sau đó được đầm kỹ bằng đầm dùi. Đầm xong lớp này mới được đổ và đầm lớp tiếp theo. Khi đầm, lớp bê tông phía trên phải ăn sâu xuống lớp bê tông dưới từ 5 10 (cm) để làm cho hai lớp bê tông liên kết với nhau. + Khi rút đầm ra khỏi bê tông phải rút từ từ và không được tắt động cơ trước và trong khi rút đầm, làm như vậy sẽ tạo ra một lỗ rỗng trong bê tông. + Không được đầm quá lâu tại một vị trí, tránh hiện tượng phân tầng. Thời gian đầm tại một vị trí khoảng 30 giây. Đầm cho đến khi tại vị trí đầm nổi nước xi măng bề mặt và thấy bê tông không còn xu hướng tụt xuống nữa là đạt yêu cầu. + Khi đầm không được bỏ sót và không để quả đầm chạm vào cốt thép làm rung cốt thép phía sâu nơi bê tông đang bắt đầu quá trình ninh kết dẫn đến làm giảm lực dính giữa thép và bê tông. 4.Tháo dỡ ván khuôn cột: Do ván khuôn cột là ván khuôn không chịu lực nên sau hai ngày có thể tháo dỡ ván khuôn cột để làm các công tác tiếp theo: Thi công bê tông dầm sàn. - Trình tự tháo dỡ ván khuôn cột như sau: + Tháo cây chống, dây chằng ra trước. + Tháo gông cột và cuối cùng là tháo dỡ ván khuôn. THI CÔNG DẦM SÀN. Lắp dựng ván khuôn dầm sàn: 1.1.Yêu cầu kỹ thuật. - Sau khi đổ bê tông cột xong 1-2 ngày ta tiến hành tháo dỡ ván khuôn cột và tiến hành lắp dựng ván khuôn dầm sàn, trước tiên ta dựng hệ sàn công tác để thi công lắp dựng ván khuôn sàn. - Đặt các thanh đà ngang lên đầu trên của cây chống đơn, cố định các thanh đà ngang bằng đinh thép, lắp ván đáy dầm trên những xà gồ đó (khoảng cách bố trí xà gồ phải đúng với thiết kế). - Điều chỉnh tim và cao trình đáy dầm đúng với thiết kế . - Tiến hành lắp ghép ván khuôn thành dầm, liên kết với tấm ván đáy bằng tấm góc ngoài, thanh kẹp góc và chốt nêm . - Ổn định ván khuôn thành dầm b