Giáo trình Máy xây dựng (Phần 1)

1 UBND TỈNH NAM ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NAM ĐỊNH -----------o0o----------- GIÁO TRÌNH MÁY XÂY DỰNG 2 BÀI MỞ ĐẦU 0.1 KHÁI NIỆM MÔN HỌC 0.1.1 Khái niệm: Máy xây dựng là danh từ chung chỉ các máy và thiết bị phục vụ cho công tác xây dựng công trình như: Thuỷ lợi, Dân dụng, Giao thông vận tải, Hầm mỏ v.v. do vậy máy xây dựng có rất nhiều chủng loại và đa dạng. 0.1.2 Tình hình sử dụng máy xây dựng trong thi công: Để đáp ứng quá trình công nghệ trong xây dựng, máy xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu chung sau đây: - Về năng lượng: Chọn công suất động cơ hợp lý, cơ động, tiết kiệm. - Kích thước: Gọn nhẹ, dễ vận chuyển và thi công được ở địa bàn chật hẹp. - Về kết cấu- công nghệ: Có độ bền, tuổi thọ cao công nghệ tiên tiến. - Về yêu cầu khai thác: Đảm bảo năng suất cao, chất lượng thi công tốt có thể phối hợp làm việc với các loại máy khác, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng, có khả năng dự trữ nhiên liệu để làm việc trong thời gian tương đối dài (một đến vài ca máy liên tục). - Sử dụng thuận tiện, an toàn, tự động hoá cao. - Không ảnh hưởng môi trường xung quanh. - Về kinh tế: Giá thành một đơn vị sản phẩm thấp. Ngày nay nhờ sự phát triển của khoa học công nghệ, các máy xây dựng hiện đại phần lớn đếu có thể đáp ứng được hầu hết các yêu cầu trên. Trước hết phải kể đến xu hướng tăng năng suất, tự động hoá điều khiển, dẫn động thuỷ lực, dẫn động điện thay cho dẫn động cơ khí, các cơ cấu công tác được cải tiến, tác động hiệu quả vào đối tượng thi công, cải thiện điều kiện và môi trường làm việc. 0.2 ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG BẰNG MÁY 0.2.1 Đặc điểm: Công tác làm đất chiếm một khối lượng lớn trong toàn bộ khối lượng xây dựng các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, dân dụng, giao thông v.v...Đây là một trong những công việc nặng nhọc và phức tạp. Trong các công trình xây dựng đất là đối tượng gia công với những phương pháp và mục đích khác nhau, nhưng xét cho kỹ, ta có thể thu gọn bằng các công đoạn: đào, vận chuyển, đắp, san phẳng và đầm nén. Đào phá đất là tách đất ra khỏi khối đất nguyên thổ là một công đoạn chủ yếu của quá trình gia công đất. Gần 80% khối lượng đào và vận chuyển đất được thực hiện bằng phương pháp cơ học, nhờ tác động trực tiếp của bộ phận công tác của máy làm đất với đất. Phần lớn bộ phận công tác của máy làm đất vừa có nhiệm vụ đào đất vừa có nhiệm vụ di chuyển đất. Việc san, đầm đất để giảm thể tích và tăng khối lượng riêng của đất, thường sử dụng máy chuyên dùng, hoặc có thể dùng chính trọng lượng bản thân của máy đào chuyển trong quá trình làm việc. 0.2.2 Ưu nhược điểm khi sử dụng máy trong xây dựng: Khi sử dụng máy xây dựng có những ưu nhược điểm sau: - Ưu điểm: + Thi công khối lượng công việc lớn, thời gian thi công nhanh, + Chất lượng thi công tốt. + Giá thành sản phẩm rẽ so với thi công bằng thủ công. - Nhược điểm: + Chi phí đầu tư lớn. + Công tác quản lý an toàn khá phức tạp trong thi công và trong lưu thông. + Nếu thiếu công việc làm có thể dẫn đến lỗ. Do chi phí khấu hao lớn. 3 Chương I MÁY LÀM ĐẤT 1.1 MÁY ĐÀO ĐẤT Máy đào là một trong những loại máy chủ đạo trong công tác làm đất nói riêng và trong công tác xây dựng nói chung. Máy đào đất chuyên làm nhiệm vụ khai thác đất và đổ vào phương tiện vận chuyển, hoặc chúng tự đào và vận chuyển đất trong phạm vi cự ly ngắn như đào đắp kênh mương. 1.1.1. Phân loại: Dựa vào tính chất làm việc và số gầu người ta chia ra làm 2 loại: + Máy đào một gầu; + Máy đào nhiều gầu. Theo dung tích gầu đào người ta chia ra các loại: + Máy đào loại nhỏ : có dung tích gầu từ 0.15  1.00m3; + Máy đào loại trung : có dung tích gầu từ 1.25  4.00m3; + Máy đào loại lớn : có dung tích gầu trên 4.00m3. Theo cấu tạo bộ di chuyển chia ra: + Máy đào bánh xích; + Máy đào bánh lốp. Ngoài ra còn phân loại theo cơ cấu điều khiển gồm: + Máy đào điều khiển cơ học; + Máy đào điều khiển thuỷ lực; + Máy đào điều khiển hổn hợp. 1.1.2 Máy đào một gầu: 1. Máy đào gầu ngửa (gầu thuận) a. Đặc diểm làm việc. Máy đào gầu ngửa thường dùng để đào đất ở mức cao hơn mặt bằng máy đứng, phục vụ trong khai thác đất, đá tơi, cát hoặc xúc vật liệu rời v.v. Máy đào gầu ngửa có các loại: máy đào gầu ngửa điều khiển bằng thuỷ lực; máy đào gầu ngửa điều khiển bằng cáp. Hiện nay máy đào gầu ngửa điều khiển bằng thuỷ lực được sử dụng rộng rãi hơn so với máy đào gầu ngửa điều khiển bằng cáp. Ta xÐt lo¹i dÉn ®éng thuû lùc v× lùc ®ào khoÎ, kÕt cÊu gän. b. Cấu tạo Xem s¬ ®å cÊu t¹o 1. GÇu; 2. Tay quay gÇu; 3. Xi lanh thuû lùc quay gÇu; 4. Tay ®Èy; 5. Xi lanh n©ng h¹ gÇu; 6. CÇn; 7. Xi lanh n©ng cÇn; 8. M¸y c¬ së 4 Các thông số làm việc cơ bản của máy đào gầu ngửa: + R - Bán kính đào nhỏ nhất; + R2 - Bán kính đào lớn nhất; + R1 - Bán kính xả đất lớn nhất. + H - Chiều cao xả đất lớn nhất; + Hmax- Chiều cao nâng gầu lớn nhất. 2. Máy đào gầu sấp (gầu ngược): a. Cấu tạo. 1 - M¸y c¬ së ; 2 - CÇn ; 3 - §«i xi lanh n©ng cÇn ; 4 - Xi lanh quay tay ®Èy ; 5 - Tay ®Èy ; 6 - Xi lanh xoay gàu ; 7 - §ßn bÈy ; 8 - G ầu. b. đặc điểm làm việc. Máy đào gầu sấp thường dùng để đào rãnh, kênh mương, hố móng, xúc vật liệu. . . Nơi nền đất đào thấp hơn mặt bằng máy đứng, hoặc có thể đào đất ở mức cao hơn mặt bằng máy đứng như đối với gầu ngửa. Máy đào gầu sấp có các loại: máy đào gầu sấp điều khiển bằng thuỷ lực và máy đào gầu sấp điều khiển bằng cáp. Hiện nay máy đào gầu sấp điều khiển bằng thuỷ lực được sử dụng rộng rãi hơn so với máy đào gầu sấp điều khiển bằng cáp. c. Các thông số làm việc cơ bản của máy đào gầu sấp: + R1 - Bán kính đào; + H2 - Chiều cao đổ; + h - Chiều sâu đào. 3. Máy đào gầu quăng (gầu dây): a. Điều kiện làm việc.Máy đào gầu quăng còn gọi là máy đào gầu dây hay gầu kéo, thường dùng để nạo vét ao, hồ, sông, kênh, rạch, đào hố móng rộng, gom vật liệu rời v.v. . . nơi nền đất đào thấp hơn mặt bằng máy đứng. b. Nguyên lý làm việc. Do đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc và phạm vi ứng dụng máy đào gầu quăng chỉ có dẫn động cơ học vớí dung tích gầu từ 0,33 m3 . 5 Thời gian một chu kỳ của máy đào gầu quăng thường lớn hơn máy đào gầu ngửa khoảng 812% đối với máy đào có công suất nhỏ; 1520% đối với máy đào xây dựng. c. Cấu tạo. 4. Máy đào gầu ngoạm: a. điều kiện làm việc. Máy đào gầu ngoạm thường dùng để đào đất mềm, vét kênh mương, khai thác bùn, cát sói ở dưới nước, xúc vật liệu rời v.v. b. Nguyên lý làm việc .Bộ công tác của máy đào gầu ngoạm: gầu gồm 2 nửa, liên kết với đầu dưới có gắn puly bằng khớp bản lề và liên kết với thanh giăng cũng nhờ khớp bản lề. Khi máy bắt đầu làm việc, gầu nâng lên cao ở trạng thái mở do cáp đóng mở gầu được nhả ra. Thả đồng thời hai cáp nâng và cáp đóng mở gầu, gầu rơi xuống, răng gầu cắm vào đất. Kéo cáp lên, răng gầu cùng với 2 nửa gầu xếp lại, ngoạm đất vào trong gầu. Khi kéo căng cáp, gầu được khép kín, kéo căng đồng thời cả 2 cáp, gầu được nâng lên cao. Sau khi đổ đất xong, quay máy về vị trí đào để tiếp tục chu kỳ làm việc mới. Ngoài loại máy đào gầu ngoạm điều khiển bằng cáp, máy đào gầu ngoạm điều khiển bằng thuỷ lực cũng được dùng phổ biến. c. Cấu tạo. 1 - gàu ; 2 - CÇn ; 3 - C¸p n©ng gàu ; 4 -C¸p khÐp më m¸ gàu , 5 - C¸p n©ng cÇn ; 6 - M¸y c¬ së ; 7 - Thanh gi»ng. 1.1.3. Lựa chọn máy đào: Việc lựa chọn loại máy đào để thi công là nhiệm vụ quan trọng của người cán bộ phụ trách tổ chức thi công. Năng suất có cao, hiệu quả sử dụng máy có tốt hay không một phần là do người cán bộ kỹ thuật quản lý sử dụng máy có nắm vững tính năng kỹ thuật, điều kiện sử dụng máy đến mức độ nào. Đối với việc lựa chọn máy đào ta cần quan tâm đến các yếu tố: khối lựơng công tác, dạng công tác, loại đất, điều kiện chuyên chở, thời hạn thi công. 6 Khi thi công đất máy đào một gầu, cần trang bị đồng bộ các bộ phận công tác thay thế như gầu ngửa, gầu sấp, gầu quăng, thiết bị đóng cọc v.v. . . Nên dùng máy đào bánh xích trong các trường hợp: - Khối lượng thi công đất tập trung: Máy ít di chuyển. - Thi công trên nền đất yếu: Máy đào ổn định khi làm việc và di chuyển. - Khi nền thi công là đất đá nhám: Máy đào bánh lốp sẽ mòn lốp rất nhanh. Nên dùng máy đào bánh lốp trong các trường hợp: - Thi công trên nền có khả năng chịu tải cao. - Khối lượng thi công không tập trung. - Thi công ở các nơi thường xuyên di chuyển trên mặt đường nhựa. Chọn máy đào theo khối lượng thi công: Bảng: 1- 1 Khối lương đất thi công hàng tháng (m3) Máy đào có dung tích gầu (m3) Tới 20.000 0,40,65 20.000  60.000 11,6 60.000100.000 1,62,5 Lớn hơn 100.000 2,5 và lớn hơn 1.1.4. Tnh năng suất và biện pháp nâng cao năng suất máy đào một gầu: 1. Tính năng suất của máy đào một gầu: Năng suất của máy đào một gầu được tính theo công thức sau: tck tgd kT kkq Q . ...3600  (m3/h) (1-1) Trong đó: q - dung tích gầu, (m3 ). kđ - hệ số làm đầy gầu. ktg - hệ số thời gian sử dụng máy; (ktg= 0,200,25) kt - hệ số tơi xốp của đất. Tck - thời gian thực hiện một chu kỳ làm việc; (s) Tck = Tđ + Tq + Td + T qv (s) (1- 2) Tđ : thời gian đào; 30 (s) Tq : thời gian quay có tải; 20(s) Td : thời gian dỡ tải; 15 (s) Tqv : thời gian quay về khoang đào. 15 (s) Bảng tra các hê số kđ , kt : Bảng: 1- 2 Hệ số làm đầy gầu. Loại đất Hệ số tơi kt Hệ số làm đầy gầu kđ Gầu ngửa và gầu sấp Gầu quăng Gầu ngoạm I. Cát, Á cát Đất canh tác, than bùn 1,081, 05 1,201, 0,951, 05 1,151, 0,800 ,90 1,101 0,700, 80 0,80 7 30 25 ,20 II.Ásét vàng, hoàng thổ lẫn sỏi kích thước cở tới 15 mm 1,141, 28 1,201, 40 1,151 ,25 0,901, 00 III. Sét béo, Á sét nặng 1,201, 24 1,101, 20 1,151 ,25 0,901, 00 IV. Sét khô, á sét lẫn sỏi hoàng thổ khô 1,261, 32 1,331, 37 0,951, 10 0,901 ,00 0,600, 70 V. Đất đồi khô cứng 1,301, 45 0,951, 10 0,901 ,00 0,600, 70 VI. Đất đồi núi nổ mìn 1,401, 50 0,800, 90 0,600 ,80 0,400, 50 2. Các biện pháp nâng cao năng suất cho máy đào một gầu: Qua công thức (1-1) ta thấy: Năng suất của máy đào một gầu phụ thuộc vào các đại lượng đó là hệ số làm đầy gầu (kđ) và phụ thuộc vào thời gian thực hiện 1 chu kỳ làm việc của máy (Tck). Do vậy muốn nâng cao năng suất của máy đào một gầu cần phải tăng hệ số làm đầy gầu và rút ngắn thời gian chu kỳ (Tck) làm việc. -Tuỳ theo mỗi loại đất, đá mà thay thế loại răng gầu, kích thước gầu cho hợp lý. Khi khai thác đá, quặng phải được làm tơi, xốp trược khi đào. - Tổ chức tốt các phương tiện vận chuyển làm sao được liên tục, không để xảy ra trường hợp máy đào phải chờ ô tô. - Chuẩn bị chổ đứng làm việc thuận lợi, tránh ghồ ghề và dốc nghiêng. - Chọn phương tiện vận chuyển tốt, phù hợp với dung tích của gầu. - Sử dụng công nhân vận hành máy có tay nghề bậc cao để giảm bớt thời gian thực hiện chu kỳ làm việc của máy. 1.1.5 Máy đào nhiều gầu: Máy đào nhiều gầu là loại máy làm đất, hoạt động liên tục, có năng suất cao. Máy đào nhiều gầu thường dùng để đào rãnh đặt cáp ngầm, đường ống nước, kênh mương, nạo vét luồng lạch. Đặc biệt được sử dụng nhiều trong khai thác đất, khai thác khoáng sản lộ thiên. Tương tự như máy đào một gầu, mỗi một gầu của máy đào nhiều gầu (thông thường có từ 1024 gầu trên một máy) cũng làm việc theo một chu kỳ nhất định. 8 1. 2 MÁY CẠP 1.2.1 Phân loại: 1- Theo hình thức di chuyển: + Máy cạp tự hành + Máy cạp không tự hành. 2- Theo kết cấu bộ phận di chuyển: + Máy cạp bánh xích. + Máy cạp bánh lốp. 3- Theo dung tích thùng chứa: + Loại nhỏ :< 2,5 m3 + Loại trung bình :2,5  10 m3 + Loại lớn : > 10 m 3 4- Theo đặc tính thiết bị điều khiển: + Máy cạp điều khiển bằng cơ học. + Máy cạp điều khiển bằng thuỷ lực. 1.2.2 Máy cạp kiểu rơmoóc: Máy cạp kiểu rơmoóc có thùng cạp tách rời, khi làm việc, thùng cạp được máy kéo (thường là máy kéo bánh xích). 1.2.3 Máy cạp kiểu nửa rơmoóc: Có đầu máy gắn liền với thùng cạp 1.2.4 Máy cạp kiểu tự hành: Có bộ phận chuyển động độc lập cho từng cơ cấu riêng biệt và một hệ thống động cơ riêng cho bánh xe 1.2.5.Lựa chọn máy cạp: Khi lựa chọn máy cạp cỡ nhỏ, nên chọn kiểu thùng đổ tự do về phía sau. Với máy cỡ lớn cần trang bị hệ thống đưa đất vào thùng và đổ cưỡng bức. Các loại máy cạp cỡ vừa dẫn động bằng thuỷ lực được đánh giá cao về hiệu quả kinh tế kỹ thuật. Cấu tạo và nguyªn lý làm việc. a. CÊu t¹o. 9 1 - §Çu m¸y kÐo ; 2 - Trôc nèi ; 3 - Khung kÐo ; 4 - N¾p thïng ; 5 - Thïng ; 6 - Xi lanh ®ãng më n¾p ; 7 - B¸nh sau (bÞ ®éng) ; 8 - TÊm ®Èy ; 9 – Thµnh g¹t (dì) ; 10 - Dao c¾t ; 11 -Khung treo thïng ; 12 - Xi lanh n©ng h¹ thïng ; 13 - Xi lanh l¸i h­íng m¸y ; 14 - B¸nh trứíc (chñ ®éng). b. Nguyªn lý ho¹t ®éng. 10 1.2.6 Tính năng suất và biện pháp nâng cao năng suất: 1. Công thức tính năng suất của máy cạp: Năng suất của máy cạp được xác định theo công thức: tck tgd kT kkq Q . ...3600  ; (m3/h) (1- 4) Trong đó : q - dung tích thùng cạp, (m3 ). kđ - hệ số làm đầy thùng; đối với đất nhẹ kd = 1,05; đối với đất trung bình kd = 0,90; đối với đất đầm chặt kd = 0,80. ktg - hệ số thời gian sử dụng máy. kt - hệ số tơi xốp của đất; ( xem bảng: (1-2) phần máy đào). Tck - thời gian thực hiện một chu kỳ làm việc của máy; (s). tttttTck 20321  ; (s) (1- 5) 11 t1 = 1 1 v l thời gian đào đất. t2 = 2 2 v l thời gian vận chuyển đất. t3 = 3 3 v l thời gian đổ đất. t0 = 0 0 v l thời gian trở về chổ đào. Với: l1, l2, l3, l0 chiều dài đường đào, vận chuyển, đổ đất, trở về chổ đào; (m). v1, v2, v3, v0 : vận tốc tương ứng với các cự ly trên; (m/s). t: thời gian quay đầu máy; (3040s) 2. Các biện pháp nâng cao năng suất cho máy cạp: Qua công thức (1-4) ta thấy: Năng suất của máy cạp phụ thuộc vào các đại lượng đó là hệ số làm đầy thùng (kđ) và phụ thuộc vào thời gian thực hiện 1 chu kỳ làm việc của máy (Tck). Do vậy muốn nâng cao năng suất của máy cạp cần phải tăng hệ số làm đầy thùng và rút ngắn thời gian chu kỳ làm việc (Tck). Điều này phụ thuộc vào yếu tố kết cấu của máy cạp và tổ chức thi công. Ở đây ta xét tới khả năng tổ chức thi công để làm tăng năng suất của máy cạp. 1.3 MÁY ỦI 1.3.1 Máy ủi có bàn ủi cố định Lưỡi ben và khung đẩy lắp cố định. Các loại máy ủi này không có khả năng điều chỉnh quay được lưỡi ben, góc cắt chỉ có thể quay xung quanh trục ngang song song với mép lưỡi ben. 1.3.2 Máy ủi có bàn ủi quay Có cấu tạo lưỡi ben và khung đẩy lắp không cố định. Các loại máy ủi vạn năng lắp lưỡi ben thẳng góc với hướng chuyển động của máy kéo và điều chỉnh được góc cắt của lưỡi ben, đồng thời máy ủi vạn năng có khả năng quay lưỡi ben ở trong hai mặt phẳng: mặt phẳng ngang và mặt phẳng đứng. 1.3.3 Lựa chọn máy ủi: Khi lựa chọn máy ủi để thi công, nên ưu tiên lựa chọn máy ủi điều khiển bằng hệ thống thuỷ lực vì: - Kết cấu gọn, điều khiển chính xác nhẹ nhàng. - Lực ấn lưỡi ben xuống nền đất đào lớn nhờ lực đẩy của xy lanh thuỷ lực. - Tuổi thọ cao, bảo dưỡng đơn giản v.v. . Ngoài ra, tuỳ theo đặc điểm thi công công trình mà lựa chọn máy ủi: - Thi công các công trình phức tạp, nên chọn loại máy ủi vạn năng. - Thi công ở các vùng đồi núi: Nên chọn máy ủi có bộ di chuyển bằng xích, vì nó có khả năng bám tốt và độ ổn định cao. - Thi công ở vùng đồng bằng, thi công trên các đường giao thông đã thảm nhựa: Nên chọn máy ủi bánh lốp, vì nó di chuyển nhanh, nhẹ nhàng. 12 1 - Khung ®Èy (khung tr­íc) ; 2 - Thanh chèng ; 3 – L­ìi ñi ; 4 - Xi lanh n©ng h¹ l­ìi 5 - M¸y c¬ së ; 6 - Mãc kÐo ; 7 - Khung sau . 1.3.4 Tính năng suất và biện pháp nâng cao năng suất cho máy ủi: 1. Tính năng suất của máy ủi: Năng suất của máy ủi được xác định theo công thức sau: ck tgd T kkV Q ...3600  ; (m3/h) (1- 6) Trong đó : V - thể tích khối đất trước lưỡi ben của một chu kỳ làm việc; (m3) to ktg HL V .2 . 2   (m3) (1- 7) L - chiều dài lưỡi ben; (m) H - chiều cao lưỡi ben; (m) 0 - góc chảy tự nhiên của khối đất trước lưỡi ben khi ủi ( 0  45 0 ); (độ) kt - hệ số tơi của đất; (xem bảng (1- 2) ở phần máy đào). kđ - hệ số phụ thuộc vào địa hình. ktg - hệ số thời gian sử dụng máy; (thường lấy ktg = 0,750,85 ) Tck - thời gian thực hiện một chu kỳ làm việc của máy; (s). ttttttT hcck 2021  (s) (1- 8) 1 1 1 v l t  :thời gian đào; (s) 2 2 2 v l t  :thời gian chuyển đất; (s) 0 0 0 v l t  :thời gian lùi về chổ đào; (s) tc: thời gian sang số (tc  5 s); (s) th: thời gian hạ lưỡi ben (th  1,52,5 s); (s) 13 t : thời gian máy quay đầu (t  10 s); (s) l1, l2 , l0:lần lượt chiều dài quãng đường đào, vận chuyển,và trở về chổ đào, (m). v1, v2 , v0 : Vận tốc tương ứng với các quảng đường trên; (m/s). Bảng tra hệ số phụ thuộc địa hình kd : Bảng: 1- 3 Độ dốc i% kđ ≤ 2% 3% 6% 10% 15% Ủi lên dốc 1,00 0,90 0,85 0,70 0,60 Ủi xuống dốc 1,00 1,10 1,20 1,50 1,70 2. Các biện pháp nâng cao năng suất cho máy ủi: Qua công thức(1- 6) ta thấy, năng suất của máy ủi phụ thuộc vào các đại lượng: - Thể tích khối đất trước lưỡi ben của một chu kỳ làm việc (V); - Hệ số phụ thuộc vào địa hình (kđ); - Hệ số thời gian sử dụng máy (ktg ); - Thời gian thực hiện một chu kỳ làm việc của máy (Tck). Do vậy muốn nâng cao năng suất của máy ủi cần phải tăng (V); Bố trí thi công hợp lý với địa hình có lợi nhất để chọn được hệ số (kđ) lớn nhất; Tận dụng tối đa thời gian hiệu ích làm việc của máy, để tăng hệ số (ktg ) và giảm (Tck ). 1.4 CÁC MÁY LÀM ĐẤT KHÁC 1.4.1 Máy xới tơi đất: Trong thi công nếu gặp trường hợp đất cứng (đất từ nhóm IV trở lên) nếu để các máy đào làm việc thì hiệu quả không cao, khi đó người ta phải dùng máy xới tơi trước. Máy xới tơi có hai loại: máy xới kiểu bàn húc và máy xới kiểu lưỡi cày. 1.4.2 Máy bào đất: Là loại máy đào nhưng do đặc điểm công tác của nó mà trong khi đào máy có thể tạo thành mặt phẳng khá nhẵn ở nơi đào (nếu là gầu lưỡi liềm) hoặc là xới tơi đất (nếu là lưỡi răng) 14 Máy san đất: Máy san chủ yếu dùng để san nền móng công trình, nhất là trong thi công làm đường giao thông, ngoài ra nó còn làm được các công việc khác: xới đất, bào cỏ, đào rảnh thoát nước hai bên lề đường, bạt ta-luy, san rải đá dăm, cát v.v. 1.5 MÁY ĐẦM ĐẤT 1.5.1 Bản chất về đầm nén đất, công dụng và phân loại: 1. bản chất về đầm nén đất. Đầm đất là tác dụng lên đất các tải trọng lặp đi lặp lại để gây cho đất hai loại biến dạng: thuận nghịch và không thuận nghịch. Biến dạng thuận nghịch (biến dạng đàn hồi) là biến dạng thôi không tác dụng tải trọng, đất lại trở về hình dạng ban đầu. Biến dạng không thuận nghịch là biến dạng là biến dạng thôi không tác dụng tải dụng, đất không có khả năng trở về hình dạng ban đầu. Mục đích của việc đầm đất là tác dụng tải trọng đầm để tạo ra biến dạng dư của đất là lớn nhất. Sức bền của các hạt đất lớn hơn rất nhiều lực liên kết giữa chúng. Vì vậy khi đầm, tải trọng đầm thắng lực liên kết là lực ma sát giữa các hạt đất, đẩy chúng dịch chuyển lại gần nhau, đẩy nước và không khí ra ngoài để làm chặt đất chứ không phải phá vỡ bản thân các hạt đất. Thời gian đầm đất: khi đầm đất biến dạng của đất tăng theo thời gian, vì vậy cần tác dụng tải trọng lặp đi lặp lại, đủ thời gian để gây biến dạng dư. Nếu thời gian ngắn quá thì biến dạng sẽ là thuận nghịch, làm giảm hiệu quả đầm. Nếu thời gian quá dài sẽ làm giảm năng suất đầm. 2. Công dụng của đầm nén đất. Là làm cho chặt đất, làm tăng dung trọng của đất trong công trình được đầm nén, chống thấm, chống nứt nẻ bề mặt, làm tăng khả năng chịu tải của công trình. 3. Phân loại. a. Theo khả năng di chuyển: Máy lu tự hành, máy lu không tự hành b. Theo cấu tạo đầm: Lu bánh thép, lu chân cừu, lu bánh lốp.( Đầm lăn ép) c. Đầm động học: Đầm rơi. d. Đầm chấn động: Đầm rung. 1.5.2 Máy đầm lăn ép (Máy đầm tĩnh học). 1. Máy đầm lăn mặt nhẵn Máy đầm lăn mặt nhẵn được dùng phổ biến và có hiệu quả để đầm lèn mặt đường đá dăm, đường nhựa và đầm mặt nền xây dựng các công trình nhà cửa v.v... Loại đầm này ít sử dụng để đầm các công trình đê, đập đất vì: Bề mặt lớp đất đắp sau khi đầm đễ trở thành nhẵn mặt làm cho lớp đất đắp tiếp theo khó dính kết với lớp dưới, chiều sâu ảnh hưởng đến sự đầm chặt nhỏ (1525cm). Mặc khác, tốc độ đầm chậm, ít cơ động, năng suất thấp. 15 2. Máy đầm lăn chân dê Đầm chân dê chỉ có kéo theo, do vậy phải dùng máy kéo để kéo đầm. Đối với những mặt bằng thi công rộng, để tăng năng suất thi công và chất lượng đầm người ta thường móc nối nhiều máy đầm cho một máy kéo. Đầm chân dê có các ưu điểm: - Chiều sâu ảnh hưởng đến sự đầm chặt do áp suất nén tập trung ở các vú đầm. - Cấu tạo đơn giản, rẻ tiền và năng suất đầm tương đối cao. Đầm chân dê thường dùng thi công các công trình thuỷ lợi đê, đập v.v. Bề mặt lớp đất đắp sau khi đầm không nhẵn mặt làm cho lớp đất đắp tiếp theo đễ dính kết với lớp dưới. Tuy nhiên đầm chân dê cũng có một số nhược điểm: - Vận chuyển khó khăn. - Chỉ thích ứng với đất ẩm trung bình - Lớp đất đầm cùng một lượt thì phía dưới chặt, phía trên ít chặt hơn. 3. Máy đầm lăn bánh hơi Máy đầm bánh hơi bộ công tác của nó là các bánh lốp. Các bánh này được lắp thành một hàng hoặc hai hàng trên một trục hoặc hai trục. Thùng xe để chứa đất, đá hoặc phiến gang, bê tông đúc sẵn v.v. có thể đặt vào và lấy ra dễ dàng để điều chỉnh lực đầm. Sử dụng đầm bánh lốp có ưu điểm là thích ứng với mọi loại đất, do tăng giảm được trọng lượng và áp suất hơi trong bánh lốp. Chất lượng đầm tốt, vận chuyển dễ dàng, thuận tiện. Chiều sâu ảnh hưởng đến sự đầm chặt đạt từ 4045cm. Máy lu bánh lốp có 2 loại: không tự hành và tự hành. 16 1.5.3 Máy đầm nện (Máy đầm chấn động). 1. Đầm búa treo: Loại đầm này thường dùng để đầm đất nơi có mặt bằng hẹp, sâu mà các máy khác không đầm được như: Hố móng, vách tường chắn đất. Năng suất loại máy này thấp nhưng có ưu điểm không đòi hỏi độ ẩm quá nghiêm ngặt. S¬ ®å cÊu t¹o 1 - Qu¶ ®Çm ; 2 - èng dÉn ®Çm ; 3 - C¸c c¸p n©ng ®Çm ; 4 - C¸c rßng räc ®ì c¸p ; 5 - B¸nh lÖch t©m ; 6 - Hép gi¶m tèc ; 7 - Khung treo c¸p ; 8 - M¸y c¬ së. 2. Đầm nổ đốt trong: Khi hổn hợp nhiên liệu và khí cháy nổ trong xy lanh làm cho pittông nhảy lên cao từ 3050 cm, rồi từ đó rơi xuống đế đầm để đầm đất, trong quá trình đó nó cũng làm cho đầm di chuyển về phía trước khoảng 12 15 cm. Đầm nổ đốt trong Đầm đất Mikasa MT-72FW ( MACHINERY SHOWROOM ) ( MACHINERY SHOWROOM ) 17 Xem hình đầy đủ Xem hình đầy đủ Giá cho mỗi đơn vị (cái): Liên hệ để biết giá Sản phẩm đầm đất MIKASA bao gồm động cơ xăng, động cơ Diesel, và Motor điện. Sản phẩm này rất phong phú về chủng loại, có loại nhẹ nhất là 48 Kg cho đến loại có trọng l là 92 kg. Do đó, quý khách hàng tùy theo tính chất của công việc mà có thể lựa chọn cho mình sản phẩm cần thiết. MIKASA tamping rammer is designed with gasolene engine, diesel engine and electric motors. This product is diveriform including from the lightest type 48 Kg to the heaviest type 92 Kg. So, customers can choose the most suitable one for their work. 18 19 TAMPING RAMMER, Four-cycle Petrol Engine, 285mm foot Model:MT-72FW Product nos:51188, 51189, 51198, 51198, 51239, 51242, 51243, 51244, 51245 Most suitable for compacting cohesive and granular soils in narrow confined area Most ideal for compacting trenches, backfills, asphalt patching work and others *Double-cleaner (main cleaner and pre-cleaner = Four filtration) trap airborne dirt and dust particles. Pre-cleaner holds dirt and dust mostly and It reduces maintenance at main cleaner. *Mikasa original vertical Throttle Lever (Rack-and Pinion type) - easier to use and more durable *Impact Force is adjustable with variable Jumping stroke that can be set by throtte control. *Poly Fuel Tank - Corrosion Proof( High-density Polyethylene ) Tough Bellows The rib (Honeycomb shape) strengthen the bellows to become durable 20 against external shock. This is with patent. Option Convenient Lift Handle in loading the rammer (Features and specifications are subject to change without notification.) Dimensions (L x W X H) A(HEIGHT) B(WIDTH) C(LENGTH) D E 1045 415 730 285 340 Operating Weight 74kg Jumping Stroke 50-80 mm Impact Force 13.7 kN 1,400kgf Impact Number per min. 640 - 680 21 Fuel Capacity 2.5 liters Engine Type Air-cooled, 4 cycle, Petrol(Gasoline) Model Robin EH12-2D Max. output 2.6 kW (3.5PS) Impact Force is measured at Mikasa in comply with CIMA-LEMB Weight is measured in comply with Directive EN500-4 3. Máy đầm rung: Máy đầm rung làm việc nhờ lực rung, loại đầm này sử dụng có hiệu quả đối với đất có kích thước hạt khác nhau và lực liên kết nhỏ. Vì vậy nó thích hợp nhất đối với đất cát, á cát, đá dăm nhỏ, sỏi. Còn đất dính và khô như đất sét thì dùng máy đầm rung không thích hợp. Máy đầm rung có hai loại: tự hành nhờ động cơ di chuyển hoặc nhờ lực cản định hướng và loại không tự hành. ở loại không tự hành, máy chỉ rung động thuần tuý, máy muốn di chuyển phải nhờ đầu kéo hoặc người đẩy. Khi sử dụng các loại máy đầm này thì độ ẩm của đất đòi hỏi phải lớn hơn khi sử dụng các loại đầm tĩnh và động khoảng từ 1012%. Bộ phận chính của máy đầm là bàn đầm, dao động của bàn đầm do bộ phận bánh lệch tâm tạo ra. Khi thay đổi vị trí của bộ phận gây rung so với bàn đầm sẽ xuất hiện thành phần nằm ngang của lực Q làm cho máy có thể di chuyển theo hướng của thành phần lực này. Động cơ đặt trên vỏ che được cách ly với bàn đầm bằng lò xo hoặc đệm cao su. Nhờ bộ truyền chuyển động quay cho bộ gây rung đặt trên bàn rung. Để điều khiển máy đầm dùng tay đẩy gắn trên vỏ đầm và cũng được cách ly với bàn đầm bằng bộ giảm chấn. Người ta đã kết hợp giữa phương pháp rung và tĩnh học để chế tạo ra các loại máy đầm rung(lu rung) tự hành cho năng suất và chất lượng thi công rất cao. 1 - §éng c¬ ®iÖn ; 2 - D©y ®ai truyÒn ®éng ; 3 - Qu¶ l¨n ; 4 - C¬ cÊu ®iÒu chØnh lùc ®Çm ; 5 - Gi¸ ®ì trôc ; 6 - Khung kÐo ; 7 - Mãc kÐo ; 8 - Trôc quaylÖch t©m ; 9 - Bàn g¹t ®Êt dÝnh. 1.5.4. Chọn máy đầm: Khi chọn máy đầm trước hết cần căn cứ vào chất đất và yêu cầu về chất lượng đầm để có quyết định tổng quát về phương pháp đầm, loại máy đầm để sử dụng đầm. 22 Có thể so sánh ưu điểm của các loại đầm theo bảng sau: Bảng: 1- 4 Hiệu quả Loại máy đầm Chiều sâu ảnh hưởng của đầm (mm) Loại đất Số lần đầmqua mộtchổ Năng suất Đầm tĩnh 150 400 Gần như tất cả 6  8 Trunh bình Máy đầm chấn đông (trừmáynénbê tông ) 500  700 Đất rời,cát, đất lẫncát,cuội,sỏi 3  5 Cao Đầm rơi 800  1500 Tất cả 6  8 Thấp Đối với các loại đất cát đặc biệt ở trạng thái khô, tốt nhất nên chọn máy đầm rơi hoặc đầm rung. Với các loại đất dính, nên chọn đầm bánh thép hoặc đầm rơi. Nếu hàm lượng nước trong đất tương đối cao thì có thể chọn đầm bánh hơi. 1.5.5 Tính năng suất và biện pháp nâng cao năng suất cho máy đầm: 1. Tính năng suất của máy đầm lăn ép. Năng suất của máy đầm lăn ép được tính theo công thức sau: 1 )( 3600 k t V L n hbBL Q q        (m3/h) (1-9) Trong đó: L- Chiều dài khoảng đầm (m) B - Chiều rộng vệt đầm (m) b - Chiều rộng trùng lặp giữa hai lần đầm (m). h - Chiều sâu tác dụng của đầm (m) V - Tốc độ di chuyển của đầm (m/s); n - Số lần đầm tại một chỗ; tq - Thời gian quay vòng; (s). K1 - Hệ số sử dụng thời gian; 2. Tính năng suất của máy đầm xung kích. Đối với máy đầm xung kích, năng suất cũng được tính theo công thức n khvbB Q tg..).(1000   (m3/h) (1-9) Trong đó: B - Chiều rộng vệt đầm (m) b - Chiều rộng trùng lặp giữa hai lần đầm (m). h - Chiều sâu tác dụng của đầm (m) V - Tốc độ di chuyển của đầm (km/h); n - Số lần đầm tại một chỗ; Ktg - Hệ số sử dụng thời gian; BÀI TẬP I/ MÁY ĐÀO Bài tập 1 Muốn đào một khối lượng là: 280.000m3; Loại đất đồi núi nổ mìn. Bằng loại máy đào gầu ngửa CATERPILLAR - D5C-(5P). Yêu cầu: Tiến độ thi công trong thời gian 25 ngày, 23 Tổ chức Máy đào thi công mỗi ngày: 2,5 ca; một ca máy làm việc: 8 giờ. Cần bao nhiêu máy đào để thi công hoàn thành khối lượng đúng tiến độ? Cho biết các thông số kỹ thuật của máy đào và các điều kiện khác: q - dung tích gầu, 0.8 (m3 ). ktg - hệ số thời gian sử dụng máy; ktg= 0,25) Tck - thời gian thực hiện một chu kỳ làm việc; (s) Tđ : thời gian đào; 30 (s) Tq : thời gian quay có tải; 20(s) Td : thời gian dỡ tải; 15 (s) Tqv : thời gian quay về khoang đào. 15 (s) Bài giải Năng suất của máy đào một gầu được tính theo công thức sau: tck tgd kT kkq Q . ...3600  (m3/h) (1-1) Bài tập 2 Muốn đào một khối lượng đất là:480.000m3;(Loại đất đồi khô cứng). Bằng loại máy đào gầu sấpCATERPILLAR - D4H- 11(5S). Yêu cầu: Tiến độ thi công trong thời gian 30 ngày, Tổ chức máy đào thi công : 2,5 ca/ 1 ngày; Một ca máy làm việc: 8 giờ. Cần bao nhiêu máy đào để thi công hoàn thành khối lượng đúng tiến độ? Cho biết các thông số kỹ thuật của máy đ và các điều kiện khác: q - dung tích gầu, 1.2(m3 ). kđ - hệ số làm đầy gầu. ktg - hệ số thời gian sử dụng máy; ktg= 0,20 Tđ : thời gian đào; 40 (s) Tq : thời gian quay có tải; 20(s) Td : thời gian dỡ tải; 15 (s) Tqv : thời gian quay về khoang đào. 15 (s) Bài giải Năng suất của máy đào một gầu được tính theo công thức sau: tck tgd kT kkq Q . ...3600  (m3/h) (1-1) Bài tập 3. Muốn đào một khối lượng là: 285.000m3; Đấậmcts. bằng loại máy đào gầu ngoặm CATERPILLAR - D6D- (6S). Yêu cầu: Tiến độ thi công trong thời gian 25 ngày, Tổ chức máy ủi thi công : 2,5 ca/ 1 ngày; Một ca máy làm việc: 8 giờ. Cần bố trí bao nhiêu máy đào để thi công hoàn thành khối lượng đúng tiến độ? 24 Cho biết các thông số kỹ thuật của máy đào và các điều kiện khác: q - dung tích gầu, 1.5(m3 ). kđ - hệ số làm đầy gầu. ktg - hệ số thời gian sử dụng máy; ktg= 0,25 Tđ : thời gian đào; 25 s Tq : thời gian quay có tải; 15 s Td : thời gian dỡ tải; 10 s Tqv : thời gian quay về khoang đào. 10s Bài giải Năng suất của máy đào một gầu được tính theo công thức sau: tck tgd kT kkq Q . ...3600  (m3/h) (1-1) II/ MÁY ỦI Bài tập 1 Muốn san mặt bằng công trình có khối lượng đào vận chuyển là: 280.000m3; Đất cấp III. Bằng loại máy ủi CATERPILLAR - D5C-(5P). Yêu cầu: Tiến độ thi công trong thời gian 25 ngày, Tổ chức Máy ủi thi công mỗi ngày: 2,5 ca; một ca máy làm việc: 8 giờ. Cần bao nhiêu máy ủi để thi công hoàn thành khối lượng đúng tiến độ? Cho biết các thông số kỹ thuật của máy ủi và các điều kiện khác: - Chiều dài lưỡi ben : L = 3,95 m - Chiều cao lưỡi ben: H = 1,15 m - Vận tốc khi máy đào đất: v1= 5,4km/giờ. - Vận tốc khi máy vận chuyển đất: v2= 9,0 km/giờ. - Vận tốc khi máy không vận chuyển đất: v0= 10,8 km/giờ. - Quảng đường máy đào đất: l1= 15 m. - Quảng đường máy vận chuyển đất: l2= 60 m. - Thời gian nâng hạ lưỡi ben: th= 2 (s); - Thời gian sang số: tc= 4 (s); - Góc chảy tự nhiên của khối đất trước lưỡi ben khi ủi: 0 = 45 0 - Các hệ số khác: kt = 1,20; kđ = 1,50; k tg = 0,80. Bài giải: Năng suất của máy ủi được xác định theo công thức: ck tgd T kkV Q ...3600  (m3/h) Trong đó: V - thể tích khối đất trước lưỡi ben của một chu kỳ làm việc; to ktg HL V ..2 . 2   (m3) Với: L = 3,95 m; H = 1,15 m; 0 = 45 0  tg0 = 1,00; kt = 1,2.  177,2 40,2 2239,5 20,1*00,1*2 15,1*95,3 2 V (m3) 25 kđ = 1,15; ktg = 0,80; ttttttT hcck 2021  (s) 10 5,1 15 1 1 1  v l t (s); 24 5,2 60 2 2 2  v l t (s); 25 3 )6015( 0 0 0    v l t (s) tc = 4 (s); th = 2 (s); Tổ chức thi công theo sơ đồ tiến lùi nên: t = 0 Vậy thời gian thực hiện 1 chu kỳ làm việc của máy là:  6524252410 ckT (s) ck tgd T kkV Q ...3600  68,144 65 9404 65 80,0*50,1*177,2*3600  (m3/h) Chọn Q = 140 (m3/h) Năng suất của 1 máy ủi thi công trong 1 ngày: 140,0 m3/h * 8 h/ca * 2,5 ca/ ngày = 2800,00 m3/ngày. Nếu 1 máy thi công thời gian hoàn thành khối lượng là: 100 2800 000.280  (ngày). Muốn thi công trong thời gian 25 ngày số máy ủi cần là: 4 25 100  (máy). Bài tập 2 Muốn đào vận chuyển một khối lượng đất là:480.000m3;(Loại đất cấp III). Bằng loại máy ủi CATERPILLAR - D4H- 11(5S). Yêu cầu: Tiến độ thi công trong thời gian 30 ngày, Tổ chức máy ủi thi công : 2,5 ca/ 1 ngày; Một ca máy làm việc: 8 giờ. Cần bao nhiêu máy ủi để thi công hoàn thành khối lượng đúng tiến độ? Cho biết các thông số kỹ thuật của máy ủi và các điều kiện khác: - Chiều dài lưỡi ben : L = 4,20 m - Chiều cao lưỡi ben: H = 0,97 m - Vận tốc khi máy đào đất: v1 = 3,6 km/giờ. - Vận tốc khi máy vận chuyển đất: v2 = 5,4 km/giờ. - Vận tốc khi máy không vận chuyển đất: v0 = 9,0 km/giờ. - Quảng đường máy đào đất: l1 = 20 m. - Quảng đường máy vận chuyển đất: l2 = 30 m. - Thời gian nâng hạ lưỡi ben: th = 3 (s); - Thời gian sang số: tc = 2 (s); - Góc chảy tự nhiên của khối đất trước lưỡi ben khi ủi: 0 = 45 0 - Các hệ số khác: kt = 1,20; kđ = 1,10; k tg = 0,80. Bài giải: Năng suất của máy ủi được xác định theo công thức sau : ck tgd T kkV Q ...3600  (m3/h) Trong đó: V - thể tích khối đất trước lưỡi ben của một chu kỳ làm việc; 26 to ktg HL V ..2 . 2   (m3) Với: L = 4,20 m; H= 0,97 m; 0 = 45 0  tg0 = 1,00; kt = 1,20.  646,1 40,2 952,3 20,1*00,1*2 97,0*2,4 2 V (m3) kđ = 1,10; ktg = 0,80; ttttttT hcck 2021  (s) 20 1 20 1 1 1  v l t (s); 20 5,1 30 2 2 2  v l t (s); 20 5,2 )3020( 0 0 0    v l t (s); tc = 2 (s); th = 3 (s); Tổ chức thi công theo sơ đồ tiến lùi nên: t = 0 Vậy thời gian thực hiện 1 chu kỳ làm việc của máy là:  6532202020 ckT (s)  22,80 65 53,214.5 65 80,0*1,1*646,1*3600 Q (m3/h) Chọn Q = 80 (m3/h) Năng suất của 1 máy ủi thi công trong 1 ngày: 80,0 m3/h * 8 h/ca * 2,5 ca/ ngày = 1600,00 m3/ngày. Nếu 1 máy thi công thời gian hoàn thành khối lượng là: 300 1600 000.480  (ngày). Muốn thi công trong thời gian20 ngày số máy ủi cần là: 10 30 300  (máy). Bài tập 3 Muốn san mặt bằng công trình có khối lượng đào vận chuyển là: 285.000m3; Đất cấp III. bằng loại máy ủi CATERPILLAR - D6D- (6S). Yêu cầu: Tiến độ thi công trong thời gian 25 ngày, Tổ chức máy ủi thi công : 2,5 ca/ 1 ngày; Một ca máy làm việc: 8 giờ. Cần bố trí bao nhiêu máy ủi để thi công hoàn thành khối lượng đúng tiến độ? Cho biết các thông số kỹ thuật của máy ủi và các điều kiện khác: - Chiều dài lưỡi ben : L = 3,70 m - Chiều cao lưỡi ben: H = 1,12 m - Vận tốc khi máy đào đất: v1 = 3,6 km/giờ. - Vận tốc khi máy vận chuyển đất: v2 = 7,2 km/giờ. - Vận tốc khi máy không vận chuyển đất: v0 = 12,6 km/giờ. - Quảng đường máy đào đất: l1 = 10 m. - Quảng đường máy vận chuyển đất: l2 = 60 m. - Thời gian nâng hạ lưỡi ben: th = 4 (s); - Thời gian sang số: tc = 6 (s); - Góc chảy tự nhiên của khối đất trước lưỡi ben khi ủi: 0 = 45 0 - Các hệ số khác: kt = 1,20; kđ = 1,20; k tg = 0,80. Bài giải: Năng suất của máy ủi được xác định theo công thức sau : 27 ck tgd T kkV Q ...3600  (m3/h) Trong đó: V - thể tích khối đất trước lưỡi ben của một chu kỳ làm việc; to ktg HL V ..2 . 2   (m3) Với: L = 3,70 m; H = 1,12 m; 0 = 45 0  tg0 = 1,00; kt = 1,20.  933,1 40,2 641,4 20,1*00,1*2 12,1*7,3 2 V (m3) kđ = 1,20; ktg = 0,80; ttttttT hcck 2021  (s) 10 1 10 1 1 1  v l t (s); 30 2 60 2 2 2  v l t (s); 20 5,3 )6010( 0 0 0    v l t (s); tc = 6 (s); th = 4 (s); Tổ chức thi công theo sơ đồ tiến lùi nên: t = 0 Vậy thời gian thực hiện 1 chu kỳ làm việc của máy là:  7046203010 ckT (s)  43,95 70 6680 70 80,0*2,1*933,1*3600 Q (m3/h) Chọn Q = 95 (m3/h) Năng suất của 1 máy ủi thi công trong 1 ngày: 95,0 m3/h * 8 h/ca * 2,5 ca/ ngày = 1.900,00 m3/ngày. Nếu 1 máy thi công thời gian hoàn thành khối lượng là: 150 1900 000.285  (ngày). Muốn thi công trong thời gian 25 ngày số máy ủi cần là: 6 25 150  (máy). Bài tập 4 Muốn san mặt bằng công trình có khối lượng đào vận chuyển là: 416.000m3; Đất cấp III. bằng loại máy ủi CATERPILLAR - D7G- (7S). Yêu cầu: Tiến độ thi công trong thời gian 20 ngày, Tổ chức máy ủi thi công: 2 ca/ 1 ngày; Một ca máy làm việc: 8 giờ. Cần bao nhiêu máy ủi để thi công hoàn thành khối lượng đúng tiến độ? Cho biết các thông số kỹ thuật của máy ủi và các điều kiện khác: - Chiều dài lưỡi ben : L = 3,65 m - Chiều cao lưỡi ben: H = 1,27 m - Vận tốc khi máy đào đất: v1 = 5,4 km/giờ. - Vận tốc khi máy vận chuyển đất: v2 = 9,0 km/giờ. - Vận tốc khi máy không vận chuyển đất: v0 = 12,6 km/giờ. - Quảng đường máy đào đất: l1 = 30 m. - Quảng đường máy vận chuyển đất: l2 = 40 m. - Thời gian nâng hạ lưỡi ben: th = 4 (s); - Thời gian sang số: tc = 5 (s); - Góc chảy tự nhiên của khối đất trước lưỡi ben khi ủi: 0 = 45 0 28 - Các hệ số khác: kt = 1,20; kđ = 1,20; k tg = 0,80. Bài giải: Năng suất của máy ủi được xác định theo công thức sau : ck tgd T kkV Q ...3600  (m3/h) Trong đó: V - thể tích khối đất trước lưỡi ben của một chu kỳ làm việc; to ktg HL V ..2 . 2   (m3) Với: L = 3,65 m; H = 1,27 m; 0 = 45 0  tg0 = 1,00; kt = 1,20.  453,2 40,2 887,5 20,1*00,1*2 27,1*65,3 2 V (m3) kđ = 1,20; ktg = 0,80; ttttttT hcck 2021  (s) 20 5,1 30 1 1 1  v l t (s); 16 5,2 40 2 2 2  v l t (s); 20 5,3 )4030( 0 0 0    v l t (s); tc = 5 (s); th = 4 (s); Tổ chức thi công theo sơ đồ tiến lùi nên: t = 0 Vậy thời gian thực hiện 1 chu kỳ làm việc của máy là:  6545201620 ckT (s)  42,130 65 56,477.8 65 80,0*2,1*453,2*3600 Q (m3/h) Chọn Q = 130 (m3/h) Năng suất của 1 máy ủi thi công trong 1 ngày: 130,0 m3/h * 8 h/ca * 2 ca/ ngày = 2.080,00 m3/ngày. Nếu 1 máy thi công thời gian hoàn thành khối lượng là: 200 080.2 000.416  (ngày). Muốn thi công trong thời gian 20 ngày số máy ủi cần là: 10 20 200  (máy). III/MÁY CẠP: Bài tập 1 Muốn đào vận chuyển khối lượng đất là: 1.200.000m3; Loại đất cấp III. Bằng loại máy cạp KOMATSU WS 16 - 2. Yêu cầu: Tiến độ thi công trong thời gian 200 ngày, Tổ chức máy cạp thi công : 2,5 ca/ 1 ngày; Một ca máy làm việc: 8 giờ. Cần bố trí bao nhiêu máy cạp để thi công hoàn thành khối lượng đúng tiến độ? Cho biết các thông số kỹ thuật của máy cạp và các điều kiện khác: - Dung tích thùng cạp: q = 11,00m3 . - Vận tốc khi máy đào đất: v1 = 1,80km/giờ. - Vận tốc khi máy vận chuyển đất: v2 = 28,80 km/giờ. - Vận tốc khi máy đổ đất: v3 = 3,60 km/giờ. - Vận tốc khi máy không vận chuyển đất: v0 = 36,00 km/giờ. - Quảng đường máy đào đất: l1 = 30 m. - Quảng đường máy vận chuyển đất: l2 = 1600 m. - Quảng đường máy đổ đất: l3 = 30 m. 29 - Thời gian may quay đầu: t = 22 (s). - Các hệ số khác: kđ = 1,20; k tg = 0,80; kt = 1,20. Bài giải: Năng suất của máy cạp được xác định theo công thức sau : tck tgd kT kkq Q . ...3600  (m3/h) q = 11 m3; kđ = 1,20; ktg = 0,80; kt = 1,20. v1 = 1,8 km/h = 0,5 m/s; v2 = 28,8 km/h = 8 m/s; v3 = 3,6 km/h = 1,0 m/s; v0 = 36 km/h = 10 m/s. ttttttT hcck 2021  (s) 60 5,0 30 1 1 1  v l t (s); 200 8 1600 2 2 2  v l t (s); 30 1 30 3 3 3  v l t (s); 166 10 )30160030( 0 0 0    v l t (s); t = 22 (s). Vậy thời gian thực hiện 1 chu kỳ làm việc của máy là:  50022.21663020060 ckT (s)  36,63 600 38016 2,1*500 80,0*2,1*11*3600 Q Chọn Q = 60 (m3/h) Năng suất của 1 máy ủi thi công trong 1 ngày: 60,0 m3/h * 8 h/ca * 2,5 ca/ ngày = 1.200,00 m3/ngày. Nếu 1 máy thi công thời gian hoàn thành khối lượng là: 000.1 200.1 000.200.1  (ngày). Muốn thi công trong thời gian 20 ngày số máy ủi cần là: 5 200 000.1  (máy). Bài tập 2 Muốn đào vận chuyển khối lượng đất là: 1.760.000m3; Loại đất cấp III. Bằng loại máy cạp KOMATSU WS 23S - 1. Yêu cầu: Tiến độ thi công trong thời gian 250 ngày, Tổ chức máy cạp thi công : 2 ca/ 1 ngày; Một ca máy làm việc: 8 giờ. Cần bố trí bao nhiêu máy cạp để thi công hoàn thành khối lượng đúng tiến độ? Cho biết các thông số kỹ thuật của máy cạp và các điều kiện khác: - Dung tích thùng cạp: q = 16,00m3 . - Vận tốc khi máy đào đất: v1 = 1,80km/giờ. - Vận tốc khi máy vận chuyển đất: v2 = 28,80 km/giờ. - Vận tốc khi máy đổ đất: v3 = 3,60 km/giờ. - Vận tốc khi máy không vận chuyển đất: v0 = 36,00 km/giờ. - Quảng đường máy đào đất: l1 = 60 m. - Quảng đường máy vận chuyển đất: l2 = 2.000 m. - Quảng đường máy đổ đất: l3 = 60 m. - Thời gian máy quay đầu: t = 29 (s). 30 - Các hệ số khác: kđ = 1,00; k tg = 0,80; kt = 1,20. Bài giải: Năng suất của máy cạp được xác định theo công thức sau : tck tgd kT kkq Q . ...3600  ; (m3/h) q = 11 m3; kđ = 1,00; ktg = 0,80; kt = 1,20. v1 = 1,8 km/h = 0,5 m/s; v2 = 28,8 km/h = 8 m/s; v3 = 3,6 km/h = 1,0 m/s; v0 = 36,0 km/h = 10 m/s. ttttttT hcck 2021  (s) 120 5,0 60 1 1 1  v l t (s); 250 8 2000 2 2 2  v l t (s); 60 1 60 3 3 3  v l t (s); 212 10 )60200060( 0 0 0    v l t (s); t = 29 (s). Vậy thời gian thực hiện 1 chu kỳ làm việc của máy là:  70029.221260250120 ckT (s)  86,54 840 46080 2,1*700 80,0*1*16*3600 Q Chọn Q = 55 (m3/h) Năng suất của 1 máy ủi thi công trong 1 ngày: 55,0 m3/h * 8 h/ca * 2 ca/ ngày = 880,00 m3/ngày. Nếu 1 máy thi công thời gian hoàn thành khối lượng là: 2000 880 000.760.1  (ngày). Muốn thi công trong thời gian 20 ngày số máy ủi cần là: 8 250 2000  (máy). IV/ MÁY ĐẦM: Bài tập 1 Muốn đầm khối lượng đất là: 1.200.000m3; Loại đất cấp III. Bằng loại máy đầm rung hiệu: KOMATSU RF 06. Yêu cầu: Tiến độ thi công trong thời gian 100 ngày, Tổ chức máy cạp thi công : 3 ca/ 1 ngày; Một ca máy làm việc: 8 giờ. Cần bố trí bao nhiêu máy đầm để thi công hoàn thành khối lượng đúng tiến độ? Cho biết các thông số kỹ thuật của máy đầm và các điều kiện khác: - Bề rộng vệt đầm: B = 3,00 m - Khoảng cách trùng nhau giữa 2 vệt đầm: b = 0,40 m - Vận tốc di chuyển của máy đầm khi đầm: v = 6,00 km/giờ - Hệ số thời gian sử dụng máy: Ktg = 0,80 - Chiều sâu tác dụng của đầm: h = 0,30 m - Số lần đầm trên một bề mặt: n = 15 Bài giải: Năng suất của máy đầm rung được xác định theo công thức sau : n khvbB Q tg..).(1000   (m3/h) 31 Ta có: B = 3,00 m; b = 0,40 m; v = 6,00 km/h; ktg = 0,80; h = 0,30; n = 15. 15 8,0.3,0.6).4,03(1000  Q = 60,249 15 3744  (m3/h) Chọn Q = 250 m3/h. Năng suất của 1 máy đầm thi công trong 1 ngày: 250,0 m3/h * 8 h/ca * 3 ca/ ngày = 6000,00 m3/ngày. Nếu 1 máy thi công thời gian hoàn thành khối lượng là: 200 6000 000.200.1  (ngày). Muốn thi công trong thời gian 100 ngày số máy đầm cần là: 2 100 200  (máy). Bài tập 2 Muốn đầm khối lượng đất là: 2.016.000m3; Loại đất cấp III. Bằng loại máy đầm rung hiệu: KOMATSU RF 09. Yêu cầu: Tiến độ thi công trong thời gian 50 ngày, Tổ chức máy cạp thi công : 3 ca/ 1 ngày; Một ca máy làm việc: 8 giờ. Cần bố trí bao nhiêu máy đầm để thi công hoàn thành khối lượng đúng tiến độ? Cho biết các thông số kỹ thuật của máy đầm và các điều kiện khác: - Bề rộng vệt đầm: B = 4,68 m. . - Khoảng cách trùng nhau giữa 2 vệt đầm: b = 0,40 m. - Vận tốc di chuyển của máy đầm khi đầm: v = 7,00 km/giờ. - Hệ số thời gian sử dụng máy: Ktg = 0,80. - Chiều sâu tác dụng của đầm: h = 0,35 m. - Số lần đầm trên một bề mặt: n = 15. Bài giải: Năng suất của máy đầm rung được xác định theo công thức sau : n khvbB Q tg..).(1000   (m3/h) Ta có: B = 4,68 m; b = 0,40 m; v = 7,00 km/h; ktg = 0,80; h = 0,35; n = 15. 15 8,0.35,0.7).4,068,4(1000  Q = 25,559 15 8,8388  (m3/h) Chọn Q = 560,00 m3/h. Năng suất của 1 máy ủi thi công trong 1 ngày: 560,00 m3/h * 8 h/ca * 3 ca/ ngày = 13.440,00 m3/ngày. Nếu 1 máy thi công thời gian hoàn thành khối lượng là: 150 13440 000.016.2  (ngày). Muốn thi công trong thời gian 50 ngày số máy ủi cần là: 3 50 150  (máy). Chương II MÁY VẬN CHUYỂN 32 2.1. CÁC LOẠI CẦN TRỤC THÔNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG Cần trục được dùng phổ biến trong các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp, trên các kho bãi, nhà ga, bến cảng, dùng để bốc dỡ hàng hoá, vật liệu. Trong các nhà xưởng sản xuất, cần trục dùng để vận chuyển máy móc, cấu kiện phục vụ cho công tác lắp ráp, sửa chữa. 2.1.1 Cần trục bánh xích: Cần trục bánh xích thường có hai loại: cần trục bánh xích dùng để xếp dỡ và cần trục bánh xích chuyên dùng để lắp ráp. 2.1.2 Cần trục bánh hơi: Cần trục bánh hơi có tải trọng nâng từ 25100T. Do có tải trọng nâng lớn và khoảng không gian phục vụ rộng (chiều cao nâng 55m, tầm với đến 38m) mà cần trục bánh hơi được sử dụng rộng rãi trên các công trường xây dựng công nghiệp. Cơ cấu di chuyển bánh hơi đặt trên khung bệ chuyên dùng. Phần quay của cần trục tựa trên phần di chuyển qua thiết bị tựa quay. Trên phần quay đặt thiết bị công tác, thiết bị động lực, cơ cấu nâng chính, cơ cấu nâng phụ, cơ cấu thay đổi tầm với, cơ cấu quay và cabin điều khiển. Cần của cần trục bánh hơi thường là dàn không gian với các đoạn cần trung gian để thay đổi chiều dài cần, trên đỉnh cần có cần phụ, loại có điều khiển hoặc không điều khiển, để tăng khoảng không phục vụ của cần trục. Một số trục bánh hơi có sử dụng thiết bị công tác là hệ tháp - cần. Các cơ cấu của cần trục bánh hơi thường là các tời điện dùng dòng điện một chiều để có thể dễ dàng điều chỉnh tốc độ các chuyển động của cần trục, đặc biệt là đối với cơ cấu nâng trong quá trình lắp ráp các cấu kiện xây dựng. Thiết bị động lực gồm động cơ diêzen quay các máy phát điện một chiều để dẫn động các cơ cấu hoặc quay các bơm để dẫn động hệ thống thuỷ lực của cần trục. Tuỳ theo tải trọng nâng của cần trục mà phần di chuyển có từ 2 đến 5 cầu (bao gồm các cầu chủ động và cầu điều khiển). Trong trạng thái làm việc, cần trục tựa trên các chân tựa cứng. Cần trục có thể làm việc không có các chân tựa và di chuyển có tải với tải trọng nâng nhỏ (theo chỉ dẫn trên đường đặc tính tải trọng của cần trục). 33 2.1.2 Cần trục Ô tô: Cần trục ôtô thường được chế tạo với tải trọng nâng 416T. Phần quay của cần trục lắp trên khung gầm của ôtô hai hoặc ba cầu. Tất cả các cơ cấu của cần trục được dẫn động từ động cơ của ôtô. Các cần trục ôtô loại nhỏ thường dùng truyền động cơ khí, đa số các cần trục ôtô hiện đại dùng truyền động điện và thuỷ lực. Ngoài cần cơ bản, cần trục ôtô có thể trang bị thêm các đoạn cần trục trung gian để nối dài cần, cần phụ hoặc hệ tháp - cần với các đặc tính tải trọng riêng. Loại cần trục ôtô dẫn động thuỷ lực thường được trang bị cần hộp lồng vào nhau kiểu ăngten. Tuỳ theo tải trọng của vật nâng và cần với mà cần trục ôtô có thể làm việc với các chân tựa hoặc không có các chân tựa (theo đặc tính kỹ thuật trong lý lịch máy). Cần trục ôtô có thể di chuyển có tải với tải trọng nhỏ, tốc độ di chuyển đến 5km/h trong phạm vi công trường và cần của cần trục nằm dọc theo hướng di chuyển (cần quay về phía sau), vật nâng cách mặt đất không quá 0,50m. Cần trục ôtô với dẫn động riêng bằng truyền động thuỷ lực hoặc điện có sơ đồ truyền động đơn giản hơn, có độ tin cậy cao hơn, điều khiển dễ dàng, đảm bảo khả năng điều chỉnh tốc độ các chuyển động của cần trục ở phạm vi rộng. Cần trục ôtô thường phải được trang bị các thiết bị an toàn sau: - Thiết bị hạn chế tải trọng nâng, - Thiết bị hạn chế chiều cao nâng, - Thiết bị hạn chế góc nghiêng của cần, - Thiết bị chỉ góc nghiêng ngang của cần trục và chỉ trọng lượng vật nâng. 34 2.2 BĂNG CHUYỀN 2.2.1 Cấu tạo: Băng chuyền có kết cấu đơn giản gồm có: Tang dẫn bị động, phểu rót vật liệu, băng tải, tang chủ động, cửa ra vật liệu, con lăn đỡ thay đổi góc ôm của băng, trục đỡ của các con lăn đỡ, con lăn đỡ băng. 2.2.2 Tổ chức vận chuyển Băng chuyền được dùng rộng rãi để vận chuyển vật liệu rời, tơi xốp như: than cám, xi măng, hàng ngũ cốc... Các loại hàng cục như: than đá, sỏi, đá dăm, đá cuội nhỏ... Vận chuyển hàng dính ướt như: hổn hợp bê tông, băng chuyền còn dùng để vận chuyển hàng kiện, hàng gói nhỏ... ở các nhà ga. Dựa vào khả năng dịch chuyển, người ta chia ra hai loại băng chuyền: băng chuyền cố định và băng chuyền di động. Loại băng chuyền cố định không có khả năng tự di chuyển. Nó được bố trí trên các máy chuyên dùng như máy làm đá, máy nào đất, máy đào nhiều gầu. . . Loại băng chuyền di động có bố trí thêm bộ di chuyển là các bánh xe để có thể kéo nó từ vị trí này đến vị trí khác với khoảng cách không xa trong phạm vi mặt bằng thi công. Loại băng này được sử dụng nhiều trên các công trường xây dựng, các bến cảng, sân ga để vận chuyển vật liệu lên các phương tiện vận chuyển khác. Về cấu tạo và hoạt động của băng chuyền di động cũng tương tự như băng chuyền cố định. Nó thường có chiều dài 5, 10, 15 đến 20 mét, chiều cao nâng từ 1,80  7,00 m. Băng vừa là bộ phận mang vật liệu vừa là bộ phận kéo. Hay dùng nhất là loại băng vải cao su, gồm các lớp vải bền xen kẽ các lớp cao su và bọc xung quanh bằng lớp cao su. Lớp cao su bọc ngoài phía trên dày hơn phía dưới vì chịu mài mòn nhiều hơn. Số lớp vải và chiều rộng băng là những thông số đã được chuẩn hoá. Khi lắp ráp băng tải, cần phải nối hai đầu băng tải với nhau. Cách nối băng tốt nhất là dán hai đầu băng lại bằng nhựa cao su thông thường, ép lại rồi đốt nóng. Trước khi dán hai đầu băng phải cắt thành từng bậc theo số lớp vải trong băng. Người ta còn dùng phương pháp nối bằn khớp thép bản lề. Các khớp này cố định vào hai đầu băng bằng các đinh tán làm băng đồng. Đối với băng đặt trên con lăn đỡ hình lòng máng thì các khớp bản lề làm thành nhiều đoạn (số đoạn bằng số con lăn đỡ thẳng trong hình lòng máng). 35 Có thể nối đầu băng bằng các vòng thép chuyên dùng và các vòng thép nối với nhau bằng cáp thép. Phương pháp này đơn giản và thực hiện nhanh nhưng độ bền mối nối chỉ bằng 50% độ bền của băng. Cấm không được: Cọ rửa, sửa chữa băng tải khi băng chuyền đang làm việc. 2.3 Ô TÔ Trong xây dựng, để vận chuyển hàng hoá, vật liệu. . .Người ta sử dụng các phương tiện vận chuyển đường bộ, đường thuỷ và đường hàng không. Hơn 90% lượng hàng hoá vận chuyển nhờ các phương tiện vận chuyển bằng đường bộ: Ôtô, máy kéo, xe lửa ... Việc lựa chọn phương tiện vận chuyển phụ thuộc vào đặc điểm, khối lượng hàng hoá, cự ly và thời gian vận chuyển. Hơn 80% khối lượng đất đá, vật liệu xây dựng, kết cấu xây dựng, thiết bị máy móc đều dùng ôtô, máy kéo, đầu kéo làm phương tiện chuyên chở. Chi phí vận chuyển cho các phương tiện này chiếm tới 1520% giá thành xây lắp công trình. Do tính linh hoạt, cơ động và tốc độ cao, các phương tiện vận chuyển trên rất thông dụng và phổ biến. 2.3.1 Phân loại ôtô: Dựa theo cấu tạo và công dụng mà người ta phân chia ra nhiều loại ôtô: - Ôtô vận tải: + Ôtô vận tải không tự đổ (thùng xe không lật được), + Ôtô vận tải tự đổ (thùng xe lật được). - Ôtô kéo bán rơ moóc. - Ôtô kéo rơ moóc. - Ôtô chuyên dùng: Ôtô cẩu; Ôtô chuyên vận chuyển bê tông; Ôtô thùng kín (Ôtô chuyên vận chuyển hàng đông lạnh, ôtô chuyên vận chuyển hoá chất. . .) 2.3.2 Ôtô kéo rơmoóc: Trong trường hợp phải chuyên chở các thiết bị lớn không thể tháo được cần phải dùng loại xe chuyên dùng chở hàng siêu trường siêu trọng để vận chuyển. Loại xe này thường có các bộ phận: Đầu kéo và rơ moóc. - Đầu kéo: Là ôtô rút ngắn sát xi, trên khung sát xi của đầu kéo người ta lắp cơ cấu đế yên ngựa đỡ toàn bộ tải trọng vận chuyển và truyền lực kéo từ động cơ ôtô. - Rơ moóc: Được đặt trên cơ cấu yên ngựa của đầu kéo. 36 2.3.3 Ôtô kéo rơmoóc bêtông: 2.3.4 Ôtô kéo bán rơ moóc: Khi vận chuyển hàng cồng kềnh, khối lượng lớn người ta dùng ôtô kéo bán rơ moóc. Ôtô tự đổ kéo theo rơ moóc hay sơ mi - rơ moóc, có kết cấu tương tự giống nhau. Các xy lanh thuỷ lực được dẫn đông từ hệ thống thuỷ lực của ôtô. Ôtô dùng làm đầu kéo sẽ có cơ cấu móc kéo tiêu chuẩn, hệ thống ống dẫn thuỷ lực, khí nén và các loại dây cáp điện phù hợp với từng loại rơ moóc tương ứng. Việc dỡ tải của xe và rơ moóc kéo theo thực hiện từ phía sau và hai bên. Tải trọng của ôtô bán rơ moóc là khá lớn. 2.3.5 Ôtô thùng xe không lật được: 37 Ôtô vận tải không tự đổ có công dụng chung được chế tạo sản xuất hàng loạt. Thùng xe được gắn cố định vào sat - xi xe (khung gầm), có hình dáng khác nhau và có thể là thùng xe hở, thùng xe đóng kín. Ôtô vận tải không tự đổ có cấu tạo chung gồm: Động cơ, thùng xe và sat - xi (khung gầm). 2.3.6 Ôtô thùng xe lật được: Ôtô tự đổ có công dụng chung được chế tạo trên cơ sở ôtô tải được sản xuất hàng loạt (đôi khi sát - xi được làm ngắn lại). Chúng dùng để vận chuyển đất, đá, quặng, vật liệu xây dựng và các loại hàng hoá khác. . . Thùng xe Ôtô tự đổ có hình dáng khác nhau và có thể lật nghiêng một góc 600 . Ôtô tự đổ có thể đổ về phía sau, đổ sang hai bên, hoặc cả ba phía nhờ một hoặc hai xy lanh thuỷ lực hoạt động theo chiều nâng nhờ bơm được dẫn động từ đông cơ qua hộp trích công suất và trục các đăng. Việc điều khiển lật thùng xe thực hiện từ cabin buồng lái. Khi nâng thùng, van phân phối điều khiển xy lanh nâng thùng xe lên và giữ ở vị trí bất kỳ, còn khi hạ do tự trọng của thùng xe, thùng xe tự hạ. Lúc này dầu thuỷ lực ngược qua van trở về bình. Các loại xe tự đổ có tải trọng tới 100T. 2.3.7 Ôtô thùng kín. 38 2.3.8. Năng suất của ô tô. Năng suất của ô tô hay máy kéo khi làm nhiệm vụ vận chuyển được tính theo công thức sau : tck tgd kT kkq Q . ...3600  (m3/h) Trong đó : q - dung tích thùng, (m3 ). kđ - hệ số làm đầy thùng; đối với đất nhẹ kd = 1,05; đối với đất trung bình kd = 0,90; đối với đất đầm chặt kd = 0,80. ktg - hệ số thời gian sử dụng máy. kt - hệ số tơi xốp của đất; ( xem bảng: (1-2) phần máy đào). Tck= txếp + tđi + tdỡ + tquay + tvề tb vedi V L tt 2  vedi vedi tb VV VV V   2 Vđi - Vận tốc lúc đi. (Km/h) Vvề - Vận tốc lúc về. (Km/h) Tđi, tvề: Thời gian đi và về xác định bằng cách bấm giờ. L – ChiÒu dµi qu·ng ®­êng vËn chuyÓn. Km.