Chương 7 : THI CÔNG PHẦN NGẦM
7.1 Giới thiệu chung
7.2.6 Tiến độ thi công ép cọc
7.3.1.1 Yêu cầu kỹ thuật khi thi công đào đất
Khi thi công công tác đất cần hết sức chú ý đến độ dốc lớn nhất của mái dốc và việc lựa chọn độ dốc hợp lý vì nó ảnh hưởng tới khối lượng công tác đất, an toàn lao động và giá thành công trình.
Chiều rộng đáy hố đào tối thiểu phải bằng chiều rộng của kết cấu cộng với khoảng cách neo chằng và đặt ván khuôn cho đế móng. Trong trường hợp đào có mái dốc thì khoảng cách giữa chân kết cấu móng và chân mái dốc tối thiểu bằng 30cm
Đất thừa và đất không đảm bảo chất lượng phải đổ ra bãi thải theo quy định, không được đổ bừa bãi làm ứ đọng nước, gây ngập úng công trình, gây trở ngại cho thi công.
01 03
04 05
06
07
08
12
11
10
09
13
14
15
16
20
19
18
17
21
22
23
24
28
27
26
25
29
30
31
32 36
35
34
33 37
39
40
41 46
44
43
42
38 45
Khi đào đất hố móng cho công trình phải để lại lớp đất bảo vệ chống xâm thực và phá hoại của thiên nhiên (gió, mưa…). Bề dày lớp đất bảo vệ do thiết kế quy định nhưng tối thiểu bằng 10cm. Lớp bảo vệ chỉ được bóc đi khi thi công xây dựng công trình.
Dựa vào khối lượng đất đào vừa tính toán ở trên, ta tiến hành lập biện pháp kỹ thuật để thi công đất hố móng:
Khi thi công đào đất có 2 phương án được đưa ra : + Đào đất thủ công
+ Đào đất bằng máy
Nếu thi công theo phương pháp đào đất bằng thủ công thì tuy có ưu điểm là đơn giản và có thể tiến hành song song với việc đóng cọc, dễ tổ chức theo dây chuyền.
Nhưng với khối lượng đào cũng khá lớn thì số lượng công nhân phải lớn mới đảm bảo được rút ngắn thời gian thi công, do vậy nếu tổ chức không khéo thì sẽ gây trở ngại cho nhau dẫn đến năng suất lao động giảm, không bảo đảm được tiến độ.
Nếu thi công theo phương pháp đào đất bằng máy thì có ưu điểm nổi bật là rút ngắn thời gian thi công, bảo đảm kỹ thuật mà tiết kiệm được nhân lực. Tuy nhiên với bãi cọc ta đã đóng thì sử dụng máy đào không thể đào được tới cao trình thiết kế vì các đầu cọc còn nhấp nhô (Do chưa đóng tới cao trình thiết kế đã đạt độ chối thiết kế). Mặt khác cọc còn phải ngàm vào đế đài 55 cm nên khi đào đến cao trình đáy hố móng là cả 1 bãi đầu cọc nhấp nhô. Do đó không thể dùng máy đào đến cao trình thiết kế được, phải bớt lại 1 ít để đào thủ công (Việc thi công bằng máy có thể gây ra va chạm vào cọc và làm gãy cọc).
Qua phân tích ở trên ta chọn kết hợp cả 2 phương pháp đào đất hố móng là : Đào đất bằng máy và kết hợp với đào đất bằng thủ công.
Ta tiến hành đào hố móng đơn với độ sâu đào là 0,9 m bằng máy xúc sau đó tiến hành đào thủ công với chiều sâu đào là 0,6m tới cos đáy lớp bê tông lót.
7.3.1.2 . Tính toán khối lượng đất đào
Do đài cọc nằm hoàn toàn trong lớp đất lấp nên ta tiến hành đào đất theo hệ số dốc của lớp đất lấp. Tra bảng 1-2 sách Kỹ thuật thi công ứng với lớp đất lấp độ dốc của hố đào là 1:1;
Khi đó ta có kích thước của hố đào:
b a 2B; với B là độ mở rộng của miệng hố đào: B = H.1;
b – chiều dài cạnh trên của hố đào;
c – chiều dài cạnh dưới của hố đào.
Độ mở rộng của hố đào tại cos – 1,35 so với cos tự nhiên: B = 0,9.1 = 0,9 m;
Độ mở rộng của hố đào tại cos – 1,95 so với cos tự nhiên: B = 1,5.1 = 1,5 m;
Căn cứ vào độ mở rộng của hố đào tại các cao độ và mặt bằng móng, ta xây dựng được mặt cắt hố đào theo các trục (theo lý thuyết), từ đó xác định được phần đất còn lại giữa các hố đào qua đó đưa ra phương án đào và xác định được mặt bằng đào đất thực tế.
Hình 7. Mặt cắt hố đào qua trục 2-2 Ghi chú:
(1) – là phần đất đào bằng máy;
(2) – là phần đất đào thủ công.
Dựa trên mặt cắt hố đào xác định theo lý thuyết qua các trục ta xem xét phần đất còn lại giữa các hố đào để quyết có đào bỏ hay không; việc quyết định này phụ thuộc vào khối lượng đất còn lại giữa các hố đào là nhiều hay ít.
Nhận thấy rằng phần đất còn lại giữa các hố đào là ít nên ta sẽ đào bỏ toàn bộ phần đất này.
Qua đó ta sẽ xây dựng được mặt bằng đào đất thực tế:
Thể tích hố đào tính toán như sau:
V h a.b a c . b d c.d
6
Hoặc lấy công thức gần đúng thực nghiệm để tính thể tích hố đào như sau:
V a.b.h.1,3 S .h.1,3
dayTrong đó 1,3 là hệ số thể tích mở rộng đáy móng.
- Tính toán khối lượng đất đào máy:
b a
c
d
h
Hình 7-7. Thông số hố đào.
Hình 7-8. Ao móng đào máy.
Do mặt bằng ao móng đào máy là hình đơn giản, ta tiến hành chia nhỏ ao móng thành những phần đơn giản để tính toán. Kết quả tính toán thống kê trong bảng sau:
Bảng 7-3. Tính toán khối lượng đào máy
STT
Tên Hố đào
Độ sâu h (m)
Kích thước đáy dưới
Kích thước đáy trên
Số lượng
Khối lượng đất
đào (m3) a (m) b (m) c (m) d (m)
1 MĐ1 0,9 72,3 19,42 74,1 21,22 1 1338,92
Tổng khối lượng đất đào máy 1338,92
- Tính toán khối lượng đất đào thủ công:
Tiến hành chia các hố đào đơn thành các hố đào có hình dạng đơn giản để tính toán thể tích. Kết quả tính toán thể hiện trong bảng sau:
STT Tên Hố
đào Độ sâu h (m)
Kích thước đáy dưới
Kích thước đáy
trên Số
lượng
Khối lượng đất đào
(m3) a (m) b (m) c (m) d (m)
1 TC1 0,6 2,1 2,4 3,3 3,6 28 138,1
2 TC2 0,6 2,1 5,1 3,3 6,3 14 130,2
3 TC3 0,6 4,65 2,4 5,85 3,6 6 57,13
4 TC4 0,6 4,65 5,1 5,85 6,3 4 72,1
5 TC5 0,6 5,1 10,8 6,3 12 1 39,06
Tổng khối lượng đất đào thủ công 436,59
Hình 7-9. Mặt bằng hố đào thủ công.
Trong quá trình đào đất thủ công tiến hành đào vào hoàn thiện phần hố đào của giằng móng (ở những vị trí cần đào).
Tiết diện giằng móng 300x500 mm (Cần đào sâu 0,2m so với cos -1,35m)
Phần đất đào này có khối lượng bằng 45 m3.
Tổng khối lượng đất đào thủ công: Vthủ công = 436,59 +45 = 481,59 m3. 7.3.1.3 Lựa chọn thiết bị đào đất
Việc chọn các loại máy đào đất phụ thuộc nhiều yếu tố cơ bản sau :
- Cấp đất đào, mực nước ngầm;
- Hình dạng kích thước, chiều sâu hố đào;
- Điều kiện chuyên chở, chướng ngại vật;
- Khối lượng đất đào và thời gian thi công…
Dựa vào khối lượng đào đất đã tính toán, mặt bằng đào đất móng, cấp đất đào và trang thiết bị máy móc thực tế của đơn vị thi công, ta chọn máy xúc một gầu nghịch, dẫn động thuỷ lực, mã hiệu EO – 4321có các thông số kỹ thuật sau :
Mã hiệu q (m3)
R (m)
H (m)
H (m)
Trọng lượng máy (T)
tck (s)
EO – 4321 0,65 8,95 5,5 5,5 19,2 16
- Dung tích gầu (q) : 0,65m3. - Bán kính đào (R) : 8,95m.
- Chiều cao đổ (h) : 5,5 m.
- Chiều sâu đào (H) : 5,5m.
- Trọng lượng máy : 19,2 T.
- Chiều rộng máy (b): 3 m.
- Chu kỳ quay (tck) : 16s.
Năng suất đào: d ck tg
t
N q K N K ;
K
Với: q = 0,65 m3 – dung tích gầu;
Kđ – hệ số đầy gầu; phụ thuộc vào loại gầu và độ ẩm của đất. Với gầu nghịch và đất lấp ẩm, thuộc đất cấp I có: Kd 1,1 1, 2 ; lấy Kđ = 1,1.
Kt – hệ số tơi của đất; Kt 1,1 1, 4 ; lấy Kt = 1,3.
Ktg = 0,8 – hệ số sử dụng thời gian.
Nck –số chu kỳ trong 1 giờ (3600 s): ck
1ck
N 3600 h
T
;
Tck – thời gian của một chu kỳ;
T
ck t K K
ck vt quay s
.tck- thời gian của 1 chu kỳ khi góc quay 90o, đất đổ lên xe, ta có tck = 16 s.
Kvt = 1,1 – trường hợp đổ trực tiếp lên thùng xe.
Kquay = 1,3 – lấy với góc quay 180o.
Ta có: Tck 16.1,1.1,322,88 s ck
3600
1N 157,34 h ;
22,88
Năng suất máy đào:
1,1
3N 0,65. .157,34.0,8 69,23 m / h;
1,3
Khối lượng đất mà máy đào được trong 1 ca:
N
ca N.t
69, 23.8 554 m ;
3Số ca máy cần thiết:
1338,92
n 2,4 ca;
534
ta sử dụng 1 máy làm việc 1 ca 1 ngày. Dự kiến thời gian thi công 3 ngày.Hình 26. Máy đào đất EO – 4321.
Hiệu quả sử dụng máy đào phụ thuộc việc tổ chức làm đồng bộ với phương tiện vận chuyển (xe tự đổ), số lượng xe con phải đảm bảo cho máy xúc làm việc liên tục, tải trọng xe phải là bội số của đất xúc đầy gầu.