PHẦN I KIẾN TRệC+KẾT CẤU
CHƯƠNG 5- THI CÔNG PHẦN NGẦM
5.2 Thi công đào đất
5.2.1 Lựa chọn phương án đào đất
5.2.1.1 Đặc điểm nền móng công trình
- Công trình có tầng hầm sâu -1,5 m, cốt -3,000 (so với cốt thiên nhiên,-1.500) - Nền tầng hầm gồm các lớp sau : Lớp BTCT chống thấm dày 0,3m; lớp bê tông lót dày 0,1m; lớp cát đầm chặt dày 0,3 m.
- Đỉnh cọc sau khi thi công có cao trình là -3,8 m, (cọc ngàm vào đài 1,2m), cốt đỉnh cọc là -3,800.
- Đài móng cao 2m, cốt đáy đài là -5.000. Riêng cốt đáy đài thang máy sâu thêm xuống 2m so với đài móng, tức là cốt -7.000
5.2.1.2 Phương án đào đất
- Lựa chọn phương án đào đất bằng máy kết hợp đào đất thủ công theo mái dốc.
- Từ những điều kiện trên ta chọn phương án đào đất như sau :
Đào đất đợt 1 bằng máy tới độ sâu 2,2 m (cốt -3,700, cách cốt đỉnh cọc 10cm) so với mặt đất tự nhiên, đào theo mái dốc tự nhiên của lớp đất :
Chọn e = 2,2 m là khoảng cách từ mép bê tông lót đài cột biên đến mép hố đào Tỷ số H/B=1/1 đối với lớp 1 là đất lấp ; H = 2,2 m => B = 2,2 m
Đào đất đợt 2 bằng máy kết hợp thủ công từ độ sâu -2,2 m (cốt -3,700 ) đến độ sâu -3,6 m (cốt -5,100) so với mặt đất tự nhiên với tỉ lệ 70/30
Tỷ số H/B=1/0,5 với lớp đất sét pha dẻo mềm : H=1,4 m =>B=0,7m Chọn e = 0,5 m là khoảng cách từ mép bêtông lót móng đến mép hố đào.
5.2.2 Tính toán khối lượng đào đất
5.2.2.1 Khối lượng đất đào móng đợt 1 ( đào bằng máy )
Khối lượng đất cần đào tính theo công thức : V = H/6.(a.b + (a+c).(b+d) + c.d)
2, 2 3
31, 07.53,82 30, 07 35, 47 . 53,82 58, 22 35, 47.58, 22 4062,8
V 6 m
5.2.2.2 Khối lượng đất đào móng đợt 2 ( đào máy kết hợp thủ công ) Khối lượng đất cần đào tính theo công thức : V = H/6.(a.b + (a+c).(b+d) + c.d) - Với móng M1 :
1, 4 3
2,8.5,8 2,8 4, 2 . 5,8 7, 2 4, 2.7, 2 32, 08
V 6 m
M1 gồm 12 móng nên ta có ∑V = 12.V= 14.32,08 = 385 m3
Phần đất này sẽ trừ đi phần thể tích của cọc chiếm chỗ, cọc ngàm vào đài 1,2 m + 0,1m ngàm trong lớp lót nên thể tích cọc chiếm chỗ là :
Vcọc = π.R2.h = π.0,52.1,3 = 1,02 m3
Mỗi móng M1 có 2 cọc nên tổng thể tích cọc chiếm chỗ là :
∑Vcọc = 1,02.2.12 = 24,5 m3
Tổng khối lượng đất đào móng M1 còn :
∑V = 385 – 24,5 = 360,5 m3
Khối lượng đất đào bằng máy là : Vmáy = 70%.360,5= 252,35 m3
Khối lượng đất dào thủ công là : Vthủ công = 30%.360,5 = 108,15 m3 - Với móng M2 ,M3 : ta tổ chức đào thành rãnh
1, 4 3
8,8.50, 42 8,8 10, 2 . 50, 42 51,82 10, 2.51,82 680,1
V 6 m
Phần đất này sẽ trừ đi phần thể tích của cọc chiếm chỗ, cọc ngàm vào đài 1,2 m + 0,1m ngàm trong lớp lót nên thể tích cọc chiếm chỗ là :
Vcọc = π.R2.h = π.0,52.1,3 = 1,02 m3 Tổng số cọc trong rãnh này là : 39 cọc
∑Vcọc = 1,02.39 = 39,8 m3
Tổng khối lượng đất đào móng M2, M3 còn :
∑V = 680,1 – 39,8 = 640,3 m3
Khối lượng đất đào bằng máy là : Vmáy = 70%.640,3= 448,21 m3
Khối lượng đất dào thủ công là : Vthủ công = 30%.640,3 = 192,09 m3 - Móng M1 tại khu vực giao cắt thang máy : ta đào ao
1, 4 3
8, 735.10,3 8, 735 10,135 . 10,3 11, 7 10,135.11, 7 145,5
V 6 m
Phần đất này sẽ trừ đi phần thể tích của cọc chiếm chỗ, cọc ngàm vào đài 1,2 m + 0,1m ngàm trong lớp lót nên thể tích cọc chiếm chỗ là :
Vcọc = π.R2.h = π.0,52.1,3 = 1,02 m3 Tổng số cọc trong khu vực này là : 4 cọc
∑Vcọc = 1,02.4 = 4,08 m3
Tổng khối lượng đất đào móng M2, M3 còn :
∑V = 145,5 – 4,08 = 141,42 m3
Khối lượng đất đào bằng máy là : Vmáy = 70%.141,42= 99 m3
Khối lượng đất dào thủ công là : Vthủ công = 30%.141,42 = 42,42 m3 - Với móng thang máy :
2 3
7, 4.6, 4 7, 4 9, 4 . 6, 4 8, 4 9, 4.8, 4 125
V 6 m
Phần đất này sẽ trừ đi phần thể tích của cọc chiếm chỗ, cọc ngàm vào đài 1,2 m + 0,1m ngàm trong lớp lót nên thể tích cọc chiếm chỗ là :
Vcọc = π.R2.h = π.0,52.1,3 = 1,02 m3 Tổng số cọc trong rãnh này là : 5 cọc
∑Vcọc = 1,02.5= 5,1 m3
Tổng khối lượng đất đào móng M2, M3 còn :
∑V = 125 – 5,1 = 119,9 m3
Khối lượng đất đào bằng máy là : Vmáy = 70%.119,9= 83,93 m3
Khối lượng đất dào thủ công là : Vthủ công = 30%.125 = 35,97 m3
5.2.2.3 Khối lượng đất đào giằng móng ( đào máy kết hợp thủ công ) Khối lượng đào đất giằng móng được tính theo công thức :
V=Ltb.S với S là diện tích mặt cắt ngang hố giằng, có S = (1,7+2,3).0,6/2 = 1,2 m2
- Với giằng GM1
V=(3,135+3,735).0,6.1,2/2 = 2,5 m3
Giằng GM1 có 4 giằng nên ta có ∑V = 2,5.4 = 10 m3
Khối lượng đất đào bằng máy là : Vmáy = 70%.10= 7 m3
Khối lượng đất dào thủ công là : Vthủ công = 30%.10 = 3 m3 - Với giằng GM2
V=(3,3+3,9).0,6.1,2/2 = 2,6 m3
Giằng GM2 có 7 giằng nên ta có ∑V = 2,6.7 = 18,2 m3
Khối lượng đất đào bằng máy là : Vmáy = 70%.18,2= 12,7 m3
Khối lượng đất dào thủ công là : Vthủ công = 30%.18,2 = 5,5 m3 - Với giằng GM3
V=(2,235+2,835).0,6.1,2/2 = 1,825 m3
Giằng GM3 có 12 giằng nên ta có ∑V = 1,825.12 = 27,4 m3
Khối lượng đất đào bằng máy là : Vmáy = 70%.27,4= 19,2 m3
Khối lượng đất dào thủ công là : Vthủ công = 30%.27,4 = 8,2 m3 5.2.2.4 Tổng hợp khối lượng đất đào móng và giằng móng - Tổng khối lượng đào đất bằng máy là :
Vmáy = 4062,8+ 252,35+ 448,21+ 99+ 83,93+ 7+ 12,7+ 19,2 = 4985,2 m3 - Tổng khối lượng đào đất thủ công là :
Vthủ công = 108,15+ 192,09+ 42,42+ 37,5+ 3+ 5,5+ 8,2 = 396,9 m3
Dự kiến khối lượng đào đất bằng máy sẽ được ô tô vận chuyển đi. Còn khối lượng đất đào thủ công sẽ được san lấp hố móng lần 1
5.2.3 Tổ chức thi công đào đất 5.2.3.1 Chọn máy đào đất
Ta chọn máy xúc gầu nghịch (động cơ thuỷ lực) với mã hiệu E0-4321 có các thông số kỹ thuật sau:
Bảng : Các thông số kỹ thuật của gầu nghịch E0-4321
Thông số kỹ thuật Đơn vị Giá trị
Bán kính làm việc : Rmax m 8,95
Dung tích gầu: q m3 0,65
Chiều cao nâng gầu m 5,5
Chiều sâu hố đào lớn nhất:H m 5,5
Trọng lượng máy T 19,2
tck giây 16
Chiều cao máy m 4,2
Chiều dài máy m 2,6
Chiều rộng máy m 3
Tính bán kính thi công hố đào và năng suất của máy Tinh bán kính thi công hố đào: Rmax=10, 5m
Tính năng suất sử dụng máy đào: N K K
qK
N ck tg
t d
Trong đó :
q : Dung tích gầu ; q = 0,65 (m3)
kd : Hệ số đầy gầu, phụ thuộc loại gầu, cấp đất và độ ẩm của đất ; kd = 0,8 kt : Hệ số tơi của đất ; kt = 1,2
kTG: Hệ số sử dụng thời gian ; kTG = 0,8
Nck : Số chu kỳ đào trong 1 giờ (3600s): Nck = 3600/Tck Tck = tck.Kvt.Kquay = 16.1,1.1 = 17,6 (giây)
0,8 3600 3
0, 65. . .0,8 70,9( / ) 1, 2 17, 6
Nsd m h
Tính số ca của máy :
Khối lượng đào đất trong một ca máy là:
V= 8.70,9 = 567,2 m3
Vậy ta có số ca cần thiết đào đất bằng máy là 4985,2
8, 79 567, 2
n
Vậy ta bố trí 1 máy đào làm việc trong 9 ngày 5.2.3.2 Chọn ô tô vận chuyển đất
Khối lượng đất đào máy sẽ được vận chuyển đi bằng ô tô chở đất.
Tổng thể tích đất cần vận chuyển là: V= 1,2.4985,2= 5982,24 m3 trong 9 ngày.
Vậy 1 ngày cần vận chuyển : 5982,24/9= 664,7 m3
Chọn xe chở đất IFA có ben tự đổ có dung tích thùng xe là 6 m3. Dung tích thực tế lấy đất chỉ đổ được 80% thể tích thùng : 0,8.6 = 4,8 m3.
Tính thời gian 1 chu kì vận chuyển của xe là : tck = t1 + t2 + t3 + t4+ t5
Trong đó:
t1 - thời gian xe đứng đợi xúc đất lên thùng xe : Số gầu đào cho 1 xe: 4,8 7, 4
0, 65
g gầu
→ Số chu kì đào ( 16s ): t1=16.7,4= 118 (s) t2 - thời gian rửa xe, lấy bằng 300s.
t3 - thời gian xe đi đến bãi đổ đất, xe đi với tốc độ 30km/h đến bãi đổ cách công trường 10 km mất khoảng thời gian là: 2 10
3600. 1200( )
t 30 s
t4 - thời gian xe nghiêng thùng đổ đất và đưa thùng xe về vị trí cũ, lấy bằng 120s t5 - thời gian xe đi từ bãi đổ về công trường, lấy bằng t2 = 1200 ( s)
Vậy: tck = t1 + t2 + t3 +t4 +t5 = 118 +300 + 900 +120 + 900 = 2938 (s) Trong 1 ca 8h, 1 xe có thể chở được lượng đất là: 8.3600 3
.4,8 47( )
V 2938 m
Số xe chở đất cần huy động là: 664, 7
14,14
n 47 ( xe ).
Chọn 15 xe chở đất IFA dung tích thùng 6 m3 5.2.3.3 Tổ chức thi công đào đất trên mặt bằng
- Hố móng đào ao do vậy ta chọn sơ đồ máy đào dọc đổ ngang.
- Khoang đào : 1,5Rmax =1,5.8,95=13,425m => Số dải đào : 58,22/13,425 = 4,33, chọn số dải đào : 5 dải, mỗi dải ≈ 12 m Sơ đồ đào như hình vẽ.