Đồ án Môn học thi công thi công đập đất đầm nén

HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN Yêu cầu Về kiến thức: Sinh viên vận dụng các kiến thức đã học để thực hành thiết kế tổ chức thi công cho một hạng mục công trình cụ thể; Kết quả của đồ án:Mỗi SV cần nộp 1 thuyết minh và tối thiểu 1 bản vẽ: Thuyết minh: Trình bày những nội dung và kết quả tính toán thiết kế trong phạm vi từ 20-25 trang đánh máy A4 hoặc 25-30 trang viết tay; Bản vẽ: Bản vẽ kỹ thuật thể hiện nội dung cơ bản nhất của tính toán thiết kế thi công. Số bản vẽ tối thiểu 01 bản vẽ khổ A1; Hình thức trình bày theo quy định chung của nhà trường; Tài liệu cần thu thập: Hồ sơ thiết kế kỹ thuật; Tài liệu thủy văn: Quan hệ Q~Zhl; Phân bố dòng chảy năm ứng với tần suất P%; Lưu lượng đỉnh lũ và đường quá trình lũ ứng với tần suất P%; Quan hệ Z~F~W hồ chứa; Nội dung tổng quát của đồ án Thời gian thực hiện: 4 tuần; Đồ án gồm các chương chính và tỷ lệ các chương như sau: Chương 1. Giới thiệu chung: Thời gian 0,5 tuần – chiếm 10%; Chương 2. Dẫn dòng thi công: Thời gian làm 1,5 tuần - chiếm 30%; Chương 3. Thi công công trình chính: Thời gian làm 2 tuần - chiếm 60%; 3. Nội dung các chương Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Vị trí công trình 1.2. Nhiệm vụ công trình 1.3. Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình 1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 1.4.1. Điều kiện địa hình 1.4.2. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn và đặc trưng dòng chảy 1.4.3. Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn Bảng 1.1: Độ ẩm tốt nhất và dung trọng khô lớn nhất Loại đất Phạm vi biến động Độ ẩm tốt nhất (%) theo trọng lượng Dung trọng khô lớn nhất (g/cm2) cát 8 12 1.8 1.88 min 16 22 1.61 1.8 á cát 9 15 1.85 2.08 á sét 12 15 1.85 1.95 á sét nặng 16 20 1.67 1.79 á sét mịn 18 21 1.65 1.74 sét 19 23 1.58 1.7 1.4.4. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực 1.5. Điều kiện giao thông vận tải 1.6. Nguồn cung cấp vật lỉệu, điện, nước 1.7. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, con người 1.8. Thời gian thi công được duyệt 1.9. Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công Chương 2. CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG Dẫn dòng Vận dụng, phân tích các điều kiện cụ thể của công trình theo các nội dung cơ bản đã nêu trong giáo trình, không nhắc lại các nội dung một cách máy móc. Từ đó đưa ra một số phương án dẫn dòng thi công để so sánh. Đề xuất phương án dẫn dòng ( từ 2¸3 phương án) Nội dung của từng phương án dẫn dòng thi công: Thời gian thi công: số năm, bắt đầu từ ...... đến ......... Nội dung phương án được tóm tắt trong bảng sau: Bảng 2.1: Năm thi công Thời gian Công trình dẫn dòng Lưu lượng dẫn dòng Các công việc phải làm và các mốc khống chế (1) (2) (3) (4) (5) I Mùa khô từ: ..... đến ......... Mùa lũ từ: ..... đến ......... II ............... Chú ý: Không kết hợp cống lấy nước lâu dài làm công trình dẫn dòng trong mùa lũ, trừ trường hợp thiết kế cống lâu dài làm cống dẫn dòng vào mùa lũ có sự tính toán cụ thể về các mặt ổn định của công trình. So sánh, chọn phương án Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án, định tính chọn ra một số phương án để tính toán định lượng; Phân tích định tính về kinh tế, kỹ thuật (hoặc tính toán định lượng): + Khối lượng công trình tạm dẫn dòng; + Cường độ thi công; + Thời gian hoàn thành; + Kỹ thuật thi công công trình tạm; Chọn 1 phương án tốt nhất làm phương án dẫn dòng thiết kế; Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công Chọn tần suất dẫn dòng thiết kế Chọn theo TCVN 285-2002. Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công Khẳng định rõ thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công là thời gian thiết kế phục vụ dẫn dòng (ngăn nước, tháo nước) của các công trình dẫn dòng cụ thể. Thời gian đó có thể là 1 tháng, 2 tháng hoặc 1 mùa khô hoặc 6 tháng hoặc 1 năm .... Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công Phải chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công ứng với mỗi thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công. Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công ứng với tần suất thiết kế dẫn dòng thi công đã chọn. Tính toán thủy lực phương án dẫn dòng Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp Mục đích - Xác định quan hệ Q~ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp; - Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu; - Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô; - Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy; Nội dung tính toán - Sơ đồ tính toán: Chú ý: Các hình vẽ trên đây chỉ có tính chất minh họa.. Hình vẽ cụ thể tùy thuộc vào phương án phân chia các giai đoạn đắp đập. - Căn cứ vào lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ và quan hệ Q~Zhl ta xác định được Zhl; - Giả thiết Zgt ÞTính ZTL=Zhl+DZgt Þ Tính lại ; Với và Trên mặt cắt ngang tại vị trí co hẹp (sử dụng mặt cắt lòng sông điển hình) đo: diện tích ướt của lòng sông w1 và diện tích ướt của hố móng và đê quai chiếm chỗ w2 w1 và w2 phải được xác định tương ứng trên cùng một mặt cắt là mặt cắt thu hẹp c-c (cho phép bỏ qua độ cao hồi phục để bài toán đơn giản ) với mực nước là Zhl w0 xác định bằng phương pháp tính thử dần thông qua giả thiết Z Nếu Zgt»Ztt thì dừng lại, nếu Zgt #Ztt thì tiếp tục tính; Chú ý: Việc tính toán nên lập thành bảng tính rồi giải thích bảng tính - Xác định mực nước sông phía thượng lưu về mùa khô và mùa lũ; ZTL=Zhl+DZ - Xác định phạm vi hố móng cho giai đoạn thi công đầu; - Xác định mức độ thu hẹp lòng sông; Ứng dụng kết quả tính toán - Tìm ra cao trình đỉnh đê quai thượng, hạ lưu để thiết kế chúng; - Xác định cao trình đắp đập vượt lũ: ZVL=ZTL+d - Kiểm tra khả năng chống xói: V£[V]kx, đề ra biện pháp gia cố, bảo vệ nếu cần; Tính toán thủy lực dẫn dòng qua kênh Mục đích Thiết kế kênh dẫn dòng hợp lý về kinh tế-kỹ thuật; Xác định mực nước đầu kênh, từ đó xác định cao trình đỉnh đê quai hoặc cao trình đắp đập vượt lũ ...; Nội dung tính toán Đối với dòng chảy qua kênh cần phân biệt rõ chiều dài kênh, về mặt thủy lực thì khi nào là đập tràn đỉnh rộng và khi nào là đập tràn đỉnh rộng nối tiếp với kênh; Cần phân tích các dạng đường mặt nước trên kênh theo sơ đồ thủy lực cụ thể. Việc tính toán thủy lực luôn luôn đi cùng với việc kiểm tra chống xói và gia cố; Việc xác định độ sâu nước đầu kênh hở cần tính toán đầy đủ , không nên lấy gần đúng là độ sâu dòng đều làm mực nước hạ lưu của tràn nối tiếp với kênh, nhằm nâng cao kỹ năng tính toán; Chọn kích thước kênh dẫn dòng: Cao trình đáy kênh, và mặt cắt kênh dẫn dòng hợp lý về kinh tế-kỹ thuật. Về nguyên tắc cần giả thiết một số trị số bề rộng kênh cho mỗi cao trình đáy kênh giả thiết, từ đó mới chọn được mặt cắt và cao trình hợp lý. Chọn hệ số mái, độ nhám, độ dốc........ Tính toán các thông số kênh theo mặt cắt lợi nhất về thủy lực; Nhất thiết phải vẽ sơ đồ thủy lực cụ thể phù hợp với thực tế làm việc của công trình, sau đây là một ví dụ thường gặp: Sơ đồ: Chú ý: Hình vẽ trên đây chỉ có tính chất minh họa.. Hình vẽ cụ thể tùy thuộc vào phương án phân chia các giai đoạn đắp đập. Cách tính: Giả thiết các cấp lưu lượng Qi (m3/s); Phương pháp tính: Vẽ đường mặt nước theo phương pháp công trực tiếp; Trình tự tính toán: + Xác định hk: ; 3 Với: ; + Xác định ho: Þ Trang bảng tra thủy lực ta có: + So sánh ho và hk để nhận dạng đường mặt nước; + Xuất phát từ hạ lưu ta vẽ đường mặt nước xác định được cột nước đầu kênh khi ; (Có thể tạm tính Lđk=10m) BẢNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG KÊNH Các thông số tính toán: Q, b, i, m TT h (m) w (m2) c (m) R (m) C2.R V(m/s) J Jtb V2/2g (m) '(m) i-Jtb D'(m) Li (m) L(m) + Dùng chương mềm để tính toán cần nêu: tên chương mềm, các thông số đưa vào, kết quả tính toán; + Tính Ztl = Zđk+hđk + DZcv + Đoạn đầu kênh tính như đập tràn đỉnh rộng: Xác định chỉ chảy ngập: Chảy ngập: Chảy ngập: + Vẽ quan hệ Q~ZTL Kiểm tra điều kiện không xói: £[V]kx; Chú ý: Trên đây chỉ nêu một ví dụ tính toán để minh họa. Việc tính toán cụ thể theo các tài liệu về thủy lực. Ứng dụng kết quả tính toán - Xác định cao trình đắp đập: Zđđ=ZTL+d Với ZTL được xác định bằng cách tra quan hệ Qkênh ~ZTL ứng với QP% dẫn dòng thiết kế; - Xác định cao trình đê quai thượng lưu: Zđq=ZTL+d - Kiểm tra khả năng xói và phạm vi phải gia cố, biện pháp gia cố, ...; - Xác định cao độ bờ kênh để nước không tràn vào hố móng: Zbk=Zđk +ho+d Tính toán thủy lực dẫn dòng qua đường hầm hoặc cống ngầm Mục đích Tương tự với kênh. Nội dung tính toán - Sơ đồ: Chú ý: Hình vẽ trên đây chỉ có tính chất minh họa.. - Trình tự tính toán: Giả thiết một số trị số lưu lượng qua cống để tính toán và xác định quan hệ Q-ZTL. Ứng với mỗi trị số lưu lượng Q hoặc trị số cột nước thượng lưu ZTL giả thiết ta làm như sau: Dòng chảy qua cống diễn ra ở một trong 3 trạng thái: có áp, bán áp và không áp. Muốn xác định lưu lượng qua cống trước hết phải xác định trạng thái chảy qua cống. có thể tóm tắt các trường hợp có thể xảy ra như sau (theo Hứa Hạnh Đào hay Van Te Chow): + H(1,2 - 1,4)D và hn<D: Cống chảy không áp; + H>(1,2 - 1,4)D: có thể xảy ra chảy có áp hoặc bán áp còn tùy thuộc độ dài của cống và mực nước hạ lưu cống; Trong đó H-Cột nước trước cống tính từ cao trình đáy cống; D- Chiều cao cống ngay sau cửa vào. Chọn trị số 1,2 hay 1,4 tùy thuộc vào mức độ thuận ở cửa vào. Cửa vào rất thuận chọn 1,4 cửa vào không thuận chọn 1,2. Muốn xác định chính xác trạng thái chảy trong cống phải vẽ đường mặt nước trong cống. Nếu xuất hiện nước nhảy trong cống và chạm trần cống thì cống chảy có áp (còn gọi là cống dài). Nếu nước nhảy trong cống không tới trần cống hoặc nước nhảy phóng xa ra sau cống thì cống chảy bán áp (còn gọi là cống ngắn). Việc áp dụng công thức tính lưu lượng qua cống dài và cống ngắn xem trong giáo trình thủy lực, các sổ tay thủy lực hay Quy phạm tính toán thủy lực cống dưới sâu QPTL C-1-75. Ứng dụng kết quả tính toán: như đối với kênh. Tính toán điều tiết Tính toán điều tiết thường xuyên Mục đích: Xác định được quá trình nước dâng lên ở thượng lưu theo thời gian tương ứng với lưu lượng đến, lưu lượng xả và lượng nước tích lại trong hồ. Từ đó xác định được mực nước cũng như lưu lượng tháo về hạ lưu ở thời điểm tính toán. Tính toán điều tiết lũ Việc tính toán điều tiết lũ đối với công trình thiếu tài liệu thủy văn dòng chảy, đường quá trình lũ dạng tam giác hay hình thang thì sử dụng phương pháp Kôtrêrin. Đối với các dạng đường quá trình lũ khác thì nên sử dụng phương pháp Pôtapốp, nhưng không ạn chế sử dụng các phương pháp khác. Việc tính điều tiết lũ tuân theo giáo trình thủy văn công trình hiện hành; Mực nước ban đầu dùng tính điều tiết lũ phải căn cứ vào mực nước diễn ra khi lũ bắt đầu về. Đối với đập đất cần chú trọng quá trình nước dâng theo thời gian (xác định qua điều tiết thường xuyên). Chú ý rằng mực nước này càng cao thì càng thiên về an toàn; Ngoài tính toán điều tiết lũ, trong trường hợp có lũ kép hoặc cần quan tâm đến tốc độ lên đập một cách chi tiết thì cần phải tính thêm điều tiết thường xuyên. Mục đích: - Xác định mực nước lũ trong hồ ZTLmax và lưu lượng xả qxảmax của các công trình tháo nước khi xả lũ; - Xác định cao trình đắp đập vượt lũ, các cao trình phòng lũ; Nội dung tính toán: Theo phương pháp Kôtrêrin hoặc phương pháp Pôtapốp; Nếu có đủ tài liệu cần xác định mực nước trong hồ trước khi lũ về để tính điều tiết, nếu không có đủ tài liệu cho phép tính mực nước trong hồ bằng cao trình ngưỡng công trình tháo; Theo phương pháp Kôtrêrin: + Mực nước trước lũ cao bằng ngưỡng tràn: Lũ đến dạng tam giác: ; Þ VớiWL đã biết (tổng lượng lũ thiết kế)). Cách giải giả thiết các qxả (<Qmax m3/s), từ công thức trên tính ra Wm, sau đó tra quan hệ Whồ~ZTL ra ZTL(với Whồ= WTrướclũ + Wm). Từ đây tính ra cột nước H trước tràn. H= ZTL-. Có H thay vào công thức đập tràn thực dụng chảy tự do tính ra : qxảtt = mb, nếu qxảtt qxảgt thì thoả mãn. Tiếp tục tra quan hệ Qxả~Ztl được Zmax Sử dung kết quả tính toán - Xác định cao trình đắp đập vượt lũ: ZVL=ZTLmax+d Với ZTLmax được xác định bằng cách tra quan hệ Qxả ~ZTL ứng với qxảmax dẫn dòng thiết kế; - Đề ra biện pháp chống xói; Chú ý Cho phép sử dụng các phần mềm phù hợp để tính nhưng cần thuyết minh rõ: Số liệu đầu vào; Số liệu đầu ra; Nguyên lý tính toán; Phương pháp sử dụng trong tính toán; Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng Đê quai Tuyến đê quai; Kích thước mặt cắt đê quai: Chọn theo đặc điểm vật liệu, kết cấu đê quai, điều kiện chống thấm, giao thông, thiết bị thi công..... Cao trình đỉnh: Zđqhl = Zhl + a ; Zđqtl = Ztl + a’ ; Tính thấm qua đê quai. Khi tính thấm qua đê quai sinh viên cần vẽ và hiểu rõ sơ đồ tính thấm. Không yêu cầu kiểm tra ổn định chống trượt; Tính khối lượng; Biện pháp thi công. Công trình tháo nước Tuyến công trình; Các kích thước; Tính khối lượng; Biện pháp thi công. Ngăn dòng Chương 3. THIẾT KẾ TỔ CHỨC ĐẮP ĐẬP 3.2.1. Phân chia các giai đoạn đắp đập. Căn cứ theo các mốc các cao trình khống chế đã chỉ ra trong phần tính toán dẫn dòng Khả năng sử dụng thiết bị cao nhất Tốc độ lên đập không được vượt quá tốc độ do cơ quan thiết kế yêu cầu. Tốc độ nâng cao đập nếu nhanh hơn thiết kế qui định thì phải có luận chứng bảo đảm chất lượng và được chủ đầu tư đồng ý. (Yêu cầu thể hiện trên cả mặt cắt dọc và mặt cắt ngang) Chú ý: Các hình vẽ trên đây chỉ có tính chất minh họa.. Hình vẽ cụ thể tùy thuộc vào phương án phân chia các giai đoạn đắp đập. Đắp đập trên toàn tuyến và toàn chiều rộng lên đều là tốt nhất. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp phải chia thành các khối đắp thì hết sức tránh mặt tiếp giáp theo hướng dòng chảy. Trường hợp đặc biệt thì mặt tiếp giáp cùng hướng dòng chảy không được ở vị trí lòng sông hoặc ở vị trí có chiều cao lớn nhất của đập. Các mặt tiếp giáp phải xử lý theo đúng qui định của qui phạm. Mái dốc của mặt tiếp giáp m ³ 2. Nếu chênh lệch giữa 2 khối đắp >5m thì phải có cơ (nếu mái m ³ 3 thì không cần cơ). Mặt tiếp giáp nên có hướng xiên góc với dòng chảy ³ 450. 3.2.2. Tính khối lượng đắp đập của từng giai đoạn. Khối lượng đắp đập và diện tích mặt đập của từng giai đoạn (chú ý: tính theo cao trình, không tính theo mặt cắt ngang để dễ tổ chức thi công) lập bảng tính như bảng (3-2) dưới đây: Bảng 3-2: Khối lượng đắp đập và diện tích thi công trên mặt đập TT Cao trình (m) Diện tích Fi (m2) Diện tích trung bình (m2) Chiều dày (m) Khối lượng (m3) Khối lượng lũy tích (m3) 1 1 F1 V1 F21=(F2+F1)/2 h21 V21=h21*F21 2 2 F2 V2=V1+V21 F32= (F3+F2)/2 h32 V32=h32*F32 3 3 F3 V3=V2+V32 … … … … … … i-1 i-1 Fi-1 Vi-1 Fi i-1=(Fi+Fi-1)/2 hi i-1 Vi i-1=hi i-1* Fi i-1 i i Fi Vi=Vi-1+Vi i-1 … … … … … … n-1 n-1 Fn Vn-1 Fn n-1=(Fn+Fn-1)/2 hn n-1 Vn n-1=hn n-1* Fn n-1 n n Fn Vn=Vn-1+Vn n-1 Khối lượng Vđắp Vn (Có thể gộp kết quả tính cho nhiều giai đoạn đắp đập trong cùng bảng trên) Vẽ biểu đồ Vđắp~Z và F~Z cho từng đợt đắp đập để tiện thiết kế tổ chức thi công trên mặt đập. Tính khối lượng đắp cho toàn bộ đập. Chú ý: Các cao trình lấy theo đường đồng mức, cao trình cơ. Trong các đồ thị: Z là trục tung. Biểu đồ (F~Z), (Vi~Z) là biểu đồ dạng đường cong (Scatter- trong excel) Biểu đồ (Vi~Z) là biểu đồ lũy tích đối với Vi 3.2.3. Cường độ đào đất của từng giai đoạn. Đối với từng giai đoạn tính toán như sau đây, sau đó tổng hợp cho toàn đập. Vđào= Vđắp (3-7) Trong đó: Vđắp- khối lượng đắp yêu cầu theo thiết kế (bảng 3-2). Vđào- khối lượng cần đào để bảo đảm đủ khối lượng đắp K1- hệ số kể đến lún 1,1 K2- hệ số tổn thất mặt đập, K2=1,08 K3- hệ số tổn thất do vận chuyển, K3=1,04 Cường độ đào đất: (3-8) Trong đó: Qdao- cường độ đào đất yêu cầu (m3/ca) T- số ngày thi công theo tiến độ yêu cầu (không kể ngày mưa) n - số ca làm việc trong ngày (3ca) (Chú ý: Trường hợp cường độ quá chênh lệch hoặc quá lớn thì thi công theo mặt cắt chống lũ để có thể giảm cường độ thi công, khi đó phải xem xét lại mục 3.2.1). (Qđào~Đợt đào) là biểu đồ dạng cột 3.2.4. Qui hoạch sử dụng bãi vật liệu. 3.2.4.1. Khối lượng của bãi vật liệu chủ yếu Khối lượng yêu cầu: Vyc=Vđào . k4 (3-9) Trong đó: Vyc- khối lượng yêu cầu đối với bãi vật liệu k4- hệ số không khai thác hết ở bãi (sót lại) k4=1,2 Khối lượng của bãi vật liệu chủ yếu Vchủ yếu=(1,5¸2)SVyc (3-10) Trong đó: Vchủ yếu- khối lượng của bãi vật liệu chủ yếu SVyc- tổng khối lượng yêu cầu đối với bãi vật liệu 3.2.4.2. Khối lượng của bãi vật liệu dự trữ Vdt=(0,2¸0,3)Vchủ yếu (3-11) Trong đó: Vdt- khối lượng của bãi vật liệu dự trữ Lập bảng qui hoạch các bãi vật liệu chủ yếu và bãi vật liệu dự trữ (bảng 3-3): Bảng 3-3: Thống kê các bãi vật liệu TT Tên bãi vật liệu Trữ lượng (m3) Vị trí Khoảng cách đến đập (km) Bãi chủ yếu (m3) Bãi dự trữ (m3) 1 A x TL a CY 2 B y HL b DT … … … … … … … (chú ý đối chiếu với kết quả tính theo 3-10 và 3-11). 3.2.4.3. Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu cho từng giai đoạn Bảng 3-4: Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu cho từng giai đoạn TT Tên bãi vật liệu Trữ lượng (m3) Vị trí Khoảng cách đến đập (km) Trình tự khai thác GĐ I GĐ II GĐ III GĐ … 1 A x TL a CY x1(m3) CY x1(m3) x3(m3) ... 2 B y HL b DT y1(m3) Y2(m3) CY y3(m3) … 3 C z HL c z1(m3) DT z2(m3) DT z3(m3) … 3.2.5. Chọn máy và thiết bị đắp đập cho từng giai đoạn. Nguyên tắc: Phát huy cao nhất năng suất máy chủ đạo (máy đào đất) Số lượng máy trong dây chuyền được quyết định bởi cường độ thi công yêu cầu theo tiến độ. Việc lựa chọn thành phần dây chuyền đồng bộ phải được so sánh các phương án theo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật. Căn cứ để chọn máy đào và vận chuyển: Khối lượng và cường độ thi công Cự ly vận chuyển Đặc điểm khai thác ở bãi vật liệu: dày, mỏng, nông, sâu... Phân bố chất đất theo chiều dày Phân tích để chọn tổ hợp xe máy để đào và vận chuyển đất đắp đập (cần phân tích chọn tổ hợp sử dụng máy cạp hoặc máy đào). Tổ hợp 1: Máy đào + ôtô + máy ủi + máy đầm Tổ hợp 2: Máy cạp + máy ủi + máy đầm Chọn loại thiết bị thi công: Chọn loại thiết bị có các thông số kỹ thuật hợp lý để đào và vận chuyển đất đắp đập (cần phải nêu các thông số kỹ thuật của loại thiết bị đã chọn). Khi chọn loại thiết bị nên sử dụng các thiết bị mới, thực tế đang dùng. Ở đây chỉ đề cập tổ hợp 1, nếu chọn tổ hợp 2 thì vận dụng tính tương tự. 3.2.5.1. Tính số lượng máy đào và ôtô Sơ bộ chọn loại máy đào: Dựa vào cường độ đào đất hàng tháng (m3/tháng) tìm ra dung tích gàu xúc thích hợp. Chọn loại máy đào có dung tích tương ứng. Liệt kê các thông số của máy đào. Sơ bộ chọn ôtô: chọn tải trọng ô tô như sau: Định mức vận chuyển đất bằng ôtô tự đổ được định mức cho các cự ly từ nơi đào đất đến nơi đổ đất có cự ly 1000m thì áp dụng định mức vận chuyển đất cự ly ≤1000m và định mức vận chuyển 1000m tiếp theo. Định mức vận chuyển đất bằng ôtô 5 tấn ứng với máy đào < 0,8 m3; Định mức vận chuyển đất bằng ôtô 7 tấn ứng với máy đào < 1,25 m3; Định mức vận chuyển đất bằng ôtô 10 tấn ứng với máy đào ≤ 1,6 m3; Định mức vận chuyển đất bằng ôtô > 12 tấn ứng với máy đào > 2,3 m3. Trong trường hợp cự li vận chuyển nhỏ hơn 500m và điều kiện không phải dùng máy cạp thì việc chọn trọng tải lớn nhất cảu ôtô phục vụ máy đào phải phù hợp với số liệu cho trong bảng 3.5 Bảng 3.5 Dung tích gầu máy đào (m3) 0,4 - 0,65 1 - 1,6 2,5 4,6 Trọng tải lớn nhất của ôtô phục vụ máy đào (tấn) 4,5 7 12 18 Trọng tải hợp lí của ôtô phục vụ vận chuyển đất phụ thuộc vào dung tích gầu và cự li vận chuyển đất cho trong bảng 3.6 Bảng 3.6 Cự li vận chuyển (km) Tải trọng hợp lí của ôtô (tấn) đối với dung tích gầu xúc (m3) 0,4 0,65 1,0 1,25 1,6 2,5 4,6 1,5 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 4,5 7 7 7 7 10 10 4,5 7 7 10 10 10 10 7 10 10 10 12 12 12 7 10 10 12 12 18 18 10 10 12 18 18 18 18 - 12 18 18 27 27 27 - 27 27 27 40 40 40 Chọn loại ô tô có tải trọng tương ứng và liệt kê các thông số của ô tô. Tiến hành tính toán cụ thể: Số gầu xúc đầy ô tô được xác định như sau: (3-12) trong đó: m- số gầu xúc đầy 1 ô tô (chọn số nguyên) Q- tải trọng của ô tô (tấn) q- dung tích gầu của máy đào (m3) gtn- dung trọng của đất tự nhiên ở bãi vật liệu (t/m3) KH- hệ số đầy gầu KP- hệ số tơi xốp. Dung tích của thùng ôtô chứa được một số lần chẵn của gầu máy đào. Số gầu xúc hợp lý cho năng suất cao khi máy đào phối hợp với ô tô là 4 ¸7 gầu (có một số tài liệu 4 ¸5 gầu). (Trường hợp 1 gầu đổ đầy ô tô thì năng suất chỉ đạt 60%). Chọn mtt là số nguyên. Tính lại Qtt và so sánh Qtt với Q xem có vượt qua khả năng vượt tải của ô tô không? Điều kiện phối hợp nhịp nhàng giữa ô tô và máy đào (Điều kiện này không cần kiểm tra khi đã sử dụng định mức, nhưng có thể sử dụng trong một số trường hợp cụ thể cần thiết) (3-13) Số máy đào cần thiết cho giai đoạn thi công: (chọn số nguyên). nđào= (3-14) trong đó: Nđào- năng suất thực tế của máy đào (m3/ca) Qđào- cường độ đào (m3/ca) Số ô tô phối hợp với một máy đào: (chọn số nguyên) (3-15) trong đó: Nđào và Nôtô là năng suất thực tế của một máy đào và của một ô tô (m3/ca) nôtô- số ô tô phối hợp với một máy đào trong dây chuyền thi công. Tổng số ô tô làm việc trên công trường: S nôtô = nđào. nôtô (3-16) Số ô tô dự trữ thường chọn thêm (20-30)% nữa. Điều kiện ưu tiên máy chủ đạo: Khi chọn ô tô vận chuyển phục vụ máy đào thì năng xuất tổng cộng của ôtô vận chuyển đất phải lớn hơn năng suất của máy đào từ 15 đến 20%. Nđào £ nôtô×Nôtô (3-17) Nđào - năng suất thực tế của máy đào (m3/ca) nôtô - số ô tô phối hợp với 1 máy đào Nôtô - năng suất thực tế của ô tô (m3/ca) Bảng 3-7: Thống kê ôtô, máy đào Giai đoạn, đợt Cường độ đào (m3/ngđ) Số ngày thi công Cự ly Máy đào Ôtô Loại Số lượng làm việc Số lượng dự trữ Loại Số lượng làm việc Số luợng dự trữ Ghi chú: Khi tính số lượng xe máy nên tính dự trữ 20% số xe hoặc (30 ÷ 50)% công suất máy đối với các dây chuyền nhập khẩu nguyên chiếc. Kiểm tra tầm với khi đổ vào ôtô căn cứ vào bán kính đổ đất của máy đào. 3.2.5.2. Tính số lượng máy san và đầm Chọn và tính máy san (ủi) Căn cứ vào điều kiện thi công và khả năng cung cấp máy móc, thiết bị có thể chọn máy san chuyên dùng hoặc máy ủi để san. Căn cứ vào cấp đất, tra định mức dự toán ta tính toán được năng suất thực tế của máy san (hoặc ủi): Nsan (hoặc Nủi ) (m3/ca) Số máy san (ủi) cần thiết cho giai đoạn thi công là: nsan = (3-18) trong đó: K3- hệ số tổn thất do vận chuyển = 1.04 (Chọn số máy sử dụng và thêm máy dự trữ 20-30%) Chọn và tính máy đầm Chọn loại đầm và các thông số cơ bản của máy đầm Dựa vào loại đất sẽ chọn được loại máy đầm thích hợp: Ví dụ: chọn đầm chân dê phải chọn áp lực đơn vị ở đáy chân dê phù hợp với loại đất đắp đập. Từ đó chọn ra được tải trọng đầm 9T, 16T hay 25T, ….. Hiện nay, đầm chân dê ít được sử dụng trên công trường, khi tính toán đầm đất, phải lấy các thông số đầm theo catalog đính kèm, có thể tham khảo một số sổ tay máy xây dựng, ví dụ “Sổ tay máy làm đất’ – tác giả Lê Kim Truyền hoặc của một số tác giả khác cho phù hợp với thực tế hơn. Lưu ý rằng khi thi công công trình đất cần căn cứ vào thí nghiệm hiện trường để thiết kế thi công cho chính xác. Căn cứ vào cấp đất, tra định mức dự toán ta tính toán được năng suất thực tế của máy đầm: Nđầm (m3/ca) Số máy đầm cần thiết cho giai đoạn thi công là: nđầm= (3-19) (Chọn số máy sử dụng và thêm máy dự trữ 20-30%) Ghi chú: Tuỳ theo loại đầm đã chọn để tính các thông số đầm nén như: Khối lượng của đầm, chiều dày rải đất, số lần đầm... Lập bảng thống kê tương tự bảng 3-7 3.2.6. Tổ chức thi công trên mặt đập Công tác mặt đập là khâu chủ yếu của thi công đập đất đầm nén . Nội dung công tác mặt đập gồm các phần việc sau: 1- Dọn nền và xử lý nền, 2- Vận chuyển và rải đất trên mặt đập, 3- Xử lý độ ẩm trước hoặc sau khi rải đất (nếu cần), 4- Đầm đất, 5- Sửa mái và làm bảo vệ mái. 3.2.6.1. Công tác dọn nền đập. 1- Dọn cây cối, bóc tầng phủ theo đúng thiết kế. 2- Lấp các hố thí nghiệm, các lỗ khoan bằng đất đắp đập. 3- Làm công tác tiêu nước mặt và nước ngầm chảy vào hố móng. 4- Xử lý tiếp giáp giữa tường răng hoặc tường tâm với nền theo thiết kế. 3.2.6.2. Công tác trên mặt đập Cần dùng phương pháp thi công dây chuyền trên mặt đập cho các công việc rải, san, đầm. Diện tích mỗi đoạn công tác phải bằng nhau và phải đủ kích thước để phát huy năng suất máy thi công. Diện tích mỗi đoạn được xác định bởi cường độ thi công và chiều dày rải đất. a) Xác định số đoạn công tác trên mặt đập:(Tính cho một số cao trình của một hoặc một số giai đoạn) Chú ý: cao trình điển hình được qui định theo chiều cao đập: 0,2H; 0,4H; 0,6H; 0,8H và 1H. Số đoạn công tác thi công trên mặt đập: (3-20) trong đó: m- số đoạn công tác trên mặt đập F- diện tích mặt đập của giai đoạn đang thi công (m2) Frải-diện tích rải đất trong một ca của máy (m2) Frải= (3-21) (3-22) Qm- cường độ thi công đưa đất lên đắp ở mặt đập (m3/ca) K3 = 1,04 là hệ số tổn thất do vận chuyển h- chiều dày lớp đất rải trên mặt đập (sau khi đầm chặt). Trị số h xác định căn cứ vào loại đầm đã chọn (Tham khảo GT thi công, hoặc các sổ tay máy làm đất). Chú ý: Khi γtn và γtk khác nhau nhiều thì ở công thức 3-21 và 3-22 nên có hệ số điều chỉnh γtn / γtk cho chính xác. Nếu tính m không phải số nguyên thì làm tròn. Như vậy cường độ đắp đập thực tế là tính theo mtt đã làm tròn nên phải kiểm tra lại điều kiện khống chế đắp đập. Số đoạn công tác phải thoả mãn điều kiện: mtt ³ 3 nhưng không quá lớn sinh hiện tượng đất phải chờ lâu mới san đầm ảnh hưởng chất lượng. Mặt khác nếu mtt = 1 hoặc 2 thì không thoả mãn yêu cầu thi công dây chuyền của 3 khâu công việc (rải, san, đầm). Trường hợp đó có thể khắc phục bằng cách thay đổi đơn vị tính của cường độ Q khi thời gian của "ca" làm việc 3, 4 hoặc 6 giờ. Cường độ khống chế: (3-23) trong đó: Qkc- cường độ khống chế đắp đập (m3/ca) Vđắp- khối lượng đắp yêu cầu của giai đoạn thiết kế T- số ngày thi công của giai đoạn (chú ý không kể ngày mưa) n – số ca làm việc trong ngày (3ca) Cường độ đắp thực tế: và (3-24) Điều kiện chọn xe máy hợp lý: Qkc<Qtt<Qm (3-25) Chú ý: đơn vị tính của Qkc, Qtt, Qm phải thống nhất khi tính. Sau khi tính toán cho tất cả các giai đoạn thi công, lập bảng tổng hợp kết quả đã tính. b) Tổ chức dây chuyền thi công trên mặt đập: Phân chia các diện tích rải đất và dây chuyền trên mặt đập phải đáp ứng các vấn đề chủ yếu sau: Các dải song song với tim đập. Phải đắp đập theo mặt cắt phòng lún. Các vị trí tiếp giáp với vai đập hoặc công trình bê tông phải đầm bằng đầm cóc trong phạm vi 1m. Ngoài phạm vi đó mới dùng đầm lăn ép. Nếu dùng máy đầm xung kích (đầm nện) thì phải đầm cách phần tiếp giáp với công trình bê tông 2m. Đối với đập có mặt cắt ngang gồm nhiều khối đắp khác nhau thì phải đắp theo trình tự trước sau căn cứ vào mái nghiêng của mặt tiếp giáp (đắp theo trình tự từ dưới lên) (Chi tiết xem Tiêu chuẩn ngành 14TCN 20-2004, ”Đập đất: Yêu cầu kỹ thuật thi công bằng phương pháp đầm nén”: Soát xét lần 4: 14 TCN/ Bộ NN và PTNT. -H.: Trung tâm tin học Bộ NN và PTNT, 2004. -38tr. -29cm. -5b Ký hiệu: QTL 944-948/05) Chú ý: Tính năng suất máy có thể theo hai cách: tra định mức hoặc tính theo công thức. Tra định mức là cơ sở pháp lý để lập kế hoạch và dự toán, tính theo công thức thường sử dụng cho người chỉ đạo trực tiếp thi công hoặc định mức khoán nội bộ. Đối với đồ án tốt nghiệp nên tính năng suất theo định mức dự toán hiện hành. Tài liệu tham khảo: Giáo trình thi công tập I và II; Tài liệu thiết kế đập đất; Giáo trình thủy văn công trình; Giáo trình thủy lực Tập I, II và III; Sổ tay tính thủy lực P.G. KIXELEP. Các tiêu chuẩn, quy phạm liên quan: Nhóm Tiêu chuẩn về bản vẽ thiết kế thi công. Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 285-2002; Quy phạm tính toán thủy lực cống dưới sâu QP.TL C-1-75; Tiêu chuẩn: Thiết kế dẫn dòng trong XD công trình thuỷ lợi 14TCB 57-88 Tiêu chuẩn ngành 14TCN 20-2004, ”Đập đất: Yêu cầu kỹ thuật thi công bằng phương pháp đầm nén”: Soát xét lần 4: 14 TCN/ Bộ NN và PTNT. -H.: Trung tâm tin học Bộ NN và PTNT, 2004. -38tr. -29cm. -5b Tại thư viện ĐHTL: Ký hiệu: QTL 944-948/05) Ngoài ra, các tài liệu khác trên thư viện SV cũng có thể sử dụng làm sách tham khảo.