Đồ án tốt nghiệp Thiết kế đường ô tô

ng tuyến chung cho cả tuyến trong từng đoạn thì phần thiết kế kỹ thuật ta phải triển tuyến bám sát địa hình, tiến hành thiết kế thoát nước cụ thể xem có cần phải bố trí dãnh đỉnh, bậc nước hay không, sự phối hợp bình đồ trắc dọc trắc ngang và cảnh quan phải cao hơn. Bình đồ tuyến phải tránh tổn thất cao độ một cách vô lý, trên bình đồ phải có các cọc km, H, cọc chi tiết 20 m một cọc, cọc địa hình và bảng kiểm tra độ dài, góc. Bảng đường cong nằm của đoạn tuyến STT Lý Trình Chdài cánh tuyến (m) Góc ngoặt (độ) Bkính đường cong (m) P Km:2+54.68 152.4 29044’27” 400 Trong đoạn từ Km1+600- Km2+600 ở phần thiết kế kỹ thuật ta phải cắm cả đường cong chuyển tiếp ở đường cong nằm có sử dụng siêu cao 2%,3% thuận lợi cho điều kiện chạy xe. I. Tính toán cắm đường cong chuyển tiếp dạng Clothoide: Đường cong Đ1 R =400 isc =2% L1 = isc*B/insc =0.02*6/0.01 =12m; L2 =V3/47*I*R = 403/47*0.5*400 =4.54m I=0.5 m/s3: độ tăng gia tốc li tâm Theo TCVN 4054-05Với V=40km/h- R=100: 600m thì isc =2% và L =20m Vậy chọn chiều dài đường cong chuyển tiếp L =20m 1. Tính toán các yếu tố cơ bản của đường cong tròn: Đỉnh R Isc Lct (m) α(độ) α(rad) T=R.tg(α/2) D=R.α 1 400 2% 20 14.4072 0.2514 75.83 150.871 2. Xác định thông số đường cong : A= Đỉnh A 1 84.8528 3. Tính góc kẹp : 0=L/2R Đỉnh sinφ=L/2R φ (độ) Ktra Cosφ 1 0.000174 0.01 Thỏa mãn 0.999 Kiểm tra thấy >2j0 ị Thoả mãn; 4. Xác định X0, Y0 (toạ độ điểm cuối đường cong chuyển tiếp) theo bảng 3 - 7 (TKĐ ÔTÔ t1/48); s/A X0/A Y0/A X0 (m) Y0 (m) 0.38 0.379802 0.009142 50.244 1.209 5. Xác định các chuyển dịch p và t ; Đỉnh p=Y-R.(1-cosφ) t=Lct/2 Ktra P<R/100 1 0.159 6 Thỏa mãn Kiểm tra: p = 0.159m < R/100 =350/100 =3.5 m ị Thoả mãn 6. Xác định điểm bắt đầu và kết thúc của đường cong chuyển tiếp qua tiếp tuyến mới: T1=t+T Đỉnh T1=t+T D0 TĐT TCT 1 133.6 160.56 343.95 771.71 Sau khi rải cọc và lên dáng địa hình ta tiến hành khảo sát địa chất bằng các hố khoan và các hố đào. II. Khảo sát tình hình địa chất: Thực hiện 3 lỗ khoan và 3 hố đào thăm dò địa chất tai địa điểm có cao độ thay đổi rõ dệt ví dụ vị trí suối hoặc đỉnh đồi. Nhìn chung có kết quả như sau: Lớp trên cùng là hữu cơ dày 0.20 m. Lớp tiếp theo là á sét dày từ 2.0 á 3. 2 m. Lớp tiếp theo là đất sét III. Bình đồ và thiết kế trắc dọc 1. Yêu cầu khi vẽ trắc dọc kỹ thuật Trắc dọc được vẽ với tỷ lệ ngang 1/1000 , tỷ lể đứng 1/100 , trên trắc dọc thể hiện mặt cắt địa chất; - Số liệu thiết kế ngoài cao độ đỏ (cao độ mép nền đường bên thấp hơn) phải có đọ dốc của dãnh dọc và cao độ , các số liệu khác để phục vụ thi công; - ở phần thiết kế sơ bộ ta chỉ tính toán phân cự đường cong đứng mà cao độ đường đỏ tại những chỗ có đường cong đướng ghi theo tang của đường dốc thẳng nhưng trong thiết kế kỹ thuật thì phải ghi theo cao độ của đường cong đứng, 2.Trình tự thiết kế a. Hướng chỉ đạo: Thiết kế thiên về điều kiện xe chạy; b. Xác định các điểm khống chế Các đểm khống chế trên tuyến là những nơi đặt cống thoát nước mà tại đó nền đường phải đắp trên cống một lớp tối thiểu 0.5 m,và phụ thuộc vào kết cấu áo đường Do chuyển dịch của đường cong chuyển tiếp là rất nhỏ nên lưu vực không đổi vậy ta chọn cống như trong phần thiết kế khả thi ; c. Thiết kế đường cong đứng Để đảm bảo tầm nhìn tính toán, xe chạy êm thuận, an toàn ta phải thiết kế đường cong đứng tại nơi thay đổi độ dốc mà hiệu đại số giữa hai độ dốc >= 10% bán kính quá lớn làm tăng khối lượng đào đắp cho nên phải thiết kế cho phù hợp; Việc cắm đường cong đứng được tiến hành như sau; d. Xác định điểm đổi dốc C XC=XA+l =40m; YC =YA +l*iA L= 3. Xác định các điểm bắt đầu (TĐ) và kết thúc (TC) của đường cong đứng: chiều dài tiếp tuyến : T= R( iA-iB)/2 Điểm đầu TD có toạ độ ; XTĐ = XC-T YTĐ = YC-iA*T Điểm đầu TC có toạ độ XTC = XC+T YTC = YC+iB.T 3. Xác định điểm gốc của đường cong đứng E ,tại đó độ dốc dọc =0; XTD-E =XE -XTD =iA*R ; YE=YTD+R*i2A/2 Bảng các yếu tố đường cong đứng STT Lý trình Bán kính i1(%) i2(%) w(%) K (m) T (m) P (m) Lồi Lõm 1 Km1+620 7000 2.5 -2.3 -0.2 144 61.65 0.27 2 Km1+964.6 7000 -2.3 3.0 0.7 132.5 80.99 0.47 3 Km2+251 6000 3.0 1.3 1.7 144.4 104.70 0.91 4 Km2+400 2500 1.3 -3.0 -1.7 150.48 42.97 0.37 5 Km2+500 3000 48.53 0.39 Kết quả tính toán được ghi trong bảng sau: Đỉnh Điểm đổi dốc Điểm tiếp đầu Điểm tiếp cuối Điểm gốc L Xc Yc XTĐ YTĐ XTC YTC XE YE Đ1 80 220 76.54 148 74.74 292 74.88 223.00 75.68 Đ2 70 410 73.91 343.8 75.43 476.3 75.90 286.25 76.10 Đ3 80 700 81.42 627.8 79.25 772.3 82.36 882.75 83.08 Đ4 80.00 900 83.52 824.8 82.54 975.3 81.26 870.25 82.84 IV. Thiết kế trắc ngang và tính khối lượng đào đắp Căn cứ vào điều kiện địa hình địa chất thuỷ văn nơi tuyến đi qua trên cơ sở kết hợp với bình đồ và trắc dọc tuyến và dựa vào tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô (TCVN4054-98); ta chọn mái ta luy nền đào nền đắp nền nửa đào nửa đắp nền dạng chữ L như sau; - Nền đường đắp độ dốc ta luy 1:m =1 :1,5. - Nền đường đào độ dốc mái ta luy 1:m =1: 1. - Nền nửa đào nửa đắp: Phần đào 1:m =1:1. Phần đắp 1:m =1:1,5. - Nền đường đắp ở địa hình có sườn dốc lớn trước khi đắp phải đánh bậc cấp (Is >=20%); Các trắc ngang được thể hiện sơ bộ như sau: Bảng tính toán khối lượng đào đắp được thể hiện trong phụ lục. V. Tính toán thiết kế rãnh biên Sau khi lên đường đỏ ta tiến hành xác định khu vực cần làm rãnh biên ,rãnh biên cần làm ở chỗ nền đào nền đắp dưới 0.6m, Sau khi xác định được khu vực cần làm rãnh biên ta tiến hành tính toán lưu vực và lư lượng nước trong rãnh biên dựa vào đó tính toán và thiết kế tiết diện ngang của rãnh và chọn biện pháp gia cố. 1. Nguyên tắc thiết kế rãnh biên - Khi thiết kế rãnh biên phải đảm bảo mép rãnh cao hơn mực nước thiết kế trong rãnh 0.2m, đến 0.25m, chiều sâu của rãnh không vượt quá tri số quy định sau; + Đất sét là 1.25m, + Đất á sét 0.8m- 1.0m + Đất á cát là 0.8m - Kích thước rãnh có thể là hình thang, hình tam giác, hình chữ nhật, Ta luy của rãnh một bên lấy theo ta luy của nền đường một bên là 1:1, chiều sâu rãnh tối thiểu là 0.4m, Rãnh biên được thiết kế dọc theo tuyến đường có độ dốc theo độ dốc của đường độ dốc của rãnh không nhỏ hơn 0.5%, trường hợp cá biệt không dưới 0.3%, để không bị ứ đọng nước và rác , nếu độ dốc dốc quá ta phải gia cố rãnh bằng vật liệu phù hợp với vận tốc và lưu lượng nước trong rãnh , Khi thiết kế không được để nước từ rãnh đường đắp chảy về rãnh đường đào trừ trường họp đường nền đào nhỏ hơn 100m, không cho nước từ rãnh khác (rãnh đỉnh , rãnh thoát nước vv ) về rãnh dọc và luôn luôn tìm cách thoát nước rãnh dọc , đối với rãnh hình thang cứ tối đa là 500m, còn rãnh hình tam giác cứ tối đa là 250m, phải tim cách thoát nước ra chỗ trũng hoặc làm cống cấu thoát nước; 2. Thiết kế tiết diện rãnh biên a. Thiết kế mặt cắt ngang; Theo quy định và nguyên tắc thiết kế trên ta thấy rãnh biên thoát một lượng nước rất nhỏ, lưu vực của rãnh biên chủ yếu là thoát nước từ mặt đường và một phần nhỏ từ mái dốc xuống ,.Do đó lưu lượng sẽ rất nhỏ nên không cần tính toán thuỷ văn với rãnh biên , mà chỉ theo cấu tạo. Đáy rộng 0.4m. Chiều sâu rãnh là 0.4m. Mái dốc của rãnh có độ dốc 1: 1 Chương 2: Tính toán thuỷ văn và thiết kế thoát nước Tính toán thiết kế chi tiết cống 1F100 tại Km 0+180 và cống 1F150 tại Km 0+773.44 I.Cơ sở lý thuyết. Lưu lượng thiết kế được tính theo phương pháp hình thái, sau đó so sánh với kết quả tính ở giai đoạn khả thi. II. Số liệu tính toán. STT Cống F(km2) L(km) ∑l(km) b sd B m ls m sd i ls C1 1.25 0.073 0.16 0.17 0.25 9.00 0.25 23 81 C2 1.25 0.265 0.52 0.55 0.21 1.5 0.36 27 C3 1.25 0.214 0.48 0.50 0.16 1.1 0.21 24 Trong đó: Loại cống: Cống tròn bê tông cốt thép Diện tích lưu vực: F(Km2) Chiều dài suối chính L(Km) Chiều dài suối nhánh l=SL(Km) Độ dốc dọc suối chính i Hệ số nhám lòng suối mls=9 Hệ số nhám lưu vực msd=0.25 Tỉnh Yên Bái thuộc vùng III, đất được xác định là đất cấp II III. Trình tự tính toán Xác định mực nước dâng trước cống H Với lưu lượng như trên, ta chọn cống không áp Khả năng thoát nước của cống không áp được xác định theo công thức: Qc =yc.wc. Trong đó: + yc: hệ số vận tốc khi công làm việc không áp, yc =0,85. + wc: tiết diện nước chảy tại chỗ bị thu hẹp trong cống. + hc: chiều sâu nước chảy trong cống tại chỗ thu hẹp, thường lấy hc=0,65.hcv. + hk: độ sâu phân giới + g: gia tốc trọng trường, g=9,81 (m/ss) Ta có: Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau: Cống H4% α Φls Φsd tsd Ap% δ Q4% Loại cống Chế độ C1 210 0.93 8.55 2.54 67.75 0.110 0.75 3.53 Cống tròn Ko áp C2 250 0.97 9.63 2.630 80.01 0.12 0.80 3.60 Cống tròn Ko áp C1 230 0.95 9.13 2.1 68.2 0.23 0.78 3.58 Cống tròn Ko áp Cống Số lg D(m) H(m) V cra δ(m) Hn1 Hn2 Hn C1 1 1.25 1.50 2.74 0.18 2.00 2.43 2.43 C1 1.25 1.5 2.86 0.2 2.5 2.56 2.56 C1 1.25 1.5 2.80 0.19 2.1 2.50 2.50 Chương3: Tính toán thiết kế chi tiết I. Tính toán khả năng đảm bảo tầm nhìn khi đi vào đường cong nằm Cơ sở tính toán: Khi đi vào đường cong có bán kính nhỏ nhiều trường hợp có chướng ngại vật nằm phía bụng đường cong gây cản trở cho tầm nhìn như mái ta luy, cây cối trên đường, nhà cửa cột đèn điện. Khi kiểm tra giả thiết mắt người lái đặt cách mép phần xe chạy 1.5m, trên một độ cao 1.2m so với mặt đường .Tạo thành một quỹ đạo chạy xe khi đi vào đường cong nằm (giả thiết trên ứng với thực tế vô lăng xe thường đặt ở bên trái và chiều cao mắt người lái trung bình cho các loại xe 1.2m so với mặt đường).Theo quỹ đạo nói trên, dùng thước dài đo trên bình đồ các chiều dài tầm nhìn S1 vẽ đường bao các tia nhìn trên ta được trường nhìn yêu cầu. Trong trường hợp trên chiều dài tầm nhìn S1 nhỏ hơn chiều dài đường cong K Khoảng dỡ bỏ được tính theo công thức: Z=R(1-cosb/2) Với mặt cắt ngang của các cọc tại đường cong nằm thứ nhất thể hiện trên bản vẽ tại phụ lục ta thấy tại mặt cắt này ta luy nền đào thiết kế với mái dốc 1:1 thoả mãn điều kiện tầm nhìn khi đi vào đường cong nằm do đó không cần đào bổ xung nữa. Do tại cọc là mặt cắt khó khăn đảm bảo tầm nhìn nhất nên mọi mặt cắt khác đều đảm bảo điều kiện tầm nhìn mà không cần kiểm tra nữa. Tại mặt cắt ngang của đường cong nằm thứ 2, bán kính đường cong lớn (1000m) nên không cần quan tâm nhiều về tầm nhìn vì ở bán kính lớn tầm nhìn bị hạn chế không đáng kể. II. Cấu tạo nâng siêu cao khi đi vào đường cong nằm Trong đoạn tuyến kỹ thuật ta sử dụng 1 đường cong có bán kính là 600m .Theo tiêu chuẩn TCVN 4054-05 thì ở 1 đường cong này đều phải bố trí siêu cao là 2% và 3%. Ta chọn thiết kế đường cong có lý trình Km 0+693.44 đến Km 0+845.84 Số liệu hình học như sau: Bán kính đường cong: R=600m Độ dốc siêu cao trong đường cong isc= 2%. Chiều dài đường cong chuyển tiếp Lct =12m. Các số liệu khác lấy trong phần tính toán ở trên. a. Cơ sở tính toán: Đoạn nối siêu cao được thực hiện với mục đích chuyển hoá một cách điều hoà từ trắc ngang thông thường hai mái sang trắc ngang đặc biệt có siêu cao .Sự chuyển hoá này sẽ tạo ra một độ dốc phụ ip hay còn gọi là độ dốc nâng siêu cao insc Chiều dài để thực hiện sự chuyển hoá này được tính đảm bảo chuyển hoá từ in thông thường sang isc được tính theo công thức: Lnsc= Với B = 6.0m, chọn ip=1%, đLnsc=12 như đã tính toán trong phần tính toán cắm đường cong chuyển tiếp dạng Clothoide. Nhưng thực tế chiều dài đường cong chuyển tiếp ta chọn là Lct= 12m >Lnsc. Nên ta thực hiện đoạn chuyển hoá này trên đường cong chuyển tiếp. b. Phương pháp cấu tạo siêu cao Cấu tạo siêu cao theo phương pháp thứ 2, bao gồm các bước: - Giữ nguyên độc dốc lề đường ilè=6% - Quay mái mặt đường bên lưng đường cong quanh tim đường cho mặt đường trở thành một mái tối thiểu in= 3% Với phương pháp cắm như trên để đảm bảo được yêu cầu độ dốc trong đường cong được chuyển hoá điều hoà ta tiến hành như sau: Chia đều độ dốc trên cả đường cong chuyển tiếp 50m .Cụ thể được thể hiện trên bản vẽ là: Mặt cắt khi bắt đầu vào đường cong chuyển tiếp (mặt cắt SC1) Mặt cắt khi bắt đầu vào đường cong chuyển tiếp (mặt cắt ND1) Mặt cắt có độ dốc phía lưng đường cong = 0% (mặt cắt SC2) Mặt cắt một mái có độ dốc bằng độ dốc tối thiểu in=isc=2.(mặt cắt TD1) Trong đó: Từ mặt cắt TDC1 đến mặt cắt c quay quang tim đường còn từ mặt cắt TD1 quay quanh siêu cao theo tim đường. Tính toán: Từ độ dốc ngang là -2% nâng lên độ dốc siêu cao 2%trên một đoạn Lct = 20m, ta có tổng số siêu cao cần nâng là 3%- (-2%) = 5% Từ đó ta tính được độ dốc siêu cao cần đạt được sau 1m là:5/50 = 0.1%. Hay để đạt được độ dốc siêu cao là 1% thì cần một đoạn là: 1/0.1 = 10 m Từ sự tính toán trên ta tiến hành tính toán được chiều dài cần thiết để đạt được các độ dốc siêu cao lần lượt là -2%, 0%,3% và dựa vào quan hệ hình học ta vẽ được đường cao độ tương đối của các vị trí trên trắc dọc như tim đường, mép trong, mép ngoài, đường giới hạn nền, đường giới hạn mặt và lề. Tất cả các tính toán và trị số cũng như hình vẽ được thể hiện trong bản vẽ cấu tạo và bố trí siêu cao. Phần III: tổ chức thi công Chương 1: công tác chuẩn bị Công tác chuẩn bị là công tác đầu tiên của quá trình thi công, bao gồm: phát cây, rẫy cỏ, bỏ lớp đất hữu cơ, đào gốc rễ cây, làm đường tạm, xây dựng lán trại, khôi phục lại các cọc... 1. Công tác xây dựng lán trại : - Trong đơn vị thi công dự kiến số nhân công là 60 người, số cán bộ khoảng 15 người. - Theo định mức XDCB thì mỗi nhân công được 4 m2 nhà, cán bộ 6 m2 nhà. Do đó tổng số m2 lán trại nhà ở là : 15x6 + 60x4 = 330(m2). Năng suất xây dựng là 330/5 = 66(ca). Với thời gian dự kiến là 5 ngày thì số người cần thiết cho công việc là 66/5.2 = 7 (người) . 2. Công tác làm đường tạm Do điều kiện địa hình nên công tác làm đường tạm chỉ cần phát quang, chặt cây và sử dụng máy ủi để san phẳng. Lợi dụng các con đường mòn có sẵn để vận chuyển vật liệu. Dự kiến dùng 5 người cùng 1 máy ủi D271A 3. Công tác khôi phục cọc, dời cọc ra khỏi Phạm vi thi công Dự kiến chọn 5 công nhân và một máy kinh vĩ THEO20 làm việc này. 4. Công tác lên khuôn đường Xác định lại các cọc trên đoạn thi công dài 5319 (m), gồm các cọc H100, cọc Km và cọc địa hình,các cọc trong đường cong, các cọc chi tiết. Dự kiến 5 nhân công và một máy thuỷ bình NIO30, một máy kinh vĩ THEO20 làm công tác này. 5. Công tác phát quang, chặt cây, dọn mặt bằng thi công. - Theo qui định đường cấp IV chiều rộng diện thi công là 24 (m) ị Khối lượng cần phải dọn dẹp là: 24 ´ 5319 =127656 (m2). Theo định mức dự toán XDCB để dọn dẹp 100 (m2) cần: Nhân công 3.2/7: 0.123(công/100m2) Máy ủi D271A : 0.0155(ca/100m2) - Số ca máy ủi cần thiết là: (ca) - Số công lao động cần thiết là: (công) - Chọn đội làm công tác này là: 1 ủi D271 ; 8 công nhân. Dự kiến dùng 10 người ị số ngày thi công là: 157.0167/2.10 =7.85(ngày) Số ngày làm việc của máy ủi là : 19,78/2.1 = 9.89 (ngày) Chọn đội công tác chuẩn bị gồm: 2 máy ủi D271A + 1máy kinh vĩ + 1máy thuỷ bình + 25 nhân công Công tác chuẩn bị được hoàn thành trong 10 ngày. Chương 2: thiết kế thi công công trình - Khi thiết kế phương án tuyến chỉ sử dụng cống không phải sử dụng kè, tường chắn hay các công trình đặc biệt khác nên khi thi công công trình chỉ có việc thi công cống. - Số cống trên đoạn thi công là 9 cống, số liệu như sau: STT Lý trình F (m) L (km) Ghi chú C1 Km0+469 1F 1.0 0.43 Nền đắp C2 Km1+135 1F 1.25 0.21 Nền đắp C3 Km1+829 1F 1.25 0.11 Nền đắp C4 Km2+258 1F 1.25 0.15 Nền đắp C5 Km2+538 1F 1.25 0.07 Nền đắp C6 Km2+822 1F 15 0.17 Nền đắp C7 Km3+476 1F 1.25 Nền đắp C8 Km4+269 1F 1.5 Nền đắp 1. Trình tự thi công 1 cống + Khôi phục vị trí đặt cống trên thực địa +Đào hố móng và làm hố móng cống. + Vận chuyển cống và lắp đặt cống + Xây dựng đầu cống + Gia cố thượng hạ lưu cống + Làm lớp phòng nước và mối nối cống + Đắp đất trên cống, đầm chặt cố định vị trí cống - Với cống nền đắp phải đắp lớp đất xung quanh cống để giữ cống và bảo quản cống trong khi chưa làm nền. - Bố trí thi công cống vào mùa khô, các vị trí cạn có thể thi công được ngay, các vị trí còn dòng chảy có thể nắn dòng tạm thời hay làm đập chắn tuỳ thuộc vào tình hình cụ thể. 2. Tính toán năng suất vật chuyển lắp đặt ống cống - Để vận chuyển và lắp đặt ống cống ta thành lập tổ bốc xếp gồm: Xe tải MAZ-503 (7T) + Cần trục bánh lốp KC-1562A Nhân lực lấy từ số công nhân làm công tác hạ chỉnh cống. Các số liệu phục vụ tính năng suất xe tải chở các đốt cống - Tốc độ xe chạy trên đường tạm + Có tải : 20 Km/h + Không tải : 30 km/h - Thời gian quay đầu xe 5 phút - Thời gian bốc dỡ 1 đốt cống là 15 phút. - Cự ly vận chuyển cống cách đầu tuyến thiết kế thi công là 10 km Thời gian của một chuyến xe là: t = 60.() + 5 + 15´n n : Số đốt cống vận chuyển trong 1 chuyến xe 3. Tính toán khối lượng đào đất hố móng và số ca công tác - Khối lượng đất đào tại các vị trí cống được tính theo công thức: V = (a + h).L.h.K Trong đó: a : Chiều rộng đáy hố móng (m) h : Chiều sâu đáy hố móng (m) L : Chiều dài cống (m) K : Hệ số (K = 2.2) - Để đào hố móng ta sử dụng máy ủi D271A. a = 2 + f + 2 ´ d (mở rộng 1m mỗi bên đáy cống để dễ thi công) d : Bề dày thành cống . 4. Công tác móng và gia cố: - Căn cứ vào loại định hình móng, đất nền á sét, móng cống loại II nên dùng lớp đệm đá dăm dày 30 cm. - Gia cố thượng lưu, hạ lưu chia làm 2 giai đoạn. + Đoạn 1: Xây đá 25 (cm), vữa xi măng mác 100 trên lớp đá dăm dày 10 cm. + Đoạn 2: Lát khan đá 20 cm trên đá dăm dày 10 cm Ghi chú: - Làm móng theo định mức: 119.400 ;119.500; 119.600. NC 2.7/7 - Lát đá khan tra định mức 200.600. NC3.5/7 ( định mức XDCB 1994 ) 5. Xác định khối lượng đất đắp trên cống Với công nền đắp phải đắp đất xung quanh để giữ cống và bảo quản cống trong khi chưa làm nền.Khối lượng đất đắp trên cống thi công bằng máy ủi D271 lấy đất cách vị trí đặt cống 20 (m) và đầm sơ bộ. 6. Tính toán số ca máy vận chuyển vật liệu. - Đá hộc, đá dăm, xi măng, cát vàng được chuyển từ cự ly 5(km) tới vị trí xây dựng bằng xe MAZ-503 năng suất vận chuyển tính theo công thức sau: PVC = Trong đó: T : Thời gian làm việc 1 ca 8 tiếng. P : là trọng tải của xe 7 tấn. Kt : Hệ số sử dụng thời gian Kt = 0,8 V1 : Vận tốc khi có hàng V1 = 20 Km/h V2 : Vận tốc khi không có hàng V2 = 25 Km/h Ktt : Hệ số lợi dụng trọng tải Ktt = 1 t : Thời gian xếp dỡ hàng t = 8 phút. Thay vào công thức ta có: Pvc = = 73,3 (tấn/ca) - Đá hộc có : g = 1,50 (T/m3) - Đá dăm có: g = 1,55 (T/m3) - Cát vàng có: g = 1,40 (T/m3) Khối lượng cần vận chuyển của vật liệu trên được tính bằng tổng của tất cả từng vật liệu cần thiết cho từng công tác. Từ khối lượng công việc cần làm cho các cống ta chọn đội thi công là 15 người. Ngày làm 2 ca ta có số ngày công tác của từng cống như sau: Như vậy ta bố trí hai đội thi công cống gồm. + Đội 1: 1 Máy ủi D271A 1 Cần cẩu KC-1562A 1 Xe MAZ503 15 Công nhân Đội thi công cống trong thời gian12 ngày. + Đội 2: 1 Máy ủi D271A 1 Cần cẩu KC-1562A 1 Xe MAZ503 10 Công nhân Đội thi công cống trong thời gian21 ngày. Chương 3: Thiết kế thi công nền đường I. Giới thiệu chung - Tuyến đường đi qua khu vực đồi núi, đất á sét, bề rộng nền đường là 9 (m), taluy đắp 1:1.5, taluy đào 1:1. Nhìn chung toàn bộ tuyến có khả năng thi công cơ giới cao, do vậy giảm giá thành xây dựng, tăng tốc độ thi công, trong quá trình thi công kết hợp điều phối ngang, dọc để đảm bảo tính kinh tế. - Dự kiến chọn máy chủ đạo thi công nền đường là : +)Máy cạp chuyển cho các công việc:Đào đất vận chuyển dọc từ nền đào bù đắp (100m<L<500m) +) Ô tô tự đổ+máy đào dùng cho đào đất vận chuyển dọc đào bù đắp và vận chuyển đất từ mỏ vật liệu về đắp nền với cự ly vận chuyển trung bình 1 Km +) Máy ủi cho các công việc như: Đào đất vận chuyển ngang (L < 20m), đào đất vận chuyển dọc từ nền đào bù đắp (L<100m),san và sửa đất nền đường. +) Máy san cho các công việc:san sửa nền đường và các công việc phụ khác II. Lập bảng điều phối đất - Thi công nền đường thì công việc chủ yếu là đào, đắp đất, cải tạo địa hình tự nhiên tạo nên hình dạng tuyến cho đúng cao độ và bề rộng như trong phần thiết kế. - Việc điều phối đất ta tiến hành lập bảng tính khối lượng đất dọc theo tuyến theo cọc 100 m và khối lượng đất tích luỹ cho từng cọc. - Kết quả tính chi tiết được thể hiện trên bản vẽ thi công nền III. Phân đoạn thi công nền đường - Phân đoạn thi công nền đường dựa trên cơ sở bảo đảm cho sự điều động máy móc thi công, nhân lực được thuận tiện. - Trên mỗi đoạn thi công cần đảm bảo một số yếu tố giống nhau như trắc ngang, độ dốc ngang, khối lượng công việc. Việc phân đoạn thi công còn phải căn cứ vào việc điều phối đất sao cho bảo đảm kinh tế và tổ chức công việc trong mỗi đoạn phù hợp với loại máy chủ đạo mà ta sẽ dùng để thi công đoạn đó. Dựa vào cự ly vận chuyển dọc trung bình,chiều cao đất đắp nền đường kiến nghị chia làm hai đoạn thi công. Đoạn I: Từ Km0 + 00 đến Km2+600(L = 2600 m) Đoạn I: Từ Km2+600 đến Km 5+319 (L = 2719 m) IV. Khối lượng công việc thi công bằng chủ đạo 1. Thi công vận chuyển dọc đào bù đắp bằng máy cạp chuyển A :Công nghệ thi công Khi thi công vận chuyển dọc đào bù đắp với cự ly L>=100m thì thi công vận chuyển bằng máy cạp chuyển đạt hiệu quả cao nhất do khả năng vận chuyển của nó. Quá trình công nghệ thi công STT Công nghệ thi công Yêu cầu máy móc 1 Đào đất ở nền đào và vận chuyển tới vị trí đắp Máy cạp chuyển BG 321 2 Rải và san đất theo chiều dầy chưa lèn ép Máy ủi D271A 3 Tới nước đạt độ ẩm tốt nhất( nếu cần) Xe DM10 4 Lu nền đắp 6lần/điểm V=3km/h Lu D400A 5 Hoàn thiện các chỗ nối tiếp giữa các đoạn Máy ủi D271A 6 Đầm lèn mặt nền đường Lu D400A B:Tính toán năng suất máy móc. Chọn máy cạp chuyển loại vừa có dung tích thùng Q =9 m3 Năng suất máy trong một giờ: N = 8x (m3/ca) Trong đó : Q : Thể tích thùng chứa Kr: Hệ số rời rạc của đất. Kr = 1.15( tra bảng ) Kc =0.9 : Hệ số chứa đầy thùng Kt =0.9 :hệ số sử dụng thời gian t : Thời gian thực hiện 1 chu kì ủi đất (s) t = L, V, Lđ, Vđ, Lc, Vc, L, V,quãng đường và vận tốc khi xén đất đổ,chuyển đất và quay lại L/ V+ Lđ/ Vđ=20(ph); Vc =0.7 m/s V=1.23m/s tq :Thời gian chuyển hướng = 10(s) tđ: Thời gian đổi số =5(s) Vậy t = 1200+ Lc /0.7+ L/1.23+ 2 .10+ 5 = 1225+ Lc /0.7+ L/1.23 Thay số vào ta có: N = (m3/ca) Khi vận chuyển thì lấy L= L=Ltb Trên cơ sở đó chọn số máy cần thiết là: 2 máy ủi + 1máy lu 2. Thi công vận chuyển dọc đào bù đắp bằng máy xúc+ôtô tự đổ A :Công nghệ thi công Khi thi công vận chuyển dọc đào bù đắp với cự ly L>=500m thì thi công vận chuyển bằng máy xúc+ôtô tự đổ đạt hiệu quả cao nhất do khả năng vận chuyển của nó. Quá trình công nghệ thi công STT Công nghệ thi công Yêu cầu máy móc 1 Đào đất ở nền đào và vận chuyển tới vị trí đắp Máy đào KOMATSU 2 Rải và san đất theo chiều dầy chưa lèn ép Máy ủi D271A 3 Tưới nước đạt độ ẩm tốt nhất( nếu cần) Xe DM10 4 Lu nền đắp 6lần/điểm V=3km/h Lu D400A 5 Hoàn thiện các chỗ nối tiếp giữa các đoạn Máy ủi D271A 6 Đầm lèn mặt nền đường Lu D400A Chọn máy đào ED-4321 dung tích gầu 0.4 m3 có năng suất tính theo công thức sau : N = 8x q (m3/ca) Trong đó : q= 0.4 m3 -dung tích gầu Kc- Hệ số chứa đầy gầu Kc =1.2 Kr - Hệ số rời rạc của đất. Kr = 1.15( tra bảng ) T – Thời gian làm việc trong một chu đào của máy (s) :T=17(s) Kt =0.7 :hệ số sử dụng thời gian của máy Chọn ôtô huyn đai để vận chuyển đất Số lượng xe vận chuyển cần thiết phải đảm bảo năng suất làm việc của máy đào , có thể tính theo công thức sau: n = (xe) Trong đó : Kd –Hệ số sử dụng của máy đào ,lấy Kd =0.7 Kx – Hệ số sử dụng thời gian của xe ô tô Kx =0.9 t – Thời gian của một chu kì đào đất t =15(s) - số gầu đổ đầy được một thùng xe : = Q – Tải trọng xe :Q= 10(Tấn) Kr - Hệ số rời rạc của đất. Kr = 1.15( tra bảng ) V –Dung tích gầu V= 0.4 m3 -Dung trọng của đát : =1.8T/ m3 Kc – Hệ số chứa đầy gầu : Kc =1.2 t’ –Thời gian của một chu kì vận chuyển đất của ô tô : t’=30phút =1800 giây Thay số ta được n ==7.012(xe) 3. Thi công vận chuyển ngang đào bù đắp bằng máy ủi  A: Công nghệ thi công Khi thi công vận chuyển ngang đào bù đắp đạt hiệu quả cao nhất so với các loại máy khác do tính cơ động của nó. Quá trình công nghệ thi công STT Công nghệ thi công Yêu cầu máy móc 1 Đào đất ở nền đào và vận chuyển tới vị trí đắp Máy ủi D 271 2 Rải và san đất theo chiều dầy chưa lèn ép Máy ủi D271A 3 Tới nớc đạt độ ẩm tốt nhất( nếu cần) Xe DM10 4 Lu nền đắp 6lần/điểm V=3km/h Lu D400A 5 Hoàn thiện các chỗ nối tiếp giữa các đoạn Máy ủi D271A 6 Đầm lèn mặt nền đường Lu D400A B:Năng suất máy móc: Chọn máy ủi loại D50A-17 với máy kéo cơ sở T-100M , sức kéo 100KN . Năng suất của máy trong một giờ N = 8x (m3/ca) Trong đó: V : thể tích khối đát trước máy ủi trước khi bắt đầu vận chuyển V= L =3.06 m : Chiều dài lưỡi ủi H =0.88m :chiều cao lưỡi ủi =20 Góc nội ma sát của đất ở trạng thái động Kr: Hệ số rời rạc của đất. Kr = 1.15( tra bảng ) Thay số vào ta có V=2. 83 m3 K=0.9:hệ số ảnh hưởng của độ dốc ( tra bảng ) K=0.7 :hệ số sử dụng thời gian T Thời gian thực hiện 1 chu kì ủi đất (s) T= L, V, L, V, L, V,quãng đường và vận tốc khi xén đất ,chuyển đất và quay lại tx = L/ V=5(s) ; V =0.7m/s , V=1.23m/s tq: Thời gian chuyển hướng =10(s) tha :Thời gian nâng hạ lưỡi ủi=2(s) tđ: Thời gian đổi số=5(s) T=5+ L/0.7+ L/1.23+2 .10+2. 2 +5 =34+ L/0.7+ L/1.23 Thay số vào ta có : N = (m3/ca) Khi vận chuyển dọc đào bù đắp cự ly vận chuyển L=Ltb ; L=Ltb Bảng tính toán khối lượng công tác thi công nền cho từng đoạn Biện pháp thi công đoạn I đoạn II VC dọc nội bộ <100m máy thi công máy ủi máy ủi khối lợng 920.842 816.228 cự ly vận chuyển 67.3 60.4 năng suất 277.77 301.35 số ca 3.315 2.7 VC dọc nội bộ >100m máy thi công máy cạp chuyển máy cạp chuyển khối lợng 487.93 190 cự ly vận chuyển 193.093 205.37 năng suất 110.12 108.325 số ca 4.43 1.754 VC dọcđào bù đắp<100m máy thi công máy ủi máy ủi khối lợng 3803.127 7789.382 cự ly vận chuyển 75 75 năng suất 254.046 254.04 số ca 15 30.66 VC dọcđào bù đắp >100m máy thi công máy cạp chuyển máy cạp chuyển khối lợng 14731.32 cự ly vận chuyển 250.83 năng suất 102.15 số ca 144.21 VC ngang máy thi công máy ủi máy ủi khối lợng 1052.682 2886.122 cự ly vận chuyển 50 50 năng suất 351.5 351.5 số ca 3 8.2 VC từ mỏ về máy thi công ôtô + máy xúc ôtô + máy xúc khối lợng 23158.088 42397.23 cự ly vận chuyển 1000 1000 năng suất 494.97 494.97 số ca 46.78 85.656 V. Tính toán khối lượng và số ca máy làm công tác phụ trợ Ngoài các công tác chính trong thi công nền còn có các công tác phụ trợ như: Lu và san sửa nền đắp, sửa nền đào, bạt gọt taluy, đào rãnh biên. 1. Lu lèn và san sửa nền đắp - Dùng lu nặng bánh thép D400A và máy ủi D271A. Khối lượng đất cần san và lu chính là khối lượng đất đắp nền đường. 2. Sửa nền đào, bạt taluy - Khối lượng san đất ở nền đào được tính là khối lượng đất cho máy ủi hay máy đào bỏ sót lại, chiều dày bình quân cho toàn bộ bề rộng nền là 0.05m, như vậy 1m2 đất có 0.05m3. - Khối lượng taluy tính cho diện tích taluy cần bạt gọt và tính riêng cho từng đoạn thi công - Rãnh biên làm theo cấu tạo : đáy rãnh biên rộng 0.4m, chiều sâu 0.5m, chiều rộng 0.4m, mái taluy đào là 1:1, do đó diện tích cần đào rãnh là 0.45 (m2). Tất cả các công việc này được thực hiện bằng máy sanD144. Bảng tổng hợp số ca máy chủ đạo và ca máy phụ cho từng đoạn thi công Bảng 3.8 Máy thi công Công việc Ôtô Maz 503 VC dọc đào bù đắp Máy cạp chuyển BG321 VC dọc đào bù đắp Máy ủi D 271 A VC dọc đào bù đắp Máy ủi D 271 A VC dọc đào bù đắp VI. Xác định thời gian thi công nền đường Chọn tổ thi công nền đường gồm: - 2 Tổ nền, mỗi tổ gồm: (ngày làm 2 ca).(Thi công trên mỗi đoạn tuyến hỗ trợ lẫn nhau) + 1 máy đào KOMATSU + 6 ôtô Kamaz + 2 máy ủi D271A + 1 máy cạp BG321 + 2 lu bánh thép D400A +15 nhân công Thời gian thi công: 20 ngàyChương 4: Thi công chi tiết mặt đường I. Tình hình chung Mặt đường là 1 bộ phận quan trọng của công trình,nó chiếm 70-80% chi phí xây dựng đường và ảnh hưởng lớn đến chất lượng khai thác tuyến.Do vậy vấn đề thiết kế thi công mặt đường phảI được quan tâm 1 cách thích đáng,phảI thi công mặt đường đúng chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đưa ra thi công. 1. Kết cấu mặt đường đựoc chọn để thi công là: BTN hạt mịn 5cm BTN hạt thô 7cm CPDD loại I 17cm CPDDloại II 22cm 2. Điều kiện thi công: Nhìn chung điều kiện thi công thuận lợi,CP đá dăm loại I và loại II được khai thác từ mỏ đá trong vùng cự ly vận chuyển trung bình 5 Km Máy móc nhân lực: Có đầy đủ máy móc cần thiết,công nhân có đủ trình độ để tiến hành thi công II. Tiến độ thi công chung Căn cứ vào đoạn tuyến thi công ta thấy đoạn tuyến thi công lợi dụng được đoạn tuyến trước đã hoàn thành do đó không phải làm thêm đường phụ,mặt khác mỏ vật liệu cũng như phân xưởng xí nghiệp phụ trợ đều được nằm ở phía đầu tuyến nên chọn hướng thi công từ đầu tuyến là hợp lý. Phương pháp tổ chức thi công. Khả năng cung cấp máy móc và thiết bị đầy đủ,phục vụ trong quá trình thi công,diện thi công vừa phải cho nên kiến nghị sử dụng phương pháp thi công tuần tự để thi công mặt đường. Chia mặt đường làm 2 giai đoạn thi công. Giai đoạn I : Thi công nền và 2 lớp móng CPĐD. Giai đoạn II : thi công 2 lớp mặt Bê Tông Nhưa. Chú ý: Sau khi thi công xong giai đoạn I phải có biện pháp bảo vệ lớp măt CPĐD cấm không cho xe cộ đi lại,đảm bao thoát nước mặt đường tốt. Tính toán tốc độ dây chuyền giai đoạn I: Do yêu cầu về thời gian sử dụng nên công trình mặt đường phải hoàn thành trong thời gian ngắn nhất.Do đó tốc độ dây chuyền đựợc tính theo công thức Trong đó : L:chiều dài tuyến thi công L= 5319 (m) T=min(T1,T2) T1=TL- T2=TL- Tl: Thời gian thi công dự kiến theo lịch TL=31(ngày) : Số ngày nghỉ do ảnh hưởng của thời tiết xấu. Dự kiến 3ngày T1=31-3=28(ngày) : Tổng số ngày nghỉ lễ.(3 ngày) =>T1=31-3=28(ngày) =>Tmin=28 ngày Tkt: Thời gian khai triển dây chuyền Tkt=2 ngày VminI=(m/ngày). ChọnVI=250 (m/ngày) Tính tốc độ dây chuyền giai đoạn II: VminII= Trong đó: L:chiều dài tuyến thi công L= 5319 (m) T=min(T1,T2) T1=TL- T2=TL- Tl: Thời gian thi công dự kiến theo lịch TL=22(ngày) : Số ngày nghỉ do ảnh hưởng của thời tiết xấu. Dự kiến 2 ngày T1=22-2=20(ngày) : Tổng số ngày nghỉ lễ.(1 ngày) =>T1=22-1=21(ngày) =>Tmin=20 ngày Tkt: Thời gian khai triển dây chuyền Tkt=1 ngày =>VminII =(m/ngày).chọn VII =400 (m/ngày) III. Quá trình công nghệ thi công mặt đường 1.Thi công mặt đường giai đoạn I . 1.1 :Thi công đào khuôn áo đường Quá trình thi công khuôn áo đường Bảng 4.11 STT Trình tự thi công Yêu cầu máymóc 1 Đào khuôn áo đường bằng máy san tự hành D144 2 Lu lòng đường bằng lu nặng bánh thép 4 lần/điểm; V = 2km/h D400 Khối lượng đất đào ở khuôn áo đường là: V = B.h.L.K1.K2.K3 (m3) Trong đó: + V: Khối lượng đào khuôn áo đường (m3) + B: Bề rộng mặt đường B = 6 (m) + h: Chiều dày toàn bộ kết cấu áo đường h = 0.51 m + L: Chiều dài đoạn thi công L = 250 m + K1: Hệ số mở rộng đường cong K1= 1.05 + K2: Hệ số lèn ép K2= 1 + K3: Hệ số rơi vãi K3= 1 Vậy: V = 6.0,51.250.1,05.1.1 = 803.25 (m3) Tính toán năng suất đào khuôn áo đường: N = (m3/ca) Trong đó: + T: Thời gian làm việc một ca T = 8h + F: Diện tích đào: F = B.h =6.0,51 = 3.06 (m2) + t: Thời gian làm việc một chu kỳ. t =2.L t’: Thời gian quay đầu t’ =1 phút (bao gồm cả nâng, hạ lưỡi san, quay đầu và sang số) nx= 5; nc = 2; ns = 1; Vx = Vc= Vs = 80 m/phút (4,8Km/h) Vậy năng suất máy san là: N=(m3/ca) Bảng khối lượng công tác và số ca máy đào khuôn áo đường TT Trình tự công việc Loại máy Đợn vị Khối lượng Năng suất Số ca máy 1 Đào khuôn áo đường bằng máy san tự hành D144 M3 803.25 4729.09 0.169 2 Lu lòng đường bằng lu nặng bánh thép 4 lần/điểm; V = 2km/h D400 Km 0.25 0.441 0.567 1.2 : Thi công lớp cấp phối đá dăm loại II Do lớp cấp phối đá dăm lọai II dày 22 cm nên ta tổ chức thi công thành 1lớp (thi công một lần). Giả thiết lớp cấp phối đá dăm lọai II là lớp cấp phối tốt nhất được vận chuyển đến vị trí thi công cách đó 5 Km. Quá trình công nghệ thi công lớp cấp phối đá dăm loại II STT Quá trình công nghệ Yêu cầu máy móc 1 Vận chuyển và dảI CPĐD loại II-lớp dưới theo chiều dầy trưa lèn ép MAZ – 503+EB22 2 Lu sơ bộ bằng lu nhẹ 8 lần/điểm; V = 2 Km/h Lu nhẹ D469A 3 Lu lèn chặt bằng lu nặng16 lần/điểm; V =3 Km/h Lu nặng D400 Để xác định được biên chế đội thi công lớp cấp phối đá dăm loại II ,ta xác định khối lượng công tác và năng suất của các loại máy Tính toán khối lượng vật liệu cho cấp phối đá dăm loại II lấy theo ĐMCB 1999 – BXD có: H=22(cm) là 19.85 m3/100m2 Khối lượng cấp phối đá dăm cho đoạn 250 m ,mặt đường 6 m là: V=6.19,85.2,5=297.75 (m3) Để tiện cho việc tính toán sau này, trước tiên ta tính năng suất lu, vận chuyển và năng suất san. Năng suất lu: Để lu lèn ta dùng lu nặng bánh thép D400 và lu nhẹ bánh thép D469A (Sơ đồ lu bố trí như hình vẽ trong bản vẽ thi công mặt đường). Khi lu lòng đường và lớp móng ta sử dung sơ đồ lu lòng đường, còn khi lu lèn lớp mặt ta sử dụng sơ đồ lu mặt đường. Năng suất lu tính theo công thức: Rlu= Trong đó: T: Thời gian làm việc 1 ca (T = 8 giờ) Kt: Hệ số sử dụng thời gian của lu khi đầm nén mặt đường.Kt=0.8 L: Chiều dài thao tác của lu khi tiến hành đầm nén L=0.25 (Km). (L=250m =0,25 Km –chiều dài dây chuyền). V: Tốc độ lu khi làm việc (Km/h). N: Tổng số hành trình mà lu phải đi. N = Nck.Nht = Nyc: Số lần tác dụng đầm nén để mặt đường đạt độ chặt cần thiết. N: Số lần tác dụng đầm nén sau mọt chu kỳ (xác định tư sơ đồ lu). Nht: Số hành trình lu phải thực hiện trong một chu kỳ (xác định tư sơ đồ lu). b : Hệ số xét đến ảnh hưởng do lu chạy không chính xác (b = 1,2). Bảng tính năng suất lu Loại lu Công việc Nyc n Nht N V (Km/h) Plu (Km/ca) D469 Lu nhẹ móng đường 8 2 8 32 2 0.33 D400 Lunặng móng đường 16 2 12 96 3 0.264 b. Năng suất vận chuyển và dải cấp phối: Dùng xe MAZ-503 trọng tải là 7 tấn Pvc = (Tấn/ca) Trong đó: P: Trọng tải xe 7 (Tấn) T: Thời gian làm việc 1 ca (T = 8 giờ) Kt: Hệ số sử dụng thời gian Kt = 0,8 Ktt: Hệ số sử dụng tải trọng Ktt = 1,0 L : Cự ly vận chuyển l = 5 Km T : Thời gian xúc vật liệu và quay xe, xếp vật liệu bằng xe xúc, thời gian xếp là 6 phút, thời gian đổ là 4 phút V1: Vận tốc xe khi có hàng chạy trên đường tạm V1 = 20 Km/h V2: Vận tốc xe khi không có hàng chạy trên đường tạm V2 = 30 Km/h Vậy: Pvc = =76.8 (Tấn) Dung trọng của cấp phối đá dăm sau khi đã lèn ép là:2,4(T/m3) Hệ số đầm nén cấp phối là:1,5 Vậy dung trọng cấp phối trước khi nèn ép là: (T/m3) Vậy năng suất của xe Maz 503 vận chuyển cấp phối là: (m3/ca) Bảng khối lượng công tác và ca máy thi công lớp cấp phối đá dăm loại II STT Quá trình công nghệ Loại máy Khối lượng Đơn vị Năng suất Số ca máy 1 Vận chuyển và rải cấp phối đá dăm loại II MAZ – 503+EB22 297.75 m3 48 6.2 2 Lu sơ bộ bằng lu nhẹ 8 lần/điểm; V = 2 Km/h D469A 0.25 km 0.33 0.757 3 Lu lèn chặt bằng lu nặng 16 lần/điểm; V = 3 m/h D400 0.25 km 0.264 0.947 Bảng tổ hợp đội máy thi công lớp cấp phối đá dăm loại II STT Tên máy Hiệu máy Số máy cần thiết 1 Xe vận chuyển cấp phối MAZ - 503 12 2 Máy dải EB22 1 3 Lu nhẹ bánh thép D469A 2 4 Lu nặng bánh thép D400 3 1.3: Thi công lớp cấp phối đá dăm loại I: Bảng quá trình công nghệ thi công lớp cấp phối đá dăm loại I STT Quá trình công nghệ Yêu cầu máy 1 Vận chuyển và rải cấp phối đá dăm loại I MAZ – 503+ máy rải EB22 2 Lu sơ bộ bằng lu nhẹ 4 lần/điểm, V=2 Km/h D469A 3 Lu lèn bằng lu nặng 16 lần/điểm; V= 4 Km/h TS280 4 Lu lèn chặt bặng lu D400 4 lần/điểm; V=3 km/h D400 Để xác định được biên chế đội thi công lớp cấp phối đá dăm loại I ,ta xác định khối lượng công tác và năng suất của các loại máy Tính toán khối lượng vật liệu cho cấp phối đá dăm loại I lấy theo ĐMCB 1999 –BXD có: H=17(cm) = 15.35/100m2 Khối lượng cấp phối đá dăm cho đoạn 200 m ,mặt đường 8m là: V=8. 15,35.2,5=307 (m3) Để tiện cho việc tính toán sau này, trước tiên ta tính năng suất lu, vận chuyển và năng suất san. a, Năng suất lu: Để lu lèn ta dùng lu nặng bánh thép D400 và lu nhẹ bánh thép D469A,lu bánh lốp TS280 (Sơ đồ lu bố trí như hình vẽ trong bản vẽ thi công mặt đường). Năng suất lu tính theo công thức: Rlu= Trong đó: T: Thời gian làm việc 1 ca (T = 8 giờ) Kt: Hệ số sử dụng thời gian của lu khi đầm nén mặt đường. L: Chiều dài thao tác của lu khi tiến hành đầm nén L=0.25(Km). (L=250m =0,25 Km –chiều dài dây chuyền). V: Tốc độ lu khi làm việc (Km/h). N: Tổng số hành trình mà lu phải đi. N = Nck.Nht = Nyc: Số lần tác dụng đầm nén để mặt đường đạt độ chặt cần thiết. N: Số lần tác dụng đầm nén sau mọt chu kỳ (xác định tư sơ đồ lu). Nht: Số hành trình lu phải thực hiện trong một chu kỳ (xác định tư sơ đồ lu). b : Hệ số xét đến ảnh hưởng do lu chạy không chính xác (b = 1,2). Bảng tính năng suất lu Loại lu Công việc Nyc n Nht N V (Km/h) Plu (Km/ca) D469 Lu nhẹ móng đường 4 2 10 20 2 0.53 TS280 Lu nặng bánh lốp 16 2 8 64 4 0.33 D400 Lu nặng bánh thép 4 2 12 24 3 0.66 b. Năng suất vận chuyển cấp phối: Dùng xe MAZ-503 trọng tải là 7 tấn Pvc = (Tấn/ca) Trong đó: P: Trọng tải xe 7 (Tấn) T: Thời gian làm việc 1 ca (T = 8 giờ) Kt: Hệ số sử dụng thời gian Kt = 0,8 Ktt: Hệ số sử dụng tải trọng Ktt = 1,0 L : Cự ly vận chuyển l = 5 Km T : Thời gian xúc vật liệu và quay xe, xếp vật liệu bằng xe xúc, thời gian xếp là 6 phút, thời gian đổ là 4 phút V1: Vận tốc xe khi có hàng chạy trên đường tạm V1 = 20 Km/h V2: Vận tốc xe khi không có hàng chạy trên đường tạm V2 = 30 Km/h Vậy: Pvc = =76.8 (Tấn) Dung trọng của cấp phối đá dăm sau khi đã lèn ép là:2,4(T/m3) Hệ số đầm nén cấp phối là:1,5 Vậy dung trọng cấp phối trước khi nèn ép là: (T/m3) Vậy năng suất của xe Maz 503 vận chuyển cấp phối là: (m3/ca) Bảng khối lượng công tác và ca máy thi công lớp cấp phối đá dăm loại I STT Quá trình công nghệ Loại máy Khối lượng Đơn vị Năng suất Số ca máy 1 Vận chuyển và rảI cấp phối đá dăm loại I MAZ – 503+EB22 307 m3 48 6.395 2 Lu sơ bộ bằng lu nhẹ 4 lần/điểm, V=2 Km/h D469A 0.25 km 0.53 0.471 3 Lu lèn bằng lu nặng 16 lần/điểm; V= 4 Km/h TS280 0.25 km 0.33 0.757 4 Lu lèn chặt bặng lu D400 4 lần/điểm; V=3 km/h D400 0.25 km 0.66 0.379 Bảng tổ hợp đội máy thi công lớp CP ĐD loại I STT Tên máy Hiệu máy Số máy cần thiết 1 Xe vận chuyển cấp phối MAZ - 503 12 2 Máy rải EB22 1 3 Lu nhẹ bánh thép D469A 2 4 Lu nặng bánh lốp TS280 2 5 Lu nặng bánh thép D400 3 2.Thi công mặt đường giai đoạn II . 2.1: Thi công lớp mặt đường BTN hạt thô Các lớp BTN được thi công theo phương pháp rải nóng, vật liệu được vận chuyển từ trạm trộn về với cự ly trung bình là 3 Km và được rải bằng máy rải D150B Bảng quá trình công nghệ thi công và yêu cầu máy móc Bảng 4.8 STT Quá trình công nghệ thi công Yêu cầu máymóc 2 Vận chuyển BTN chặt hạt thô Xe MAZ - 503 3 Rải hỗn hợp BTN chặt hạt vừa D150B 4 Lu bằng lu nhẹ lớp BTN 4 lần/điểm; V =2 km/h D469A 5 Lu bằng lu nặng bánh lốp lớp BTN 10 lần/điểm; V = 4 km/h TS280 6 Lu bằng lu nặng lớp BTN 6 lần/điểm; V = 3 km/h DU8A Khối lượng BTN hạt thô cần thiết theo ĐMXD cơ bản –BXD với lớp BTN dày 7 cm:16,26(T/100m2) Khối lượng cho đoạn dài 400m, bề rộng 8 m là: V=8.16,26.4=520.32 (T) Năng suất lu lèn BTN :Sử dụng lu nhẹ bánh sắt D469A,lu lốp TS 280,lu nặng bánh thép DU8A,vì thi công BTN là thi công theo từng vệt rảI nên năng suất lu có thể được tính theo công thức kinh nghiệm,khi tính toán năng suất lu theo công thức kinh nghiệm ta được kết quả giống như năng suất lu tính theo sơ đồ lu Bảng tính năng suất lu Bảng 4.5 Loại lu Công việc Nyc n Nht N V(Km/h) Plu(Km/ca) D469 Lu nhẹ bánh thép 4 2 12 24 2 0.44 TS280 Lu nặng bánh lốp 10 2 8 40 4 0.352 DU8A Lu nặng bánh thép 6 2 12 36 3 0.264 Năng suất vận chuyển BTN:xe tự đổ Maz 503: Dùng xe MAZ-503 trọng tải là 7 tấn Pvc = (Tấn/ca) Trong đó: P: Trọng tải xe 7 (Tấn) T: Thời gian làm việc 1 ca (T = 8 giờ) Kt: Hệ số sử dụng thời gian Kt = 0,8 Ktt: Hệ số sử dụng tải trọng Ktt = 1,0 L : Cự ly vận chuyển l = 3 Km T : Thời gian xúc vật liệu và quay xe, xếp vật liệu bằng xe xúc, thời gian xếp là 6 phút, thời gian đổ là 4 phút V1: Vận tốc xe khi có hàng chạy trên đường tạm V1 = 20 Km/h V2: Vận tốc xe khi không có hàng chạy trên đường tạm V2 = 30 Km/h Vậy: Pvc = =106,7 (Tấn) Dung trọng của BTN chưa lèn ép là:2,2(T/m3) Hệ số đầm nén cấp phối là:1,5 Vậy năng suất của xe Maz 503 vận chuyển BTN là: (m3/ca) Lượng nhựa dính bám (0.5 kg/m2): 400.80,5 = 1600(Kg)=1.6(T) Theo bảng (7-2) sách Xây Dựng Mặt Đường ta có năng suất của xe tưới nhựa D164 là: 30 (T/ca) Bảng khối lượng công tác và ca máy thi công lớp BTN hạt thô STT Quá trình công nghệ Loại máy Khối lượng Đơn vị Năng suất Số ca 1 Tưới nhựa dính bám(0.5 lít/m2) D164A 1.6 T 30 0.053 2 Vận chuyển và rải BTN hạt thô Xe Maz 503 +D150B 520.32 T 71.13 7.315 3 Lu bằng lu nhẹ 4 lần/điểm; V =2 km/h D469A 0.4 Km 0.44 0.909 4 Lu bằng lu lốp 10 lần/điểm; V = 4 km/h TS280 0.4 Km 0.352 1.136 5 Lu là phẳng 6 lần/điểm; V = 3 km/h DU8A 0.4 km 0.264 1.515 3. Thi công lớp mặt đường BTN hạt mịn Các lớp BTN được thi công theo phương pháp rải nóng, vật liệu được vận chuyển từ trạm trộn về với cự ly trung bình là 3 Km và được rải bằng máy rảI D150B Bảng quá trình công nghệ thi công và yêu cầu máy móc STT Quá trình công nghệ thi công Yêu cầu máymóc 2 Vận chuyển BTN Xe MAZ - 503 3 Rải hỗn hợp BTN D150B 4 Lu bằng lu nhẹ lớp BTN 4 lần/điểm; V =2 km/h D469A 5 Lu bằng lu nặng bánh lốp lớp BTN 10 lần/điểm; V = 4 km/h TS280 6 Lu bằng lu nặng lớp BTN 6 lần/điểm; V = 3 km/h DU8A Khối lượng BTN hạt mịn cần thiết theo ĐMXD cơ bản –BXD với lớp BTN dày 5 cm:12,12(T/100m2) Khối lượng cho đoạn dài 400m,bề rộng 8 m là: V=8.12,12.4=387.84 (T) Năng suất lu lèn BTN :Sử dụng lu nhẹ bánh sắt D469A,lu lốp TS 280,lu nặng bánh thép DU8A,vì thi công BTN là thi công theo từng vệt rảI nên năng suất lu có thể được tính theo công thức kinh nghiệm,khi tính toán năng suất lu theo công thức kinh nghiệm ta được kết quả giống như năng suất lu tính theo sơ đồ lu Loại lu Công việc Nyc n Nht N V(Km/h) Plu(Km/ca) D469 Lu nhẹ bánh thép 4 2 12 22 2 0.44 TS280 Lu nặng bánh lốp 10 2 8 40 4 0.352 DU8A Lu nặng bánh thép 6 2 12 36 3 0.264 Năng suất vận chuyển BTN:xe tự đổ Maz 503: Dùng xe MAZ-503 trọng tải là 7 tấn Pvc = (Tấn/ca) Trong đó: P: Trọng tải xe 7 (Tấn) T: Thời gian làm việc 1 ca (T = 8 giờ) Kt: Hệ số sử dụng thời gian Kt = 0,8 Ktt: Hệ số sử dụng tải trọng Ktt = 1,0 L : Cự ly vận chuyển l = 3 Km T : Thời gian xúc vật liệu và quay xe, xếp vật liệu bằng xe xúc, thời gian xếp là 6 phút, thời gian đổ là 4 phút V1: Vận tốc xe khi có hàng chạy trên đường tạm V1 = 20 Km/h V2: Vận tốc xe khi không có hàng chạy trên đường tạm V2 = 30 Km/h Vậy: Pvc = =106,7 (Tấn) Dung trọng của BTN chưa lèn ép là:2,2(T/m3) Hệ số đầm nén cấp phối là:1,5 Vậy năng suất của xe Maz 503 vận chuyển BTN là: (m3/ca) Bảng khối lượng công tác và ca máy thi công lớp BTN hạt mịn Bảng 4.6 STT Quá trình công nghệ Loại máy Khối lượng Đơn vị Năng suất Số ca 1 Vận chuyển và rải BTN D164A 387.84 T 71.13 5.45 2 Lu bằng lu nhẹ 4 lần/điểm; V =2 km/h D469A 0.4 Km 0.44 0.909 3 Lu bằng lu lốp 10 lần/điểm; V = 4 km/h TS280 0.4 Km 0.352 1.136 4 Lu là phẳng 6 lần/điểm; V = 3 km/h DU8A 0.4 km 0.264 1.515 Bảng tổng hợp quá trình công nghệ thi công áo đường giai đoạn I TT Quá trình công nghệ Loại máy Khối lượng Đơn vị Năng suất Số ca 1 Đào khuôn áo đường bằng máy san tự hành D144 803.25 M3 4729.09 0.169 2 Lu lòng đường bằng lu nặng bánh thép 4 lần/điểm; V = 2km/h D400 0.25 Km 0.441 0.567 3 Vận chuyển và rải cấp phối đá dăm loại II MAZ – 503+EB22 297.75 m3 48 6.2 4 Lu sơ bộ bằng lu nhẹ 8 lần/điểm; V = 2 Km/h D469A 0.25 km 0.33 0.757 5 Lu lèn chặt bằng lu nặng 16 lần/điểm; V = 3 m/h D400 0.25 km 0.264 0.947 6 Vận chuyển và rải cấp phối đá dăm loại I MAZ – 503+EB22 307 m3 48 6.395 7 Lu sơ bộ bằng lu nhẹ 4 lần/điểm, V=2 Km/h D469A 0.25 km 0.53 0.471 8 Lu lèn bằng lu nặng 16 lần/điểm; V= 4 Km/h TS280 0.25 km 0.33 0.757 9 Lu lèn chặt bặng lu D400 4 lần/điểm; V=3 km/h D400 0.25 km 0.66 0.379 Bảng tổng hợp quá trình công nghệ thi công áo đường giai đoạn II 10 Tưới nhựa dính bám(0.5 lít/m2) D164A 1.6 T 30 0.053 11 Vận chuyển và rải BTN hạt thô Xe Maz 503 +D150B 520.32 T 71.13 7.315 12 Lu bằng lu nhẹ 4 lần/điểm; V =2 km/h D469A 0.4 Km 0.44 0.909 16 Lu bằng lu lốp 10 lần/điểm; V = 4 km/h TS280 0.4 Km 0.352 1.136 13 Lu là phẳng 6 lần/điểm; V = 3 km/h DU8A 0.4 km 0.264 1.515 14 Vận chuyển và rải BTN Hạt mịn D164A 387.84 T 71.13 5.45 15 Lu bằng lu nhẹ 4 lần/điểm; V =2 km/h D469A 0.4 Km 0.44 0.909 26 Lu bằng lu lốp 10 lần/điểm; V = 4 km/h TS280 0.4 Km 0.352 1.136 17 Lu là phẳng 6 lần/điểm; V = 3 km/h DU8A 0.4 km 0.264 1.515 Tính toán lựa chon số máy và thời gian thi công giai đoạn I STT Quá trình công nghệ Loại máy Số ca máy Số máy Số ca thi công Số giờ thi công 1 Đào khuôn áo đường bằng máy san tự hành D144 0.169 1 0.169 1.352 2 Lu lòng đường bằng lu nặng bánh thép 4 lần/điểm; V = 2km/h D400 0.567 3 0.189 1.512 3 Vận chuyển và rải cấp phối đá dăm loai II MAZ – 503+EB22 6.2 12 0.5167 4.13 4 Lu sơ bộ bằng lu nhẹ 8 lần/điểm; V = 2 Km/h D469A 0.757 2 0.379 3.028 5 Lu lèn chặt bằng lu nặng 16 lần/điểm; V = 3 m/h D400 0.947 3 0.315 2.525 6 Vận chuyển và rải cấp phối đá dăm loại I MAZ – 503+EB22 6.395 12 0.5329 4.263 7 Lu sơ bộ bằng lu nhẹ 4 lần/điểm, V=2 Km/h D469A 0.471 2 0.236 1.884 8 Lu lèn bằng lu nặng16 lần/điểm; V= 4 Km/h TS280 0.757 2 0.379 3.028 9 Lu lèn chặt bặng lu D400 4 lần/điểm; V=3 km/h D400 0.379 3 0. 126 1.011 Tính toán lựa chon số máy và thời gian thi công giai đoạn II 10 Tưới nhựa dính bám(0.5 lít/m2) D164A 0.053 1 0.053 0.424 11 Vận chuyển và rải BTN hạt thô Xe Maz 503+D150B 7.315 12 0.609 4.872 12 Lu bằng lu nhẹ 4 lần/điểm; V =2 km/h D469A 0.909 2 0.455 3.636 13 Lu bằng lu lốp 10 lần/điểm; V = 4 km/h TS280 1.136 2 0.568 4.544 14 Lu là phẳng 6 lần/điểm; V = 3 km/h DU8A 1.515 3 0.505 4.04 15 Vận chuyển và rải BTN mịn 503+D150B 5.45 12 0.454 3.633 16 Lu bằng lu nhẹ 4 lần/điểm; V =2 km/h D469A 0.909 2 0.455 3.636 17 Lu bằng lu lốp 10 lần/điểm; V = 4 km/h TS280 1.136 2 0.568 4.544 18 Lu là phẳng 6 lần/điểm; V = 3 km/h DU8A 1.515 3 0.505 4.04 3. Thành lập đội thi công mặt đường: + 1 máy rải D150B + 12 ô tô MAZ 503 + 2 lu nặng bánh lốp TS 280 +2 lu nhẹ bánh thép D469A + 3 lu nặng bánh thép DU8A + 1 xe tưới nhựa D164A + 15 công nhân Chương 5: Tiến độ thi công chung toàn tuyến Theo dự kiến công tác xây dựng tuyến khoảng 2 tháng. Như vậy để thi công các hạng mục công trình toàn đội máy móc thi công được chia làm các đội như sau: 1. Đội 1: Công tác chuẩn bị Công việc:Làm đường tạm,xây dựng lán trại ,dọn dẹp đào bỏ chất hữu cơ,chuẩn bị mặt bằng thi công Đội công tác chuẩn bị gồm: 2 xe ủi D271A 1 máy kinh vĩ 1 máy thủy bình 1Xe vận chuyển Kamaz 25 Công nhân Thời gian 11 ngày 2. Đội 2:Đội xây dựng cống Công việc:xây dựng công trình thoát nước Đội thi công cống bao gồm:2 đội cống thi công hỗ trợ lẫn nhau + Đội 1 1 máy đào gàu nghịch 1 máy thủy bình 1 cần cẩu 1Xe vận chuyển Kamaz 15 Công nhân Thời gian:12 ngày + Đội 2 1 máy đào gàu nghịch 1 máy thủy bình 1 cần cẩu 1Xe vận chuyển Kamaz 10 Công nhân Thời gian:19 ngày 3. Thi công nền đường gồm 2 đội, thi công hỗ trợ nhau,mỗi đội gồm 2 Máy ủi 1 máy thủy bình 1 máy đào 2Lu nặng D400A 12 Xe vận chuyển 25 Công nhân Thời gian:20 ngày 4.Thi công móng gồm 1 đội 12 Xe vận chuyển 1 máy thủy bình 2 Lu nhẹ bánh thep D469A 2 Lu nặng bánh lốp TS280 3 Lu nặng bánh lốp D400A 1 Máy rải CPĐD 20 Công nhân Thời gian:23 ngày 5. Thi công mặt gồm 1 đội 12 Xe vận chuyển 2 Lu nhẹ bánh thep D469A 2 Lu nặng bánh lốp TS280 3 Lu nặng bánh lốp DU8A 1 máy thủy bình 1 Máy rải BTN 1 Máy tưới nhựa 10 Công nhân Thời gian:15 ngày 6. Đội hoàn thiện: Làm nhiệm vụ thu dọn vật liệu,trồng cỏ, cắm các biển báo 1 máy thủy bình 1 Xe vận chuyển 10 Công nhân Thời gian:10 ngày 7. Kế hoạch cung ứng vật liêu,nhiên liệu Vật liệu làm mặt đường bao gồm: +CP đá dăm loại II và cấp phối đá dăm loại I được vận chuyển đến công trường cách 5 Km +BTN được cung cấp theo nhu cầu cụ thể Nhiên liệu cung cấp máy móc phục vụ thi công đày đủ và phù hợp với từng loaị máy. Tiến độ thi công cụ thể được thể hiện trên bản vẽ thi công chung toàn tuyến. Tài liệu tham khảo Nguyễn Quang Chiêu, Đỗ Bá Chương, Dương Học Hải ,Nguyễn Xuân Trục. Giáo trình thiết kế đường ô tô . NXB Giao thông vận tải .Hà Nội –1997 Nguyễn Xuân Trục, Dương Học Hải, Nguyễn Quang Chiêu. Thiết kế đường ô tô tập hai. NXB Giao thông vận tải .Hà Nội –1998 . Nguyễn Xuân Trục. Thiết kế đường ô tô công trình vượt sông tập ba. Dương Học Hải . Công trình mặt đường ô tô . NXB Xây dựng. Hà Nội –1996. Nguyễn Quang Chiêu, Hà Huy Cương, Dương Học Hải, Nguyễn Khải. Xây dựng nền đường ô tô .NXB Giáo dục . Nguyễn Xuân Trục, Dương Học Hải, Vũ Đình Phụng. Sổ tay thiết kế đường T1. NXB GD . 2004 Nguyễn Xuân Trục, Dương Học Hải, Vũ Đình Phụng. Sổ tay thiết kế đường T2. NXB XD . 2003 Bộ GTVT. Tiêu chuẩn thiết kế Đường ô tô (TCVN & 22TCN). NXB GTVT 2003 Bộ GTVT. Tiêu chuẩn thiết kế Đường ô tô (TCVN 4054-05). NXB GTVT 2006