Tài liệu Tổ chức thi công nền đường

§å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng Chương IV THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG 1.Đặc điểm, chọn phương pháp tổ chức thi công: 1.1. Đặc điểm: - Đoạn thiết kế tổ chức thi công từ KM3+00 đến KM5+00. - Trên đoạn tuyến có 2 đường cong nằm ( đường cong nằm thứ 2 chỉ có một phần) và 1 đường cong đứng lồi. + Đường cong nằm : STT Lý trỡnh đỉnh 1 2 KM3+493,36 KM4+952,00 Góc chuyển hướng Trái Phải 91,150 26,350 R (m) 600 1200 Các yếu tố của đường cong T(m) P(m) K(m) 612,13 257,15 954,48 280,78 32,41 551,64 + Đường cong đứng : STT Lý trỡnh đỉnh 1 KM4+900,00 R (m) 4000 Các yếu tố của đường cong T(m) d(m) 20 0,05 K(m) 160 - Độ dốc ngang sườn của tuyến đường tương đối nhỏ is < 10% - Chiều cao đào đắp: chiều cao đắp tương đối, vừa phải tại cống , chiều sâu đào lớn có nơi dào đến 6,28 m. - Trắc ngang nền đường: nền đường có đầy đủ các dạng trắc ngang như đào hoàn toàn, đắp hoàn toàn, nửa đào nửa đắp. - Địa chất khu vực là đất á cát, đất có lẫn hũn cục, nhiều rễ cõy, tớnh chất cơ lý của đất thuộc loại tốt vỡ vậy đất này dùng để đắp nền đường. - Mực nước ngầm ở sâu không ảnh hưởng đến công trỡnh, trờn tuyến khụng cú vựng đất yếu, không có đất bị sạt lở. 2.2. Phương pháp tổ chức thi công: - Trên tuyến có khối lượng đào đắp trong từng đoạn không đều, khối lượng đào đắp tương đối lớn, kỹ thuật thi công trong từng đoạn khác nhau và với khả năng cung cấp máy, nhân lực của đơn vị thi công nên ta chọn phương pháp tổ chức thi hỗn hợp. - Phương pháp thi công nền đường thi công chủ yếu bằng máy. Đào rảnh biên và vận chuyển ngang có khối lượng nhỏ ta dùng nhân công làm công việc này. - Giải pháp kỹ thuật: Trên tuyến hầu hết là nền đào (vỡ khối lượng đất thừa rất lớn : 3 31.161,24 m ), nền đắp. Do vậy ta chọn giải pháp kỹ thuật như sau: Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 1 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng + Với những đoạn đắp nên ta chọn giải pháp đắp lề hoàn toàn, khối lượng đắp được tính tới đáy áo đường (hay là cao độ hoàn công nền đường).Trong những đoạn này ta chú ý đào rảnh để thoát nước tạm thời. + Các đoạn đường cũn lại ta chọn giải phỏp đào khuôn đường ta tính khối lượng đào đắp tới mặt trên của mặt đuờng. + Ở những nơi có khối lượng đào lớn, khối lượng tập trung(Q≥5.000 m3) thỡ ta dựng mỏy đào đào đất đổ sang hai bên tạo thành bờ ngăn nước hoặc đổ lên ôtô vận chuyển đến nền đắp để đắp. + Ở những nơi có dạng đường chữ L (nữa đào, nữa đắp), với độ dốc ngang sườn nhỏ, ta có thể dùng ủi đào đất ở phần nền đào vận chuyển ngang và dọc để đắp nền đường đắp, nếu khối lượng đào lớn có thể vận chuyển sang hai bên đổ đi. + Ở những nơi đắp nhiều có thể sử dụng máy ủi, lấy đất thùng đấu vận chuyển ngang đắp nền đường (chú ý không được lấy đất thùng đấu tại nơi có cống) hoặc dùng ôtô vận chuyển đất từ nền đào vận chuyển đến để đắp. 2.Xác định khối lượng công tác đất: Từ diện tích mặt cắt ngang, khoảng cách giữa các mặt cắt ngang ta tính được thể tích đào, đắp và khối lượng đất tích lũy. 3.Lập biểu đồ phân phối đất theo cọc 100m, vẽ đường cong tích luỹ đất: Từ khối lượng đất đào đắp ta vẽ được biểu đồ phân phối đất theo cọc và từ khối lượng đất tích lũy ta vẽ được đường cong tích lũy đất. Hỡnh IV.1.Biểu đồ phân phối đất theo cọc 100m KHOÁI LÖÔÏNG ÑAÁT ÑAØO (m3) 6931.38 7000 6000 BIEÅU ÑOÀ PHAÂN PHOÁI ÑAÁT THEO COÏC 100 m 4000 3305.39 3000 0 1000 2000 3392.59 3207.69 3032.32 2415.91 2000 1000 1582.75 4519.95 4719.77 4581.50 5000 22.92 581.63 667.94 1400.51 1276.74 36.12 245.33 1229.78 27.56 64.83 73.95 27.56 513.85 62.64 505.20 1406.09 1592.27 1566.65 KHOÁI LÖÔÏNG ÑAÁT ÑAÉP (m3) Hỡnh IV.2. Đường cong tích luỹ đất Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 2 180.86 1234.19 5.94 Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng 39161.24 §å ¸n m«n häc 10413.36 20000 12000 1173.64 8000 4000 5693.59 16000 18387.45 14994.86 24000 19783.49 19751.84 19699.37 28000 20963.74 29195.98 29203.48 30551.90 30375.03 28139.98 27415.40 26932.97 28793.93 32000 26146.49 36000 29337.10 29280.22 40000 44000 40000 36000 32000 28000 24000 20000 16000 12000 8000 4000 4000 2131.75 1814.68 8000 3351.66 2799.69 0 220.47 222.41 0 4000 32229.86 44000 8000 4.Phân đoạn thi công, điều phối đất, chọn máy: 4.1. Thiết kế điều phối đất - Điều phối ngang - Điều phối dọc a. Điều phối ngang: Khi điều phối ngang cần chú ý : - Đất trồng trọt và số lượng công trỡnh bị phỏ dỡ là ớt nhất - Đảm bảo chất lượng nền đắp và nền đào. - Khi lấy đấy thùng đấu để đắp nền đường tương đối cao hoặc khi đào bỏ đất ở nền đường tương đối sâu thỡ ta lấy đất hoặc đổ đất về 2 phía để rút ngắn cự ly vận chuyển ngang. - Khi đào nền đào và đổ đất thừa về 2 bên ta luy thỡ trước hết đào các lớp phía trên đổ về phía địa hỡnh dốc, sau đó đào các lớp dưới đổ về phía có địa hỡnh thoải. - Khi đắp nền đường bằng thùng đấu thỡ trước hết lấy đất thùng đấu phía thấp đắp vào lớp dưới của nền đắp, rồi mới lấy đất ở thùng đấu phía cao đắp vào lớp trên. - Cự ly vận chuyển ngang trung bỡnh bằng khoảng cỏch giữa trọng tâm tiết diện ngang phần đào với trọng tâm tiết diện ngang phần đắp. - Phù hợp với các loại máy chủ đạo dự kiến. Công thức xác định: V1 G1 V' l1 l l' G' lTB x Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 3 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng n l i .Vi 1 ∑Vi ∑ lx = n i =1 Trong đó: V1, V2,..., Vi: khối lượng của từng phần đào (hoặc đắp) riêng biệt. l1, l2,...,li : khoảng cách từ trọng tâm phần đào (đắp) riêng biệt đến trục x-x. lx : khoáng cách từ một trục x-x tự chọn đến trọng tâm chung của phần đào (hoặc đắp). Khi mượn đất ở thùng đấu cạnh đường để đắp nền đường thỡ cự ly vận chuyển ngang trung bỡnh bằng khoảng cỏch giữa trọng tõm của tiết diện ngang của thựng đấu và trọng tâm của một nửa nền đắp. b. Điều phối dọc. Ta cần tận dụng đất đào được ở nền đào để đắp vào nền đắp. Công việc trên thấy rất hợp lý, nhưng nếu phải vận chuyển quá một cự ly giới hạn nào đó thỡ ngược lại nói chung sẽ không hợp lý nữa. Lúc đó giá thành vận chuyển đất nền đào đến nền đắp sẽ lớn hơn tổng giá thành vận chuyển đất nền đào đem đổ đi đem cộng với giá thành đào và vận chuyển ở bên ngoài vào nền đắp. Cự ly giới hạn đó thường gọi là cự ly kinh tế. - Khi thi cụng bằng mỏy thỡ cự ly kinh tế xỏc định như sau: lkt = (l1+ l2+l3).K + l1 : cự ly vận chuyển ngang đất từ nền đào đổ đi, l1=20m + l2 : cự ly vận chuyển ngang đất lấy ở bên ngoài đắp vào nền đắp, l 2 =20 m + l3 : cự ly tăng có lợi khi dùng máy vận chuyển l3 =20 m: đối với máy ủi l3=200m : đối với máy xúc chuyển + K : hệ số điều chỉnh K =1,10 : đối với máy ủi K = 1,15 : đối với máy xúc chuyển uíi Ta tính được: l KT = 66m chuyãøn l xuïc = 276m KT * Để tiến hành điều phối dọc cần phải vẽ đường cong phân phối đất. Diện tích giới hạn bởi đường nằm ngang BC và đường cong phõn phối là S, diện tớch này biểu thị cho cụng vận chuyển dọc trong phạm vi BC với cự li vận chuyển dọc trung bỡnh lTB. LTB được xác định theo phương pháp đồ giải (ta vẽ sao cho diện tích phần (1) bằng diện tích phần (2) từ đó xác định được lTB) lTB (1) (1) (2) Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn (2) Líp : 03X3B Trang 4 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng - Nếu đường điều phối cắt qua nhiều nhánh thỡ đường điều phối có công vận chuyển nhỏ nhất sẽ là: ∑l chàón= ∑l leí l2 l4 l l Theo hỡnh trờn1 thỡ l2 + l4 = l13+ l3 - Nếu đường điều phối cắt qua 1 số lẻ nhánh thỡ cụng vận chuyển nhỏ nhất khi tổng chiều dài nhánh lẻ trừ đi tổng chiều dài nhánh chẵn nhỏ hơn hoặc bằng cự ly kinh tế. a b c l1  a + c − b ≤ lKT Theo hỡnh vẽ thỡ :   lTBi ≤ lKT 4.2. Phân đoạn thi công và chọn máy: Dựa vào đường cong tích lũy đất ta phân ra 1 số đoạn để thi công. Khi phân đoạn thi công ta dựa vào một số quan điểm sau. - Khối lượng công tác đất trong đoạn. - Chiều dài các đoạn xấp xỉ nhau. - Kỹ thuật thi công trong từng đoạn phải giống nhau. - Máy chủ đạo dùng trong đoạn phải giống nhau. Ta phân đoạn như sau: * Đoạn I: Từ KM3+00 đến KM3+472,22: + Chiều dài của đoạn : 472,22 m + Độ dốc ngang tự nhiên : 1,1% ÷1,4% + Nền đường đắp, nửa đào và nửa đắp, đào hoàn toàn với chiều cao tối đa đào và đắp lần lượt là 3,18 m và 2,95 m. + Khoảng cách từ đầu đoạn đến điểm xuyên là: 98,64 m và 270,91 m . + Biện pháp thi công đất: Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 5 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng 1: 1 1: 1 .5 1:1 1:1 . 5 1 1: 1:1 .5 1 1: 1 1: 1: 1 Trong đoạn có độ dốc ngang sườn nhỏ, chiều cao đào đắp nhỏ hơn 3m , cự li vận chuyển trung bình nhỏ, phù hợp với cự ly vận chuyển kinh tế của máy xúc chuyển, địa chất đồng nhất không lẫn hòn cục, vì vậy ta có thể dùng máy xúc chuyển để vận chuyển dọc đắp, còn khối lượng vận chuyển ngang ta dùng máy ủi. Cũng có thể dùng máy ủi để vận chuyển ngang đắp, khối lượng còn lại có thể dùng ô tô vận chuyển đển để đắp hoặc lấy đất thùng đấu để đắp. Nếu làm như vậy lại không kinh tế vỡ tốn công vận chuyển, khi khối lượng đất trên tuyến dư thì ta không nên lấy đất từ thùng đấu. So sánh các phương án ta chon phương án như sau: Dùng máy ủi đào vận chuyển ngang để đắp. .Dùng máy xúc chuyển đào vận chuyển dọc để đắp. + Khối lượng công tác: .Đào vận chuyển ngang để đắp: 22,92 + 29,66 = 52,58 m3. .Đào vận dọc để đắp: 222,41+445,53+1146,74+985,02+551,97 = 3351,67 m3. .Tổng khối lượng đất thao tác : 52,58 + 3351,67 = 3404,25 m3. + Cự ly vận chuyển trung bỡnh: .Máy ủi đào vận chuyển ngang để đắp : 10 m .Máy xúc chuyển vận chuyển dọc để đắp : 211,55 m + Mặt cắt ngang điển hỡnh: * Đoạn II: Từ KM2+472,22÷KM4+100,00 : +Chiều dài của đoạn : 672,78 m + Độ dốc ngang tự nhiên : 1,2% ÷3,8% + Nền đường đào là chủ yếu cộng với nền đường nửa đào nửa đắp thiên về đắp với chiều cao đào lớn nhất lần lượt là 3,99 m chiều sâu đắp lớn nhất là 1,21 m. + Biện pháp thi công đất : Các loại máy có thể dùng được : Máy xúc chuyển, máy đào phối hợp với ô tô. Nếu dùng máy xúc chuyển khi H đ > 3 m, chọn các vị trí thuận lợi để mở các cửa cho máy xúc chuyển chạy ra ngoài đổ đất, H đ = 1,5-3m và chiều rộng nền đường nhỏ ta dùng sơ đồ Elip dọc, đào đổ đất sang hai bên. Nhưng khối lượng đất đào ở đây khá lớn, đến 14000 m 3 nếu đổ sang hai bên thì diện tích các đống đất này rấy lớn, ảnh hưởng đến diện tích rừng hai bên. Mặt khác ở đây ta cần dùng khối lượng đất đó cho việc khác. So sánh các phương án ta thấy dùng máy đào là hợp lý hơn cả. Dùng máy đào đào đất đổ lên ô tô vận chuyển đến bải thải cách đầu tuyến KM2 để đắp. Cự li vận chuyển trung bỡnh từ nơi đào đến bải thải là hhhhhhhh Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 6 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng 1: 1 Trong đoạn này vì theo dộ dốc trên trắc dọc, đảm bảo thoát nước trong thi công cũng như để đường vận chuyển đất thuận lợi, ta dùng máy đào từ đầu đoạn đến cuối đoạn từ Km3. Khi đào đổ lên ô tô thì máy đào gàu nghịch đứng trên cao đào đổ đất lên ô tô. Điều đó thuận lợi cho việc đào đổ đất đồng thời đảm bảo cho xe vận chuyển đất được dễ dàng hơn. Máy đào gàu nghịch làm việc tốt khi cao trình của vật liệu thấp hơn cao trình của máy đứng. Đoạn cần đào có đoạn đào có chiều cao đào nhỏ 2.01 m, dùng máy đào 3 0,6 m tuy chưa đảm bảo chiều cao tối thiểu để máy đào làm việc hiệu quả. Nhưng vì trên đoạn phần lớn là chiều cao đào lớn hơn 2m nên ta có thể sử dụng loại máy đào này. Chiều sâu đào tối thiểu để máy đào 0,6m 3 làm việc hiệu quả khoảng gần 2m. Do độ dốc của cao độ thiết kế nên ta phải đào từ đấu đoạn đến cuối đoạn theo hướng từ Km3 để đảm bảo thoát nước trong khi thi công . Đào vận chuyển đất theo hướng ngang để đắp ta chọn máy ủi. + Khối lượng công tác: Khối lượng đất đào đổ đến bải thải: 20963,74 m3 Khối lượng đất vận chuyển ngang để đắp : 16,42 m3. + Mặt cắt ngang điển hỡnh: 1 1: 1: 1 1 1: 1: 1 1 1: .5 1:1 * Đoạn III: Từ KM4+100,00 đến KM4+213,49 : + Chiều dài của đoạn : 113,49 m + Độ dốc ngang tự nhiên : 1,9 – 2,2 % + Nền đường đào hoàn toàn với chiều cao đào lớn nhất là 5,75 m ,Tuy nhiên có 2,51 m3 đất điều phối ngang ta dùng nhân công để vạn chuyển. + Biện pháp thi công đất : Các máy có thể dùng được là : Máy xúc chuyển, máy đào phối hợp với ô tô. Khối lượng đất đoạn này dùng để đắp đoạn sau, dùng máy xúc chuyển vận chuyển đào vận chuyển dọc để đắp thì khó khăn. Đoạn này sẵn có máy đào và ô tô thi công đoạn trước nó, ta tận dụng các máy này. Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 7 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng Lẽ ra đoạn này ta nên gộp chung với đoạn II, vì cùng tính chất như nhau, nhưng vỡ đoạn này có khối lượng đất đào lớn hơn 5000 m 3/100 m dài nên đoạn này có tính chất tập trung nên ta phải phân ra một đoạn riêng để thi công trước khi công tác dọc tuyến triển khai đến. + Khối lượng công tác: Máy đào đổ lên ôtô vận chuyển đến bải thải cách đầu tuyến 2 Km : 5969,23 m3. + Mặt cắt ngang điển hỡnh: 1 1: 1: 1 1: 1 1 1: 1: 1 1 1: .5 1:1 * Đoạn IV: Từ KM4+213,49 đến KM4+536,42: + Chiều dài đoạn : 208,55 m . + Độ dốc ngang tự nhiên : 3,2 – 5,8 % . + Nền đường nửa đào nửa đắp + Khoảng cách từ đầu đoạn đến điểm xuyên là: 73,69 m. + Biện pháp thi công đất :Độ dốc ngang sườn nhỏ, cự ly vận chuyển lớn hơn cự ly kinh tế của máy ủi, nhỏ hơn cụ ly vận chuyển kinh tế của máy xúc chuyển, ta chọn giải pháp dùng máy xúc chuyển. Khối lượng vận chuyển ngang nhỏ nếu dùng máy xúc chuyển thì số ca máy quá nhỏ, ở đây ta dùng máy ủi để vận chuyển ngang đắp. .Dùng máy ủi vận chuyển ngang để đắp. .Dùng xúc chuyển đào vận chuyển dọc để đắp. + Khối lượng công tác: .Đào vận chuyển dọc cục bộ để đắp: 54,36 m3 .Vận chuyển dọc để đắp : 2347,26 m3. .Vận chuyển ngang để đắp : 86,36 m3. + Cự ly vận chuyển trung bỡnh: . Máy ủi vận chuyển ngang để đắp: 10 m . Máy ủi vận chuyển dọc để đắp : 91,71 m + Các mặt cắt ngang điển hỡnh: Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 8 Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng 1:1 .5 1: 1 .5 1:1 1:1 . 5 1 1: 1: 1 1 1: 1 1: 1: 1 §å ¸n m«n häc - Đoạn V: Từ KM4+536,42 đến KM4+644,51. + Chiều dài đoạn: 108,09 m . + Độ dốc ngang tự nhiên: 3,4-3,6 % . + Nền đường nửa đào nửa đắp thiên về đào. + Biện pháp thi công đất :-Dùng máy ủi vận chuyển ngang để đắp. -Dùng máy ủi chạy dọc vận chuyển ngang đổ đi. + Cự ly vận chuyển ngang để đắp trung bỡnh : 9 m. + Cự ly vận chuyển ngang đổ đi trung bỡnh : 12 m + Mặt cắt ngang điển hỡnh : .5 1:1 1:1 .5 - Đoạn VI: Từ KM4+644,51 đến KM4+837,11 : + Chiều dài đoạn thi công : 192,26 m + Độ dốc ngang tự nhiên : 3,1 – 6,3% + Nền đường nửa đào nửa đắp + Khoảng cách từ đầu đoạn đến điểm xuyên là : 41,66m và 149,25 m. + Biện pháp thi công đất : Độ dốc ngang sườn nhỏ, cự ly vận chuyển phù hợp với cự ly kinh tế của máy ủi, nhỏ hơn cụ ly vận chuyển kinh tế của máy xúc chuyển, ta chọn giải pháp dùng ủi thi công đoạn này. Khối lượng vận chuyển ngang cũng tương đối nhỏ nên ta cũng dùng máy ủi vận chuyển ngang. .Dùng máy ủi đào vận chuyển ngang đắp .Dùng máy ủi đào vận chuyển dọc để đắp. + Khối lượng công tác: .Vận chuyển dọc cục bộ : 182,06 m3. .Vận chuyển dọc để đắp: 1171,55 m3. .Đào vận chuyển ngang để đắp : 65,55 m3 + Cự ly vận chuyển trung bỡnh: . Máy ủi vận chuyển ngang để đắp: 10 m . Máy ủi vận chuyển dọc trung bỡnh là : 58,31 m + Các mặt cắt ngang điển hỡnh: Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 9 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng 1: 1 1 1: 1: 1 1 1: 1:1 . 5 1:1 . 5 1: 1 .5 1:1 1:1 .5 1: 1 1 1: 1:1 .5 1 1: 1 1: 1: 1 - Đoạn VII: Từ KM4+837,11 đến KM5+00: + Độ dốc ngang tự nhiên : 5,5-6,2% + Nền đường đào hoàn toàn với chiều cao đào lớn nhất là 6,28 m.Trong đoạn có vận chuyển ngang một ít (1,14 m3) nên ta dùng nhân công vận chuyển ngang để đắp. + Biện pháp thi công đất : nền đào hoàn toàn với khối lượng đào tương đối lớn nên ta dùng máy đào cộng với ôtô vận chuyển để vận chuyển đất đến bải thải cách cuối tuyến 2 Km . Dùng nhân công vận chuyển ngang để đắp. + Khối lượng công tác: .Vận chuyển dọc đổ đi : 9459,02 m3. .Đào vận chuyển ngang để đắp: 1,14 m3 + Cự ly vận chuyển trung bỡnh: . Máy ủi vận chuyển ngang để đắp: 10 m . Dùng ôtô Hitachi vận chuyển đổ đến bói thải : 9454,02 m3. + Các mặt cắt ngang điển hỡnh: 5. Kỹ thuật thi công trong từng đoạn: 5.1. Kỹ thuật thi công của các máy chủ đạo: Sau khi đó điều phối đất, chọn máy cho từng đoạn. Trong các công đoạn trên có nhiều trường hợp có sơ đồ chạy máy giống nhau, cho nên khi thiết kế sơ đồ chạy máy, ta xét lần lượt cho từng loại máy đồng thời thiết kế kỹ thuật cho từng thao tác. 5.1.1. Máy ủi: Khi làm việc máy ủi tiến hành 4 thao tác : xén đất, chuyển đất, rải, san đất. -Xén đất: Xén đất theo hỡnh nờm Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn 8~10 cm 10~14 cm 12~16 cm Lxeïn = 5~7 m Líp : 03X3B Trang 10 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng Thể tích đất ở trạng thái đất chặt trước lưỡi ủi là: Q= LH 2 (m3) 2 K r tgϕ Tong đó : L : chiều dài lưỡi ủi H : chiều cao lưỡi ủi ϕ : góc ma sát trong của đất, đất sét pha ở trạng thái ẩm ϕ = 400 Kr : hệ số rời rạc của đất á sét lẫn hạt nhỏ Kr =1,2. Chiều dài xén : Lx = Q LH Từ Lx xác định kích thước thùng đấu và phương pháp xén đất dọc hay vuông góc với trục tim đường. - Vận chuyển đất: +Đất tích luỹ đầy lưỡi ủi, máy ủi tiếp tục vận chuyển đất đến nơi đổ hoặc đắp. +Khi vận chuyển đất sẽ bị tổn thất do tràn sang hai bên hoặc lọt xuống dưới lưỡi ủi. +Hệ số tổn thất khi vận chuyển đất được tính theo công thức: Kt =1 - (0,005 + 0,004 Lvc) Lvc : chiều dài vận chuyển Chớnh vỡ điều này mà cự ly vận chuyển đất kinh tế của máy ủi không vượt quá 100m. +Các biện pháp hạn chế đất rơi vói: .Cấu tạo lưỡi ủi đặc biệt hoặc lắp tấm chắn .Rà lưỡi ủi dưới mặt đất 0,5-2cm .Ủi chừa lại các bờ đất. .Dùng 2 đến ba máy ủi cùng vận chuyển đất. -Rải và san đất : Máy ủi có hai cách san rải đất. +Nâng lưỡi ủi cách mặt đất bằng chiều dày lớp rói đất, cho máy ủi tiến về phía trước, đất sẽ lọt dưới lưỡi ủi và được rói thành một lớp. Cỏch này thời gian đổ đất sẽ ngắn. +Nâng cao lưỡi ủi, trèo qua đống đất, hạ lưỡi ủi và lùi lại, đống đất sẽ được kéo thành một lớp. Cách này có thể dùng ưỡi ủi để sơ bộ đầm nén lớp đất nhưng tốn nhiên liệu. Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 11 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng Lbq 3 1 4 1 2 3 4 5 6 5 1 2 6 3 4 5 6 B 1) Nền đào; (2) Nền đắp; (3) Tầng lớp đào (4) Mép của tầng lớp đào; (5) Bờ chắn; (6) Rónh đào Sơ đồ đào và vận chuyển ngang : Xén 1,2 Vận chuyển Vận chuyểnXén Vận chuyển Xén 3,4 3,4 1 Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 12 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng 5.1.2. Máy xúc chuyển : -Khi thi công máy xúc chuyển tiến hành theo 4 thao tác sau : Xén đất và đưa đất vào thùng, vận chuyển đất, đổ đất, quay lại . -Xén đất và đưa đất vào thùng: Trong 3 phương án xén đất chọn phương án xén đất theo hỡnh nờm vỡ đất của tuyến mềm dễ xén, thể tích đất xén được lớn, thời gian xén ngắn, năng suất xén cao, khả năng sử dụng sức máy tương đối hiệu quả . 0. 16 m Lxeùn = 21,28 m Hỡnh IV.15 Chiều dài xén đất của máy xúc chuyển được tính theo công thức: Lx= Q h.b Trong đó : Q :dung tích thùng máy, máy xúc chuyển hiệu CAT_613C ( hóng Caterpillar ) thỡ Q = 8 m3 Kr :hệ số rời rạc của đất Kr =1,20. h : chiều sâu xén đất h = 0,16 m . b : chiều rộng xén đất b = 2,35 m . Tính được : 8 Lx = 0,16.2,35 = 21,28 (m) -Thứ tự xúc đất vào thùng theo hỡnh bàn cờ : để giảm công xúc đất vào thùng dùng cách này tốt hơn. 10 11 12 7 8 9 10,64 m 4 5 6 10,64 m 1 2 3 21,28 m -Vận chuyển đất : Sau khi thùng xúc đầy đất thỡ được nâng lên và máy xúc chuyển bước vào giai đoạn vận chuyển. Để đảm bảo tốc độ cao cần chuẩn bị tốt đường vận chuyển. Khi trong thùng đầy đất thỡ nờn đi đường thẳng, xuống dốc. Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 13 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng Bán kính quay đầu của máy xúc chuyển tối thiểu là 4m do vậy trong phạm vi nền đường máy xúc chuyển có thể quay đầu lại được. - Đổ đất : Đổ đất theo dọc đường. Khi đổ theo chiều dọc phải đổ dần từ hai bên mép vào giữa, chiều dài đổ đất bỡnh quõn là 8m. 1 I a a b 2 2' c b 1' I c - Quay lại : Khi quay lại tận lượng nâng cao tốc độ để rút ngắn thời gian trong 1 chu kỳ đồng thời tận dụng đặt lưỡi dao sát đất để lợi dụng san phẳng mặt đường. CÁC SƠ ĐỒ CHẠY MÁY KHI ĐIỀU PHỐI DỌC: Đoạn I và đoạn IV: Máy xúc chuyển chạy điều phối dọc theo sơ đồ 1 nhánh Đắp Đào Đoạn IV :Máy ủi chạy điều phối dọc theo sơ đồ 2 nhánh Đào Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Đắp Líp : 03X3B Trang 14 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng 5.1.3. Máy đào:Sử dụng máy đào gàu nghịch, dung tích đấy gàu là 0,6 m3. 5.1.3.1.Các ứng dụng của máy đào gàu nghịch: -Sử dụng máy đào gàu nghịch là do: +Chiều sâu để đất đầy gàu nhỏ. +Sơ đồ đào đất đơn giản, dễ thiết kế, dễ tổ chức. +Thời gian thao tỏc trong 1 chu kỡ ngắn. +Có thể thực hiện nhiều thao tác phụ trợ khác. -Các ứng dụng của máy đào trong thi công nền đường: +Thi công nền đất lấy đất thùng đấu +Thi công nền đường đào lấy đất đổ đi +Thi công nền đường nửa đào nửa đắp +Đào đất nền đào, phối hợp với ôtô vận chuyển đất để đắp nền đắp, cự ly vận chuyển lớn hơn 500m. Đặc biệt, máy đào sẽ phát huy tác dụng khi đất là đất dính, lẫn đất đá, chiều sâu đào lớn, khối lượng đào đắp lớn. -Các thao tác phụ trợ : +Đào vét bùn lầy +Đánh gốc cây +Đào lấp hố móng +Bốc xén khai thác vật liệu +Đào khuôn đường +Cẩu lắp các cấu kiện nhỏ +Bạt sửa taluy. Khi lắp thêm các thiết bị phụ, máy đào có thể làm đổ cây, cắm bấc thấm. 5.1.3.2.Thi công nền đường bằng máy đào gàu nghịch: a.Nền đường lấy đất đắp thùng đấu: Chọn máy đào gàu nghịch có: Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 15 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng +Dung tích gàu đào nhỏ, chiều sâu đào nhỏ. +Bán kính quay đầu lớn hơn cự ly điều phối ngang. b.Nền đường đào chữ U lấy đất đổ đi: Chọn máy đào gàu nghịch có: +Chiều sâu đào đất lớn hơn. +Bán kính quay đổ đất của máy lớn hơn cự ly điều phối ngang. c.Nền nửa đào, nửa đắp: +Khi is < 30%, áp dụng phương pháp đào đổ đất như mục a. +Không phát huy được năng suất máy đào. +Khi is > 30% phải tạo diện thi công, máy đào đứng trên diện thi công để đào đắp đất. d.Đào đất đổ đất lên ôtô, vận chuyển đất đắp nền đường: +Đây là ứng dụng phổ biến nhất của máy đào khi thi công nền đường. +Khi chiều sâu đào nhỏ, áp dụng phương án đào toàn bộ theo chiều ngang. +Khi chiều sâu đào lớn và nền đường rộng, áp dụng phương pháp đào hào dọc. +Tải trọng ôtô vận chuyển được chọn phụ thuộc vào Lvc và dung tích gàu đào Số lượng ôtô phối hợp với máy đào được tính theo công thức: n= t ' .k t . t.µ.k x Trong đó: Kt - Hệ số sử dụng thời gian của máy đào, thường lấy bằng 0,75. Kx - Hệ số sử dụng thời gian của xe vận chuyển, lấy bằng 0,9. t - Thời gian của một chu kỡ đào đất của máy đào, thường lấy bằng 17s µ - Số gầu đổ đầy một thùng xe. µ= Q.k r γ .q.k c Q- Tải trọng xe, sử dụng xe HITACHI 15T. kr- Hệ số rời rạc của đất. γ - Dung trọng của đất q- Dung tích gàu đào. kc-Hệ số chứa đầy gàu. µ= 15.1,2 =14,9 1,51.0,8.1 t’- Thời gian của một chu kỡ vận chuyển đất của xe vận chuyển. t' = L L + +t v1 v 2 -Khi vận chuyển ở đoạn II đổ đến bói thải: L: cự li vận chuyển trung bỡnh của ụtụ xỏc định trực tiếp trên bỡnh đồ .L = 2910,07 m V1, V2: tốc độ xe chạy lúc có tải và không tải. Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 16 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng V1=30 (km/h), V2=35 (km/h) . t : thời gian xếp dỡ trong một chu kỳ , t=12 (phút) = 0,2 (h) . t' = 2,91007 2.91007 + + 0,2 = 0,38h 30 35 Số lượng ôtô phối hợp với máy đào: 0,38.3600.0,75 = 4,5 (ôtô) 17.14,9.0,9 n= Lấy 05 xe HITACHI 15 T -Khi vận chuyển đất từ đoạn III đổ đến bói thải: L: cự li vận chuyển trung bỡnh của ụtụ xỏc định trực tiếp trên bỡnh đồ .L = 3165,60 m. V1, V2: tốc độ xe chạy lúc có tải và không tải V1=30 (km/h), V2=35 (km/h) . t : thời gian xếp dỡ trong một chu kỳ , t=12 (phút) = 0,2 (h) . t' = 3,1656 3,1656 + + 0,2 = 0,39h 30 35 Số lượng ôtô phối hợp với máy đào: n= 0,39.3600.0,75 = 4,6 (ôtô) 17.14,9.0,9 Lấy 04 xe HITACHI 15 T -Khi vận chuyển đất từ đoạn VII đổ đến bói thải: L: cự li vận chuyển trung bỡnh của ụtụ xỏc định trực tiếp trên bỡnh đồ .L = 2069,21 m. V1, V2: tốc độ xe chạy lúc có tải và không tải V1=30 (km/h), V2=35 (km/h) . t : thời gian xếp dỡ trong một chu kỳ , t=12 (phút) = 0,2 (h) . t' = 2,09621 2,09621 + + 0,2 = 0,33h 30 35 Số lượng ôtô phối hợp với máy đào: n= 0,33.3600.0,75 = 3,9 (ôtô) 17.14,9.0,9 Lấy 04 xe HITACHI 15 T 5.2. Kỹ thuật thi công của các máy phụ trợ: Các loại máy lu phụ trợ gồm: -Máy ủi tạo diện thi công -Máy san, máy ủi san đất nền đắp. -Máy lu đầm nén đất nền đắp. Khi dộ dốc ngang sườn > 10-12% thỡ cỏc loại mỏy di chuyển bằng bỏnh lốp di chuyển rất khó khăn. Trong những trường hợp như vậy phải tạo diện thi công. Việc tạo diện thi công dùng máy ủi hoặc nhân lực. 5.2.1. Máy san: -Máy san được dùng để san rải đất đắp từ các đống đất đó được máy xúc chuyển, ôtô hay máy ủi đổ dồn đống, gọt sữa taluy, san sữa mặt đường. Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 17 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng -Dùng loại máy GD37-6H có góc nghiêng lưỡi san có thể o nghiêng đến 80 . -Công tác hoàn thiện được tiến hành ngay sau công tác đào đắp đất để đảm bảo độ ẩm tốt nhất và tránh ảnh hưởng của khí hậu. -Công tác hoàn thiện cần phải bắt đầu tiến hành từ các đoạn thấp nhất trên mặt cắt dọc trở đi để đảm bảo tốt việc thoát nước trong quá trỡnh thi cụng. -Khi dùng máy san tự hành để san bề mặt của nền đường thỡ cỏc bỏnh sau đè lên mặt đất đó san xong cũn bỏnh trước lại ở trên mặt đất lồi lừm. Như thế máy ở trong tư thế nghiêng về phía trước hoặc phía sau và lưỡi san tuần tự nâng lên hay hạ xuống. Khi san, lưỡi san đặt chéo một góc 50 o ÷900 so với tim đường. -Mái taluy được hoàn thiện từ trên xuống. Đất bạt ra được đẩy xuống phía dưới để sau đó san ra hoặc chuyển đi. -Ở nền đắp trên các đoạn có độ dốc ngang sườn nhỏ nên cho máy chạy ngoài nền để dễ thao tác, ở chổ đắp cao thỡ ta cho mỏy chạy trờn nền để hoàn thiên phần trên. -Ở những đoạn đào sâu mà máy không thể chạy ở phía trên được thỡ ta chia việc đâũ nền đường ra thành nhiều bậc có taluy không dài hơn chiều dài lưỡi san sẽ hoàn thiện dần dần tử trên xuống. -Khi dùng máy ủi hoặc máy xúc chuyển để đào các nền đường đào sâu thỡ dựng mỏy san tự hành để hoàn thiện mỏi taluy theo từng bậc là hợp lý nhất. 5.2.2.Máy Lu: Lu được chọn ở đây là loại lu bánh cứng và lu bánh lốp. Nguyên tắc lu: + Giai đoạn đầu ta cho lu bánh cứng 6T lu một lược để đảm bảo độ chặt ban đầu, vận tốc lu lèn 1,5 Km/h. Sau đó mới cho bánh lốp vào lu lèn tạo đô chặt yêu cầu, vận tốc lu lèn 4 Km/h.Giai đoạn hoàn thiện, lu với vận tốc chậm 2 Km/h. + Lu từ lề vào tim đường, từ thấp đến cao, ở đường cong thỡ lu từ bụng đến lưng (Tránh hiện tượng nở hông làm khó khăn trong công tác đầm chặt,cải thiện tốc độ tăng độ chặt của lớp đất, giảm được công lu lènn).. + Vệt lu đầu tiên cách mép đường ít nhất là 0,5 m để đảm bảo an toàn. Ở phần này, ta dùng nhân công đần nén. Vệt lu sau phải chồng lên vệt l trước 20 ÷ 30cm. Kỹ thuật lu lèn: + Khi mỏy san vừa làm xong thỡ cho lu vào đầm nén ngay để tránh cho đất không bị khô. Không phân đoạn thi công dài quá vỡ nếu lu khụng kịp, đất sẽ bị khô. Lúc đó phải dùng đến ôtô xịt nước tưới nước cho đất nhằm đẩm bảo độ ẩm của đất ở trạng thái tốt nhất cho công tác lu lèn. Tưới nước bổ sung nếu thiếu độ ẩm. Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 18 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng + Kiểm tra độ ẩm: Dùng kinh nghiệm hoặc dùng phương pháp dao vũng. + Sau khi lu lèn trên các đoạn nền đào, ta cho lu chạy chậm lại để tăng chiều sâu lu lèn theo thiết kế 0,2 m. Trỡnh tự lu nền đường: + Với nền đào: ta tiến hành lu bằng lu nặng bánh cứng 13lượt/điểm, V=3km/h + Nền đắp: .Lu sơ bộ, lu nhẹ bánh cứng VM7706, V=2 km/h số lượt 4 lượt/điểm .Lu chặt, lu nặng bánh hơi D365 lu13lượt/điểm, V=3km/h. + Lu hoàn thiện: Dùng lu nặng bánh cứng VM7706, lu 4 lượt/điểm với V=2km/h. Sơ đồ lu : - Lu phần đất do ủi điều phối ngang. - Lu phần đất do máy xúc chuyển đắp. - Lu sơ bộ VM 7706, n = 4 lượt/điểm, V=1,5km/h - Lu chặt lu D365 : 13 lượt/điểm, V = 3 Km/h - Lu hoàn thiện VM 7706, n = 4 lượt/điểm, V = 5 Km/h 2. Các biện pháp nâng cao năng suất thi công: - Máy san: + Nâng cao hệ số sử dụng thời gian + Tăng tốc độ chạy máy, giảm thời gian quay đầu - Máy lu: + Chọn chiều dài đoạn đầm nén hợp lý + Chạy đúng theo sơ đồ lu đó thiết kế: - Máy ủi: + Nâng cao hệ số sử dụng thời gian. Đây là biện pháp hiệu quả mà người thiết kế có thể thực hiện được. + Tăng khối lượng trước lưỡi ủi bằng cách: + Giảm khối lượng rơi vải dọc đường khi chuyển đất + Lợi dụng độ dốc khi xén đất. + Giảm thời gian chu kỳ làm việc của máy. 6. Tính năng suất máy móc thi công: 6.1. Năng suất máy xúc chuyển : Công thức tính : N= 60.T .K t .Q.K c , t.K r (m3/ca) Trong đó : T : thời gian làm việc trong 1 ca T =7h Kt : hệ số sử dụng thời gian Kt =0,85. Q : dung tích thùng với CAT_613C Q = 8m3. Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 19 §å ¸n m«n häc Tæ chøc thi c«ng x©y dùng nÒn ®êng Kc : hệ số chứa đầy thùng Kc = 0,95 Kr : hệ số rời rạc của đất, Kr = 1,2 t :thời gian của 1 chu kỳ làm việc của máy (phút) t= L x Ld Lc L1 + + + + 2tq + tđ (phút) v x v d v c v1 Trong đó : Lx : chiều dài xén đất , Lx = 21,28m Lđ : chiều dài đổ đất, Lđ = 8 m Lc : chiều dài chuyển đất, Lc =LTB L1 : chiều dài quay lại, L1 = LTB + Lx vx = 5 km/h = 83,33 m/ph - tốc độ xén đất vđ = 10 km/h = 166,67 m/ph - tốc độ đổ đất vc = 30 km/h = 500 m/ph - tốc độ chuyển đất v1 = 40 km/h = 666,67 m/ph - tốc độ quay lại tđ : thời gian đổi số: tđ = 0,3 phút tq : thời gian quay đầu, tq = 0,3 phút Đoạn I: t= 21,28 8 211,55 232,83 + + + + 2.0,3 + 0,3 = 1,975 83,33 166,67 500 666,67 N = (phút) 60.7.0,85.8.0,95 =1144,81 (m3/ca) 2,00.1,2 Đoạn VI: t= 21,28 8 208,55 229,83 + + + + 2.0,3 + 0,3 = 1,965 83,33 166,67 500 666,67 N = (phút) 60.7.0,85.8.0,95 =1150,64 (m3/ca) 1,965.1,2 Bảng IV.1 : Bảng tính năng suất máy xúc chuyển cho từng đoạn . Đoạn thi công LTB (m) t (ph) N (m3/ca) I 223,16 1,975 1144,81 VI 208,55 1,965 1150,64 6.2. Năng suất của máy ủi: Chọn mỏy ủi KONATSU, mó hiệu D50A-16, di chuyển bằng xích, điều khiển thuỷ lực, với chiều dài và chiều cao lưỡi ủi là 3,72m và 0,875m. Năng suất của máy ủi khi xén và chuyển đất là: N= 60.T .Q.K t .K â t (m3/ca) T : Thời gian làm việc trong một ca T =7h, Kt = 0,85. Q : khối lượng đất trước lưỡi ủi khi xén và chuyển đất ở trạng thái chặt. l.H 2 K tt Q= 2.K r .tgϕ (m3) Ktt : hệ số tổn thất khi vận chuyển Ktt =1 - (0,005 + 0,004Lvc) Kđ : hệ số ảnh hưởng của độ dốc. Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn C«ng Thuyªn Líp : 03X3B Trang 20