BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
NGUYỄN VĂN NGHĨA
NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC DẪN ĐỘNG BỘ CÔNG TÁC CỦA MÁY
KHOAN CỌC NHỒI LẮP TRÊN CẦN TRỤC BÁNH XÍCH
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
HÀ NỘI 2012
1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN
ĐỘNG THỦY LỰC DẪN ĐỘNG BỘ CÔNG TÁC CỦA MÁY KHOAN
CỌC NHỒI LẮP TRÊN CẦN TRỤC BÁNH XÍCH
CHUYÊN NGÀNH: MÁY XÂY DỰNG - XẾP DỠ
Mã số : 60.52.10
Học viên : Nguyễn Văn Nghĩa
Lớp : MXD & XD - K19
Giảng viên hướng dẫn : PGS-TS. Nguyễn Văn Vịnh
HÀ NỘI 2012
2
MỤC LỤC
3
DANH MỤC CÁC BẢNG
4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
5
PHẦN MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
khoan cọc nhồi lắp trên cần trục bánh xích”. Đề tài có tính thực tiễn và tính cấp thiết
cao.
II. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Đề tài được tiến hành nhằmmục đích tạo cơ sở khoa học cho việc thiết kế, chế
tạo trong nước bộ công tác của máy khoan cọc nhồi lắp trên cần trục bánh
xích, cũng như trong khai thác sử dụng chúng ở điều kiện Việt Nam.
III. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là bộ công tác của máy khoan cọc nhồi lắp trên cần
trục bánh xích.
IV. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu hệ thống truyền động thủy lực dẫn động bộ công
tác của hai loại máy khoan cọc nhồi lắp trên cần trục bánh xích là cẩu
LIEFBHERR - HS833 vàIHI DCH800
V. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
- Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết ( Phương pháp phân tích,
phương pháp số, phương pháp thống kê, phương pháp chuyên gia …)
- Ứng dụng các công cụ mô phỏng, tính toán hiện đại với sự trợ giúp của
máy tính để tính toán, thiết kế hệ thống truyền động thủy lực dẫn động của
bộ công tác.
7
CHƯƠNG I.
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI
1.1. Tổng quan về thi công nghệ
thi công cọc khoan nhồi
Cọc khoan nhồi là loại cọc bê tông được đổ tại chỗ trong các lỗ được tạo ra
trong long đất bằng phương pháp khoan hoặc ống thiết bị, đào đất …tới cao độ
thiết kế.
Cọc khoan nhồi được thi công theo phương pháp tuần hoàn dung dịch, là
phương pháp giá cố nền móng có nhiều ưu điểm về mặt thiết kế, theo đó căn cứ
7 Cầu Thanh Trì 2002 Bộ GTVT
8 Cầu Bính 2002 Ban QLDA Hải Phòng
9 Cầu Kiền 2002 Ban QLDA Hải Phòng
10 Cầu Đá Bạc 2002 Ban QLDA Hải Phòng
11 Cầu Thuận Phước 2003 TP Đà Nẵng
12 Cầu Cần Thơ 2004 Bộ GTVT
13 Cầu Vĩnh Tuy 2005 UBND TP Hà Nội
14 Cầu Trần Thị Lý 2012 TP Đà Nẵng
15 Cầu vượt Nam Hồng 2012 Ban Dự án TPHN
16 Cầu đường sắt trên cao 2012 Trung Quốc
a. Ưu điểm của phương pháp cọc khoan nhồi
- Về mặt kết cấu Căn cứ vào tài liệu khảo sát địa chất, người thiết kế có thể
xác định được chiều sâu cọc sao cho sức chịu tải của đất nền tương đương
với sức chịu tải do vật liệu làm cọc (Pvl≈ Pđn). Điều này với phương pháp
9
cọc đóng, nén tĩnh hoặc ép neo không thực hiện được. Đó là điều kiện đưa
đến giải pháp nền móng hợp lý và kinh tế hơn.
- Khả năng chịu lực cao hơn 1,2 lần so với các công nghệ khác
- Cọc khoan nhồi có thể được đặt vào những lớp đất rất cứng, thậm chí tới lớp
đá mà cọc đóng không thể tới được
- Có tiết diện và độ sâu mũi cọc lớn hơn nhiều so với cọc chế sẵn do vậy sức
chịu tải lớn hơn nhiều so với cọc chế tạo sẵn.
- Số lượng cọc trong một đài cọc ít, việc bố trí các đài cọc (Cùng các công
trình ngầm) trong công trình được dễ dàng hơn.
- Sức chịu tải ngang của cọc khoan nhồi là rất lớn, việc thi công cọc nhồi có
chấn dung nhỏ hơn nhiều so với cọc đóng, thi công cọc nhồi không gây hiện
tược trồi đất ở xung quanh, không đẩy các cọc sắn có xung quanh sang
ngang.
- Thích hợp với các loại nền đất đá, kể cả vùng có hang castơ
- Thích hợp với các công trình lớn, tải trọng nặng, địa chất nền móng là đất
Sau khi công tác chuẩn bị mặt bằng hoàn chỉnh tiến hành tập kết thiết bị vật
tư. Thiết bị được tập kết gọn gàng, bố trí vị trí ống đổ bê tông , cần khoan,
máy bơm nước, máy bơm tuần hoàn Ben,cần khoan …. Vật tư sắt thép đảm
bảo để nơi cao ráo, tránh ngập nước và lẫn sình đất.
11
Hình 1.1. Công tác chuẩn bị và công tác gia công lồng thép
c. Định vị tim mốc
Xác định vị trí tim trụ, xác định vị trí tim cọc, dùng cọc tre được sơn để đánh
dấu vị trí tim của cọc và của trụ bằng máy toàn đạc.
Bố trí các tim cột, các mốc phụ trên tường vách . Trong quá trình làm việc
trên công trường các điểm đánh dấu rễ bị mất do lẫn đất bùn và quá trình máy
di chuyển , khi đó ta có thể dùng phương pháp căng dây để phục hồi lại
những tim bị mất.
Sai số tim cọc sau khi thi công xong nhỏ hơn D/4 nhưng không lớn hơn 15 cm
đối với cọc giữa và nhỏ hơn D/6 nhưng không lớn quá 10cm đối với cọc biên.
Hình 1.2. Xác định vị trí tâm trụ và tâm cọc khoan.
12
1.1.3.Các bước thi công:
a. Bố trí sơ đồ khoan
Mỗi máy khoan được bố trí ở một khu vực nhất định để bán kính làm
việc không bị chồng chéo khi thi công, bố trí hợp lý quá trình khoan của từng
cọc để khi khoan các cọc tiếp theo xe không chạy trên đầu cọc mới đổ bê tông
xong.
Chuẩn bị gầu khoan: Thông thường khi khoan mỗi máy kèm theo ít
nhất 03 gầu đó là 02gầu khoan và 01gầu vét, vì khi khoan nếu gặp phải vật
cản lớn hoặc địa tầng đất cát, sỏi làm gầu khoan gãy dao cắt hoặc mòn nhanh
thì phải có gầu khác thay thế, hoặc phải sửa chữa lại dao cắt. Gầu vét dùng để
vét lắng cuối cùng sau khi khoan xong.
Cọc khoan kế tiếp phải đảm bảo không quá gần cọc vừa khoan với
khoảng cách ít nhất là 3D.
gần nhau để tránh xông nước giữa cọc nọ qua cọc kia dẫn đến sạt lở thành
vách.
Sau khi khoan xong lần 1 tiến hành hạ mũi khoan núp B xuống để kéo
hết sình đất còn lại lên. Công đoạn này có thể làm từ 1 đến 2 lần.
Khi hạ mũi khoan núp B vẫn thao tác như khi khoan mũi phá, nhưng khi
kéo lên thì không được xoay mũi khoan để tránh sình đất lọt xuống lại hố
khoan.
b. Kiểm tra độ sâu hố khoan:
15
Hình 1.4. Đo độ sau của hố khoan bằng phương pháp thủ công
Dùng thước dây có treo quả dọi thả xuống hố khoan hoặc đo theo chiều
dài của cần khoan hay ống đổ bê tông.
Trong khi khoan một số mùn khoan còn nằm lại trong hố khoan nên
không thể thả dọi để kiểm tra được, lúc này kiểm tra cao độ hố khoan dựa vào
chiều dài và số lượng cần khoan để tính, chiều dài mỗi cần khoan là 3.05m.
Trong quá trình khoan phải kiểm tra chiều sâu hố khoan thường xuyên
bằng thước dây.
Tiến hành hạ lồng thép sau khi hố khoan đạt chiều sâu theo thiết kế
Khi thả xong lồng thép và ống đổ bê tông, tiến hành thả dọi đo lại cao
độ hố khoan để xác định chiều dày lớp cặn lắng.
Sau khi tiến hành thổi rửa vệ sinh hố khoan, thả dọi đo cao độ hố khoan
một lần nữa để xác định lại lớp cặn lắng phải đảm bảo < 10cm.
Nếu trường hợp thổi rửa vệ sinh xong mà chưa có bê tông đổ ngay thì
trước khi đổ bê tông phải kiểm tra lại lần nữa để đảm bảo lớp cặn lắng nằm
trong giới hạn cho phép.
16
Sau khi tiến hành thổi rửa vệ sinh hố khoan, thả dọi đo cao độ hố khoan
một lần nữa để xác định lại lớp cặn lắng phải đảm bảo < 10cm.
c. Gia công cốt thép
Gia công cốt thép phải được tiến hành trước khi khoan và song song
d. Vệ sinh hố khoan
Sau khi hạ xong lồng thép, tiến hành thổi rửa vệ sinh hố khoan bằng
máy nén khí có công suất lớn.Đây là công đoạn quan trọng nhất trong quá
trình thi công khoan nhồi. Sau khi khoan đến độ sâu thiết kế lượng phôi
18
khoan không thể trồi lên hết. Khi ngừng khoan, những phôi khoan lơ lửng
trong dung dịch hoặc những phôi khoan có kích thước lớn mà dung dịch
không đưa lên khỏi hố khoan sẽ lắng trở lại trong đáy hố khoan.
Ta chia công đoạn xử lý cặn lắng làm 2 bước. Các công đoạn xử lý như
sau :
+ Xử lý cặn lắng bước 1 : Xử lý cặn lắng là các hạt có đường kính lớn.
Công tác này làm ngay sau khi khoan tạo lỗ xong. Sau khi khoan tới
cao độ thiết kế không nâng ngay thiết bị khoan lên mà để vậy tiếp tục bơm
nước thải đất lên. Sau đó kéo mũi khoan lên và đưa mũi khoan có núp B
xuống để kéo những cặn lắng là những cục đất lớn lên công tác này làm cho
tới khi không thấy đất được kéo lên nữa ( thường kéo mũi khoan núp B
khoảng 1-2 lần)
+ Xử lý cặn lắng bước 2 : Xử lý cặn lắng là các hạt có đường kính nhỏ
Công tác này làm trước khi đổ bê tông. Sau khi xử lý cặn lắng bước 1,
đưa lồng thép và ống đổ bê tông xuống dưới tới đáy hố khoan, đưa một ống
dẫn khí vào trong lòng ống đổ BT tới cách đáy 2 m dùng khí nén bơm ngược
dung dịch hố khoan ra ngoài bằng đường ống đổ BT, các phôi khoan có xu
hướng lắng xuống sẽ bị hút vào trong ống đổ BT đẩy ngược lên và thoát ra
ngoài miệng ống đổcho đến khi không còn cặn lắng lẫn lộn và đạt yêu cầu.
19
Hình 1.6. Quá trình thổi rửa hố khoan
Dùng thước có quả dọi để kiểm tra cặn lắng hố khoan phải <10 cm.
Sau khi xử lý xong phải tiến hành đổ bê tông ngay.
Chú ý : Trong quá trình bơm khí nén, hố khoan phải luôn luôn được cấp
dung dịch đầy để đảm bảo hố khoan không bị sạt lở. Trong thực hành giám
lẫn dung dịch.
Công tác đầm bê tông được thực hiện bằng chính ống đổ bê tông thông
qua động tác nhắp ống.
Thời gian đổ bêtông cho cọc không được kéo dài quá 4 giờ (để đảm
bảo chất lượng, cường độ bêtông suốt chiều dài cọc). Nếu quá trình thi công
đổ bêtông ống bị nghẹt thì cần có biện pháp xử lý nhanh chóng, thời gian xử
lý không vượt quá giới hạn trên. Trong trường hợp không xử lý được thì phải
ngừng thi công ít nhất là 24 giờ, sau đó vệ sinh hố khoan lại một lần nữa mới
tiếp tục đổ bêtông.
* Quy trình cắt ống đổ : Kỹ thuật viên và giám sát có thể theo dõi cao
độ của mức bêtông dâng lên trong hố khoan bằng cách tính sơ bộ lượng
bêtông được bơm vào cọc theo đường kính danh định của cọc, nhưng thực tế
đường kính sẽ lớn từ 10% đến 20% tuỳ theo tầng khoan hoặc kiểm tra trực
tiếp bằng cách thả quả rọi xuống đo.
Trong thực hành trước khi cắt ống đổ phải thả chùng cáp , nâng ống đổ
để xác định “độ ngồi” của ống đổ trong bêtông thì cho cắt ống đổ.
Sau khi bê tông lên tới miệng ống sinh cách mặt đất 20cm ta kéo cao
ống sinh lên cách mặt đất là 1m và tiếp tục đổ bê tông.
22
Khi bêtông dâng lên miệng ống sinh, dù công tác vệ sinh đã được làm
kỹ lưỡng nhưng lớp bêtông trên cùng cũng thường nhiễm bùn trong quá trình
dâng lên. Nên cho lớp bêtông này trào ra khỏi miệng hố khoan bỏ đi cho tới
khi bằng mắt thường xác định được lớp bêtông kế tiếp đạt yêu cầu thì ngưng
đổ.
Thể tích bê tông đổ vào cọc không vượt quá 20% thể tích cọc danh
định. Nếu khi đổ thấy lượng bê tông lớn hơn thì báo cho tư vấn giám sát và
thiết kế biết để xem xét xử lý.
Sau khi đổ bê tông xong khoản 20 – 30 phút tiến hành rút ống sinh lên
hoàn tất công việc đổ bê tông.
Những cọc gần nhau thì khi thi công cọc sau phải chờ cho bê tông cọc
chuyển của cọc ( thử tĩnh và thử động )…
Chú ý: Nếu chất lượng của cọc không đạt yêu cầu về chất lượng và kỹ
thuật thì phải tiến hành khoan bổ sung cọc, mở rộng bệ.
*Vấn đề thí nghiệm bê tông :
• Trước khi đổ bê tông tiến hành đo độ sụt bằng côn đo tiêu
chuẩn đảm bảo độ sụt Sn = 180 ± 20mm
• Lấy mẫu thí nghiệm bê tông bằng mẫu vuông 15x15x15 cm để
kiểm tra cường độ bê tông.
24
Hình 1.9. Phương pháp siêu âm kiểm tra đầu cọc và tính đồng đều của bê tông
Hình 1.10. Máy khoan lấy lõi (lấy mẫu bê tông ép, nén thử kiểm tra chất lượng
25
Copyright: Tài liệu đại học ©