ĐẠI HỌC QUỐC GIA T.P HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BK
TP HCM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CỌC
RỖNG DỰ ỨNG LỰC CÔNG SUẤT 15 000 M3/NĂM

SVTH : NGUYỄN VĂN THỨ
MSSV : 80202674
CBHD : PGS.TS NGUYỄN VĂN CHÁNH
BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

TP.HCM 06/2008


Lời Cảm Ơn

C

“ Cha mẹ sinh ra ta
Thầy cô, bạn bè, trường đời giúp ta trưởng thành”

ha mẹ sinh ra, chăm sóc, cho ta hình hài dáng vóc. Lớn lên ta được thầy cô chỉ
dẩn, dạy bảo nên người. Từ khi cắp sách đến trường ở lớp vở lòng hình ảnh thầy
cô ngày ngày dạy bảo ta điều hay lẽ phải, hưỡng dẫn tận tình từng lới ăn tiêng nói đã

−

Giải quyết các vấn đề về lựa chọn đòa điểm đặt nhà máy.

−

Biện luận công suất nhà máy.

 Chương 2 :
−

Thiết kế kiến trúc, kết cấu sản phẩm.

 Các chương 3,4.
−

Tính toán cấp phối bê tông

−

Cân bằng vật chất sản phẩm nhà máy

−

Tính toán lựa chọn thiết bò vận chuyển, kho chứa nguyên vât liệu trong nhà máy

 Các chương 5, 6,7.
−

Thiết kế công nghệ sản xuất của nhà máy.


CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VÀ BIỆN LUẬN ĐỊA ĐIỂM ĐẶC
NHÀ MÁY
1.1. TỔNG QUAN
1.1.1. TÌNH HÌNH KINH TẾ, XÃ HỘI VIỆT NAM
Sau những năm liên tục đổi mới , Việt Nam đang đứng trước một vận hội mới,
thời cơ mới đồng thời cũng đang chòu nhiều thách thức . Báo cáo tình hình kinh tế xã
hội năm 2007 thể hiện rỏ điều đó, tốc dộ tăng trưởng năm 2007 là 8.5% và theo kế
hoạch đề ra của chính phủ tốc độ tăng trưởng trong name 2008 này là cố gắng trên 8.5
%. Nói chung là năm sau luôn cao hơn năm trước công nghiệp dòch vụ tăng trưởng cao.
Theo nhận đònh của nhiều chuyên gia trong nước cũng như quốc tế , của nhiều tờ báo
có uy tín trên thế giới thì Việt Nam đang vươn vai đứng dậy trở thành một con rồng
Châu , thách thức các nền kinh tế trong khu vực và có thể trở thành một nền kinh tế
tầm trung bình trên thề giới .
Theo báo cáo chiến lược phát triển tình hình kinh tế xã hội Việt Nam giai đoạn
2001-2010 nêu rõ : hoạt động kinh tế xã hội Việt Nam trong 10 năm qua đã phát triển
mạnh mẽ đưa nước ta nhanh chóng hội nhập với kinh tế quốc tế và khu vực, đa
phương hoá, đa dạng hoá các mối quan hệ với các nước, các tổ chức tài chính quốc tế.
Những mặt làm được nổi bật nhất trong linh vực kinh tế đội ngoại là thò trường xuất
khẩu được mở rộng, nước ta gia nhập khối ASEAN, tham gia AFTA, và APEC, b ình
thường hoá quan hệ ngoại giao với Mỹ, nhất là sau khi chúng ta tổ chức thành công
hội nghò cấp cao APEC, tham gia tổ chức thương mại quốc tế WTO và sự kiện gần
đây là chúng ta được vinh dự trở thành viên không thường trực của hồi đồng bảo an
Liên Hợp Quốc, uy tín của Việt Nam trong trường quốc tế đã không ngừng lớn mạnh,
Việt Nam không chỉ được biêt đến như một quốc gia có lòch sử hào hùng từng đánh
bại những thế lực sừng sỏ trên thế giới mà còn được biết đến như một đất nước hoà
bình, ổn đònh, luôn luôn cải cách cho phù hợp với tình hình thế giới, mời gọi tất cả
mọi nhà đầu tư, Việt Nam mong muốn là bạn với tất các nước trên thế giới .
Với tình hình như trên ngày nay Việt Nam ngày càng thu hút nhiều nguồn vốn
đầu tư từ nước ngoài. Theo thồng kê năm 2007 Việt Nam thu hút được trên 20 tỷ USD

dự án xây đựng lớn chúng ta phải nhờ các nhà thầ u nước ngoài xây dựng hoặc nhờ các
chuyên gia nước ngoài tư vấn, nhưng bây giờ chúng ta dần bắt kòp với khoa học công
nghệ của thế giới, tiếp thu học hỏi kinh nghiệm từ các nhà thầu nước ngoài nên có
thể đảm trách những công trình lớn, hoặc hợp tác với các công ty nước ngoài để thực
hiện dự án.
Chúng ta có rất nhiều việc cần phải làm để đáp ứng nhu cầu thực tế của xã hội
như qui hoạch phải đi trước thực tế, có tầm nhìn chiến lược, lâu dài, xuyên suốt. Đội
ngũ cán bộ quản lí dự án, đội ngũ cán bộ làm việc trong ngành xây dựng cần có tâm
với nghề với trách nhiệm mà nhân dân giao phó, làm việc vì dân, có trách nhiệm đảm
bảo tạo ra một bộ mặt kiến trúc Việt vừa đẹp, vừa hiện đại phù hợp văn hoá Việt,
con người Việt


Cơ sở vật chất còn lạc hậu, chưa đáp ứng nhu cầu của tình chung của xã hội. Vì
vậy chúng ta đang ra sức xây dựng cùng với kêu gọi các nhà đầu tư nước ngoài tham
gia xây dựng. Mới đây Việt Nam đước đánh là một trong 10 nước có thò trường bất
động sản hấp dẫn các nhà đầu tư nhất. Thành Phố Hồ Chí Minh hiện đang sếp thứ 13
trên thế giới về mức độ đắt đỏ của giá văn phòng cho thuê. Gần đây nhất là việc
nhiều người muốn mua căn hộ chung cư cao cấp phải chen lấn xô đẩy mới có thể đăng
ký mua nhà tại khu căn hộ cao cấp The Vista, hay vụ viêc tai ngân hàng Indovina
nhiều người chen lấn xếp thành hàng dài, lấn cả đường Hàm Nghi để chuyển tiền
dăng ký mua căn hộ cao cấp Sky Gardent ở khu dân cư Phú Mỹ Hưng. Điều này
chứng tỏ nhu cầu về nhà đất, bất động sản của chúng ta là cực kỳ lớn, xây dựng trở
thành nhu cầu cấp bách nhằm đáp ứng nhu cầu trê n
Thêm một điều nữa đất nước chúng ta phát triển với tốc độ cao, tốc độ phát triển
về dòch vụ, du lich tăng cao, Việt Nam là điểm đến an toàn thân thiện của du khách
quốc tế, hàng năm chúng ta thu hút hàng triệu khách quốc tế và ngày càng thu hút
lượng khách ngày càng nhiều. Sau khi gia nhập WTO chúng ta càng hội nhập sâu sắc
với thế giới, ngày càng có nhiều công ty nước ngoài tìm đến thuê văn phòng, lập chi
nhánh làm ăn với chúng ta. Nhưng hiện nay số lượng về văn phòng cho thuê cũng như

Mấy chục năm gần đây, những thành tựu về nghiên cứu cũng như phương pháp
tính toán bê tông cốt thép trên thế giới càng thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất
bê tông cốt thép đúc sẵn phát triển. Bê tông cốt thép ứng suất trước cho phép tận
dung bê tông số hiệu cao, thép cường độ cao, tiết kiệm bê tông và cốt thép .
Ngày nay ở những nước phát triển cùng với việc công nghiệp hoá ngành xây
dựng, cơ giới hoá thi công với phương pháp thi công lắp ghép, cấu kiện bê tông và bê
tông ứng suất trước được sử dụng rộng rãi đặc biệt trong xây dựng dân dụng và công
nghiệp. Với các loại cấu kiện có hình dáng, kích thước và công dụng khác nhau.
Ngoài ra các cấu kiện như :dầm cầu nhòp lớn , cọc ống… cũng được sản xuất rộng rãi
Ngày nay với những trang thiết bò kỹ thuật hiện đại có thể cơ giới hoá toàn bộ và
tự động hoá nhiều khâu của dây chuyền công nghệ trong các cơ sở sản suất cấu kiện
bê tông cốt thép đúc sẵn. Do đó đáp ứng được nhu cấu to lớn của ngành xây dựng cơ
bản.
b.

Tình hình sản xuất cấu kiện xây dựng trong nước.

Cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẳn có những ưu thế riêng mà bê tông toàn khối
không có được. Vì vậy trong những năm gần đây bên cạnh những nhà máy bê tông cốt
thép đúc sẵn đã có từ lâu như bê tông 620 Châu Thới, bê tông Biên Hoà… hàng loạt
các nhà máy mới xuất hiện như :công ty bê tông Hùng Vương, công ty bê tông li tâm
Thủ Đức, công ty bê tông Phan Vũ, công ty bê tông Lê Phan…
Chủng loại sản phẩm cũng ngày càng phong phú, đa dạng không chỉ đơn thuần
sản xuất những cấu kiện đơn giản như cọc vuông bê tông cốt thép, ống cống mà đã áp
dụng công nghệ dự ứng lực vào sản xuất cho ra nhiều loại sản phẩm mới như :cọc
rỗng, cọc ván, dầm cầu dài 30-40 m, dầm hẫng, sàn rỗng….
1.2. BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI.


Qua những phân tích về tình hình kinh tế xã hội Việt Nam, thế giới, tình hình

− Đảm bảo điều kiện tự nhiên , thời tiết , đòa hình…


− Gần nguồn cung cấp nguyên , nhiên liệu
− Có thò trường tiêu thụ rộng lớn
− Xa khu dân cư
− Nguồn lao động dồi dào, có trình độ cao
− Giao thông đi lại thuận tiện
− Đảm bao an ninh quốc phòng
− Đảm bảo môi trường
Qua khảo sát thực tế tôi quyết đònh chọn đòa điểm đặt nhà máy tại khu công
nghiệp Sóng Thần 1, thò trấn Dó An , huyện Dó An, tónh Bình Dương vì có những thuận
lợi sau:
1.3.1.1. Vò trí thuận lợi
Khu công nghiệp Sóng Thần I nằm ở vò trí cực kỳ thuận lợi, cách thành phố Hồ
Chí Minh 12 km, thành phố Biên Hoà 20 km, thò xã Thủ Dầu Một 10 km, thành phố
Vũng Tàu 100 km, cách cảng Cát Lái 8 km, sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất 10 km, ga
Sóng Thần 1 km. vì vậy sản phẩm được vận chuyển tiêu thu nhanh chóng, giảm chi
phí vận chuyển

Nhà máy

Hình 1.2-Khu công nghiệp sóng thần I
1.3.1.2. Khí hậu đòa chất thuỷ văn thuận lợi


Nằm trong vùng có khí hậu ổn đònh ít bò ảnh hưởng của thiên tai , hạn hán lũ lụt
nên òt bò ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, dễ dàng lập kế hoạch tổ chức sản xuất.
Có đòa chất ổn đònh nên thuận lợi cho xây dựng nàh xưởng, chi phí xây dựng thấp.
1.3.1.3. Cơ sở hạ tầng giao thông phát triển

cách trung tâm thành phố Hồ Chí Minh30km. Bình Dương là tỉnh nằm trong khu vực tứ
giác kinh tế trọng điểm của phía Nam (Tp. Hồ Chí Minh-Đồng Nai-Bình Dương-Bà ròa
Vũng Tàu).
Bình Dương có 1 thò xã và 6 huyện
−
−
−
−
−
−
−

Thò xã Thủ Dầu Một
Huyện Bến Cát
Huyện Dầu Tiềng
Huyện Tân Uyên
Huyện Phú Giáo
Huyện Thuận An
Huyện Dó An

Bình Dương thuộc đòa phận tỉnh Sông Bé cũ có nguồn tài nguyên khoáng sản
tương đối đa dạng, nhất là khoáng sản phi kim loại có nguồn gốc macma, trầm tích,
phong hoá. Đây là nguồn cung cấp nhiên liệu cho những ngành công nghiệp truyền
thống và thế mạnh của tỉnh như vật liệu xây dựng , gốm sứ, khai khoáng…
1.3.2.1. Vò trí đòa lý và đòa hình.
Bình Dương có Toạ độ đòa lý :
− 110.52”-120.18” vò độ Bắc
− 106.045”-107.067’30” kinh độ Đông
Diện tích tự nhiện: 2681.10 km2 ( chiếm 0.83% diện tích cả nước và xếp thứ
42/61 tỉnh thành về diện tích tự nhiên)

− Chế độ không khí ẩm tưởng đối cao, trung bình 80-90%và biển đổi theo mùa
độ ẩm được mang lại chủ yếu do gió mùa tây nam trong mùa mưa, do đó độ
ẩm thấp nhất thường xảy ra vào mùa khô và cao nhất vào giữa mùa mưa.
Giống như nhiệt đọ không khí, độ ẩm trong năm ít biến động . Với khí hậu
nhiệt đới mang tính cận xích đạo nền nhiệt độ cao quanh năm, ẩm độ caovà
nguồn ánh sáng dồi dào, rát thuận lợi cho phát triển nông nghiệp. Khí hậu
Bình Dương tương đói hiền hoà , ít thiên tai như bảo, lũ
1.3.2.3. Kinh tế .
Bình dương là một trong những đòa phương năng động trong kinh tế, thu hút đầu
tư nước ngoài. Với chủ trương tạo ramột môi trường đầu tư tốt nhất hiện nay tai Việt


Nam.Theo bảng chỉ số năng lực cạnh tranh năm 2006tỉnh Bình Dương đứng đầu cả
nước, đứng trên cả thành phố Hồ Chí Minh

Hình 1.2- Bản đồ tỉnh Bình Dương

Bình dương có 13 khu công nghiệp đang hoạt động, trong đó nhiều khu công
nghiệp cho thuê gần hết diện tích như sóng thần I, II, Đồng Tân...các khu công
nghiệp trên đòa bàn tỉnh thu hút 938 dự án đầu tư, trong đó có 613 dự án đầu tư nước
ngoài. Nhằm tăng sự thu hút đầu tư hiện nay tỉnh đang tập trung hoàn thiện cỏ sở hạ
tầngkỹ thuật, đẩy nhanh tiến đọ thi công các khu công nghiệp để mở rộng phát triển
các khu công nghiệp với qui mô lớn hơn.
Các ngành thủ công mỹ nghệ ở Bình Dương rất phát triển nhờ tận dụng nguồn
nguyên liệu dồi dào, các làng nghề truyền thống phát triển mạnh mẽ nhất là vế gốm
sứ, thiêu,đan, những ngành này đóng góp đáng kể vào tình hình kinh tế xã hội chung
của tỉnh Bình Dương.
1.3.2.4. Giao thông.
Hệ thống đường sá cơ sở hạ tầng của Bình Dương khá tốt,rất thuận lợi cho công
việc vận chuyển máy móc thiết bò xây dựng nhà máy cũng như vận chuyển sản phẩm

•

Cọc D500

•

Cọc D400
Bảng 2.1- Đăc trưng hình học các sản phẩm cọc của nhà máy
Stt

Đường kính
cọc (mm)

Chiều dày thành
cọc (mm)

Chiều dài cọc
(m)

1
2
3

400
500
800

80
90
120

3

Đường kính
ngoài
D(mm)
400
500
800

Thép CĐC

Thép gia cường

ĐK

SL

ĐK

fb

Nb

f

9.2
9.2
10.7

10

− Cọc D800: t=19 mm
− Cọc D500: t=17 mm
− Cọc D400: t=15 mm
Chiều cao h của tấm thép viền xung quanh :
− Cọc D800: h=100 mm
− Cọc D500: h=100mm
− Cọc D400: h=150 mm
Chiều dày s của tấm thép viền xung quanh đầu cọc
− Cọc D800: s=8 mm
− Cọc D500: s=4 mm
− Cọc D400: s=4mm
Ta có bảng tóm tắt như sau:
Bảng 2.3 – Qui cách mặt bít đầu cọc
Loại
cọc
D800
D500
D400

Bề dày tấm thép nối cọc t(mm)
Thép viền
Cọc đầu
Cọc giữa
H(mm) S (mm)
19
19
150
8
17
17

Mun đàn hồi
Hệ số biến dạng khi chòu nén tới hạn
Hệ số nở hông khi bò kéo tới hạn
Hệ số từ biến
Hệ số co ngót
b.

Kí hiệu

Đơn vò

Trò số

σck

kG / cm 2

800

σ’ck
σbu
σca
σ’ca
Ec
Ec’

kG / cm 2

45
60

kG / cm 2


Ap = n

d 2 x3.14
4

= 24

1.07 2 x3.14
=21.56 ( cm 2 )
4

• Cường độ bê tông khi cắt thép
f cu ,ct =0.7x f cu

=0.7x 80 = 56 (Kg/ cm 2 )
• Mô dun đàn hồi của bê tông khi cắt thép:
f cu1

Ecl = Ec.28 (0.4+0.6 f
cu .28
= 42x (0.4+0.6

56
=34.44( KN / mm 2 )
80

• Diện tích mặt cắt ngang cọc:


Ie
cm3 )
ro 39496.34 (

2190664.65
1109.3
=
= 39496.34 ( cm3 )
20

• ng suất trước ban đầu trong cốt thép
f pi =0.7x f p

=0.7x1422 = 995.4 ( N / mm 2 )
• ng suất do nén bê tông khi cắt thép
f cl =

=

Ae
x f pi
Ael
21.56
2646.54

x f pi = 8.11 ( N / mm 2 )

• ng suất kéo thiết kế của bê tông
f bc =0.7x f cu =0.7x 80 = 4.02 ( N / mm 2 )

Ae,60 − A p

= 75.24 ( N / mm 2 )

34.4 x(995.4 − 45.44) x 21.56
4522.87 − 21.56

= 75.24 ( N / mm 2 )

• Tổng mất mát ứng suất
f pl = f br + f dh + f cc + f tb

= 35.83+45.44+58.8+75.24
= 201.42 ( N / mm 2 )
b.

ng suất trước có hiệu trong bê tông
f ce =

=
c.

( f pj − f pl ) xA p
Ac − A p
(995.4 − 201.42) x 21.56
= 6.74 ( N / mm 2 )
2562.24 − 21.56

Moment kháng nứt
Mc =Ze ( f bc + f ce ) = 42.5 (T.m )

+

σ pl : Lực căng giới hạn của cốt thép: σ pl = 0.7σpu =995.4(N/ mm 2 )

+ k : hệ số : k = 1.5%
+

Es
n , : hệ số : n , = E = 6.67
c'

+ Ap :diện tích thép trong tiết diện
+ Ac :diện tích mặt cắt ngang cọc
σ tp

1.5%
) x99540
2
=
= 9354.334(kG/ cm 2 )
21.56
1 + 6.67
2562.24
(1 −

Lực căng thép cho cọc : P = 201 T
Mỗi sợi thép sẽ nhận một lực căng : p =8.375 T
2.2.2.2. Đối với cọc D 500, D400.
Cũng tương tự như cọc D800. Dựa trên cơ sở các công thức ở trên ta lập bảng tính
bằng excel tính toán và kết quả như bảng dưới đây

(T.m)
6.89
5.3
6.34

Lực căng
thép
(T)
201
70.2
60.2


c.

KIỂM TRA KHI CẨU VẬN CHUYỂN VÀ LẮP DỰNG:

2.2.3.1. Đối với cọc D800
b.

Moment khi cẩu vận chuyển:

Mmax = 0.0214ql

3278

2

11444


Moment khi cẩu lắp dựng:
Moment lớn nhất do cẩu lắp dựng gây ra:
( Biểu đồ moment xem hình 2.2)
M ldmã = 0.043xqx L2

= 0.043x0.6406x 18 2
= 8.9243 (T.m)
Ta thấy M ldmã =8.92 T.m < Mc =42.29 T.m
Như vậy cọc đủ khả năng chòu lực khi cẩu vận chuyển và khi cẩu lắp dựng

Mmax = 0.0214ql

5292

12708

Hình 2.2 – Biểu đồ moment khi cẩu lắp dựng
2.2.3.2. Đối với cọc D 500, D 40
Tương tự chúng ta cũng kiểm tra được đối với cọc D500, D400. Cụ thể xem bảng
sau:
Bảng 2.6 - Kiểm tra khi cẩu vận chuyển và lắp dựng cọc
Loại
cọc

Moment khi cẩu
Moment khi
vận chuyện ( T.m) lắp dựng (T.m)

Moment
kháng nứt


Thể tích bê tông cho mỗi cọc:
Vc800 = Ac800x L = 0.2562x18 = 4.61( m 3 )
b.

Đối với cọc D500
Diện tích mặt cắt ngang cọc :
Ac =3.14x

D2 − d 2
= 0.1185 ( m 2 )
4

Thể tích bê tông cho mỗi cọc:
Vc500 = Ac500x L = 0.115x18 = 2.08( m 3 )
c.

Đối với cọc D400
Diện tích mặt cắt ngang cọc :
D2 − d 2
Ac =3.14x
= 0.0803 ( m 2 )
4

Thể tích bê tông cho mỗi cọc:
Vc500 = Ac500x L = 0.0803x18 = 1.44( m 3 )

42.29
8.23
5.69

•

Lượng thép dùng cho từng sản phẩm được thống kê trong bang sau:
Bảng 2.8 - Thống kê thép cho từng sản phẩm
Loại
cọc
D800

D500

D400

•

Đường
kính
(mm)
10.7
4
16
9.2
4
12
9.2
3
12

Chiều
dài(m)


5

432
421.5
7.2
180
259.17
3
150
170.89
2

0.616
0.23028
1.579
0.514
0.23028
0.888
0.514
0.67
0.888

266.11
97.06
11.23
92.52
59.68
2.66
77.1
28.53

0.2512
0.1001
0.1570
0.0765

Khối lượng
(Kg/cọc)
29.3323
15.7754
11.7853
6.1623
9.0123