http://www.ebook.edu.vn
MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG
.
7
của nền gia cố cọc cát, sỏi khác xa các loại cọc cứng như gỗ, bê tông, thép (cọc cứng chịu
lực độc lập với nền).
Cọc cát, sỏi cho phép công trình đạt giới hạn ổn định (lún) gần như sau khi kết thúc thi
công. Ưu việt của cọc cát, sỏi còn thể hiện ở hiệu quả kinh tế cao: kinh phí xây dựng có thể
giảm 40% so với dùng cọc bê tông; giảm 20% so với dùng đệm cát ngoài ra, cọc cát, sỏi còn
có tính bền vĩnh cửu, hoàn toàn không bị ăn mòn do xâm thực , thiết bị thi công đơn giản và
phổ thông.
b) Bấc thấm − Khác với cọc cát, sỏi; bấc thấm không tham gia vào quá trình chịu lực
truyền tải của công trình xuống nền, nó chỉ có chức năng tiêu nước thẳng đứng cho nền, làm
cho cơ tính của đất nền được nâng cao do tăng cường tốc độ cố kết của của nó, kết quả là sự
chịu tải của đất nền được cải thiện.
Bấc thấm có những ưu việt nổi bật:
− Diện nền cải tạo lớn.
− Độ sâu tầng đất cải tạo lớn, có thể đạt 25 − 30m.
− Vật liệu (bấc thấm) chế tạo sẵn, gọn nhẹ.
− Công nghệ thi công giản đơn, năng suất cao.
− Hiệu quả kinh tế cao.
Chính vì những ưu việt vừa nêu nên thời gian gần đây, biện pháp này được sử dụng rộng
rãi trong việc cải tạo và nâng cấp quốc lộ 1, quốc lộ 5 v.v
1.2.3. Phương pháp gia cố nền bằng cọc cứng
Móng cọc là một kết cấu quen thuộc trong xây dựng, làm nhiệm vụ truyền tải công trình
xuống sâu trong nền đất có lớp (tầng) chịu lực tốt, khắc phục được biến dạng lún không đồng
đều, chịu được tải trọng ngang, giảm khối lượng đào đắp, rút ngắn thời gian thi công do công
nghiệp hóa chế tạo cọc và thiết bị thi công.
Cọc và thiết bị đóng (hạ, đúc tại chỗ) rất đa dạng: cọc tre, gỗ, bê tông đặc, ống rỗng,
thép, ván thép cọc nhồi các kiểu, trụ thẳng, nở hông (Franki), nở đáy cọc xoắn.
Tuy nhiên không phải lúc nào gia cố nền bằng cọc cứng cũng có hiệu quả tốt nếu nền
phía trên tốt mà ở dưới mũi cọc lại xấu; trường hợp đó phải dùng biện pháp khác.
Nói chung, các loại cọc đều chịu tải của công trình xuống dưới nền theo hai dạng: cọc
chống − chịu tải cơ bản ở mũi cọc, cọc treo − chịu tải cơ bản theo ma sát hông ở thân cọc.
Trường hợp cọc chịu tải hỗn hợp cả chống và treo đều phát huy tác dụng đương nhiên là rất
tốt.
1.3. PHÂN LOẠI THIẾT BỊ THI CÔNG CỌC CỨNG
1.3.1. Sơ đồ phân loại
http://www.ebook.edu.vn
H.1.1. Sơ đồ phân loại thiết bị thi công cọc cứng
1.3.2. Đặc điểm sử dụng của loại búa đóng cọc
Loại búa Phạm vi sử dụng Ưu điểm Nhược điểm
Búa rơi
Dùng đóng các loại cọc
h
cọc
= 6 − 12m với khối
lượng nhỏ. Địa điểm thi
công rộng.
G
búa
= 0,25 − 1,5 tấn
Cấu tạo đơn giản, dễ bảo
quản, dễ sửa chữa, dễ thay
đổi độ cao nâng búa. Giá
thành hạ.
Năng suất thấp.
N
s
= 1 nhát/ph − tời tay
4−15 nhát/ph − tời máy
Dễ làm hỏng đầu cọc.
Búa thủy
lực
Đóng các cọc BTCT, cọc
ván thép dài 8−12m.
Đóng cọc trên nhiều loại
nền, kể cả nền yếu. Không
gây ô nhiễm môi trường.
Chi phí đầu tư máy cao.
Việc sửa chữa khó khăn.
Búa hơi
Dùng đóng cọc bê tông,
BTCT nặng khối lượng
đóng cọc lớn; Địa bàn thi
công chật hẹp.
G
búa
= 1,2 ÷ 9 tấn,
h
ef.búa
= 0,7 + 1,6m.
Năng suất cao: N = 200 −
500 nhát/phút. Ít phá vỡ
đầu cọc. Có thể đóng cọc
không cần giá búa, dễ điều
khiển áp lực đóng cọc tự
động.
Trọng lượng hiệu dụng
nhỏ:
β =
G
búa
∑G
máy
100% = 20%
Cần có thiết bị trung gian
cồng kềnh (máy nén, nồi
hơi) dễ hỏng ống dẫn hơi,
độ an toàn thấp.
Búa nổ
Dùng đóng cọc gỗ, thép, bê
Trọng lượng tổng các thiết Tốn 50−60% công suất để
Bảng 1.2
ĐÚC CỌC
TẠI CHỖ
Kéo
bằng
tời
tay
Máy
khoan
cọc
nhồi,
vòi
xói
các
loại
BÚA RƠI
BÚA HƠI
BÚA NỔ
(diezel)
BÚA CHẤN
ĐỘNG
MÁY ĐÓNG CỌC
HẠ CỌC
Kéo
bằng
tời
máy
Đơn
động
Song
động
Đơn
động
Song
động
Cột
dẫn
Ống
dẫn
Nối
cứng
Nối
mềm
Xung
kích
BÚA
THỦY LỰC
Máy
ép
tĩnh
thủy
lực
http://www.ebook.edu.vn
MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG
.
9
Loại búa Phạm vi sử dụng Ưu điểm Nhược điểm
Diezel tông cốt thép và ván cừ (h
≤ 8m); Thích hợp với đất
thịt.
G
búa
= 0,14 ÷ 15 tấn
bị nhỏ; Không cần một số
thiết bị trung gian (máy
nén khí, nồi hơi, động cơ
điện )
nén không khí trong xi
lanh. Cần có nhiên liệu dầu
diezel. Năng suất thấp hơn
búa hơi. N
s
= 50 + 80
nhát/phút
Búa rung
động
Dùng đóng các loại cọc,
ván cừ với khối lượng lớn,
hiệu quả cao ở đất rời, cát,
cát pha và đất bão hòa
nước.
Năng suất cao hơn các loại
búa khác 3 + 4 lần.
Giá thành hạ 2 ÷ 2,5 lần.
Không làm vỡ đầu cọc
Cần phải có nguồn điện
Chú ý: Chọn búa phải dựa trên cơ sở:
− Phạm vi sử dụng của búa, ưu nhược điểm và điều kiện trang thiết bị.
− Đặc điểm địa hình thi công, khối lượng và loại cọc.
− Đặc điểm địa chất của nền.
1.4. KHÁI NIỆM HẠ CỌC
Cọc các loại có thể được đóng (bằng búa), hạ (bằng búa rung, vòi xói), đúc tại chỗ
(khoan nhồi, vòi xói), vặn (cọc xoắn) hoặc kết hợp đóng, đầm (hạ) cọc ống rồi đổ bê tông
Vì vậy, thuật ngữ "hạ cọc" ở đây (1.4) có nghĩa rộng bao quát.
1.4.1. Đóng cọc
Phương tiện đóng cọc phổ biến là búa hơi (hơi nước, hơi ép) và búa diezel.
Lực xung kích tác dụng lên đầu cọc là tác nhân cơ bản để hạ cọc. Người ta chỉ có thể
đóng cọc khi tương quan giữa búa và cọc gồm năng lượng xung kích của búa, trọng lượng
búa, trọng lượng cọc và độ chối của cọc thỏa mãn các điều kiện sau:
a) Năng lượng xung kích W của búa (kgm)
W ≥ 25 [R]
tt
Ở đây: [R]
tt
− Sức chịu tải tính toán của cọc (T)
Theo Welliton, [R]
tt
≤
[R
c
]
7
, trong đó [R
c
] − sức chịu tải giới hạn cho phép của cọc.
b) Về hệ số hiệu dụng của búa:
K
B
=
Q + q
W
Trong đó: Q, q − Trọng lượng búa và cọc,
http://www.ebook.edu.vn
W =
Q.V
2
2g
− năng lượng xung kích.
với: V − Tốc độ rơi búa (m/sec)
g − Gia tốc trọng trường (m/sec
2
)
Hệ số hiệu dụng K
B
có những trị số giới hạn theo bảng 1.3.
Bảng 1.3. Hệ số hiệu dụng K
B
Cọc
Búa
Cọc gỗ Cọc thép Cọc bê tông
Búa hơi song động, Diezel ống
dẫn
5 5,5 6
Búa hơi đơn động, Diezel cột
dẫn
3,5 4,0 5
Búa rơi tự do (tời kéo, thả) 2 2,5 3
Nếu K
B
lớn hơn trị số vừa nêu, có nghĩa là búa quá nặng so với cọc và
ngược lại.
c) Về độ chối của cọc S.
Bằng các tính toán lý thuyết và đo đạc thực nghiệm, độ chối S hợp lý của cọc được
khuyến cáo nằm trong giới hạn.
(1 − 2) cm < S < (3 − 5) cm
Muốn vậy, trọng lượng búa Q và cọc q trong các trường hợp thông thường có tương quan
theo.
Q = (1,5 − 2)q
1.4.2. Hạ cọc bằng rung động
Những trường hợp không thể dùng búa xung kích để đóng cọc như: trọng lượng cọc quá
lớn so với búa, hoặc nền cát v.v người ta có thể hạ cọc bằng búa rung các loại (rung nối
cứng, nối mềm, va rung).
Búa rung tác động nhờ lực ly tâm tạo ra bằng khối lệch tâm quay. Lực ly tâm ở đây còn
được gọi là lực kích động P tính theo biểu thức quen biết.
P =
M . ω
2
g
Trong đó: M − Mô men lệch tâm
http://www.ebook.edu.vn
MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG
.
11
ω − Tốc độ góc
g − Gia tốc trọng trường
Chọn búa chấn động để hạ cọc cần thỏa mãn các điều kiện sau:
− Lực kích động phải đủ thắng lực cản của nền.
− Biên độ rung động của búa cần lớn hơn biên độ rung động của cọc.
− Tổng trọng lượng tĩnh của hệ búa và cọc cần lớn hơn lực cản của nền xuất hiện dưới
mũi cọc.
Các điều kiện nêu trên được khai triển chi tiết tiếp theo ở phần chuyên mục về búa rung.
1.4.3. Đúc cọc tại chỗ bằng khoan nhồi
Khoan nhồi các kiểu có mục đích tạo cọc (đúc cọc) tại chỗ. Công nghệ khoan nhồi gồm 2
bước cơ bản: tạo lỗ khoan bằng máy khoan chuyên dụng và đúc cọc bê tông sau khi tạo lỗ.
Công nghệ khoan nhồi (cọc) ra đời từ năm 1950 và ngày càng phát triển mạnh mẽ. Nó
cho phép tạo ra các móng cọc chịu lực rất lớn xây dựng các công trình cầu, các tòa nhà cao
tầng, các công trình thủy lợi và thủy điện.
Để tạo ra lỗ khoan, người ta áp dụng các loại hình công nghệ:
− Công nghệ đúc khô
− Công nghệ dùng ống vách
− Công nghệ dùng dung dịch khoan.
Việc áp dụng loại hình công nghệ nào cho hợp lý là rất quan trọng, nó phụ thuộc rất
nhiều vào đặc điểm địa chất, thiết bị khoan và trình độ vận hành thiết bị.
Thiết bị (khoan) tạo lỗ có nhiều dạng khác nhau, nhưng đều bao gồm: máy cơ sở có bộ di
chuyển bánh xích (là chủ yếu), bộ công tác tạo lỗ kiểu gầu khoan − kiểu vít xoắn hoặc kiểu
gầu đào , và các thiết bị phụ trợ phù hợp với công nghệ tạo lỗ.
Việc đúc cọc bê tông được tiến hành sau khi làm sạch lỗ khoan và đặt cốt thép. Cọc đúc
xong phải tiến hành kiểm tra chất lượng nhờ các thiết bị kiểm tra hiện đại.
http://www.ebook.edu.vn
Thi công cọc khoan nhồi bằng máy khoan ED.4000
với bộ gầu khoan xoay đường kính 1,5m.
.
CHƯƠNG 2
BÚA ĐIEZEL ĐÓNG CỌC
2.1. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI BÚA ĐIEZEL
http://www.ebook.edu.vn
MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG
.
13
2.1.1. Công dụng: Búa diezel dùng để đóng các cọc bê tông cốt thép, ống thép, cọc gỗ
và thường chỉ đóng trên nền thông thường (không phải nền yếu hoặc nền cứng). Búa loại này
dùng dầu diezel và hoạt động như một động cơ diezel, gây ồn lớn và chấn động mạnh nên chỉ
thích hợp với việc xây dựng các công trình xa nơi dân cư, xa các công trình xây dựng đã có.
Riêng các loại búa nhỏ có thể đóng cọc tre, cọc gỗ để kè bờ.
Ở đây, thuật ngữ "búa điezel" được hiểu là cỗ máy đóng cọc sử dụng quả búa dùng dầu
diezel; ngoài quả búa ra còn có giá búa, khung sàn với các thiết bị cần thiết hoặc máy cơ sở là
máy kéo, cần trục, máy xúc bánh xích. Khi phân loại búa diezel thường phân loại theo quả
búa, còn giá búa xét riêng.
2.1.2. Phân loại búa diezel
− Theo nguyên tắc cấu tạo quả búa, có:
búa diezel cột dẫn (xi lanh rơi)
búa diezel ống dẫn (pittông rơi)
− Theo trọng lượng quả búa Q:
loại nhỏ, với: Q = ≤ 0,6 − 1,2 − 1,8 tấn
loại vừa: Q = 2,5 − 3,5 − 4,5 tấn
loại lớn: Q = 5,5 − 6,5 − 10 tấn
Quả búa kiểu cột dẫn thường có Q loại nhỏ, quả búa kiểu ống dẫn có Q từ 1,8 tấn trở lên.
Dưới đây trình bày nội dung cơ bản của quả búa diezel cột dẫn và quả búa diezel ống
dẫn.
Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật búa diezel cột dẫn do Liên Xô (cũ) chế tạo
Mác hiệu máy
Thông số chính
SP44
(S−1010)
SP60
(DM−240)
S−263
SP−6
(S−330)
Trọng lượng quả búa (kg) 190 240 1800 2500
Năng lượng va đập (kg.m) 150 175 1600 2000
Số lần đập trong 1 phút 100 55 44−55 50−55
Chiều cao nâng búa (mm) 1000 1310 2100 2300
Tỷ số nén 16 16 26 25
Đường kính cọc (gỗ) − (cm) 18−22 18−22 − −
Kích thước bao (mm)
Cao 1970 1980 4335 4540
Rộng 500 500 820 870
http://www.ebook.edu.vn
Mác hiệu máy
Thông số chính
SP44
(S−1010)
SP60
(DM−240)
S−263
SP−6
(S−330)
Dài 550 550 900 1100
− Tổng trọng lượng (kg) 340 350 3650 4200
Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật búa diezel ống dẫn (Liên Xô cũ chế tạo)
Làm mát bằng không khí Làm mát bằng nước
Thông số chính
S858 S859 S949 S954 S996 S1047 S1048 SP54
Trọng lượng quả búa
(kg)
1250 1800 2500 3500 1800 2500 3500 5000
Năng lượng đập khi rơi
3m (kg.M)
3300 4800 6700 9400 5400 7500 10.500 13000
Đường kính xi lanh
(mm)
300 345 400 450 345 400 470 550
Hành trình pittông quá
trình nén (mm)
335 370 372 376 370 370 376 −
Dung tích xi lanh (lít) 23,6 35,6 46,5 59 35,6 46,5 59 −
Cự li sống trượt (mm) 360 360 360/625 625 365 625 625 625
Tỷ số nén 15 15 15 15 15 15 15 15
Số lần va đập/phút 44−55 44−55 44−55 44−55 44−55 44−55 44−55 44−55
Tổng trọng lượng (kg) 2500 3500 5800 7300 3650 5600 7650 11600
Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật búa diezel ống dẫn do Nhật chế tạo
Trọng lượng, tấn Kích thước giới hạn quả búa
Hãng
sản xuất
Mã hiệu
Búa Toàn bộ Cao (m) Rộng (m) Dài (m)
Năng lượng
1 nhát búa
KJ
MH 15 1,5 3,35 4,255` 0,624 0,78 45
MH 25 2,5 5,505 4,42 0,726 0,952 75
MH 35 3,5 7,74 4,585 0,864 1,075 105
Mitsubishi
heavy ind
MH 45 4,5 10,305 0,924
Ishikawajima
MH 45B 4,5 10,305
4,785
0,98
1,275 135
http://www.ebook.edu.vn
MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG
.
15
IDH−25 2,5 5,5 4,565 0,78 0,897 75
IDH−35 3,5 7,8 4,013 0,886 0,986 105
harima heavy
ind
IDH−45 4,5 11,0 4,696 1,0 1,125 135
K13 2,7 4,05 0,616 0,739
KC13
1,3
3,2 4,965 0,63 0,77
37
K25 5,2 4,55 0,768 0,839
KC25
2,5
5,5 5,1 0,78 0,87
75
K35 7,5 4,55 0,934
KC35
3,5
7,9 5,125
0,881
0,995
105
K45 10,5 4,825
KB45 11,0 5,46
0,996 1,074 135
KC45
4,5
11,2 5,46 1 1,172
KB60 6,0 15,0 5,77 1,135 1,301 160
KB80 8,0 20,5 6,1 1,385 1,466 220
Kobe steel
K150 15,0 36,5 7,04 1,7 2 396
2.2. CẤU TẠO QUẢ BÚA KIỂU CỘT DẪN VÀ QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG
2.2.1. Cấu tạo chung
Hình 2.1. Búa diezel kiểu cột dẫn SP.6
2.2.2. Quá trình hoạt động
Xy lanh 2 được tời nâng búa nâng lên qua rùa 4 bằng móc 15 móc vào chốt 14. Đến hết
hành trình trên móc 15 được nhả ra, xylanh 2 rơi tự do theo cột dẫn hướng 3 chụp vào piston
18 cố định trên bệ 1 tạo thành buồng kín trong chứa không khí bị nén. Ở cuối hành trình rơi,
do tác động của đầu 16, bơm nhiên liệu 11 hoạt động phun nhiên liệu với áp lực lớn vào
buồng kín, ở đây nhiên liệu gặp không khí nén có nhiệt độ cao tự bốc cháy đẩy xylanh lên và
tạo thêm xung lực nhấn cọc xuống nền qua piston. Khi xylanh lên hết hành trình, nó lại rơi
xuống do tự trọng và chu kỳ mới bắt đầu. Cứ như vậy quả búa hoạt động đến khi ngừng cấp
nhiên liệu, hành trình của xylanh được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh lượng nhiên liệu qua
tay đòn 8.
http://www.ebook.edu.vn
Hình 2.1. Búa diezel kiểu cột dẫn SP.6
1. Thân đế búa có khoang chứa dầu; 2. Xi lanh quả búa; 3. Cột dẫn; 4. Rùa nâng quả búa;.
5. Khung giằng ngang; 6. Cần khởi động búa; 7. Cần bơm nhiên liệu; 8. Tay đòn.; 9. Vòi phun nhiên liệu.;10. Ống dẫn
dầu; 11. Bộ bơm nhiên liệu; 12. Chụp mũ đầu cọc; 13. Đế va đập; 14. Chốt ngang;
15. Móc.; 16. Đầu tác động cần bơm; 17. Lò so giữ móc; 18. Pít tông cố định.
Khi muốn dừng hoạt động của búa, chỉ cần kéo dây mềm có 1 đầu buộc vào lỗ cuối tay
đòn 8, lúc này đầu 16 không còn tác dụng vào cần 7, bơm 11 không bơm dầu nữa, quả búa sẽ
dừng hoạt động.
2.3. CẤU TẠO QUẢ BÚA KIỂU ỐNG DẪN VÀ NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC
2.3.1. Cấu tạo chung quả búa
Quả búa diezel kiểu ống dẫn có 2 loại:
− Loại thông thường có tần số nổ 45−55 lần/phút.
− Loại có tần số nổ cao 60−100 lần/phút.
2.3.1.1. Cấu tạo của búa diezel ống dẫn thông thường
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét