Bài giảng môn học Máy xây dựng

BÀI GIẢNG

MÔN HỌC

MÁY XÂY DỰNG

Chương 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY XÂY DỰNG

§1. Phân loại, cấu tạo và yêu cầu chung với máy xây dựng

1. Định nghĩa và phân loại máy xây dựng

1.1. Định nghĩa

Máy xây dựng là danh từ chung để chỉ các máy và thiết bị phục vụ công tác xây dựng cơ bản như xây dựng dân dụng và công nghiệp, giao thông vận tải, cảng, thủy lợi …

1.2. Phân loại

Trong thực tế thường phân loại máy xây dựng theo công dụng (hay tính chất

thi công) như sau :

a) Máy phát lực :

Cung cấp nguồn động lực cho máy khác hoặc các cơ cấu của máy làm việc :

+ Động cơ đốt trong.

+ Động cơ điện.

+ Tổ hợp động cơ đốt trong – máy phát điện. + Tổ hợp điện – bơm thủy lực, động cơ đốt trong – bơm thủy lực. + Tổ hợp điện – máy nén khí, động cơ đốt trong – máy nén khí.

b) Máy vận chuyển :

Dùng để vận chuyển VLXD, hàng hóa và người, tùy theo phương tiện vận

chuyển ta chia như sau :

_ Máy vận chuyển theo phương ngang :

+ Đường bộ : Ôtô, máy kéo …

+ Đường sắt : xe goòng, xe lửa …

+ Đường thủy : sà lan, tàu thủy …

+ Đường không : máy bay vận tải, trực thăng …

_ Máy vận chuyển đứng (hoặc nghiêng) : + Máy nâng đơn giản : kích, tời, palăng…

+ Thang nâng xây dựng : thang nâng chở hàng (vận thăng), thang nâng chở hàng và người…

+ Cần trục :

 Cần trục kiểu cầu : cầu trục, cổng trục và cần trục cáp…

 Cần trục cố định kiểu cần : cần trục cột buồm…

 Cần trục tháp : cần trục tháp kiểu tháp quay, cần trục tháp kiểu cần quay,

cần trục tháp tự nâng…

 Cần trục tự hành :

+ Máy xếp dỡ : vận chuyển trong cự ly ngắn, phục vụ xếp dỡ.

c) Máy làm đất :

_ Máy chuẩn bị mặt bằng : máy phát gốc cây, nhổ gốc cây, máy xới đất…

_ Máy đào đất : máy đào gầu thuận, máy đào gầu nghịch, gầu ngoạm…

_ Máy đào – chuyển đất : Máy ủi, máy cạp, máy san…

_ Các loại máy đầm nèn đất : lu tĩnh, lu rung, đầm tay, lu chân cừu…

d) Máy gia cố nền móng : máy đóng (hạ) cọc, máy khoan tạo lỗ cho cọc nhồi,

máy thi công cọc cát…

e) Máy gia công đá : phục vụ nghiền sàng, phân loại và rửa sỏi, đá, cát…

f) Máy phục vụ công tác bê tông và cốt thép

_ Máy phục vụ công tác bê tông : máy trộn, máy vận chuyển bê tông, đầm bê

tông

_ Máy gia công cốt thép : máy dùng để cắt, uốn, hàn cốt thép

g) Máy chuyên dùng cho từng ngành : máy hoàn thiện, máy rải bê tông

ximăng và bê tông nhựa, máy sản xuất vật liệu xây dựng, máy bơm…

2. Cấu tạo chung máy xây dựng

Máy xây dựng bao gồm các khâu chính sau :

1. Thiết bị động lực

2. Hệ truyền động

3. Cơ cấu công tác

_ Cơ cấu di chuyển

_ Cơ cấu quay

…

4. Hệ điều khiển

Ngoài ra còn có : hệ khung và bệ máy, các thiết bị phụ trợ (an toàn, chiếu

sáng…)

3. Yêu cầu chung đối với MXD (tham khảo tài liệu)

_ Yêu cầu về năng lượng: Công suất hợp lý, cơ động, tiết kiệm.

_ Kích thước gọn, nhẹ, dễ vận chuyển và thi công.

_ Các yêu cầu kết cấu - công nghệ: Độ bền, tuổi thọ cao, công nghệ tiên tiến.

_ Các yêu cầu khai thác - công nghệ: Đảm bảo năng suất, chất lượng thi công, có khả năng phối hợp làm việc cùng các máy khác nhau, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, nhanh chóng, dự trữ nhiên liệu làm việc tương đối dài.

_ Sử dụng thuận tiện, an toàn, tự động hoá điều khiển.

_ Yêu cầu về môi trường : không làm ảnh hưởng tới môi trường xung quanh.

_ Yêu cầu kinh tế: Giá thành đơn vị sản phẩm thấp.

Chỉ tiêu tổng hợp và quan trọng nhất liên quan tới các vấn đề nêu trên là độ

tin cậy của máy.

§2. Thiết bị động lực máy xây dựng 1. Các loại động cơ và tổ hợp động cơ làm việc trong máy xây dựng

1.1. Động cơ đốt trong

_ Hỗn hợp không khí và nhiên liệu được đốt trong xy lanh của động cơ đốt trong. Khi đốt cháy nhiệt độ tăng làm cho khí cháy giãn nở tạo nên áp suất tác dụng lên pittông đẩy pít tông chuyển động tịnh tiến trong xy lanh, qua tay biên làm trục khủy quay.

_ Ưu điểm của động cơ đốt trong :

+ Tính cơ động cao không phụ thuộc vào nơi cung cấp năng lượng.

+ Dễ thay đổi tốc độ quay bằng cách tăng (giảm) ga.

+ Khởi động nhanh.

_ Nhược điểm :

+ Hiệu suất thấp : Động cơ điêzen : (30 – 37)%

Động cơ xăng :

(18 – 22)%

+ Gây ô nhiễm môi trường.

+ Phụ thuộc vào thời tiết.

_ Phân loại :

+ Động cơ xăng : hỗn hợp nhiên liệu là xăng và không khí được nén.

+ Động cơ điêzen : hỗn hợp nhiên liệu là dầu điêzen được phun vào hỗn hợp khí nén có nhiệt độ cao dưới dạng sương mù.

=> Trong lĩnh vực máy xây dựng động cơ điêzen được sử dụng phổ biến hơn

cả do những ưu điểm sau :

 Giá thành nhiên liệu rẻ.

 Hiệu suất cao hơn động cơ xăng.

 Mô men khởi động lớn.

1.2. Động cơ điện

_ Sử dụng rộng rãi trên các máy cố định hoặc di chuyển ngắn theo quỹ đạo

xác định (thang máy, cần trục, …)

_ Ưu điểm chung của động cơ điện:

+ Hiệu suất cao η > 80%.

+ Kết cấu nhẹ, giá thành giảm.

+ Khởi động nhanh, dễ đảo chiều quay và làm việc tin cậy.

+ Chịu quá tải tốt.

+ Dễ tự động hóa.

+ Ít ảnh hưởng đến môi trường.

_ Nhược điểm :

+ Mô men khởi động nhỏ.

+ Không cơ động, phụ thuộc vào lưới điện.

*) Phân loại động cơ điện và phạm vi ứng dụng của từng loại:

a) Động cơ 1 chiều

_ Phân loại:

+ Động cơ điện một chiều kích thích song song;

+ Động cơ điện một chiều kích thích nối tiếp;

+ Động cơ một chiều kích thích hỗn hợp;

_ Ưu nhược điểm:

+ Mô men khởi động lớn.

+ Khởi động êm.

+ Đảo chiều quay dễ dàng.

_ Phạm vi áp dụng: sử dụng nhiều trong các thiết bị vận chuyển, thang máy

hoặc cần trục.

b) Động cơ xoay chiều

Động cơ xoay chiều

Động cơ xoay chiều không đồng bộ

Động cơ xoay chiều đồng bộ

Rôto lồng sóc

Rôto dây cuốn

+ Hiệu suất và hệ số

+ Máy mở điều khiển êm. + Chịu quá tải tốt hơn.

Ưu điểm

+ Tốc độ quay ổn định.

+ Cấu tạo đơn giản, rẻ tiền. + Dễ bảo quản, làm việc tin cậy. + Có thể mắc trực tiếp với lưới điện

+ Hệ số quá tải lớn.

+ Cấu tạo tương đối phức tạp.

Nhược điểm

+ Cấu tạo phức tạp, đắt tiền. + Vận hành phức tạp.

+ Giá thành cao.

+ Hiệu suất thấp (so với động cơ đồng bộ), + Điều chỉnh vận tốc khó hơn so với 1 chiều, 3 pha dây cuốn.

Áp dụng cho các máy có yêu cầu tốc độ không thay đổi, thường áp

Phạm vi áp dụng

Sử dụng rộng rãi trên các máy mà không đòi hỏi điều chỉnh tốc độ một cách chính xác, các động cơ chuyên dùng (máy nâng, máy xúc) có khả năng quá tải cao, mô men mở máy lớn, làm việc đảm bảo trong điều kiện đóng mở máy liên tục.

dụng cho các dây chuyền sản xuất.

cos lớn.

1.3. Động cơ thủy lực và động cơ khí nén

_ Động cơ thủy lực làm việc nhờ năng lượng của dòng thủy lực có áp suất đạt giá trị

cần thiết do bơm thủy lực tạo ra.

_ Động cơ khí nén làm việc nhờ năng lượng của dòng khí nén có áp suất đạt đến giá

trị cần thiết do máy nén khí tạo ra.

_ Ưu điểm :

+ Dễ đảo chiều quay.

+ Làm việc êm.

+ Thời gian khởi động nhanh.

_ Nhược điểm :

+ Cần thêm các thiết bị phụ trợ như bơm, hệ thống ống dẫn nên kết cấu phức tạp.

+ Hiệu suất máy không cao.

1.4. Tổ hợp động lực thường dùng trong máy xây dựng

_ Động cơ đốt trong – máy phát điện.

_ Động cơ đốt trong (động cơ điện) – bơm thủy lực.

_ Động cơ đốt trong (động cơ điện) – máy nén khí.

2. Cách bố trí động cơ

+ Dẫn động chung

Có ba cách bố trí động cơ + Dẫn động riêng

+ Dẫn động hỗn hợp

a) Dẫn động chung : Thường là động cơ đốt trong truyền lực cho nhiều cơ cấu công

tác.

_ Ưu điểm : có hệ số sử dụng công suất lớn do chỉ sử dụng một động cơ.

_ Nhược điểm : Truyền động phức tạp, khó sửa chữa và độ tin cậy không cao.

b) Dẫn động riêng : Thường sử dụng nhiều động cơ điện và mỗi động cơ giữ một

chức năng công tác của máy (nâng, hạ, …)

_ Ưu điểm :

+ Cấu tạo đơn giản.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Các cơ cấu độc lập công tác.

+ Dễ sửa chữa và bảo dưỡng.

+ Độ tin cậy cao.

+ Dễ tự động hóa.

_ Nhược điểm : Hệ số sử dụng công suất không cao.

c) Dẫn động hỗn hợp :

Bố trí hỗn hợp nhiều loại động cơ trên một máy.

_ Một động cơ đốt trong quay máy phát điện cung cấp điện cho các bộ phận công tác.

_ Một động cơ xoay chiều quay máy phát điện 1 chiều cung cấp điện một chiều cho

các cơ cấu.

_ Một động cơ chính quay máy nén khí cung cấp khí nén cho các động cơ khí nén

hoặc bơm thủy lực cung cấp năng lượng cho động cơ thủy lực hoặc xi lanh thủy lực.

§3. Hệ thống truyền động trong máy xây dựng 1. Khái niệm

_ Máy xây dựng thường gồm các khâu chính sau:

Thiết bị động lực Cơ cấu công tác

Hệ thống truyền động

Điều khiển

_ Tác dụng của hệ thống truyền động :

+ Thay đổi tốc độ quay, lực và mô men.

+ Thay đổi dạng và quy luật chuyển động.

_ Lý do sử dụng bộ truyền :

+ Tốc độ cơ cấu công tác (nct) khác so với tốc độ của động cơ (nđc), thường nct< nđc. Nếu chế tạo động cơ có tốc độ thấp, mô men xoắn lớn thì giá thành động cơ cao và kích thước lớn.

+ Cần truyền động từ một động cơ đến nhiều cơ cấu công tác có tốc độ khác nhau.

+ Do quy luật chuyển động của cơ cấu khác quay luật chuyển động của động cơ

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

(thường là chuyển động quay).

+ Vì điều kiện sử dụng, an toàn lao động hoặc vì khuôn khổ kích thước máy.

2. Phân loại

a) Truyền động cơ khí : dùng phổ biến trên máy xây dựng

_ Ưu điểm : dễ chế tạo, chắc chắn, an toàn, làm việc tin cậy.

_ Nhược điểm : kết cấu máy sử dụng truyền động cơ khí cồng kềnh và hiệu suất thấp.

b) Truyền động thủy lực và khí nén : hiện nay 2 dạng truyền động này ngày càng được

sử dụng rộng rãi.

_ Ưu điểm : gọn nhẹ, điều khiển nhẹ nhàng, êm, chính xác, dễ điều chỉnh tốc độ vô

cấp và khả năng tự động hóa cao.

_ Nhược điểm : giá thành đắt vì đòi hỏi độ chính xác cao, yêu cầu bảo dưỡng phức

tạp.

c) Truyền động điện : truyền động rotor – stator.

d) Truyền động hỗn hợp :

+ Truyền động cơ khí – điện.

+ Truyền động cơ khí – thủy lực.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Truyền động thủy lực – khí nén.

Chương 2: MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CỐ NỀN MÓNG

§1. Khái niệm chung

1. Sự cần thiết phải gia cố móng

Cấu tạo của nền đất thường không đồng nhất và chỉ chịu được áp lực nhỏ vì vậy trong công tác xây dựng cầu, đường, xây dựng nhà cao tầng ,…thường phải xử lý (gia cố) nền móng trước khi xây dựng nhằm tăng khả năng chịu tải của nền và móng.

2. Các phương pháp gia cố nền móng

2.1 Phương pháp đóng (hạ) cọc vào nền đất.

a) Phương pháp đóng cọc bằng lực xung kích (dùng búa xung kích):

Nguyên lý làm việc của phương pháp này là: Búa được nâng nên độ cao nhất định rồi cho búa rơi tự do xuống nhờ trọng lượng của bản thân búa. Khi rơi xuống, búa sẽ sinh ra lực xung kích, tác dụng vào đầu cọc để đóng cọc.

Ưu điểm.

Tính cơ động cao, có thể thi công ở mọi địa hình, cạnh bờ sông, mép núi…

Nhược điểm

Gây chấn động các công trình liền kề, gây ô nhiễm môi trường (tiếng ồn và khí thải).

Các tính chất cơ lý của cọc bị thay đổi do chịu va đập, đôi khi vỡ đầu cọc; Các đoạn cọc

đóng tương đối ngắn;

Phạm vi sử dụng

- Hiện nay thường dùng đóng cọc gia cố nền móng cho các công trình thấp tầng, móng

cầu giao thông tải trọng nhỏ, xa các khu dân cư đặc biệt hữu ích ở những nơi địa hình

không thuận lợi (vùng núi, hải đảo)

b) Phương pháp hạ cọc bằng rung động (dùng búa rung):

Nguyên lý làm việc của phương pháp này là: Kẹp chặt búa vào đầu cọc, khi búa rung

động lực rung sẽ được truyền vào cọc, làm giảm ma sát giữa cọc và đất. Nhờ trọng lượng

của cọc và búa mà cọc tự hạ xuống, lún sâu dần vào lòng đất.

Ưu điểm:

Sử dụng bằng nguồn điện nên không gây ô nhiễm môi trường, Có thể hạ cừ, cọc ở

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

những nơi bất lợi về địa hình, không làm hư hại cọc, thao tác đơn giản thuận tiện.

Nhược điểm:

Phụ thuộc vào nguồn điện, khi cộng hưởng với các công trình liền kề có thể gây nứt,

chiều sâu hạ cọc ngắn, không dùng hạ cọc được ở những nơi đất quá cứng hoặc quá dính.

Phạm vi sử dụng:

Ngày nay, phương pháp này chủ yếu dùng để hạ cừ để giữ vách hố móng, hạ cừ

ngăn nước khi kè sông hồ…

c) Phương pháp hạ cọc bằng lực ép tĩnh:

Nguyên lý làm việc của phương pháp này là: Dùng lực đẩy của các xilanh thủy lực, ép cọc ngập sâu xuống đất, phương pháp này khắc phục được nhược điểm của hai phương pháp trên.

Ưu điểm:

Không gây chấn động cho công trình liền kề, thân thiện với môi trường, độ tin cậy

của cọc cao.

Nhược điểm:

Đòi hỏi mặt bằng phải bằng phẳng và ổn định, không ép sát được vào các công trình

liền kề.

Phạm vi sử dụng:

Máy ép tải loại ép đỉnh được sử dụng rộng rãi trong công tác gia cố nền móng cho

các công trình xây dựng thấp tầng nơi có mặt bằng thuận lợi như:

+ Nhà liền kề trong các khu đô thị mới (ép toàn bộ trước khi thi công).

+ Các công trình thấp tầng không áp sát vào các công trình hiện hữu như: các biệt

thự, công sở thấp tầng, trường học, nhà ở nông thôn…

Máy ép ôm dùng để ép cọc cho công trình xây dựng có độ cao trung bình, các khu

công nghiệp nơi có khối lượng cần ép lớn.

2.2. Phương pháp khoan tạo lỗ (khoan cọc nhồi) :

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Nguyên lý làm việc của phuơng pháp này là: Dùng máy khoan để khoan vào lòng đất tạo ra các lỗ, sau đó nhồi vật liệu chế tạo cọc xuống các lỗ đó. Phương pháp này áp dụng với cọc có chiều dài và đường kính lớn và cọc Barette (có tiết diện cọc hình chữ L, I, H). Cọc bê tông cốt thép được đổ tại chỗ, không phải nối cọc, không phải vận chuyển từ nơi

khác đến, vì vậy khả năng chịu tải của cọc là rất lớn. Tuy nhiên việc kiểm tra chất lượng cọc sau khi đổ bê tong gặp nhiều khó khăn, công nghệ phức tạp, giá thành cao.

Phương pháp này đang được sử dụng phổ biến để gia cố móng cho các nhà cao tầng

và các công trình có tải trọng truyền xuống móng là rất lớn.

2.3. Phương pháp gia cố nền bằng cắm bấc thấm

Phương pháp này thường áp dụng để thi công các công trình đường ô tô cao tốc, các đường băng sân bay, bến cảng…người ta thường dung phương pháp gia cố nền bằng cách cắm bấc thấm xuống nền đất nhằm làm cho nước trong lòng đất thoát nhanh hơn, do đó tăng độ ổn định và khả năng chịu tải của nền đường.

§2. Máy hạ cọc

1. Phân loại máy hạ cọc.

Máy hạ cọc là các máy và thiết bị dùng để gia cố nền móng theo phương pháp đóng (hạ) cọc vào nền đất. Dựa trên nguyên lý hoạt động (công nghệ) mà người ta phân loại máy đóng cọc như sau:

2. Cấu tạo chung của máy hạ cọc.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Cấu tạo chung của máy hạ cọc được thể hiện trên hình vẽ 2.1

1.Máy cơ sở - cần trục bánh xích; 2. Búa đóng cọc; 3. Giá đỡ; 4.Cọc;

Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo chung máy hạ cọc với máy cơ sở là cần trục bánh xích

Máy đóng cọc bao gồm những bộ phận chính sau đây.

- Máy cơ sở: thường dùng cần trục xích hoặc máy đào 1 gầu, hoặc chỉ dùng toa quay lắp

trên giá di chuyển bằng bánh sắt trên ray.

- Giá búa: là hệ giàn không gian được cấu tạo từ những thanh thép ống và thép góc, dùng để dẫn hướng cho đầu búa trong quá trình đóng cọc và đôi khi dùng để đặt các thiết 05 ) khi cần đóng

bị phụ kiện. Ta có thể điều chỉnh góc nghiêng của giá (thường khoảng cọc xiên.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

- Đầu búa: là một khối nặng chuyển động lên – xuống nhiều lần theo một kết cấu dẫn hướng đặc biệt và là bộ phận trực tiếp gây ra lực để đóng cọc: đầu búa rơi, búa diesel, búa rung, búa thuỷ lực, búa hơi nước. Chu kỳ làm việc của búa có hai bán chu kỳ: chuyển động chậm dần của búa từ dưới lên trên và chuyển động nhanh dần từ trên xuống dưới để đập và đầu cọc và truyền năng lượng cho cọc.

Hình 2.2: Máy đóng cọc với máy cơ sở là cần trục bánh xích

3. Búa nổ diesel

Hiện nay trong phương pháp đóng hạ cọc bằng lực xung kích dùng búa xung kích để đóng cọc thì búa nổ diesel được sử dụng phổ biến nhất. Búa nổ diesel là thành phần chính của máy đóng cọc mà trong đó giá búa và động cơ diesel được kết hợp với nhau thành một cụm máy thống nhất. Bản thân búa chính là một nửa của động cơ diesel (hoặc là xilanh hoặc là piston), còn nửa kia được lắp trên đầu cọc, vào thời điểm búa rơi xuống đầu cọc thì hai nửa động cơ tạo thành buồng đốt kín và một lượng dầu nhất định được bơm trong đó, năng lượng rơi tự do của búa nén hỗn hợp nhiên liệu trong buồng đốt tới áp suất và nhiệt độ cao gây nổ. Năng lượng nổ cùng một lúc ấn cọc xuống đất và hất búa lên cao. Đến một độ cao nào đó búa dừng lại rồi rơi xuống…và tiếp tục một chu kỳ hoạt động tiếp theo, cứ như vậy cọc được đóng xuống nền đất cho đến khi người điều khiển khóa van bơm dầu lại.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Búa nổ diesel có hai loại:

+ Búa nổ loại ống dẫn: Xilanh đặt trên đầu cọc, piston lên - xuống trong lòng xilanh

+ Búa nổ loại cọc dẫn: Có hai cọc dẫn hướng cho xilanh lên - xuống đúng vị trí của

piston đặt trên đầu cọc.

3.1. Búa đóng cọc diesel loại ống dẫn

a) Cấu tạo chung

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Cấu tạo búa đóng cọc diesel loại ống dẫn được thể hiện trên hình 2.3. Búa được đặt trên đỉnh cọc và di chuyển lên xuống dọc theo giá búa của máy cơ sở. Cáp treo búa 1, một đầu được buộc vào giá búa, đầu còn lại được kéo lên hạ xuống nhờ tời trong máy cơ sở. Cáp 14 một đầu buộc vào lẫy trượt đầu còn lại được kéo bằng tời với búa cỡ lớn hoặc kéo bằng tay với búa cỡ nhỏ dùng để khởi động búa. Ống xả đồng thời là ống thay khí 5 là các lỗ thoát khí (4 – 18 lỗ) đươc bố trí đều quoanh ống dẫn 3 để xả khí thải và hút khí sạch trong quá trình hoạt động của búa. Bát chứa dầu số 10 có bán kính cong giống hệt bán kính cong của chầy (phần lồi dưới của búa 2), đế búa 7 được chế tạo thành 2 phần, tiếp xúc với nhau qua mặt cầu để lực đóng cọc vào đúng tâm cọc 9 tránh vỡ, mẻ đầu cọc khi búa nổ.

1 – cáp treo búa,

2 – búa đồng thời là piston,

3 - ống dẫn hướng rơi của búa,

4 – thùng dầu dạng vành khăn,

5 - ống xả đồng thời là ống thay khí

6 –Xi lanh có gờ tản nhiệt (phần đáy ống

dẫn 3),

7 – đế búa,

8 – dẫn hướng cọc bê tông,

9 – cọc bê tông đang đóng,

10 – bát chứa dầu,

11 – bơm dầu áp suất thấp,

12 – lẫy bán nguyệt,

13 - ống mềm dẫn dầu từ 4 xuống 11,

14 - lẫy và cáp khởi động

Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo Búa diesel loại ống dẫn

b) Nguyên lý hoạt động của búa

Khi khởi động, cáp 1 kéo búa lên cao gá vào lẫy khởi động 14. Kéo cáp khởi động

14 lẫy 14 trượt lên lên giải phóng búa, búa rơi tự do theo ống dẫn 3. Khi búa đi qua ống xả

5 nó tạo thành buồng kín, do búa có vận tốc rơi tự do nên nó bắt đầu nén không khí. Tiếp

tục rơi xuống búa chạm vào lẫy bán nguyệt 12 đẩy piston của bơm dầu 11 đi xuống bơm

dầu vào bát chứa dầu số 10. Chầy của búa rơi xuống đập vào bát 10 đóng cọc 9 xuống lòng

đất lần thứ nhất, mặt khác lại làm cho dầu có sẵn trong 10 bắn lên, gặp không khí có nhiệt

độ và áp suất cao thì tự bốc cháy và gây nổ sinh ra khí tạo áp xuất cao trong ống dẫn

hướng, áp xuất này tác dụng vào mặt trên của đế búa 7 đóng cọc xuống đất lần 2, mặt khác

tác dụng vào đáy của piston 2 làm cho búa 2 nhảy lên cao. Khi búa 2 đi qua 5, khí thải có

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

áp xuất cao hơn thoát ra ngoài – thực hiện quá trình xả khí. Búa 2 tiếp tục đi lên nó làm

cho áp xuất không khí trong ống 3 giảm, không khí trong ngoài trời lại hút vào trong thực

hiện quá trình thay khí. Khi hết đà vận tốc của nó bằng 0 nó lại rơi xuống – một chu kỳ

mới được lặp lại. Mỗi một chu kỳ búa nổ, cọc 9 được đóng vào lòng đất 2 lần vì vậy búa

nổ loại ống dẫn còn được gọi là búa nổ loại song động.

Để thay đổi độ cao nhảy của búa người ta dùng cáp kéo kết hợp cơ cấu đòn bẩy nối với

lẫy bán nguyệt 12 (không vẽ trên hình) để thay đổi lượng dầu được bơm vào bát số 10. Để

búa dừng hoạt động lẫy 12 được kéo hết cỡ, lưng của lẫy 12 không chạm vào búa 2 kết quả

là dầu không được bơm nữa – búa dừng nổ.

Khi đoạn cọc đầu được đóng tới gần mặt đất, cẩu đoạn cọc tiếp theo vào, chỉnh cho

tim của hai đoạn cọc thẳng đứng, thực hiện hàn táp cọc mới cho trùng khít và thẳng đứng

rồi tiếp tục đóng. Cứ như vậy đến độ sâu thiết kế thì đưa giá búa tới vị trí cọc mới để đóng.

3.2. Búa đóng cọc diezel loại cọc dẫn

a) Cấu tạo chung

Cấu tạo búa đóng cọc diesel loại cọc dẫn được thể hiện trên hình 2.4. Cũng tương tự

như búa đóng cọc loại ống dẫn, búa đóng cọc loại cọc dẫn được đặt trên đỉnh cọc và di

chuyển lên xuống dọc theo giá búa của máy cơ sở. Cáp treo búa 19 một đầu ghép cố định

với đầu trên của giá búa, đầu còn lại được nâng lên hạ xuống nhờ tời trong máy cơ sở. Lò

xo 3.1 kéo móc 3 về phía phải để khi 3 rơi xuống thì móc vào chốt 4 và khi kéo cáp 1 thì

móc 3 nằm xấp xuống giải phóng chốt 4. Đòn gánh khởi động 2 và búa 5 có 2 lỗ rỗng để

luồn vào 2 cọc dẫn số 8. Bơm dầu 9 thông với thùng dầu 10 bằng van 1 chiều cho phép dầu

chỉ chảy từ 10 sang 9 mà không theo chiều ngược lại, tại đầu cần của bơm dầu 9 có cơ cấu

đòn bẩy và cáp điều khiển (không vẽ trên hình) có nhiệm vụ thay đổi chiều cao nhảy của

búa. Van áp suất 11 chỉ mở khi áp suất dầu trong 9 đủ định mức, piston 15 hình trụ tròn có

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

đường kính đúng bằng đường kính của xi lanh 6.

1 – cáp khởi động 2 – đòn gánh khởi động 3 – móc khởi động 3.1 - lò xo kéo móc 3 4 – chốt nằm ngang 5 – búa 6 – xi lanh 7 – chốt đánh dầu 8 – cọc dẫn (2 chiếc) 9 – bơm dầu áp suất cao 10 – thùng dầu 11 - van áp suất 12 - dẫn hướng cọc 13 – cọc bê tông đang đóng 14 - đế búa 15 – piston 16 – xéc măng 17 - ống dẫn dầu 18 – vòi phun dầu

19 – cáp treo búa

Hình 2.4: Sơ đồ cấu tạo Búa diesel loại cọc dẫn

b) Nguyên lý hoạt động của búa:

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Ở trạng thái nghỉ búa 5 nằm ở đế búa (để đảm bảo an toàn). Khởi động búa, ta thả cáp 19, đòn gánh 2 rơi tự do theo dẫn hướng 8, móc 3 nhờ lực kéo lò xo 3.1 móc vào chốt 4. Cáp 19 được kéo lên nâng đòn gánh 2 cùng búa 5 lên hết tầm, khi đã sẵn sang, dung tay kéo cáp khởi động 1 làm dãn lò xo 3.1 – móc 3 nằm xấp xuống – giải phóng chốt – búa 5 rơi tự do theo dẫn hướng 8. ở cuối hành trình rơi xi lanh 6 chụp vào piston 15 tạo thành buồng kín, bắt đầu nén không khí, áp suất không khí trong lòng 6 tăng dần. ở cuối hành trình nén, chốt 5 đập vào cần của bơm dầu 9 làm cho áp suất dầu trong 9 tăng cao. Khi áp suất dầu trong 9 đủ lớn, van áp suất 11 mở - dầu có áp suất cao chảy theo ống dẫn dầu 17 tới vòi phun 18 phun vào đáy của xi lanh 6 một lượng dầu diesel dưới dạng sương mù, gặp không khí trong 6 có áp xuất cao thì tự bốc cháy (nổ) – sinh ra khí có áp suất cao. Áp suất

khí nổ tác dụng vào bề mặt của piston 15 qua đế 14 đóng cọc 13 xuống đất 1 nhát, mặt khác áp suất khí nổ tác dụng vào đáy của xi lanh 6, làm búa 5 nhảy lên cao theo dẫn hướng 8. Khi vận tốc nhảy của búa 5 bằng 0, búa lại rơi tự do theo dẫn hướng 8. Một chu kỳ mới lại lặp lại. cứ như vậy cọc 13 được đóng sâu vào lòng đất.

Để dừng búa, thả nhẹ cáp 19, đòn gánh 2 xuống thấp vừa đủ độ nhảy của búa 5, móc 3

móc vào 4, thả từ từ cáp 19 búa 5 được thả xuống từ từ - búa không nổ nữa.

Khi đoạn cọc đầu được đóng tới gần mặt đất, cẩu đoạn cọc tiếp theo vào, chỉnh cho tim của hai đoạn cọc thẳng đứng, thực hiện hàn táp cọc mới cho trùng khít và thẳng đứng rồi tiếp tục đóng. Cứ như vậy đến độ sâu thiết kế thì đưa giá búa tới vị trí cọc mới để đóng cọc tiếp theo.

3.3 Ưu-nhược điểm, phạm vi sử dụng của búa nổ điezel

Ưu điểm: + Tính cơ động cao.

+ Có thể đóng cọc ở những nơi địa hình không thuận lợi.

Nhược điểm: + Gây chấn động các công trình liền kề.

+ Gây ô nhiễm môi trường (cả tiếng ồn và khí thải).

+ Không đóng được cọc vào nền đất quá yếu (do búa không thể nổ)

+ Cọc bê tông bị biến đổi các tính chất cơ lý do tác dụng va đập trong

quá trình đóng cọc.

+ Các đốt cọc tương đối ngắn, nên khả năng chịu tải ngang như động

đất và tải trọng gió nhỏ hơn nhiều so với cọc nhồi và cọc ép ôm

Phạm vi sử dụng: Ngày càng hẹp lại do hiệu suất thấp và ô nhiễm môi trường, tuy nhiên

người ta vẫn dùng gia cố nền móng cho cầu có tải trọng nhỏ, công trình thấp tầng ở địa bàn

xa khu dân cư đặc biệt những nơi địa hình không thuận lợi

3.4 Xác định chiều cao rơi hợp lý của búa nổ điezel

maxH8,0H 

.F.

Chiều cao rơi phù hợp

max 

l Q.E.2

(m)

 - Cường độ cọc , N/m2 F - Tiết diện cọc, m2

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Trong đó:

l - Chiều dài cọc, m E - Mô đun biến dạng của cọc,N/m2

Q - Trọng lượng đầu búa, N

4. Búa rung

Búa rung gồm 3 loại: Búa rung nối cứng, búa rung nối mềm và búa va rung.

a) Sơ đồ cấu tạo của 3 loại búa rung:

Sơ đồ cấu tạo búa rung Sơ đồ cấu tạo búa rung nối

Sơ đồ cấu tạo búa va rung nối cứng mềm

Hình 2.5: Sơ đồ cấu tạo của 3 loại búa rung

1 - Móc treo búa; 2 - Động cơ điện; 3.Truyền động đai (truyền động dây cua roa); 4.Cặp

bánh răng trụ giống hệt nhau ăn khớp với nhau; 5 - 2 quả lệch tâm (lắp trên 2 trục quay

của bánh răng 4); 6 - Đế búa; 7 - Giá và bu lông kẹp cọc; 8 - Cọc (hoặc cừ) cần hạ; 9 -

lò xo đỡ bàn động cơ; 10 – búa; 11 - 4 lò xo đỡ trên; 12 - 4 lò xo đỡ dưới; 13 - Đe;

14. Bu lông và e cu thay đổi tần số va rung.

b) Hoạt động của búa rung

Nguyên lý hoạt động chung của búa rung

Búa rung được kẹp chặt vào đầu cọc, khi búa hoạt động, 2 quả lệch tâm gây lên lực

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

rung động, kéo cọc lên và ấn cọc xuống hàng nghìn lần trong một phút với biên độ từ vài

mm tới vài µm làm ma sát giữa cọc và đất giảm đi nhanh chóng, cùng trọng lượng của cọc

của búa cọc cứ lún sâu dần dần vào trong đất.

Hoạt động của búa rung nối cứng:

Động cơ 2 quay, qua truyền động đai làm hai bánh răng số 4 quay đồng bộ ngược chiều

nhau. Hai quả lệch tâm được lắp trên trục của 2 bánh răng 4 nên cũng quay đồng bộ ngược

chiều nhau. Hai quả lệch tâm sinh ra lực ly tâm bằng nhau về trị số nhưng hướng của

chúng luôn tạo với phương thẳng đứng 1 góc bằng nhau về 2 phía của đường thẳng đứng.

Các lực này được phân tích thành 2 thành phần: lực ngang và lực thẳng đứng. Các lực theo

phương ngang bằng nhau về trị số nhưng ngược nhau về chiều nên luôn triệt tiêu lẫn nhau.

Các lực theo phương thẳng đứng cùng hướng lên hoặc hướng xuống dưới. Các lực này kéo

cọc 8 lên ấn cọc 8 xuống liên tục, nếu bánh răng 4 quay n vòng thì cọc 8 được kéo lên n lần

và ấn xuống n lần. Nhờ đó cọc cùng với búa cứ lún sâu vào lòng đất.

Đặc điểm của búa rung nối cứng là: Động cơ được liên kết cứng với hộp chứa các

bánh lệch tâm gây rung nên nó trực tiếp chịu rung động, làm cho tuổi thọ động cơ bị giảm.

Loại này chỉ thích hợp với những búa rung có tần số rung động thấp, hiệu quả hạ cọc

không cao. Để khắc phục nhược điểm trên, trong thực tế hiện nay, người ta thường dùng

búa rung nối mềm.

Hoạt động của búa rung nối mềm.

Về cơ bản búa rung nối mềm có nguyên lý hoạt động hoàn toàn giống với búa mềm

chỉ có khác biệt là: Lò xo 9 đỡ động cơ nên giảm được rung động tác dụng lên động cơ làm

động cơ bền hơn.

Búa rung nối mềm thường có tần số rung động cao hơn búa rung nối cứng nên cho

hiệu quả cao hơn, mặt khác khi tần số rung của búa cộng hưởng với tần số riêng của các lò

xo 9 làm cho sự cộng hưởng hai cụm xuất hiện – biên độ dao động và tần số dao động

thay đổi đột biến nhờ vậy búa rung nối mềm có thể hạ cọc và cừ vào nền đất cứng hơn so

với búa rung nối cứng.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Hoạt động của búa va rung.

Trong búa va rung, động cơ điện được nối trực tiếp với 1 trong 2 bánh răng 4.

Nguyên lý rung giống hệt búa rung nối cứng chỉ có khác biệt là: Khi cụm rung truyền dao

động rung qua 8 lò xo 11 và 12 làm cho 13 và 8 rung, cùng với đó búa 10 đập vào đe 13

sinh ra lực va đập, lực rung động cùng với lực va đập sinh ra tác dụng vào cọc làm cho cọc

dần đi sâu vào lòng đất. Vì vậy nên búa va rung hiệu quả hạ cọc cao hơn búa rung thuần

túy, tuy nhiên cấu tạo lại phức tạp hơn.

Để thay đổi tần số va, ta vặn bu lông và ê cu 14 để nén hoặc nhả độ nén của các lò

xo 11 và 12. Trường hợp các lò xo bị nén chặt hoàn toàn, búa va rung thành búa rung nối

cứng.

c) Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng

Ưu điểm: - Chạy bằng nguồn điện nên không gây ô nhiễm môi trường,

- Có thể hạ cừ, cọc ở những nơi bất lợi về địa hình, không làm hư hại cọc,

thao tác đơn giản thuận tiện.

Nhược điểm: - Phụ thuộc vào nguồn điện.

- Khi cộng hưởng với các công trình liền kề có thể gây nứt.

- Chiều sâu hạ cọc ngắn.

- Không dùng hạ cọc được ở những nơi đất quá cứng hoặc quá dính.

Phạm vi sử dụng:Ngày nay, búa rung chủ yếu dung để hạ cừ để giữ vách hố móng, hạ cừ

ngăn nước khi kè sông hồ.

- Búa rung nối cứng dùng để hạ cọc và cừ vào nền đất mềm;

- Búa rung nối mềm dùng để hạ cọc và cừ vào nền đất cứng;

- Búa va rung dùng để hạ cọc và cừ vào nền đất dính (sét và pha sét).

5. Máy ép cọc

5.1 Máy ép cọc loại ép đỉnh

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

a) Sơ đồ cấu tạo:

1.Con kê 2.Khung chính; 3.Khung phụ; 4.Tải còn gọi là đối trọng 5.Khung dẫn hướng cố định; 6. Khung dẫn hướng di động 7. Xi lanh (kích) thủy lực; 8. Thanh chặn ngang đầu cọc; 9. Cọc bê tông đang ép; 10. Cáp cẩu thay đổi vị trí ép cọc trong cùng 1 đài móng; 11. Thùng dầu thủy lực; 12. Động cơ điện hoặc đ/cơ diesel; 13. Bơm dầu thủy lực; 14.Ống mềm dẫn dầu thủy lực; 15. Áp kế; 16. Cáp hỗ trợ nâng thanh chặn 8. 17 – bu lông và ê cu ghép khung phụ với khung chính 18 - bu lông và ê cu ghép cum khung dẫn hướng với khung phụ. 19 – các cọc bê tông trong cùng 1 đài móng cần ép

Hình 2.7. Trình tự ép một đài cọc

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Hình 2.6: Sơ đồ cấu tạo máy ép cọc loại ép đỉnh

Hình 2.8. Cần trục ô tô lắp đặt giá ép và đối trọng cho máy ép

Hình 2.9. Cần trục ô tô đưa cọc vào khung ép

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

b) Hoạt động:

- Lực ép từ kích thủy lực tác dụng lên đỉnh cọc qua thanh chặn 8 nên máy được gọi

là máy ép đỉnh hoặc máy ép chặn.

- Quá trình lắp đặt máy: Dùng cẩu tự hành đặt khung chính 2 vào đài móng cần ép,

dùng con kê 1 (nếu cần) kê cho khung chính 2 bằng phẳng, cẩu các cục bê tông đối trọng 4

kê lên hai đầu của khung chính 2 một cách chắc chắn, cẩu khung phụ 3 ghép vào khung

chính 2, cẩu lồng dẫn hướng 6 và 5 ghép với khung phụ 3 sao cho tâm của cụm lồng dẫn

5& 6 trùng với tim cọc cần ép. Đấu nối các ống mềm dẫn dầu thủy lực 14 với các thiết bị

thủy lực khác như 13, 14, 15 và 7.

+ Hoạt động ép cọc:

 Ép đoạn cọc đầu tiên: Cẩu tự hành đưa đoạn cọc đầu tiên 9 có mũi nhọn vào trong

lòng khung 6, bằng phương pháp thủ công đưa thanh chặn 8 (với sự hỗ trợ kéo cáp 16)

chặn vào đầu cọc 9 rồi chỉnh cho cọc 9 thẳng đứng. Việc ép cọc bắt đầu với việc điều

khiển dầu vào khoang trên của kich thủy lực 7 ấn khung 6 xuống theo khung dẫn hướng cố

định 5. Cọc bê tông 9 bị chặn bởi thanh 8 nên di chuyển cùng khung 6 và bị ép vào trong

lòng đất. Khi kích 7 đã duỗi hết hành trình, dầu thủy lực được bơm vào vào khoang dưới

của kích 7 làm cho khung 6 được nâng lên cọc 9 ở lại. Bằng phương pháp thủ công đưa 8

tới vị trí mới của đầu cọc 9, bơm dầu thủy lực vào khoang trên của kích 7. Một chu kỳ ép

tiếp theo được lặp lại, cứ như vậy cọc được ép xuống đất từng đoạn một, mỗi đoạn có

chiều dài bằng đúng hành trình của kích 7.

 Ép đoạn cọc tiếp theo:Khi đoạn cọc đầu tiên được ép tới gần mặt đất, dùng cẩu tự

hành, cẩu đoạn cọc tiếp theo đặt lên đỉnh của đoạn cọc thứ nhất, chỉnh cho tim cọc 4 mặt

thẳng đứng rồi hàn tấm táp sau đó lại ép tiếp.

 Di chuyển ép cọc khác trong cùng một đài móng: Khi ép xong 1 cọc ta di chuyển

khung 3 hoặc cụm dẫn hướng 5 & 6 đến tim cọc cần ép tiếp theo.

 Di chuyển máy ép để ép đài móng khác: Khi đã ép xong các cọc của một đài móng,

ta di chuyển toàn bộ máy cùng với tải 4 sang đài móng khác để thi công ép cọc. Các công

đoạn lặp lại như trình bày ở trên.

Ưu-nhược điểm, phạm vi sử dụng

Ưu điểm:

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Cấu tạo đơn giản, giá thành đầu tư máy thấp

+ Không gây chấn động cho công trình liền kề.

+ Thân thiện với môi trường

+ Độ tin cậy của cọc được hạ cao.

Nhược điểm:

+ Đòi hỏi mặt bằng phải bằng phẳng và ổn định.

+ Không ép sát được vào các công trình liền kề

+ Chỉ ép được các đoạn cọc tương đối ngắn.

+ Không ép sát được vào mép công trình liền kề hiện hữu

Phạm vi sử dụng:

Máy ép tải loại ép đỉnh được sử dụng rộng rãi trong công tác gia cố nền móng cho

các công trình xây dựng thấp tầng nơi có mặt bằng thuận lợi như:

+ Nhà liền kề trong các khu đô thị mới (ép toàn bộ trước khi thi công).

+ Các công trình thấp tầng không áp sát vào các công trình hiện hữu như: các biệt thự,

công sở thấp tầng, trường học, nhà ở nông thôn…

5.2 Máy ép cọc loại ép ôm

Hình 2.10. Máy ép cọc tự di chuyển

Phương pháp này sử dụng máy ép cọc tự di chuyển bằng cơ cấu tự bước, trên máy có

trang bị cần trục có thể tự tháo lắp máy mà không cần đến thiết bị phụ trợ khác.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

a) Sơ đồ cấu tạo chung của máy

1. Cọc bê tông cần ép 2. Xy lanh thủy lực ép 3. Dẫn hướng cọc ép (cố định) 4. Con trượt (dẫn hướng di động) 4.1 Vỏ ngoài con trượt 4.2 Khoang ngoài xy lanh thủy lực ôm 4.3 Khoang trong xy lanh thủy lực ôm 4.4 Tuy ô dẫn dầu thủy lực 5. Tải (đối trọng – counter weight)

6. Bàn máy (main body platform) 7. Xy lanh thủy lực đỡ bàn máy (supporting leg) 8. Xy lanh thủy lực di chuyển 9. Bánh sắt di chuyển 10. Ray di chuyển 11. Chân dài (Long boat) 12. Chấu ôm (Tròn hoặc phẳng) 13. Chân giữa (Short boat)

Hình 2.11: Sơ đồ cấu tạo máy ép ôm

b) Hoạt động ép cọc (quy trình ép cọc):

Máy tự di chuyển trên công trường trong quá trình ép cọc nên còn được gọi là máy

ép rô bốt ở đây ta chỉ quan tâm tới quy trình ép cọc.

- Máy di chuyển tới vị trí ép cọc sao cho tim cọc cần ép trùng với tâm của con trượt

dẫn hướng 4.

- Dùng cần trục cẩu đoạn cọc đầu tiên vào trong lòng con trượt dẫn hướng 4 (giữa các

chấu ôm 12), điều chỉnh mũi cọc vào đúng vị trí tim cọc cần ép, chỉnh cọc theo hướng

thẳng đứng. bơm dầu thủy lực vào khoang ngoài 4.2 của XLTL ôm làm cho các chấu ôm

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

12 ôm chặt lấy cọc số 1. bơm dầu vào khoang trên của các xi lanh ép số 2, đẩy con trượt 4

cùng cọc bê tông 1 di chuyển xuống dưới theo dẫn hướng số 3, làm cho cọc 1 bị ép vào

lòng đất một đoạn đúng bằng hành trình của con trượt 4, khi đã hết hành trình, dầu được

bơm vào khoang 4.3, các chấu 12 nhả (giải phóng) cọc 1, dầu được bơm vào khoang dưới

của các xi lanh ép số 2, kéo con trượt 4 đi lên, cọc 1 ở lại, khi con trượt đã lên hết hành

trình, bơm dầu thủy lực vào khoang ngoài 4.2 của XLTL ôm làm cho các chấu ôm 12 ôm

chặt lấy cọc số 1. Cho dầu vào khoang trên của các xi lanh ép số 2, đẩy con trượt 4 cùng

cọc bê tông 1 di chuyển xuống dưới theo dẫn hướng số 3, làm cho cọc 1 bị ép vào lòng đất

1 đoạn đúng bằng hành trình của con trượt 4 cứ như vậy cọc 1 được ép vào lòng đất từng

đoạn 1 mỗi đoạn bằng đúng hành trình của con trượt 4.

- Khi đoạn cọc thứ nhất được ép đến cao độ 1,2 ÷ 1,5 m so mới mặt đất, ta dùng máy

cẩu, cẩu đoạn cọc thứ 2 vào trong lòng con trượt dẫn hướng 4 nối 2 đầu cọc bằng thép nối

rồi lại tiếp tục ép như đoạn cọc đầu.

- Cứ như vậy ta nối tiếp các đoạn cọc và ép đến độ sâu thiết kế thì thôi.

- Nếu ép âm ta dùng 1 đoạn cọc khác hoặc đoạn thép có gờ (tăng ma sát) ép đến độ

sâu âm thiết kế rồi rút đoạn cọc đó lên.

- Sau khi ép xong 1 cọc ta di chuyển máy để ép cọc tiếp theo

c) Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng

 Ưu điểm:

- Máy có thể ép các đoạn cọc dài hơn so với máy ép đỉnh.

- Đô tin cậy của cọc cao do cọc được chế tạo tại nhà máy và bê tông không bị om như

khi dùng búa đóng, không bị khuyết tật như thi công cọc nhồi

- Công trường sạch sẽ hơn nhiều so với thi công cọc nhồi

- Số lượng công nhân trên công trường ít hơn nhiều so với thi công cọc nhồi.

- Không gây tiếng ồn (so với đóng cọc)

- Không gây ô nhiễm môi trường (dung đ/c điện)

- Không gây chấn động các công trình liền kề.

- Năng suất thi công cao hơn so với máy ép đỉnh do máy tự di chuyển trên công trường

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

- Có thể dùng máy để thử tải tĩnh của cọc trước khi thi công đại trà

 Nhược điểm:

- Giá thành máy cao hơn nhiều so với máy ép đỉnh.

- Cấu tạo cồng kềnh, khó khăn trong việc di chuyển máy từ công trình này tới công

trình khác

- Đòi hỏi mặt bằng phải bằng phẳng và ổn định;

- Không ép được sát vào các công trình liền kề;

- Giá thành cọc ép cao khi khối lượng cọc cần ép nhỏ (do chi phí vận chuyển)

- Cấu tạo máy phức tạp, khó khăn trong việc di chuyển máy ngoài công trường.

 Phạm vi sử dụng:

- Là giải pháp thay thế thi công cọc nhồi cho các tòa nhà thấp hơn 35 tầng, nơi có diện

tích rộng, mặt bằng tốt và yêu cầu cao về vệ sinh môi trường

- Dùng để ép cừ các công trình ngầm, dùng để đào hầm (cừ bê tông) thay thế phương án

thi công tường trong đất.

- Dùng thi công hạ cọc xây dựng các khu công nghiệp nơi khối lượng cọc ép lớn

§3. Thiết bị khoan cọc nhồi

1. Khái niệm

Cọc khoan nhồi: là loại cọc tiết diện tròn được thi công bằng cách khoan tạo lỗ trong

đất, lấy đất lên khỏi lỗ sau đó lấp đầy bằng bê tông cốt thép.

Cọc khoan nhồi là một trong những giải pháp móng được áp dụng rộng rãi trong xây dựng nhà cao tầng ở trên thế giới và ở Việt Nam. Chúng thường được thiết kế với sức chịu tải lớn. Trong hơn mười năm qua, công nghệ cọc khoan nhồi đã được áp dụng mạnh mẽ trong xây dựng công trình ở nước ta. Hiện nay, ước tính hàng năm chúng ta thực hiện khoảng 50 ÷ 70 nghìn mét dài cọc khoan nhồi có đường kính 0,8 ÷ 2,5m.

Các phuơng pháp và thiết bị tạo lỗ cho cọc nhồi hiện nay cũng rất đa dạng:

- Sử dụng ống kim loại đóng vào nền đất tạo lỗ : đường kính cọc d ≤ 50 cm, chiều sâu hạ cọc h ≤ 22 m, sau đó rót vật liệu tạo cọc, ống kim loại có thể để lại hoặc rút khỏi nền đất.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

- Sử dụng thiết bị khoan tạo lỗ : khoan xoắn ruột gà, khoan quay tròn, khoan va đập, khoan rung… đường kính cọc d ≤ 2 m, chiều xâu hạ cọc h ≤ 300 m. Khi kết hợp nguyên lý

va đập, các loại máy khoan xoay ấn thủy lực cho phép khoan cả vào tầng có lẫn đá. Sau khi chuẩn bị xong lỗ khoan người ta thả cốt thép và đổ bê tông đúc cọc.

2. Máy khoan kiểu quay tròn điển hình

Cấu tạo:

Hình 2.12. Sơ đồ cấu tạo máy khoan cọc nhồi

1.Cơ cấu di chuyển; 2.Cơ cấu quay; 3.Giá đỡ; 4.Gầu khoan; 5.Cơ cấu dẫn động quay; 6.Cần khoan; 7.Cáp nâng hạ gầu; 8.Cần; 9.Neo cần; 10.Thanh giằng;11.Cơ cấu nâng hạ gầu; 12.Cơ cấu nâng hạ cần

- Nguyên lý làm việc:

Trên gầu khoan 4 có các răng gầu để cắt đất. Gầu khoan được quay theo một chiều

xác định nhờ cơ cấu dẫn động quay 5. Đất được cắt thành phoi và điền đầy gầu. Khi gầu

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

đầy thì kéo cáp 7 để 4 ra khỏi tầng đào và xả đất rồi lại tiếp tục hành trình đào tiếp theo.

3. Các bước tiến hành thi công cọc nhồi. Hiện nay phuơng pháp khoan gầu và giữ ổn định thành hố vách bằng dung dịch Bentonite được dụng rất phổ biến ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới. Theo phương pháp này, dung máy khoan kiểu quay tròn cắt đất đưa ra ngoài để tạo hố khoan. Ưu điểm của phương pháp này là thi công nhanh, việc kiểm tra chất lượng dễ dàng thuận tiện, đảm bảo vệ sinh môi trường và ít ảnh huởng đến các công trình lân cận. Nhược điểm của phương pháp này giá thành đầu tư thiết bị máy móc thi công lớn.

Hình 2.13 Các bước tiến hành thi công cọc nhồi

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Thi công cọc nhồi bằng phương pháp gầu khoan gồm các bước sau: Bước 1: Công tác chuẩn bị Bước 2: Định vị tâm cọc và hạ ống vách. Bước 3: Khoan tạo lỗ và giữ ống vách hố đào bằng dung dịch Betonite Bước 4: Làm vệ sinh hố đào lần 1. Bước 5: Thả cốt thép và làm vệ sinh hố đào lần 2. Bước 6: Thả ống Tremi và nhồi bê tông Bước 7: Rút bỏ ống vách khi bê tông khô Bước 8: Kiểm tra chất lượng cọc.

CHƯƠNG 3. MÁY LÀM BÊ TÔNG

§1. Phân loại Máy làm bêtông.

Máy làm bê tông là tên gọi chung của các loại máy và thiết bị phục vụ cho công tác bê tông. Các công việc liên quan đến công tác bê tông như: trộn bê tông, vận chuyển bê tông, đầm bê tông… Máy làm bê tông được phân loại như sau:

§2. Máy trộn bê tông

I. Khái niệm chung

1) Công dụng :

Máy trộn bê tông dùng để tạo ra một hỗn hợp bê tông đồng nhất từ các thành phần đã được định lượng theo cấp phối nhất định. Hỗn hợp bê tông bao gồm : cốt liệu (cát, đá, sỏi), xi măng, nước và phụ gia (nếu có).

2) Phân loại

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Theo chế độ làm việc: + Theo phương pháp trộn: Máy trộn làm việc theo chu kỳ Máy trộn làm việc liên tục Máy trộn tự do

Máy trộn cưỡng bức

II. Một số loại máy trộn thông dụng

1. Máy trộn tự do làm việc theo chu kỳ

Hình 3.1. Hình ảnh máy trộn tự do làm việc theo chu kỳ

a) Đặc điểm : Loại này thường sản xuất hỗn hợp bê tông linh động cao, có độ sụt:

615cm. Thường có dung tích một mẻ đã trộn xong : Vhh = 65, 165, 300, 500, 800, 1000,

1600, 2000 và 3000 lít.

b) Sơ đồ cấu tạo: Hình 3.2

c) Nguyên lý hoạt động :

Nạp liệu vào gầu nạp và kéo lên đổ vào thùng trộn nhờ cơ cấu dẫn động gầu nạp (1)

dẫn động tang (2) cuốn cáp (3) kéo gầu theo dẫn hướng nạp liệu vào buồng trộn.

Thùng trộn treo công xôn trên giá lật (6) và được dẫn động nhờ cơ cấu (7). Thường

khi làm việc thùng nghiêng một góc 450 so với phương thẳng đứng.

Khi xả, ta quay vô lăng làm cho thùng trộn lật úp xuống.

Vận tốc của thùng trộn n < 30 v/ph để không tạo ra lực ly tâm đủ lớn để ngăn cản

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

chuyển động tự do của các hạt phối liệu.

1.Cơ cấu dẫn động gầu nạp;

2.Tang cuốn cáp;

3.Cáp kéo gầu;

4.Thùng trộn;

5.Vô lăng;

6.Giá lật;

7.Cơ cấu dẫn động thùng

trộn; 8.Gầu nạp

Hình 3.2. Sơ đồ cấu tạo máy trộn tự do làm việc theo chu kỳ

d) Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng

+) Ưu điểm: - Cấu tạo đơn giản.

- Ít tiêu hao năng lượng.

+) Nhược điểm: - Chất lượng bê tông không thật tốt.

+) Phạm vi sử dụng: - Trộn hỗn hợp bê tông nặng, bê tông cốt liệu lớn.

2. Máy trộn bê tông cưỡng bức trục đứng hoạt động theo chu kỳ

a) Đặc điểm: Loại này thường lắp đặt tại các xuởng bê tông đúc sẵn, các trạm trộn

bê tông thương phẩm. Thường có dung tích một mẻ đã trộn xong : Vhh = 65, 165,

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

330, 500, 800, 1000, 1600, 2000 và 3000 lít.

Hình 3.3. Hình ảnh máy trộn cưỡng bức trục đứng làm việc theo chu kỳ

b) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 3.4. Sơ đồ cấu tạo máy trộn cưỡng bức làm việc theo chu kỳ

(Ghi chú : Với loại nhỏ thì 5 là bàn đạp)

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

c) Hoạt động: Cốt liệu, xi măng, nước được đưa vào cửa 9 khi các cánh trộn 7 đang quay, bê tông được trộn cưỡng bức trong thùng trộn. khi đạt yêu cầu cửa xả 6 được mở nhờ 5, bê tông được 7 gạt ra ngoài. d) Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng

- Tốc độ trộn nhanh. - Chất lượng bê tông đồng đều. - Cấu tạo phức tạp. - Tiêu hao nhiều năng lượng. - Trộn bê tông khô, mác cao, bê tông cốt liệu nhỏ.



N V n k . xl

+) Ưu điểm: +) Nhược điểm: +) Phạm vi sử dụng: 3. Năng suất máy trộn:

 (0,3 0,4).



, (m3/h)

V k . sx

Trong đó : Vxl – Thể tích xuất liệu của thùng trộn (thể tích bê tông thành phẩm trộn được trong một mẻ trộn); [m3] V K . V xl hh , [m3]

: đối với bê tông. kxl = 0,65 ÷ 0,7

Vsx – Thể tích sản xuất của thùng trộn; [m3] Vhh – Thể tích hình học của thùng trộn; [m3] kxl – Hệ số xuất liệu : đối với vữa. kxl = 0,8

n ck

3600 t



t , [s]

nck – Số mẻ bê tông trộn được trong một giờ:

ckt

t   1

tck – Thời gian một mẻ trộn:

t1, t2, t3, t4 – Thời gian tiếp liệu, trộn, đổ, quay về, [s] ktg – Hệ số sử dụng thời gian làm việc của máy trong một ca.

§3. Máy vận chuyển bê tông

I. Máy vận chuyển bê tông ngoài phạm vi công trình

1. Ô tô tự đổ Ô tô tự đổ thực ra không phải là phương tiện vận chuyển bê tông chuyên dùng, nhưng

khi cần vẫn dùng để chở bê tông, nếu đảm bảo các điều kiện sau đây:

+ Nhu cầu lớn (đổ cả xe, không đổ rải rác mỗi nơi một ít) + Khoảng cách vận chuyển không lớn (L≤10 km đối với đường tốt và L≤3km đối với

đường sấu

+ Thùng xe phải đảm bảo kín để nước trong hốn hợp bê tông không rò rỉ làm giảm chất

lượng bê tông, và không được chở đầy để không bị sánh ra ngoàikhi vận chuyển.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

2. Ô tô trộn-chở bê tông

Ôtô trộn chở bê tông dung để trộn và vận chuyển bê tông với cự ly dài từ vài km tới vài chục km từ trạm trộn bê tông thương phẩm tới nơi tiêu thụ. Ôtô chở bê tông dùng để vận chuyển và trộn bê tông tuy nhiên trong thực tế nó thường chỉ dùng để vận chuyển bê tông.

Khi vận chuyển bê tông, bê tông tươi từ nhà máy sản xuất bê tông tươi được rót vào thùng qua phễu nhận bê tông 8, thể tích bê tông chiếm khoảng 75%÷80% dung tích hình học của thùng trộn. Để bê tông không bị phân tầng và đông kết sau khi đổ bê tông vào thùng và trong quá trình vận chuyển thì thùng trộn quay với tốc độ 3÷4v/ph xuôi chiều kim đồng hồ nhờ mô tơ thủy lực số 4 làm quay thùng trộn số 2 trên bốn con lăn số 6. Khi xả bê tông ra, người ta đảo chiều quay của thùng trộn theo chiều ngược chiều kim đồng hồ, các cánh đảo 3 làm việc như một vít tải đưa bê tông tươi ra ngoài theo máng số 9.

Khi bê tông đã xả hết, một bơm cao áp (không vẽ trên hình), hút nước từ thùng chứa

nước 7 để làm vệ sinh thùng trộn.

Khi vận chuyển bê tông cự ly xa hoặc thời gian v/c quá lâu : xe làm nhiệm vụ vừa vận chuyển vừa trộn. Lượng hỗn hợp bê tông khô đổ vào thùng chiếm 60%÷70% dung tích thùng trộn. Thùng trộn quay với tốc độ 10÷12v/ph để trộn bê tông khô với nước lấy từ thùng chứa nước 7. Sơ đồ cấu tạo chung của ô tô trộn - chở bê tông như hình vẽ.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Hình 3.10 Sơ đồ cấu tạo ô tô trộn và chở bê tông tươi 1.Sashy ô tô; 2. Thùng trộn; 3. Cánh trộn; 4.Mô tơ thủy lực; 5. Ổ đỡ chặn; 6.Con lăn (gồm 2 cặp); 7. Thùng chứa nước; 8. Phễu nhận bê tông; 9. Máng xả bê tông.

II. Máy vận chuyển bê tông trong phạm vi công trình

Trong thi công xây dựng để vận chuyển bê tông trong phạm vi công trình có thể dùng nhiều loại phương tiện khác nhau như cần trục, vận thăng, xe cút kít… Nhưng ở đây ta chỉ xét các phương tiện chuyên dùng để vận chuyển bê tông, thường với khối lượng lớn, đó là các máy và thiết bị bơm bê tông. Máy bơm bê tông để vận chuyển bê tông có tính linh động ( thường có độ sụt trên 12 cm) và theo đường ống dẫn có thể đi xa tới 500m hoặc lên cao tới 72 m (tại Việt Nam hiện nay). Nếu muốn bơm đi xa nữa hoặc cao hơn nữa cần phải lắp các bơm nối tiếp nhau. Bơm bê tông có thể còn dùng để bơm cả vữa xây dựng.

1. Phân loại máy bơm bê tông a) Theo công nghệ:

Máy bơm bê tông được phân loại theo công nghệ gồm có các dạng sau:

+ Ô tô bơm bê tông:

Hình 3.5: Ô tô bơm bê tông

Máy bơm bê tông loại kéo theo kết hợp với ông dẫn bê tông và cần phân phối dung

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Ô tô bơm bê tông là loại máy bơm bê tông tự hành nó làm 2 nhiệm vụ vừa bơm bê tông vừa phân phối bê tông vì vậy khi lựa chọn ô tô bơm bê tông người ta lựa chọn theo cần phân phối với chiều cao bơm tối đa hiện nay là 72m nên loại máy bơm này chỉ dùng để thi công các nhà thấp tầng, các tầng thấp của các nhà cao tầng hoặc để bơm bê tông thi công đài móng và công trình ngầm. + Máy bơm loại kéo theo: để thi công các công trình nhà cao tầng

Hình 3.6: Máy bơm bê tông loại kéo theo

+ Máy bơm bê tông tự di chuyển: Máy bơm bê tông tự di chuyển là biến thể của máy bơm bê tông loại kéo theo nên kết hợp với ông dẫn bê tông và cần phân phối dung để thi công các công trình nhà cao tầng.

Hình 3.7: Máy bơm bê tông tự di chuyển

Là tổ hợp 3 công việc trong 1: chở bê tông, bơm bê tông, và phân phối bê tông nó

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Ô tô chở trộn và bơm bê tông: chỉ được dung cho các công trình nhỏ lẻ và thấp tầng.

Hình 3.8 Ô tô trộn và bơm bê tông

b) Theo nguyên lý của máy bơm (được lắp trên các máy bơm kể trên): + Máy bơm thủy lực loại van chữ S và C:

Thường lắp trên ô tô bơm bê tông, máy bơm bê tông loại kéo theo và máy bơm bê tông tự di chuyển.

+ Máy bơm rôto ổng mềm:

Thường được lắp trên ô tô chở trộn và bơm bê tông và trong công nghệ vào bê tông trực tiếp

c) Theo kiểu dẫn động:

+ Máy bơm dẫn động cơ khí:

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Máy bơm dẫn động thủy lực: Là loại máy bơm dẫn động thủy lực loại van chữ C và chữ S, hiện nay được dung khá phổ biến.

+ Máy bơm bê tông dẫn động khí nén:

Thường dùng trong công nghệ dâng bê tông, với năng suất thấp và cự ly bơm nhỏ L <

100 m, hiện nay rất ít được sử dụng.

2. Ôtô bơm bêtông

a) Sơ đồ cấu tạo ô tô bơm bê tông.

Hình 3.9: Cấu tạo chung của ô tô bơm bê tông

1 - Phễu chứa bê tông; 2 - Các xilanh bơm bê tông; 3 - Khoang sửa chữa; 4 - Các xilanh thủy lực; 5 - Cụm máy bơm thủy lực; 6 - Chân chống; 7 - Shasy ô tô; 8 - Cơ cấu tựa quay (quay 3600 hoặc 1800); 9 - Xilanh thủy lực nâng hạ cần; 10 - Xilanh thủy lực co duỗi các đoạn cần; 11.Các đoạn cần; 12 - Ống dẫn bê tông; 13 - Khớp quay; 14 - Ống mềm phân phối bê tông.

b) Hoạt động bơm bê tông của ô tô bơm bê tông. Ô tô bơm bê tông là loại máy bơm bê tông 2 trong 1, nghĩa là máy vừa bơm bê tông vừa

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

phân phối bê tông.

Khi bơm bê tông máy có thể phân phối bê tông về 1 bên máy đứng (one side surport) cần phân phối quay 1800 nhờ cơ cấu tựa quay 8, khi đó các chân chống số 6 được chống xuống đất, các chân phía bơm mở rộng hết cỡ, các chân phía không bơm khép sát vào thân shasy ô tô. hoặc phân có thể phân phối bê tông về 2 bên máy đứng (full side surport) cần phân phối quay 3600 khi đó các chân chống số 6 được chống xuống đất và được mở rộng hết cỡ.

Bê tông được đổ vào phễu chứa bê tông số 1, nhờ cụm máy bơm thủy lực van chữ “S” – 5, 4 và 2 đẩy bê tông theo đường ống dẫn số 12 chạy dọc các đoạn cần phân phối số 11 đến ống mềm số 14 để dải bê tông.

Một thợ máy với bảng điều khiển từ xa đứng trên sàn thi công để điều khiển vị trí xả bê tông từ ống mềm 14, thông qua sự co duỗi các đoạn cần 11 nhờ các xi lanh thủy lực số 10 và 9. Cơ cấu tựa quay 8, quay toàn bộ cụm cần phân phối để dải bê tông

c) Phạm vi sử dụng ô tô bơm bê tông: Ô tô bơm bê tông lớn nhất trên thế giới có thể bơm cao nhất Hmax = 101m ở bắc Âu. Tại Việt nam, ô tô bơm bê tông cao nhất Hmax = 62 m, vì vậy nó chỉ để bơm bê tông các sàn có chiều cao nhỏ hơn 60 m hoặc bơm đi xa không quá 100m. Để bơm bê tông lên cao hơn hoặc xa hơn phải dùng máy bơm bê tông loại kéo theo (không đề cập ở đây).

Trên thực tế, ô tô bơm bê tông dùng để bơm cho các sàn bê tông thấp tầng, bơm thi công công trình ngầm, móng nhà… nó đặc biệt hữu ích khi thi công các sàn bê tông trải dài không tập chung như mặt cầu cạn.

3. Máy bơm bê tông dẫn động thủy lực loại van chữ “S” a) Cấu tạo

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

1 – phễu chứa bê tông 2 – van chữ “S” 3 – Khớp quay van chữ có tâm quay trùng với tâm của ống dẫn bê tông 4 4 - ống dẫn bê tông 5 và 5’ – các xi lanh bơm bê tông 6 và 6’ – các piston của xi lanh Sơ đồ cấu tạo nhìn từ trên xuống

Sơ đồ cấu tạo nhìn từ bên hông

bơm bê tông 7 - ống dẫn dầu nối 2 khoang trong của xi lanh thủy lực 8 8 – các xi lanh thủy lực dẫn động xi lanh bơm bê tông 2 chiếc tác dụng ngược chiều. 9 – Hộp phân phối dầu thủy lực tự động. 10 - .Ống dẫn dầu thủy lực 11 – cánh đảo bê tông 12 – trục quay van chữ “S” 13 – Hai xi lanh thủy lực quay van chữ “S”

Cơ cấu quay trục 12 lật van chữ “S”

b) Nguyên lý họat động Bê tông được cấp vào phễu 1 qua một lưới thép để lọc các hạt cốt liệu quá lớn được cánh đảo 11 quay để bê tông điền đều đáy phễu nạp số 1. Van chữ S được bố trí ngay trong phễu nạp bê tông 1 của bơm, tâm khớp quay của van 3 trùng với tâm ống dẫn bê tông 4. Tại mỗi chu kỳ làm việc van được lắc một góc nhất định nhờ các XLTL số 13 quay trục số 12 và che kín đường ra của một trong hai xilanh bơm BT được piston của xilanh đó đẩy hỗn hợp bê tông có sẵn trong xi lanh vào trong van chữ “S”, khớp quay rồi tới ống dẫn 4 đi tới nơi đổ bê tông, đồng thời lúc này piston của xilanh bơm bê tông còn lại di chuyển từ phải sang trái để hút bê tông.

§4. Máy đầm bêtông

I. Máy đầm bê tông loại đầm trong

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

1. Máy đầm dùi trục mềm

Hình 3.11 Sơ đồ cấu tạo máy đầm dùi trục mềm 1.Động cơ điện; 2.Trục mềm; 3.Quả đầm.

Sơ đồ cấu tạo quả đầm:

Hình 3.12 Sơ đồ cấu tạo quả đầm a) Lăn trong; b ) Lăn ngoài. 1.Ruột trục mềm; 2.Khớp nối đàn hồi; 3.Vỏ quả đầm; 4.Khối lệch tâm

2. Máy đầm dùi cán cứng

_ Sơ đồ cấu tạo. 1 – tay cầm, 2 – cán cứng (ống thép rỗng luồn cáp điện), 3 – quai sách, 4 – cao su giảm chấn, 5 – stator, 6 – rotor, 7 - ổ đỡ, 8 – cục lệch tâm, 9 – công tắc

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Hình 3.14 Máy đầm dùi cán cứng

_ Phạm vi sử dụng

+ Đầm dùi trục mềm: Dùng để đầm trong các khối bê tông dày, có diện tích mặt cắt

ngang nhỏ như cột, dầm, móng nhà…

+ Đầm dùi trục cứng: có hai loại là loại cầm tay và loại máy đầm lớn. - Loại cầm tay ít gặp tại Việt nam, nó dung để đầm các cấu kiên bê tông dày nhưng

không có cốt thép hoặc cốt thép thưa. - Với đường kính quả đầm 180mm và công suất động cơ 3 kW, khối lượng tới 250 kg chúng làm việc hiệu quả với bê tông nặng có độ sụt 1 – 3 cm, thường dùng máy nâng để để điều khiển hàng loạt quả đầm cùng một lúc, nên rất phù hợp để đầm bê tông khối lớn có cốt thép tương đối thưa hoặc không có cốt thép. II. Máy đầm bề mặt (loại bàn)

1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại máy đầm bàn thông dụng: a) Đầm bàn vô hướng

Rô to 4 quay làm các quả lệch tâm số 6 quay gây lực văng (lực ly tâm) gây dao động vô hướng. dao động này truyền xuống bàn đầm 1 là cho nó rung để đầm bê tông. Để thay đổi lực đầm, tat hay đổi vị trí giữa trục của động cơ với các vị trí lắp trên quả lệch tâm 6.

Hình 3.11 Sơ đồ cấu tạo đầm bàn vô hướng 1. Bàn đầm, 2. Chân đế, 3. Vỏ bảo vệ, 4. Rotor, 5. Stator, 6. Quả lệch tâm, 9. Móc kéo b) Đầm bàn có hướng

Hình 3.12 Sơ đồ cấu tạo đầm bàn có hướng: 1. Bàn đầm, 7. Cặp bánh răng ăn khớp, 8. Quả lệch tâm,9. Móc kéo

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Một động cơ đặt và ghép sau 1 trong 2 bánh răng số 7 làm cho 2 bánh răng 7 quay đồng bộ ngược chiều nhau. Các quả lệch tâm 8 lắp trên trục của 7 nên cũng quay đồng bộ ngược chiều nhau. Chúng sinh ra lực ly tâm, các lực ly tâm này được phân tích theo các phương ngang và đứng – phương ngang triệt tiêu lẫn nhau, phướng đứng gây dao động có hướng truyền xuống bàn 1 để đầm bê tông

c) Đầm bàn điện từ

Nguyên lý hoạt động của đầm bàn điện từ: Dòng điện qua cuộn cảm 3 cùng với lõi 2 gây lực hút điện từ. Lực này hút tấm 5, nén 4 lò xo 6 đến một lúc nào đó lực hút kém lực nén tấm 5 bật lên. Khi bật lên nó lại nén 4 lò xo số 4 ở trên, cùng với lực hút tấm 5 lại bị kéo xuống. cứ như vậy sự kéo, đấy 5 làm gây rung, dao động rung này truyền xuống bàn 1 để đầm bê tông

Hình 3.13 Sơ đồ cấu tạo đầm bàn điện từ: 1 bàn đầm, 2 & 3 là lõi và cuộn cảm của nam châm điện từ, 4 - bốn lò xo đỡ trên, 5 – tấm hút, 6 - bốn lò xo đỡ dưới, 9. Móc kéo

 N F h . .

k . tg

3600  t t 1

2. Năng suất máy đầm bàn:

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Trong đó: N – năng suất máy, m3/h F – Diện tích bàn đầm, m² h – Chiều dày lớp bê tông được đầm, m t1 – Thời giam đầm tại một chỗ , [s] (≈ 30s) t2 – Thời gian di chuyển quả đầm, [s] (≈ 10s) ktg – Hệ số sử dụng thời gian của máy đầm trong một ca = 0,8 – 0,9

CHƯƠNG 4. MÁY VẬN CHUYỂN LÊN CAO

§1. Khái niệm chung

1. Công dụng và phân loại

1.1. Công dụng

Máy vận chuyển lên cao hay còn gọi là máy nâng là nhóm máy dùng để vận chuyển

vật nâng từ vị trí ban đầu đến vị trí mong muốn, chủ yếu là theo phương thẳng đứng.

Trong thực tế, máy nâng được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực xây dựng cơ bản như: Xây dựng dân dụng, công nghiệp, xây dựng cầu đường, các nhà máy thủy điện, xây dựng cảng, công trình ngoài biển … để nâng chuyển vật liệu xây dựng và lắp ráp các cấu kiện xây dựng. Ngoài ra máy nâng còn được dung bốc xép hàng hóa ở các bến cảng, các nhà ga, kho bãi, lắp ráp máy móc các thiết bị trong ngàng chế tạo máy, giao thông, khai thác mỏ và nhiều lĩnh vực khác trong nền kinh tế quốc dân.

1.2. Phân loại

Máy nâng dùng trong xây dựng phân thành 3 nhóm :

- Máy nâng đơn giản : Thường có 1 cơ cấu và vận chuyển theo phương thẳng đứng

hoặc phương gần như thẳng đứng.

Bao gồm : kích, tời, pa lăng, cần trục thiếu nhi…

- Vận thăng xây dựng : Nâng vật được đặt trên cabin hoặc bàn nâng, tựa trên bộ

phận dẫn hướng, theo phương đứng.

Bao gồm : + Vận thăng chở hàng loại cáp kéo

+ Vận thăng chở hàng loại và người loại tự leo (bánh răng – thanh

răng)

- Cần trục : Cần trục là loại máy nâng có từ 2 chuyển động trở lên (chuyển động

quay, chuyển động nâng hạ, chuyển động thay đổi tầm với…)

Bao gồm : + Cần trục kiểu cầu : cầu trục, cổng trục và cần trục cáp…

+ Cần trục cố định kiểu cần : Cần trục cột buồm…

+ Cần trục tháp : Cần trục tháp cố định loại cần dầm, loại tháp quay...

+ Cần trục tự hành : Cần trục bánh xích, cần trục bánh lốp…

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

2. Các thông số cơ bản của máy nâng

a) Thông số hình học

- Chiều cao nâng H (m) : tính từ tâm móc treo ở vị trí cao nhất đến mặt bằng máy

đứng.

- Tầm với R (m) : khoảng cách tính trong mặt phẳng ngang từ tâm quay tới móc treo

của cần trục.

b) Thông số động học

_ Tốc độ nâng : vn (m/ph)

_ Tốc độ di chuyển : vdc (m/ph)

_ Tốc độ quay : nq (vg/ph)

_ Tốc độ thay đổi tầm với :

+ Với phương pháp thay đổi tầm với bằng xe con: vxe (m/ph)

Rmin

Rmax

+ Với phương pháp thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần: vtv (m/ph)

Hình 4.1. Các thông số hình học máy nâng

c) Tải trọng nâng

- Tải trọng nâng Q (tấn) : trọng lượng cho phép lớn nhất mà máy nâng có thể nâng

được kể cả thiết bị mang. Bao gồm tải trọng danh nghĩa và tải trọng định mức.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

- Mô men tải trọng M

M Q.R const



(T.m; kN.m)

Qmax

Qmin

Rmin

Rmax

Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa Q và R theo công thức trên là đường đặc tính tải trọng (thường được sử dụng cho cần trục kiểu cần). Vùng làm việc của máy ở phía dưới đường đặc tính.

Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa sức nâng và tầm với.

1.Đường đặc tính dạng đường cong; 2.Đường đặc tính dạng bậc

d) Chế độ làm việc

- Chế độ làm việc CĐ (%) của máy nâng nói lên mức độ sử dụng máy, được xác định từ nhiều yếu tố theo quy phạm như : Thời gian sử dụng máy trong một năm, một ngày đêm, mức độ sử dụng tải trọng nâng so với tải trọng danh nghĩa, số lần mở máy trọng một giờ…

- Trong máy xây dựng thường sử dụng 3 chế độ : nhẹ, trung bình, nặng.

§2. Máy nâng đơn giản

1. Kích

Kích được phân loại theo kiểu dẫn động , có 3 loại chính : kích vít, kích thanh răng,

kích thủy lực.

a) Kích vít

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

- Cấu tạo

1- vỏ kích; 2- trục ren vít;

3- mũ kích; 4- bánh cóc;

5- chốt;

6- tay quay;

7- cơ cấu cóc 2 chiều;

8- đai ốc;

9- nêm hãm;

10- lò xo đẩy.

Hình 4.3. Cấu tạo kích vít

+ Ren vít thường dùng ren truyền động (ren thang, chữ nhật).

+ Đầu chịu tải không quay trong quá trình nâng, hạ vật.

+ Bánh cóc 4 và tay quay 6 có tác dụng như một cà lê lắc.

+ Sử dụng truyền động vít đai ốc: Để kích tự hãm khi giữ vật thì góc nâng ren  phải nhỏ hơn góc ma sát : = 4o ÷6ohiệu suất khi có sự hãm <0,5 nhược điểm của kích vít

+ Trường hợp không sử dụng hiện tượng tự hãm > thì phải trang bị phanh (cóc

hãm) để cho kích không chuyển động khi giữ vật.

- Nguyên lý làm việc:

Để nâng tải trọng Q, tác dụng vào tay quay 6 một lực P theo chiều nâng của vít. Vít 2 vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến đi lên để nâng vật (Truyền động vít – đai ốc)

Khi hạ vật ta đặt con cóc theo chiều hạ và lắc tay quay 6.

- Phạm vi áp dụng:

+ Kích được sử dụng khá phổ biến do cấu tạo đơn giản.

+ Tải trọng nâng Q = (2÷50)t

Với Q  20t thì thường dẫn động bằng tay Với Q > 20t thay tay quay bằng bộ truyền trục vít - bánh vít và được dẫn động

bằng máy.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Chiều cao nâng H 0,35 m

b) Kích thủy lực

p ct

p b

p 0

_ Sơ đồ cấu tạo

Hình 4.4. Sơ đồ cấu tạo kích thuỷ lực

1.Pít tông công tác; 2.Xi lanh công tác; 3.Thùng chứa dầu; 4.Khoá xả dầu;

5,6.Van 1 chiều; 7.Píttông bơm; 8.Xi lanh bơm; 9.Tay đòn

_ Nguyên lý làm việc :

Khi nâng vật đưa tay đòn 9 từ phải sang trái, píttông 7 từ trái sang phải làm thể tích trong xi lanh tăng và áp suất giảm, dầu ở thùng chứa đẩy van một chiều 6 vào xi lanh bơm.

Kết thúc một hành trình tay đòn chuyển động ngược lại từ trái sang phải làm píttông từ phải sang trái, áp suất dầu tăng lên làm van 5 mở, dầu vào xi lanh công tác kết thúc 1 chu kì bơm.

Khi muốn hạ vật thì ta mở khoá 4 để thả dầu vào thùng chứa.

_ Phạm vi áp dụng:

+ Với Q  200t thì dẫn động bằng tay với H = (0,15÷0,2) m + Với Q > 200t (500t) thì kích thuỷ lực được dẫn động bằng máy (Bơm đặt trực tiếp

+ Thường dùng để nâng những công trình lớn như: nhịp cầu, tầng lắp ghép sẵn của

hoặc qua ống dẫn ), một bơm có thể dẫn động nhiều kích. nhà hoặc trong sửa chữa ô tô, tàu hoả,…

2. Tời xây dựng

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

a) Công dụng và phân loại

_ Công dụng : Tời là một hệ thống để nâng hoặc kéo vật, bao gồm :

+ Nguồn dẫn động

+ Hệ truyền động

+ Tang cuốn cáp

_ Phân loại :

+ Theo công dụng : tời nâng và tời kéo.

+ Theo nguồn dẫn động : tời dẫn động tay và tời dẫn động máy.

+ Theo số tang : tời một tang, tời nhiều tang.

b) Tời dẫn động tay

_ Sơ đồ cấu tạo

Hình 4.5. Sơ đồ cấu tạo tời dẫn động tay

1.Tang cuốn cáp; 2.Khung tời; 3.Các cặp bánh răng truyền động; 4.Phanh áp trục; 5.Hai bánh răng có thể chuyển động dọc trục; 6.Tay quay.

_ Nguyên lý làm việc :

Nâng vật: Quay tay quay 6 (theo chiều nâng), bánh răng 5 quay làm các cặp bánh răng

3 quay dẫn động tang 1 quay cuốn cáp vào tang để nâng vật.

Hạ vật: Quay tay quay 6 (ngược lại) tang 1 nhả cáp ra hạ vật.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Khi nâng vật nặng thì dùng bánh răng nhỏ ở cặp bánh răng 5 để giảm lực nâng(tăng i, giảm n). Khi nâng vật nhẹ thì dùng bánh răng lớn ở cặp bánh răng 5 để tăng tốc độ nâng(giảm i, tăng n ).

Phanh tự động có mặt ma sát tách rời 4 được đặt ở trục thứ 2 để có thể sang số khi

nâng vật.

Tay quay được đặt ở 2 đầu trục dẫn để có thể 1, 2 hoặc 4 người cùng làm việc.

Chỉ có thể hạ khi quay tay quay theo chiều hạ.

_ Thông số cơ bản :

Đường kính tang cuốn cáp: Dt (mm) Tỷ số truyền của hệ truyền động : i Mô men trên trục tang cuốn cáp : Mt (Nm)

_ Tính toán mô men trên trục của tang cuốn cáp (Mt) :

.i.MM 



Ta có:

Trong đó:

i,  - Tỷ số truyền và hiệu suất bộ truyền.

 (N.mm)



tM k.n.P.l.i.

Một người làm việc thì k = 1 Hai người làm việc thì k = 0,8 Bốn người làm việc thì k = 0,7

Md = k.n.P.l - Mô men dẫn động do tay quay. P - Lực quay của 1 người (N). l - Cánh tay đòn tay quay(mm). n - Số người làm việc đồng thời. k - Hệ số làm việc không đều. Vậy : c) Tời dẫn động máy

_ Sơ đồ cấu tạo (như hình 4.6).

_ Nguyên lý làm việc:

Nâng vật: Đóng động cơ điện 1 theo chiều nâng đồng thời mở phanh 3 qua hộp giảm

tốc 4 làm tang quay cuốn cáp vào tangqua palăng cáp vật nâng được nâng lên.

Hạ vật : Đóng động cơ điện theo chiều hạ, đồng thời mở phanh 3qua hộp giảm tốc 4

làm tang 5 quay nhả cáp ra qua palăng cáp vật nâng được hạ xuống.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Phanh 3 là phanh thường đóng chỉ mở ra khi có điện.

Vc, Sc

Để tăng tốc độ khi hạ vật nhẹ một số tời sử dụng phanh má có thêm bộ phận mở phanh bằng bàn đạp khi đạp chân lên bàn đạp phanh mở,vật hạ xuống do trọng lượng của nó.

Hình 4.6. Sơ đồ tời dẫn động máy

1.Động cơ điện; 2.Khớp nối ; 3.Phanh; 4.Hộp giảm tốc; 5.Tang cuốn cáp;

6.Puly đổi hướng cáp; 7.Pa lăng cáp.

_ Phạm vi áp dụng:

+ Sc = 3,2÷125 kN.

+ Lc = 80÷800 m.

3. Pa lăng cáp

_ Công dụng

Palăng cáp là hệ thống gồm các puly cố định và di động nối với nhau bằng cáp dùng

để lợi về lực hoặc lợi về vận tốc.

Theo mục đích sử dụng có thể phân ra:

+ Palăng vận tốc: Lợi về vận tốc thiệt về lực

+ Palăng lực: Lợi về lực thiệt về đường đi

Theo cấu tạo tang cuốn cáp phân ra :

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Tang đơn : có một nhánh cáp cuốn lên tang

+ Tang kép : có hai nhánh cáp cuốn lên tang

_ Các thông số cơ bản.

+ Bội suất palăng.

a=(Số nhánh cáp treo vật)/(Số nhánh cáp ra khỏi palăng)

+ Vận tốc cáp: vcáp=a.vn + Dung lượng cáp:

Đối với palăng đơn: Lcáp=a.H. Đối với palăng kép: Lcáp=2a.H.( hai bên)

+ Hiệu suất Palăng.



palang 

H.Q a.H.S

Hiệu suất=(công có ích)/(Công sinh ra)

Xét cho pa lăng đơn loại một : là pa lăng có nhánh cáp ra khỏi pa lăng từ pu ly cố

định phía trên.

Hình 4.7. Sơ đồ tính hiệu suất palăng

S1=S.η S2=S1.η=S.η2

……………. Sa=Sa-1.η=S.ηa

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Với a: Số nhánh cáp treo vật đồng thời là bội suất pa lăng. S1+S2+…+Sa=Q=S.η.(1+η+η2+…+ηa-1)

)

1(  1 





palang 1

Q=S.

 ) 1( 1(a  )







palang 2

1( 1(a

)  )

Làm tương tự ta có hiệu suất của palăng loại 2:

Smax

+ Lực căng cáp lớn nhất:

Hình 4.8. Sơ đồ tính lực căng cáp lớn nhất với pa lăng đơn loại một

1.Cáp; 2.Pu ly đổi hướng; 3.Pa lăng cáp.



Q  palang .

r puly

Đối với palăng đơn: Smax=

Với r: Số puly đổi hướng nằm ngoài palăng.

.a2



Q  palang .

r puly

Đối với palăng kép: Smax=

§3.Vận thăng xây dựng

Vận thăng xây dựng là thiết bị chuyên dùng để vận chuyển hàng hóa, vật liệu, thậm chí cả người phục vụ công tác thi công xây dựng (hoàn thiện, sửa chữa). Thiết bị mang vật là bàn nâng. Gồm 2 loại chính là:

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Vận thăng lồng chở hàng và người tự leo loại bánh răng – thanh răng

+ Vận thăng chở hàng loại cáp kéo

9- Thùng chứa cáp điện 10- Hàng rào bảo vệ 11- Bu lông neo sàn 12- Sàn công trình 13- Con lăn di chuyển.

1. Vận thăng lồng chở hàng và người tự leo loại bánh răng – thanh răng a. Sơ đồ cấu tạo

Hình 4.9. Cấu tạo của vận thăng lồng chở hàng và người tự leo loại bánh răng – thanh răng 5- Lồng thăng 6- Bánh răng dẫn động 7- Cẩu lắp dựng 8- Một đốt cột được đưa lên để lắp dựng tăng chiều cao của vận thăng

1- Công trình đang xây dựng hoặc sửa chữa 2- Cột 3- Thanh giằng vận thăng vào sàn công trình 4- Thanh răng b. Sơ đồ cơ cấu truyền động bánh răng 4

Hình 4.10 Hệ dẫn chuyền bánh răng – thanh răng

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

6 - Bánh răng chủ động 4 – Thanh răng 14- Hộp giảm tốc 15- Động cơ khởi động 16- Động cơ tải 17- Bộ động cơ dự phòng

c. Hoạt động

+ Lắp đặt: Cột số 2 gồm các đốt với thép cạnh là thép ống tròn lồng vào nhau (xem hệ thống di chuyển con lăn hình c) và ghép với nhau bằng bu lông. Thanh răng 4 hàn cố định trên một cạnh của cột 2, khi ghép tạo thành 1 thanh răng thẳng chạy dọc cột 2. Để lắp đặt, ta thi công móng bê tông cốt thép có đầu bu lông chờ để lắp đốt đầu tiên. Dùng cẩu tự hành để lắp các đốt đầu tiên và cabin, các đốt tiếp theo được lắp nhờ cẩu lắp dựng số 7 đưa đốt 8 lên và thợ máy ghép vào đầu trên của cột 2 để tăng chiều cao. Ở tất cả các sàn nhà khi thi công ta để bu lông chờ, khi tăng chiều cao đến mỗi sàn lắp thanh rằng 3 vào để đảm bảo ổn định. + Hoạt động chở hàng và người: Điện 3 pha được cấp từ dưới qua cáp điện chạy dọc theo cột 2 và thu vào thùng chứa cáp 9. Ở đỉnh và đáy cột được trang bị các công tắc hành trình tự ngắt để ngắt động cơ khi bàn nâng đến các vị trí đó. Động cơ điện 16 được khởi động nhờ đ/c khởi động 15 qua hộp giảm tốc 14 làm quay bánh răng chủ động số 6. Bánh răng 6 ăn khớp với thanh răng số 4 để nâng lồng thăng 5 (bộ động cơ dự phòng 17 có nhiệm vụ giống hệt khi bộ chính gặp sự cố). Bảng điều khiển đặt trong lồng thăng 5 do thợ máy vận hành, khi lồng thăng xuống đất, cửa lồng 5 cùng cửa rào bảo vệ 10 được mở, người và vật liệu rời được đưa vào 5, đóng cửa lồng 5 cùng cửa rào bảo vệ 10, thợ máy điều khiển lên các tầng nhà, phần dưới của của cửa lồng thăng 5 mở ra tỳ vào sàn nhà tạo thành cầu để người và hàng di chuyển hoặc bốc vào sàn công trình.

2.Vận thăng chở hàng loại cáp kéo a. Sơ đồ cấu tạo

Như trên Hình 4.11 là sơ đồ cấu tạo vận thăng chở hàng loại cáp kéo

b. Hoạt động

Thang được điều khiển bằng hộp nút bấm ở tủ điều khiển 2 đặt trên bàn máy 1.Ở đỉnh và đáy cột phải được trang bị các công tắc hành trình tự ngắt để ngắt động cơ khi bàn nâng đến các vị trí đó.Ngoài phanh của tời điện đảo chiều 3, trên giá trượt còn có bộ hãm bảo hiểm để dừng và giữ bàn nâng trên cột khi cáp bị đứt. Vật liệu rời được xếp vào 7 hoặc để trên xe bò và kéo vào bàn nâng hang 7.

Nâng: Bấm nút nâng, tang 3 cuốn cáp 4, kéo giá trượt 6 di chuyển bằng con lăn theo

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

dẫn hướng 8 đưa bàn nâng 7 đi lên. Đến độ cao yêu cầu bấm nút dừng.

Hạ: Bấm nút hạ, tang 3 nhả cáp 4, giá trượt 6 di chuyển bằng con lăn theo dẫn hướng 8 đưa bàn nâng 7 đi xuống. Đến độ cao yêu cầu bấm nút dừng hoặc tời dẫn động làm bàn nâng đi xuống đến khi chạm công tắc hành trình ở dưới chân cột thì bàn nâng dừng lại.

Đưa vật liệu ra bàn nâng 7 vào sàn công trình có 2 cách: Dùng cầu dẫn và dùng sàn

động hai lớp.

Sơ đồ cấu tạo Sơ đồ mắc cáp

3 – tang cuốn cáp, 5 - các ròng rọc đầu cột, 7 – bàn nâng

1 – bàn máy, 2 – tủ điều khiển, 3 – tang cuốn cáp, 4 – cáp kéo, 5 – các ròng rọc đầu cột, 6 – giá trượt, 7 – bàn nâng hàng, 8 – dẫn hướng di chuyển, 9 – cột

Cơ cấu di chuyển con lăn dọc theo dẫn hướng 8

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Hình 4.11 Sơ đồ cấu tạo vận thăng chở hàng loại cáp kéo

§4. Cần trục

I. Cần trục tháp

1. Công dụng và phân loại

a) Công dụng

_ Sử dụng cho công trình có độ cao lớn và khối lượng tập trung lớn.

_ Thường dùng để vận chuyển vật tư thiết bị, cấu kiện xây dựng, trong các công trình

dân dụng và thủy điện…

_ Trên cần trục thường có 3 – 4 cơ cấu công tác :

+ Cơ cấu nâng

+ Cơ cấu quay

+ Cơ cấu di chuyển cần trục

+ Cơ cấu thay đổi tầm với

b) Phân loại

_ Theo công dụng :

+ Cần trục tháp có công dụng chung : sức nâng, tầm với, chiều cao nâng nhỏ.

(Q=510t, H=3050m, R=2050m)

+ Cần trục tháp chuyên dùng : phục vụ xây dựng công nghiệp, sức nâng và chiều cao

nâng lớn (Q=510t, H=3050m, R=20÷80m)

+ Cần trục tự nâng (xây nhà cao tầng) : (Q=512t, R 70m, H ≥ 120m)

_ Theo dang tháp :

+ Tháp quay

+ Đầu quay

_ Theo phương pháp thay đổi tầm với :

+ Nâng hạ cần

+ Di chuyển xe con trên cần nằm ngang

_ Theo phương pháp lắp đặt trên công trường

+ Cố định trên móng

+ Di chuyển trên ray

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Đứng trên công trình

2. Cần trục tháp kiểu tháp quay



a) Sơ đồ cấu tạo

Hình 4.10. Sơ đồ cấu tạo cần trục tháp loại tháp quay

1.Bệ di chuyển; 2.Thiết bị tựa quay; 3.Đối trọng; 4.Bàn quay; 5.Cơ cấu quay;

6.Tháp; 7.Cabin; 8.Tay cần; 9.Palăng cáp nâng vật; 10.Cáp nâng vật;

11.Cáp neo cần; 12.Cụm puly đỉnh tháp; 13.Cần công xôn; 14.Palăng cáp nâng cần; 15.Tời nâng cần; 16.Tời nâng vật; 17.Hệ thanh giằng thân tháp.

_ Phần không quay : khung bệ di chuyển

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

_ Phần quay : bàn quay và các cơ cấu công tác

b) Nguyên lý hoạt động

+ Khi cơ cấu quay làm việc, tháp quay cùng bàn quay, liên kết giữa phần quay và

không quay bằng thiết bị tựa quay.

+ Khi nâng vật thì tang nâng vật 16 cuốn cáp vào tang, vật được nâng lên, khi hạ vật thì ngược lại. Sơ đồ mắc cáp liên hợp giữa tang nâng cần và tang nâng vật 16 nhằm đảm bảo vật nâng không thay đổi chiều cao khi thay đổi tầm với.

+ Khi nâng cần, tang nâng cần 15 cuốn cáp ở nhánh nâng cần và nhả ra ở nhánh cáp treo vật, nên cần được nâng lên nhưng vật không bị thay đổi chiều cao (tiết kiệm năng lượng)

c) Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng

Ưu điểm:

+ Cơ cấu nâng đặt dưới thấp nên trọng tâm thấp => độ ổn định cần trục cao.

+ Chăm sóc bảo dưỡng thuận tiện.

+ Tháo lắp nhanh gọn

Nhược điểm:

+ Trong lượng phần quay lớn nên tốn năng lượng cho cơ cấu quay.

+ Độ cao của cần trục hạn chế thường dung để xây dựng nhà dưới 16 tầng

Phạm vi sử dụng:

+ Do hiệu quả sử dụng không cao nên hiện nay ít được sử dung trong thi công xây

dựng

3. Cần trục tháp cố định loại cần dầm a. Sơ đồ cấu tạo chung.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Cần trục tháp có đầu quay, tháp không quay được chế tạo với cần nằm ngang và thay đổi tầm với bằng xe con di chuyển trên cần. Cần và công xôn mang đối trọng thường được liên kết vào đỉnh tháp bằng cơ cấu bản lề và được giữ cân bằng bởi các thanh treo 9 và 13. Thân tháp 2 được giữ cố định bởi móng tháp 1 và được neo vào công trình bằng các hệ thanh giằng 19 nhằm tăng độ ổn định của cần trục tháp trong trạng thái làm việc. Toàn bộ phần thiết bị quay gồm cần, cabin, đỉnh tháp và cần công xôn mang đối trọng được đặt trên thiết bị tựa quay 18 đặt tại đỉnh thân tháp. Xe con 8 có thể chạy dọc theo ray treo trên cần, và thay đổi tầm với nhờ cơ cấu tời di chuyển 10, và cơ cấu tời 15 để nâng hạ vật. Trong

quá trình làm việc tháp có thể được nối dài thêm để tăng chiều cao nâng nhờ hệ thống lồng lắp dựng 13 đặt ở đỉnh của tháp.

trên và dưới; 4 - Một đoạn tháp tăng chiều cao; 6 - Cần dầm; 7 - Móc treo vật; 8 – xe con di

chuyển thay đổi tầm với; 9 - Cáp treo cần dầm; 10 - Tời ma sát kéo xe con; 11 - Ca bin; 12 -

Đoạn đỉnh tháp; 13 - Cáp(thanh) treo consol đối trọng; 14 - Cáp nâng – hạ móc treo vật; 15 - Tời

nâng – hạ vật; 16 - Đối trọng; 17 - Cần công xôn (mang đối trọng); 18 – cơ cấu tựa quay; 19 -

Thanh giằng vào công trình đang thi công.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Hình 4.11 Sơ đồ cấu tạo cần trục tháp loại tháp cố định, lắp cần nâng 1 - Móng tháp; 2 - Thân tháp (không quay); 3 - Lồng lắp dựng tăng chiều cao với sàn công tác

Ib. Sơ đồ mắc cáp.

*) Sơ đồ mắc cáp nâng hạ móc treo vật

Hình 4.12 Sơ đồ mắc cáp nâng hạ móc treo vật. 8. Cơ cấu di chuyển xe con; 15. Tời nâng vật.

*) Sơ đồ mắc cáp thay đổi tầm với

Hình 4.13 Sơ đồ mắc cáp thay đổi tầm với . 8. Cơ cấu di chuyển xe con; 10. Tời kéo xe con.

c. Nguyên lý làm việc:

+ Nâng hạ vật bằng tời nâng 15, di chuyển xe con bằng tời 10.

+ Quay đầu tháp bằng cơ cấu quay (cặp bánh răng - vành răng).

+ Tất cả các thao tác vận hành các cơ cấu (nâng hạ, di chuyển xe con, quay) đều được thực hiện trong ca bin. Các cơ cấu máy của cần trục tháp đều được dẫn động bằng động cơ điện thuận nghịch (Có thể đảo chiều quay).

d.Ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng.

Ưu điểm:

+ Không gian hoạt động rộng lớn cả về độ cao lẫn tầm với.

+ Tạo được tầm với nhỏ do đưa được xe con tiến sát vào chân cần.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Dễ điều chỉnh hàng (vật nâng) vào vị trí lắp ráp.

+ Trọng lượng phần quay nhỏ nên công suất tiêu tốn cho cơ cấu quay và cơ cấu thay

đổi tầm với là ít hơn loại tháp quay.

Nhược điểm:

+ Tốn kém chi phí trong thi công móng tháp.

+ Thời gian lắp dựng lâu hơn loại tháp quay.

+ Công tác chăm sóc, bảo dưỡng là phức tạp và nguy hiểm do các cơ cấu công tác đặt

ở trên cao.

IPhạm vi sử dụng:

+ Loại này thường được sử dụng để phục vụ công tác xây lắp các công trình có yêu cầu trọng tải nâng, chiều cao nâng cũng như tầm với lớn, cũng như khối lượng thi công công trình lớn.

II. Cần trục tự hành

1. Công dụng và phân loại

a) Công dụng

_ Cần trục tự hành được sử dụng rộng rãi để xếp dỡ trên các kho, bãi hoặc lắp ráp, thi

công trong xây dựng dân dụng và công nghiệp.

_ Không cần cung cấp năng lượng từ bên ngoài nên loại này có tính cơ động cao,

phục vụ cả nơi không có lưới điện.

b) Phân loại

_ Theo kết cấu di chuyển :

+ Cần trục bánh xích : hệ thống di chuyển bằng bánh xích, có thể làm việc trên nền

đất yếu.

+ Cần trục ô tô : là thiết bị cần trục được lắp trên khung bệ ôtô tải, toàn bộ kích thước,

hệ thống an toàn, hệ thống lái phù hợp với các phương tiện giao thông công cộng.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Cần trục bánh lốp: Toàn bộ thiết bị cần trục và phần di chuyển được chế tạo chuyên dùng, loại này thường có tốc độ di chuyển chậm, kích thước không theo phương tiện tham gia giao thông, loại này chỉ được tham gia trong phạm vi công trường (nếu tham gia giao thông thì phải xin phép).

+ Cần trục đường sắt

+ Cần trục nổi

_ Theo phương pháp dẫn động:

+ Dẫn động chung: (hiện nay ít dùng) từ một động cơ đốt trong đến các bộ truyền cơ

khí đến các cơ cấu công tác.

+ Dẫn động riêng: Mỗi cơ cấu công tác có 1 động cơ dẫn động (điện) trên máy có một động cơ đốt trong để tạo nguồn năng lượng (quay máy phát điện). Loại này có ưu thế là kết cấu nhỏ gọn, dễ bố trí. Ngày nay dùng rất nhiều loại này.

+ Dẫn động thuỷ lực: Loại này dẫn động theo tổ hợp. Động cơ đốt trong của máy cơ sở quay bơm hoặc cụm bơm thuỷ lực qua hệ thống điều khiển đến các động cơ hoặc xi lanh thuỷ lực của cơ cấu công tác.

_ Theo hình dạng và kết cấu cần:

+ Cần dàn không gian: chế tạo từ các thanh dàn

+ Cần hộp: chế tạo từ tấm thép hàn lại

+ Cần có chiều dài không đổi

+ Cần với nhiều đoạn trung gian để tăng chiều dài tăng chiều dài khi không tải.

+ Cần với các đoạn lồng vào nhau như kiểu ăng ten

Ngoài ra để tăng khoảng không phục vụ còn có cần phụ ghép nối với cần chính.

2. Cần trục ô tô dẫn động thủy lực

a) Sơ đồ cấu tạo ( như hình 4.14)

b) Đặc điểm chung

- Phần di chuyển là khung bệ ôtô tải, phần quay máy toàn bộ các thiết bị cần trục như: cơ cấu công tác, ca bin điều khiển cần trục, tay cần, đối trọng và hệ thống động lực để dẫn động các cơ cấu công tác cần trục.

- Khi làm việc cần trục đứng trên các chân chống 5 có khả năng chống xuống đất để

tăng tính ổn định cùng khả năng tải.

- Trên thiết bị cần trục người ta trang bị riêng một động cơ đốt trong để dẫn động

cho cần trục.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Đối với cần trục ôtô (góc quay khi làm việc) không vượt quá 3600.

- Tay cần được chế tạo từ thép tấm, có dạng hộp, có nhiều đoạn và xếp lồng vào

nhau, khi di chuyển các đoạn cần được thu gọn vào đoạn cần gốc.

- Thay đổi tầm với và độ cao bằng 2 cách:

Thay đổi góc nghiêng của cần nhờ xilanh thuỷ lực 14,

Thay đổi chiều dài của tổ hợp các đoạn cần nhờ các xilanh thuỷ lực số 4,7.

Hình 4.14. Sơ đồ cấu tạo cần trục ôtô dẫn động thuỷ lực

1.Khung bệ ôtô tải; 2.Bàn quay; 3.Đối trọng; 4.Thiết bị tựa quay; 5.Chân chống; 6.Ca bin điều khiển cần trục; 7.Tay cần; 8.Palăng nâng hạ vật; 9.Đoạn cần ngọn; 10.Đoạn cần giữa; 11.Đoạn cần gốc; 12,13.Xilanh thuỷ lực co duỗi tay cần; 14.Xilanh thuỷ lực nâng hạ cần; 15.Tời nâng vật.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

c) Phạm vi ứng dụng:

- Loại này thường có Q = 5÷125T (với cần dàn Q = 500÷1000T)

- Chiều cao nâng cần hộp H75m (dàn H = 80÷200m)

- Tốc độ di chuyển trên đường  80÷90km/h

3. Cần trục bánh lốp

a) Sơ đồ cấu tạo, sơ đồ mắc cáp, nguyên lý làm việc

_ Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ mắc cáp

Hình 4.15. Sơ đồ cấu tạo cần trục bánh lốp

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

1.Cụm bánh xe di chuyển; 2.Khung bệ chuyên dùng; 3.Đối trọng; 4.Bàn quay; 5.Động cơ dẫn động; 6.Tời nâng cần; 7.Tời nâng chính; 8.Tời nâng phụ; 9.Cabin điều khiển; 10.Tay cần ; 11.Chân chống; 12.Cơ cấu quay; 13.Cần phụ

_ Nguyên lý làm việc + Cabin lái và cabin điều khiển chung nhau (9) + Khi nâng tải có chân tựa cứng(11) + Thiết bị động lực: động cơ điêzen quay máy phát điện 1 chiều để cung cấp điện

+ Các cơ cấu thường là các tời điện dùng dòng 1 chiều để điều chỉnh tốc độ đặc biệt

+ Khi cần trục làm việc không có cần phụ cáp của móc treo chính được cuốn lên cả

Làm việc độc lập (1 tang làm việc, 1 tang dừng và ngược lại) Làm việc đồng thời (quay cùng chiều và ngược chiều) →để tạo ra tốc độ nâng khác

+ Khi cần trục làm việc với cần trục phụ có điều khiển thì: Tang 7 của cơ cấu nâng chính dùng để điều chỉnh góc nghiêng của cần phụ (thay đổi

+ Khi cần trục di chuyển trên đường công cộng thì phải xin phép và nếu được phép

cho các cơ cấu hoặc quay bơm để dẫn động hệ thống thuỷ lực. với cơ cấu nâng khi lắp ráp các cấu kiện xây dựng. tang của cơ cấu nâng chính và cơ cấu nâng phụ để nâng vật→ hai cơ cấu này có thể : nhau. tầm với cần phụ). Tang 8 của cơ cấu nâng phụ dùng để nâng hạ vật. + Kích thước ngắn hơn ôtô, cần có khả năng quay toàn vòng. + Không tham gia giao thông công cộng mà chỉ di chuyển nội bộ trong phạm vi công trường, thiết bị cần trục về cơ bản giống cần trục ôtô và loại này đa phần là cần dàn và truyền động cáp để nâng hạ cần. thì phải có biện pháp đảm bảo an toàn, có xe lái dắt.

b) Phạm vi ứng dụng

- Loại này được dùng chủ yếu để nâng và vận chuyển hàng trong kho bãi.

- Được trang bị thêm tời phụ để nâng tải nhỏ hoặc để làm việc với gầu ngoạm (2 dây cáp → 2 tời) →được sử dụng rộng rãi.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

- Loại này thường có : + Tải trọng thường nâng là: Q = 35÷400T + Chiều cao nâng: H =100m (160m) + Tốc độ di chuyển trên đường: 12÷70 km/h

CHƯƠNG 5. MÁY LÀM ĐẤT

§1. Khái niệm chung

1. Công dụng

Trong xây dựng cơ bản: Xây dựng dân dụng, công nghiệp, xây dựng giao thông, xây dựng thủy lợi, thủy điện… đối tuợng thi công trước tiên có khối lượng lớn đó là công tác đất, đó là công việc nặng nhọc. Các công việc làm đất gồm các khâu sau: chuẩn bị mặt bằng (Cắt cây, nhổ gốc, dọn đá…), đào, đắp, vận chuyển, san bằng và đầm lèn đất. Máy làm đất là những máy phục vụ các công việc nặng nhọc này nhằm tăng năng suất công việc xây dựng.

2. Phân loại

Có nhiều cách phân loại khác nhau, chủ yếu trong thực tế phân loại theo công dụng:

_ Máy làm công tác chuẩn bị mặt bằng : máy xới tơi đất, máy dọn mặt bằng, máy cắt

xén, nhổ gốc cây và gom phế liệu.

_ Máy đào đất: dùng để đào và xúc đất đổ vào phương tiện vận chuyển hoặc đổ thành

đống.

+ Máy đào (xúc) 1 gầu: Gầu thuận, gầu nghịch, gầu quăng, gầu ngoạm, gầu bào.

+ Máy đào nhiều gầu : Hệ xích, hệ rôto.

+ Máy thi công đất bằng thuỷ lực

_ Máy đào và vận chuyển đất : máy đào đất rồi gom lại thành đống hoặc chuyển đi và

san thành từng lớp. Bao gồm: máy ủi, máy san, máy cạp.

_ Máy làm chặt đất:

+ Máy đầm đất : dùng để lèn chặt đất, bao gồm: máy lu bánh cứng trơn, bánh lốp,

bánh vấu(lu chân cừu), lu rung, máy đầm rơi.

+ Máy làm chặt đất dưới sâu: Máy cắm bấc thấm, máy đóng cọc cát, máy thi công

cọc bê tông đất.

§2. Máy đào và khai thác đất

1. Công dụng và phân loại

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

a) Công dụng

Máy đào một gầu là một loại máy làm việc theo chu kỳ, gồm các nguyên công cắt và

tích đất vào gầu, nâng lên và đổ vào phương tiện vận chuyển hoặc đổ thành đống.

b) Phân loại

_ Theo hình dáng bộ phận công tác:

+ Gầu thuận

+ Gầu nghịch

+ Gầu dây (gầu quăng)

+ Gầu ngoạm

+ Gầu bào

_ Theo hệ thống dẫn động:

+ Dẫn động bằng cơ khí

+ Dẫn động bằng thuỷ lực

+ Dẫn động bằng khí nén

+Dẫn động bằng cách kết hợp các loại trên

_ Theo hệ di chuyển có:

+ Di chuyển bằng bánh xích

+ Di chuyển bằng bánh lốp

+ Di chuyển bằng bánh sắt

+ Di chuyển bằng phao

+ Di chuyển kiểu tự bước

_ Theo dung tích gầu : + Loại nhỏ: q < 1m3 + Loại TB: q = 1 ÷ 2m3 + Loại lớn: q = 2 ÷ 4m3 + Loại rất lớn: q > 4m3

2. Máy đào gàu nghịch dẫn động thuỷ lực

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

a). Cấu tạo chung

1 – cơ cấu di chuyển; 2 – cơ cấu tựa quay; 3 – bàn quay; 4 – XLTL nâng hạ cần; 5 – gầu ; 6 – XLTL điều khiển gầu; 7 – tay gầu; 8 – XLTL điều khiển tay gầu; 9 – cần; 10 – ca bin; 11 – khoang động cơ đốt trong và hệ thống bơm dầu thủy lực; 12 - đối trọng.

Hình 5.1 Máy đào gàu nghịch dẫn động thuỷ lực

b). Hoạt động: + Máy đào gầu nghịch dẫn động thủy lực chỉ đào đất ở nơi thấp hơn mặt bằng máy đứng, nếu phải bốc xúc đất ở nơi cao hơn chỗ máy đứng thì máy phải cào xuống thấp rồi mới xúc vào gầu. + Máy đào gàu nghịch dẫn động thủy lực là máy làm việc theo chu kỳ. một chu kỳ làm việc của máy gồm các bước sau:

+ Đưa gầu về vị trí I tiếp xúc với nền đất.

+ Cắt đất và tích đất: từ vị trí III

+ Đưa gầu ra khỏi tầng đào

+ Quay ra vị trí xả đất

+ Xả đất thành đống hoặc lên phương tiện vận chuyển.

+ Quay về vị trí làm việc tiếp tục chu kỳ tiếp theo.

c). Phạm vi sử dụng Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp máy đào gầu nghịch dùng để đào hố

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

móng, rãnh để lắp cống và đào kênh mương vv…

3. Máy đào gàu thuận dẫn động thuỷ lực

a). Sơ đồ cấu tạo

Hình 5.2 Sơ đồ cấu tạo máy xúc gầu thuận dẫn động thuỷ lực.

1. Cơ cấu di chuyển; 2. Cơ cấu quay;3. Bàn quay; 4. Xi lanh nâng hạ cần; 5. Cần; 6. Xi lanh quay gầu; 7.Gầu xúc; 8. Tay cần; 9. Xi lanh co duỗi tay cần; 10. Buồng điều khiển; 11. Động cơ; 12. Đối trọng. b). Quy trình làm việc

+ Máy đào đất nơi nền đất cao hơn mặt bằng đứng của máy. Đất được xả qua miệng gầu nhờ có xi lanh 6. Nhưng có những máy đất xả qua đáy gầu nhờ xi lanh thuỷ lực mở đáy gầu. Máy làm việc theo chu kỳ (như máy đào gầu nghịch), một chu kỳ làm việc của máy bao gồm những nguyên công sau:

+ Đưa gầu về vị trí I: Hạ gầu và đưa gầu về vị trí sát máy, tiếp xúc với nền đất.

+ Cắt đất và tích đất: từ vị trí IIIIII

+ Đưa gầu ra khỏi tầng đào

+ Quay ra vị trí xả đất

+ Xả đất thành đống hoặc lên phương tiện vận chuyển.

+ Quay về vị trí làm việc tiếp tục chu kỳ tiếp theo.

c). Phạm vi sử dụng

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Máy chỉ đào đất có vị trí cao hơn mặt bằng máy đứng nên nó dùng để bốc xúc đất đá khi thi công đào đất ở miền núi trong khai thác mỏ lộ thiên trên núi (quảng ninh)… tóm lại máy chỉ đào đất có vị trí cao hơn vị trí máy đứng

4. Máy đào gàu ngoạm

a). Sơ đồ cấu tạo chung

Hình 5.3 Sơ đồ cấu tào chung của máy đào gầu ngoạm

b). Thiết bị công tác (gàu và các dây cáp điều khiển) của máy đào gàu ngoạm dẫn động cơ khí:

1.Má gầu;

2. Cơ cấu bản lề ( đủ nặng để tạo lực

để mở gầu khi cáp 5 thả trùng làm

việc)

3. Thanh chống;

4. Cáp nâng – hạ gầu

5. Cáp đóng - mở gầu

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

c). Hoạt động của máy đào gầu ngoạm

Có thể chia chu kỳ làm việc của gầu ngoạm thành 4 giai đoạn sau :

Hình 5.4 Các bước làm việc của gầu ngoạm

Giai đoạn a: Hạ gầu rỗng rơi cắm xuống đất. Trong giai đoạn này khi cáp 4 đi xuống, cáp

đóng mở gầu 5 chùng, gầu sẽ tự động đi xuống và nhờ trọng lượng của Cơ cấu bản lề 2 các

má 1 ở trạng thái mở. Khi gầu rơi xuống nhờ trọng lượng của mình mà cả 2 má gầu lún sâu

vào đống đất.

Giai đoạn b: Giai đoạn xúc (ngoạm) đất.

Việc xúc đất được thực hiện khi cáp nâng 4 để chùng, còn cáp đóng-mở gầu 5 kéo, Cơ

cấu bản lề 2 sẽ đi lên và do đó hai má gầu số 1 đóng lại, thực hiện quá trình ngoạm đất vào

trong gầu.

Giai đoạn c: Nâng gầu chứa đầy đất.

Việc nâng gầu được thực hiện khi cáp 4 được kéo lên và cáp đóng-mở gầu 5 luôn ở

trạng thái giữ căng, tốc độ của cáp 5 và cáp 6 trong giai đoạn này bằng nhau.

Giai đoạn d: Giai đoạn xả đất vào xe tải.

Sau khi thực hiện nâng gầu đầy tải, gầu được đưa đến vị trí xả đất . Quá trình xả đất vào

xe tải được thực hiện khi cáp đóng-mở gầu 5 thả chùng, cáp nâng 4 giữ nguyên ở trạng thái

căng. Khi đó cụm cơ cấu bản lề 2 tụt xuống phía dưới nhờ trọng lượng bản thân và hai má

gầu tự mở để xả xả đất.

Giai đoạn e: Thả gầu rơi tự do xuống vị trí xúc đất một chu kỳ đào xúc mới lại bắt đầu

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

d). Phạm vi sử dụng của máy đào gầu ngoạm

Thường dùng để đào đất mềm, đào hố móng, đào giếng, nạo vét kênh mương, xúc

các vật liệu rời (Cát, đá dăm, than...). Trong xây dựng, máy xúc gầu ngoạm dùng để xúc

đất trong các hố móng có chiều sâu > 5m. Ở độ sâu này nếu dùng máy xúc gầu nghịch dẫn

động thuỷ lực thì tay gầu sẽ rất dài, độ ổn định của máy kém và dung tích gầu xúc nhỏ dẫn

tới năng suất thấp.

§3. Máy đào và vận chuyển đất

1. Máy ủi

a) Công dụng, phân loại

_ Công dụng :

Đào và vận chuyển đất trên một khoảng cách không lớn l=50÷150m; Dọn mặt bằng;

San lấp hố, rãnh, ao, hồ; Gom vật liệu; San giải phối liệu; Tiếp liệu; Định hình mặt đường;

Sửa khoang đào; Làm đường tạm; Dọn tuyết;…

_ Phân loại :

+ Theo dạng thiết bị làm việc: Loại máy ủi thường, loại máy ủi vạn năng.

+ Theo cơ cấu di chuyển: Loại bánh lốp, bánh xích.

+ Theo hệ thống dẫn động: Cơ khí, thuỷ lực.

+ Theo công suất: Rất nặng, nặng, trung bình, nhẹ.

b) Cấu tạo, quy trình làm việc

- Cấu tạo:

Bàn ủi của máy ủi vạn năng có thể đặt chéo tới 540 về cả hai phía so với trục dọc của

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

máy nhờ xilanh 11 làm việc độc lập với nhau, thanh đẩy 9 và khớp cầu 10. Cả hai loại lưỡi ủi có thể nghiêng so với mặt bằng một góc 120 và có thể thay đổi góc cắt nhờ 5.

a) Hình chiếu đứng của máy ủi vạn năng; b) Hình chiếu bằng của máy ủi vạn năng;

c) Hình chiếu bằng của máy ủi thường.

1.Khớp cố định; 2.Khung ủi vạn năng; 3.Lưỡi cắt; 4.Bàn ủi;

5.Thanh chống xiên; 6.Xilanh nâng hạ lưỡi ủi; 7.Máy cơ sở; 8.Con trượt;

9.Thanh đẩy; 10.Khớp cầu; 11.XLTL điều khiển bàn ủi

Hình 5.5. Sơ đồ cấu tạo máy ủi vạn năng

- Quy trình làm việc của máy ủi

Quy trình làm việc của máy ủi bao gồm bốn giai đoạn: cắt đất, vận chuyển đất, đổ đất

hay rải đất và quay về vị trí làm việc.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Hình 5.6 Quy trình làm việc của máy ủi.

+ Đào và tích đất trước bàn ủi: Điều khiển để hạ bàn ủi ấn sâu dao cắt vào đất và cho

máy di chuyển với vận tốc cắt đất. Sau đó bàn ủi được nâng dần lên để giảm chiều dày

phoi cắt. Vệt cắt có dạng hình tam giác.

+ Vận chuyển đất: Khi phía trước bàn ủi đã được tích đầy đất thì kết thúc giai đoạn đào

đất và bắt đầu giai đoạn chuyển đất đến nơi xả, để bù lượng đất bị rơi vãi trong quá trình

vận chuyển đất, máy ủi vẫn tham gia cắt đất với chiều dày h = 0,1-0,2 m.

+ Xả đất: Máy ủi thường đổ đất bằng cách san rải thành từng lớp hoặc vun thành đống.

Để đổ đất, điều khiển co xy lanh 7.

+ Quay (lùi) máy ủi về vị trí làm việc tiếp theo: và bắt đầu chu kỳ làm việc mới. Nếu cự

ly đào chuyển < 80m thì gài số lùi cho máy chạy lùi về vị trí cũ. Nếu cự ly đào chuyển >

80m thì cho máy quay đầu chạy không tải về vị trí ban đầu.

c) Năng suất máy ủi



.(1 0, 005 ).

L n k .



Năng suất thực tế của máy ủi được tính theo công thức sau:

V 0

K d K

(m³/h),

+ khi lên dốc: Kd = 0,5 ÷ 1 với độ dốc i = 0 ÷ 15%; + khi xuống dốc: Kd = 1 ÷ 2,25 với độ dốc i = 0 ÷ 15%;

B – chiều rộng của ben ủi, m H – chiều cao của ben ủi, m L2 – quãng đường vận chuyển, m. L2 nhỏ hơn 80m. Kd – hệ số xét đến ảnh hưởng của độ dốc quãng đường vận chuyển: Kt – hệ số tơi của đất: Ktơi = Vđất tơi / Vđất chặt = 1,1÷1,4; (1-0,005L2) – hệ số phản ánh mức rơi vãi đất dọc đường khi vận chuyển; nck – số chu kỳ công tác thực hiện trong một giờ, 1/h ktg – hệ số sử dụng thời gian làm việc của máy: ktg = 0,8 ÷ 0,9.

trong đó V0 – thể tích khối đất trước ben vào thời điểm bắt đầu vận chuyển, [m³], V0 = 0,6 B.H2, [m³] 2. Máy cạp đất

a) Công dụng, phân loại

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

_ Công dụng:

Dùng để đào chuyển đất trong các công trình thuỷ lợi, giao thông, công nghiệp, khai thác mỏ,…Cự ly đào chuyển đất đến 500 m đối với máy cạp được kéo theo, 5000 m đối với máy cạp tự hành.

Làm việc chủ yếu với cấp đất: I, II. Đối với đất cứng, trước khi cạp phải xới tơi.

_ Phân loại:

+ Theo dung tích thùng cạp : Loại nhỏ có dung tích thùng dưới 6 m3, loại trung bình

có dung tích thùng từ 6÷18 m3, loại lớn có dung tích trên 18 m3.

+ Theo phương pháp làm đầy thùng cạp : Tự làm đầy thùng, làm đầy thùng cưỡng

bức (có thêm thiết bị phụ trợ để cào đất vào đầy thùng).

+ Theo khả năng di chuyển : Máy cạp tự hành, máy cạp kéo theo hai trục và máy cạp

kéo theo một trục.

+ Theo phương pháp xả đất : Xả đất tự do, xả đất nửa cưỡng bức, xả đất qua khe hở

đáy thùng.

+ Theo cơ cấu điều khiển: Loại sử dụng cáp, loại sử dụng thuỷ lực.

Hình 5.7. Sơ đồ cấu tạo máy cạp

1.Máy cơ sở; 2.Khớp cầu; 3.Khung kéo; 4.Xilanh nâng hạ thùng cạp; 5. Lưỡi cắt; 6.Thùng cạp; 7.Khớp liên kết giữa nắp thùng và thùng cạp; 8.Khớp liên kết giữa khung và thùng; 9.Tấm gạt; 10.Xilanh dẫn động tấm gạt; 11.Bánh sau; 12.Đầu đẩy; 13.Xilanh điều khiển nắp thùng; 14.Nắp thùng.

b) Chu kỳ làm việc của máy cạp

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

_ Cắt đất: lưỡi cắt phía trước đáy thùng ấn sâu xuống nền đất do trọng lượng bản thân hoặc do xilanh thuỷ lực 4 ấn thùng cạp xuống, cửa đậy phía trước được nâng lên nhờ xi lanh 13. Khi di chuyển, lưỡi cắt đất thành phoi đất và phoi đất trượt vào thùng cạp.

_ Vận chuyển đất: Khi thùng cạp đầy đất, thùng được nâng lên, cửa đậy phía trước

hạ xuống, đóng lại và máy di chuyển tới nơi xả đất.

_ Xả đất: Đất được xả ra trong khi máy di chuyển nhờ xi lanh 10 và tấm gạt 9, tuỳ

theo chiều dày lớp đất cần xả mà điều chỉnh khẻ hở cửa xả và tốc độ di chuyển máy.



c) Năng suất máy cạp

Q 3600.q.k . d

tg k .T t ck

, m3/h

Trong đó: q - Dung tích thùng cạp, m3. kd - Hệ số đầy gầu. ktg - Hệ số sử dụng thời gian. kt - Hệ số tơi. Tck - Thời gian một chu kỳ làm việc,s.

3. Máy san đất

a) Công dụng

- San mặt bằng.

- San lấp hố rãnh.

- Định hình mặt đường.

- Làm ta luy.

- Gom vật liệu.

- Máy dọn mặt bằng.

- Làm sạch mặt đường.

b) Cấu tạo, nguyên lý làm việc

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

_ Cấu tạo:

Hình 5.8. Sơ đồ cấu tạo máy san

1.Hệ thống di chuyển; 2.Cơ cấu quay; 3.Bộ phận điều chỉnh góc cắt; 4.Giá lắp lưỡi san; 5.Lưỡi san; 6.Khung kéo; 7.Khớp vạn năng; 8.Bánh dẫn hướng; 9.Lưỡi ủi phụ; 10.Xilanh nâng hạ lưỡi ủi phụ; 11.Khung cứng; 12.Xilanh nâng hạ toàn bộ thiết bị; 13.Xilanh đưa thiết bị sang bên.

_ Nguyên lý làm việc: các thiết bị máy san hoạt động rất linh hoạt.

+ Khi san đất, lưỡi san 5 được quay trong mặt phẳng ngang nhờ cơ cấu quay 2 và lệch so với trục máy một góc 40÷450.Vì vậy đất được chạy dọc lưỡi san và được đổ sang bên cạnh máy.

+ Khung 6 được liên kết với khung cứng 11 nhờ khớp cầu C. Điều đó cho phép khung kéo và lưỡi san được nâng lên, hạ xuống và dịch chuyển sang hai bên một cách dễ dàng.

+ Khung 6 và lưỡi san được dịch chuyển sang hai bên nhờ xilanh 13, nên lưỡi san có

thể lệch sang một bên theo trục dọc máy để san lấp hố.

+ Khung kéo và lưỡi san được nâng hạ bởi hai xilanh số 12. Hai xilanh này có thể làm việc độc lập nên chúng có thể nghiêng so với phương ngang một góc khá lớn 30÷450 để bạt ta luy mặt đường hoặc kênh mương dẫn nước.

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

+ Ngoài ra, máy san còn được trang bị thêm lưỡi ủi phụ để vun đất thành đống.

§4. Máy đầm đất

1. Khái niệm

a) Công dụng, phân loại

Làm cho đất được nén chắc lại, khối lượng riêng và độ bền chặt của đất tăng lên để

đủ sức chịu tác dụng của tải trọng, chống lún, nứt nẻ, chống thấm,…

Theo phương pháp đầm:

Đầm tĩnh:

+ Bánh cứng trơn. + Bánh vấu (chân cừu) + Bánh lốp. + Bánh lưới.

Đầm động:

+ Rơi + Rơi nổ.

Đầm rung: + Rung + Va rung.

Ngoài ra, có thể phân loại theo kết cấu máy: Đầm kéo theo, đầm tự hành.

b) Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng đầm

- Lực đầm: Xuất phát từ điều kiện bền nền đất: Áp suất max của đầm nhỏ hơn độ ( Gia tải cho phù hợp) bền giới hạn của đất:

  G

- Thời gian đầm: Đủ cho nền đất biến dạng (phụ thuộc loại đất, lượt đầm). Có thể

thay đổi bằng cách thay đổi tốc độ di chuyển.

(®é chÆt)

max

w

w

w

- Độ ẩm:

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Hình 5.9. Ảnh hưởng của độ ẩm đến chất lượng đầm

Dựa vào đồ thị ảnh hưởng của độ ẩm đến biến dạng của nền đất, ta thấy quá trình đầm



đạt hiệu quả nhất khi đầm đất ở độ ẩm tối ưu (vùng gạch chéo trên hình 4.9)

 

Hệ số đầm chặt: ( thường trong khoảng 0,95  1,01)

Trong đó γtt – Khối lượng riêng thực tế

γtn – Khối lượng riêng đất tự nhiên

2. Cấu tạo chung

Loại máy đầm được sử dụng phổ biến hiện nay là lu rung tự hành được kết hợp cả

hai phương pháp đầm: Đầm tĩnh và đầm rung

Gồm 2 bánh: Bánh phía trước dẫn hướng, bánh phía sau dẫn động, bên trong có trang bị bộ gây rung, bổ sung thêm lực xung kích khi cần thiết nếu đóng khớp nối. Kết cấu máy nhỏ nhưng chiều sâu đầm lớn nhờ lực xung kích của bộ gây rung hỗ trợ thêm.

1.Động cơ; 2.Bộ chia công suất; 3.Khớp nối; 4.Bộ truyền đai; 5.Bánh chủ động

6.Trục có mang quả văng; 7.Bộ truyền bánh răng; 8.Hộp giảm tốc;

9.Trục các đăng.

Hình 5.10. Sơ đồ dẫn động của lu rung tự hành

Bộ gây rung được dẫn động từ động cơ của máy cơ sở hoặc động cơ riêng trên lu

kéo theo

BÀI GIẢNG MÔN HỌC MXD

Áp dụng trên cả lu bánh trơn và lu chân cừu.

, (m3/h)



1000

 .h).bB(