Bối cảnh và nhiệm vụ thiết kế
Đồ án "Kỹ thuật thi công 2" của sinh viên Sầm Nhật Huy (MSSV: 17520800201), dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn An Ninh, tập trung vào việc thiết kế tổ chức và biện pháp kỹ thuật thi công cho một công trình nhà công nghiệp một tầng lắp ghép kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) và dàn thép khẩu độ lớn.
Nhiệm vụ thiết kế được xác định dựa trên các thông số đề bài (Mã đề STT 5, Đề A23, Sơ đồ III) với các đặc điểm cụ thể:
- Quy mô mặt bằng và không gian: Công trình gồm 5 nhịp nhà công nghiệp một tầng, mỗi nhịp có khẩu độ $L_1 = L_2 = L_3 = 24\text{ m}$. Toàn bộ chiều dài công trình gồm 38 bước cột, chiều dài mỗi bước cột là $B = 5\text{ m}$, tạo nên tổng chiều dài công trình là $38 \times 5 = 190\text{ m}$.
- Yêu cầu khe nhiệt độ: Do chiều dài công trình đạt $190\text{ m}$, vượt quá giới hạn co giãn nhiệt ẩm của kết cấu bê tông cốt thép thông thường, thiết kế bắt buộc bố trí 2 khe nhiệt độ để đảm bảo an toàn kết cấu trong quá trình vận hành.
- Quy chuẩn cao trình và bao che: Chiều cao đỉnh cột biên và cột giữa đồng nhất ở mức $H_1 = H_2 = H_3 = 10\text{ m}$; cao trình vai cột đỡ dầm cầu chạy đặt tại $h_{vcb} = 7.2\text{ m}$. Tường bao che xây gạch dày $22\text{ cm}$, diện tích mở cửa lấy sáng và thông gió chiếm $30%$ diện tích tường. Cầu trục xưởng có sức nâng $16\text{ tấn}$.
- Giải pháp kết cấu:
- Phần ngầm: Hệ móng đơn bê tông cốt thép đổ tại chỗ dạng móng cốc (móng đế cao).
- Phần thân: Cột bê tông cốt thép đúc sẵn, dầm cầu chạy bê tông cốt thép lắp ghép.
- Phần mái: Dàn vì kèo thép khẩu độ $24\text{ m}$, dàn cửa trời thép khẩu độ $12\text{ m}$, lợp bằng các tấm panel bê tông cốt thép đúc sẵn.
- Điều kiện hiện trường: Công trình được triển khai trên khu đất bằng phẳng, địa chất thủy văn bình thường (đất thịt), mặt bằng thi công rộng rãi không bị hạn chế, nguồn cung ứng thiết bị và nhân lực được đảm bảo đầy đủ.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán
Đồ án vận dụng các tiêu chuẩn, giáo trình và tài liệu chuyên ngành kỹ thuật thi công xây dựng, tiêu biểu là tài liệu "Thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công lắp ghép nhà công nghiệp 1 tầng" của tác giả Nguyễn Đình Thám, kết hợp cùng các catalog thiết bị thi công cơ giới và bảng tra cấu kiện định hình.
Các phương pháp tính toán và thiết kế kỹ thuật chính bao gồm:
- Phương pháp tính toán cân bằng đào đất và ổn định mái dốc: Đánh giá khoảng cách giữa các mép đỉnh mái dốc tự nhiên của từng hố móng độc lập theo công thức $s = B - 2 \times (a/2 + 0.5 + m \cdot H)$. Khi $s < 0$, các hố đào giao nhau, từ đó luận chứng việc chuyển sang phương án đào đất bằng rãnh móng chạy dài dọc trục công trình.
- Phương pháp định mức và đồng bộ hóa dây chuyền cơ giới: Tính toán năng suất chu kỳ ($n_{ck}$), năng suất ca ($W_{cn}$), hệ số sử dụng thời gian ($k_{tg}$), hệ số tơi của đất ($k_t$) cho máy đào gàu nghịch, kết hợp tính toán số chuyến xe tự đổ nhằm xác định quy mô tổ hợp máy đào - xe vận chuyển đất thừa.
- Phương pháp tính toán cơ học thiết bị treo buộc:
- Xác định lực căng dây cáp theo biểu thức:
$$S = \frac{k \cdot P_{tt}}{m \cdot n \cdot \cos\varphi}$$
(trong đó: $k$ là hệ số an toàn tính đến lực quán tính, $m$ là hệ số phân bố không đều tải trọng, $n$ là số nhánh cáp, $\varphi$ là góc nghiêng của cáp so với phương thẳng đứng).
- Tính toán kiểm tra ứng suất uốn lớn nhất ($M_{max}$) và mô-men kháng uốn yêu cầu ($W_{yc}$) cho đòn treo bằng thép hình chữ C ghép đôi để cẩu dàn vì kèo và cửa mái.
- Phương pháp xác định thông số cẩu lắp danh định: Tính toán các thông số yêu cầu gồm chiều cao nâng móc ($H_{yc}$), sức nâng danh định ($Q_{yc}$), bán kính cẩu ($R_{yc}$), góc nghiêng cần ($\alpha$) và chiều dài tay cần tối thiểu ($L_{yc}$) theo từng vị trí bất lợi nhất của cấu kiện để tra cứu, chọn lựa mã hiệu cần trục tự hành bánh xích phù hợp.
Nội dung chính theo từng chương
I. Đặc điểm công trình và lựa chọn cấu kiện lắp ghép
Tác giả tiến hành tính toán và lựa chọn chi tiết quy cách hình học, trọng lượng của từng cấu kiện phục vụ công tác bốc xếp, vận chuyển và cẩu lắp:
Bảng 1: Bảng tổng hợp thông số kỹ thuật các cấu kiện chính
| STT |
Loại cấu kiện |
Quy cách / Tiết diện |
Chiều dài / Kích thước (mm) |
Trọng lượng (Tấn) |
Ghi chú |
| 1 |
Cột biên trục 1 (trục A, F) |
Tiết diện không vai $500 \times 600\text{ mm}$ (tiết diện phần trên $400 \times 800\text{ mm}$) |
$H = 10000$ |
2.449 – 2.55 |
BTCT đúc sẵn, $V_{bt} = 5.158\text{ m}^3$ |
| 2 |
Cột giữa trục 2, 3 (trục B, E, C, D) |
Cột có vai đỡ dầm cầu chạy ($h_{vcb} = 7200\text{ mm}$) |
$H = 10000$ |
2.548 – 2.648 |
BTCT đúc sẵn, $V_{bt} = 5.8\text{ m}^3$ |
| 3 |
Dầm cầu chạy (dầm cầu trục) |
Tiết diện chữ T ngược, cánh trên $b_t = 570\text{ mm}$, cánh dưới $b_d = 250\text{ mm}$, $h = 1050\text{ mm}$ |
$L = 22500$ ($L_{dcc} \le 6\text{ m}$) |
7.923 – 7.93 |
BTCT đúc sẵn, chịu sức trục 16T |
| 4 |
Dàn vì kèo thép mái |
Thanh cánh thượng $\llcorner 90 \times 60 \times 8$, cánh hạ $\llcorner 75 \times 75 \times 8$, chiều cao giữa dàn $3.7\text{ m}$, đầu dàn $2.2\text{ m}$ |
$L = 23940$ (khẩu độ 24m) |
14.75 – 16.41 |
Kết cấu thép định hình |
| 5 |
Dàn cửa mái (cửa trời) |
Dàn thép định hình, chiều cao $h = 3900\text{ mm}$ |
$L = 11970$ |
1.82 |
Lắp đặt cho 3 nhịp giữa |
| 6 |
Panel lợp mái |
Tấm hộp BTCT đúc sẵn |
$5960 \times 2980 \times 450$ |
2.20 – 2.41 |
Loại $6 \times 3\text{ m}$ |
| 7 |
Panel mái cửa trời |
Tấm bản BTCT đúc sẵn |
$5960 \times 785 \times 140$ |
0.70 |
Loại $6 \times 0.8\text{ m}$ |
II. Thiết kế biện pháp thi công nền móng và bê tông cốt thép toàn khối
-
Lựa chọn cấu tạo móng:
- Chọn loại móng đơn đế cao gồm 2 bậc (bậc đế và cổ móng dạng cốc) đúc bê tông toàn khối tại chỗ.
- Cao trình đáy móng đặt ở $-1.65\text{ m}$ (riêng móng M5 cột tường đầu hồi đặt ở $-1.2\text{ m}$). Cao trình mép trên cổ móng đặt tại cốt $-0.15\text{ m}$ so với nền hoàn thiện, giúp đưa bề mặt cốc móng lên cao nhằm hạn chế ngập nước mặt và rút ngắn thời gian thi công phần ngầm.
- Bố trí 5 loại móng: M1 (móng cột biên thông thường, đáy $2.32\text{ m}^2$), M2 (móng cột biên tại khe nhiệt độ $3.2 \times 3.6\text{ m}$), M3 (móng cột giữa thông thường, đáy $2.7\text{ m}^2$), M4 (móng cột giữa tại khe nhiệt độ $3.0 \times 3.9\text{ m}$), M5 (móng cột tường đầu hồi, đáy $1.88\text{ m}^2$).
- Lớp bê tông lót mác 100 dày $0.1\text{ m}$, mở rộng $0.15\text{ m}$ mỗi phía. Hàm lượng cốt thép móng chọn $80\text{ kg/m}^3$ bê tông.
-
Tính toán khối lượng và chọn máy đào đất:
- Khoảng cách đỉnh mái dốc giữa 2 hố móng kề nhau theo phương dọc nhà ($B=5\text{ m}$, hệ số mái dốc đất thịt $m = 1:0.5$):
- Móng M1: $s = 5 - 2 \times (2.3/2 + 0.5 + 0.5 \times 1.65) = -0.25\text{ m} < 0$.
- Móng M2: $s = -1.85\text{ m} < 0$; Móng M3: $s = -0.55\text{ m} < 0$.
- Kết luận phương án đào: Do $s < 0$, các hố móng bị giao mái dốc, tác giả quyết định đào đất thành các rãnh móng chạy dài dọc theo các trục cột ($A, B, C, D, E, F$).
- Tổ hợp máy thi công đất:
- Sử dụng máy đào gàu nghịch EO-3322B1 ($q = 0.5\text{ m}^3$, $R_{\text{đào max}} = 7.5\text{ m}$, $H_{\text{đào max}} = 4.8\text{ m}$, $H_{\text{đổ max}} = 4.2\text{ m}$, chu kỳ $t_{ck} = 17\text{ s}$). Đào máy đến cao trình $-1.5\text{ m}$, sau đó đào thủ công lớp $0.15\text{ m}$ đáy móng để không phá vỡ kết cấu đất nguyên thổ.
- Thời gian đào đất cơ giới: Đào đổ tại chỗ để đắp lại móng hết 19 ca; đào đổ lên xe vận chuyển đi nơi khác hết 3 ca; tổng thời gian thi công đào cơ giới là 22 ca.
- Xe vận chuyển đất: Ô tô tự đổ Yaz-201E (trọng tải 10 tấn), cự ly vận chuyển $2.5\text{ km}$, vận tốc trung bình $25\text{ km/h}$, năng suất vận chuyển đạt 17 chuyến/ca.
-
Biện pháp thi công bê tông móng:
- Sử dụng bê tông thương phẩm (bê tông tươi) sản xuất từ trạm trộn, vận chuyển bằng xe bồn và đưa vào hố móng bằng máy bơm bê tông ống nối.
- Sử dụng máy đầm dùi chuyên dụng DELUXE MT350AL (công suất $750\text{ W}$) để đầm kỹ bê tông theo từng lớp, nguyên tắc đổ từ xa về gần, duy trì rút cạn nước ngầm trong hố móng suốt quá trình đổ.
III. Tính toán thiết kế thiết bị treo buộc cấu kiện
Để phục vụ cẩu lắp cấu kiện an toàn, tác giả tính toán chi tiết quy cách cáp mềm và các thiết bị phụ trợ:
Bảng 2: Thông số tính toán thiết bị treo buộc cấu kiện
| Cấu kiện |
Dạng liên kết / Dụng cụ treo buộc |
Sơ đồ treo buộc |
Lực căng tính toán $S$ |
Loại cáp thép lựa chọn ($6 \times 37 \times 1, \sigma = 160\text{ kg/mm}^2$) |
| Dầm móng |
Chùm dây cáp 2 nhánh có khóa bán tự động |
Điểm treo cách đầu mút $0.1L$, cáp nghiêng góc $\varphi = 45^\circ$ |
$0.495\text{ T}$ |
Cáp mềm đường kính $d = 8.5\text{ mm}$ |
| Cột BTCT |
Đai ma sát bọc thân cột, cáp mềm có khóa bán tự động |
Nâng cột bằng phương pháp kéo lê, góc cáp $\varphi = 0^\circ$ |
$7.92\text{ T}$ |
Cáp mềm đường kính $d = 8.5\text{ mm}$ |
| Dầm cầu chạy |
Chùm dây cẩu kép 2 nhánh có khóa bán tự động, miếng đệm bảo vệ |
Điểm treo cách đầu mút $0.1L$, góc nghiêng cáp $\varphi = 45^\circ$ |
$7.923\text{ T}$ |
Cáp mềm đường kính $d = 15.5\text{ mm}$ |
| Dàn mái + Cửa trời nhịp biên |
Tổ hợp trước dưới đất; đòn treo bằng 2 thép $[20$ ghép đôi ($f = 2300\text{ kg/cm}^2$, $W = 855\text{ cm}^3$) |
4 nhánh cáp thẳng đứng ($\varphi = 0^\circ$), đòn treo chịu uốn |
$P_{tt} = 16.2\text{ T}$ |
Cáp mềm đường kính $d = 15.5\text{ mm}$ |
| Dàn mái + Cửa trời nhịp giữa |
Tổ hợp trước dưới đất; đòn treo bằng 2 thép $[38$ ghép đôi ($W = 952\text{ cm}^3$) |
4 nhánh cáp thẳng đứng ($\varphi = 0^\circ$), đòn treo chịu uốn |
$P_{tt} = 17.02\text{ T}$ |
Cáp mềm đường kính $d = 15.5\text{ mm}$ |
| Dầm giằng |
Dây cẩu 2 nhánh |
Cáp xiên góc $\varphi = 45^\circ$ |
Tính toán quy chuẩn |
Cáp mềm đường kính $d = 8.5\text{ mm}$ |
| Panel mái & cửa trời |
Chùm dây cáp 4 nhánh móc trực tiếp vào tai treo tấm panel |
Cáp xiên góc $\varphi = 45^\circ$, mỗi lần cẩu 1 tấm |
$P_{tt} = 2.41\text{ T}$ |
Cáp mềm đường kính $d = 8.7\text{ mm}$ |
IV. Tính chọn cần trục lắp ghép và tổ chức dây chuyền thi công
- Tính toán thông số cẩu lắp và phân nhóm cần trục:
- Dựa trên công thức xác định chiều cao nâng yêu cầu $H_{yc} = H_L + h_1 + h_2 + h_3 + h_4$ kết hợp bán kính vươn $R_{yc}$ và trọng lượng nâng $Q_{yc} = Q + q_{\text{treo buộc}}$, các thông số được tổng hợp để lựa chọn chủng loại máy cẩu:
Bảng 3: Thông số cẩu lắp yêu cầu và thiết bị cần trục được lựa chọn
| Cấu kiện |
$Q_{yc}$ (Tấn) |
$H_{yc}$ (m) |
$R_{yc}$ (m) |
$L_{yc}$ (m) |
Mã hiệu cần trục |
Thông số thực tế của cần trục ($L_c / Q_c / R_c / H_{mc}$) |
| Dầm móng |
0.56 |
3.17 |
4.06 |
13.94 |
KX-5361 |
Cần trục bánh xích, tay cần $L = 20\text{ m}$, $Q = 14\text{ T}$, $R = 4\text{ m}$, $H_{mc} = 18\text{ m}$ |
| Cột BTCT |
2.65 |
14.00 |
4.85 |
13.94 |
KX-5361 |
Tay cần $L = 20\text{ m}$, $Q = 14\text{ T}$, $R = 4\text{ m}$, $H_{mc} = 18\text{ m}$ |
| Dầm cầu trục |
8.13 |
12.28 |
4.42 |
12.28 |
KX-5361 |
Tay cần $L = 20\text{ m}$, $Q = 14\text{ T}$, $R = 4\text{ m}$, $H_{mc} = 18\text{ m}$ |
| Dàn mái có cửa trời |
17.20 |
21.90 |
12.20 |
21.20 |
MKG-25BR |
Cần trục bánh xích, tay cần $L = 38\text{ m}$ (có mỏ phụ), $Q = 26\text{ T}$, $R = 12\text{ m}$, $H_{mc} = 34\text{ m}$ |
| Dàn mái không cửa trời |
16.38 |
20.16 |
12.20 |
20.38 |
MKG-25BR |
Tay cần $L = 38\text{ m}$, $Q = 26\text{ T}$, $R = 12\text{ m}$, $H_{mc} = 34\text{ m}$ |
| Panel mái |
2.50 |
19.59 |
12.50 |
19.14 |
MKG-25BR |
Tay cần $L = 38\text{ m}$, $Q = 26\text{ T}$, $R = 12\text{ m}$, $H_{mc} = 34\text{ m}$ |
- Lựa chọn phương án và quy trình công nghệ lắp ghép:
- Tác giả phân tích và chọn Phương pháp lắp ghép kết hợp (kết hợp tuần tự và hỗn hợp), chia làm 2 đợt thi công:
- Đợt 1 (Phương pháp tuần tự): Lắp đặt các cấu kiện liên kết bằng mối nối ướt (chèn vữa/bê tông), gồm dầm móng, cột, dầm cầu chạy và dầm giằng đầu cột. Sử dụng cần trục bánh xích KX-5361 ($L = 20\text{ m}$).
- Đợt 2 (Phương pháp hỗn hợp): Lắp đặt các cấu kiện phần mái liên kết bằng mối nối khô (hàn bản mã thép). Tiến hành cẩu dàn vì kèo kết hợp cửa mái đến đâu thì lợp ngay các tấm panel mái đến đó nhằm tạo thành khối cứng không gian ổn định ngay lập tức. Sử dụng cần trục bánh xích MKG-25BR ($L = 38\text{ m}$).
V. Biện pháp kỹ thuật thi công chi tiết từng cấu kiện
- Thi công lắp ghép dầm móng: Cần trục di chuyển dọc trục móng, đặt cấu kiện vào lớp đệm bê tông móng ở cao trình $-0.15\text{ m}$. Căn chỉnh tim mốc bằng máy kinh vĩ và xà beng, sau đó hàn điểm cố định tạm rồi hàn đường liên tục cố định vĩnh viễn bản mã chờ.
- Thi công lắp ghép cột:
- Sơ đồ di chuyển: Cần trục KX-5361 di chuyển giữa trục cột; tại mỗi vị trí dừng, cần trục lắp được 8 cột (vị trí có khe nhiệt độ lắp được 12 cột). Tổng số vị trí dừng cẩu trong 1 nhịp là $38 / 3 \approx 13$ vị trí.
- Kỹ thuật cẩu và định vị: Cẩu nâng cột bằng đai ma sát, chân cột được đỡ bằng xe goòng di động để giảm ma sát kéo lê trên mặt đất. Khi hạ chân cột vào cốc móng, công nhân chèn 5 nêm gỗ và neo 4 dây tăng đơ để cố định tạm thời. Căn chỉnh trục bằng máy kinh vĩ, kiểm tra cao độ bằng máy thủy bình (nivo).
- Cố định vĩnh viễn: Sau khi căn chỉnh đạt độ thẳng đứng và cao trình, tiến hành chèn vữa xi măng không co ngót có mác cao hơn mác bê tông móng tối thiểu $20%$. Rút nêm gỗ khi vữa đạt $50%$ cường độ và đổ bù vữa chèn kín cốc móng.
- Thi công lắp dầm cầu chạy: Cần trục di chuyển giữa hai dãy cột, mỗi vị trí dừng lắp 6 dầm cầu chạy (tổng cộng 10 vị trí dừng/nhịp, tương đương 50 vị trí dừng cho 5 nhịp). Vi chỉnh cao độ và tim trục trên vai cột bằng đòn bẩy và bản đệm thép trước khi hàn cố định toàn bộ tuyến dầm.
- Thi công lắp dàn mái và panel mái: Cần trục MKG-25BR di chuyển giữa lòng từng nhịp nhà ($L=24\text{ m}$). Dàn vì kèo và dàn cửa trời được tổ hợp hoàn chỉnh tại sàn công tác dưới mặt đất trước khi cẩu nhấc đồng thời. Cẩu lắp dàn vì kèo xong lập tức cẩu panel mái để giằng cố định và gông cứng liên kết khung ngang.
- Thi công xây tường và hoàn thiện: Lắp đặt hệ cột sườn tường đầu hồi cùng đợt với dàn mái. Xây tường gạch bao che dày $22\text{ cm}$, trát tường, láng nền, đổ bê tông đầm nền và lắp đặt hệ thống cơ điện, thoát nước, an toàn lao động.
Kết quả và giải pháp kỹ thuật
Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh các bài toán công nghệ thi công nhà công nghiệp 1 tầng lắp ghép quy mô lớn:
- Tối ưu hóa công tác đất: Chuyển đổi thành công phương án đào hố móng độc lập sang đào rãnh móng chạy dài cơ giới hóa dựa trên cơ sở tính toán giao thoa mái dốc ($s < 0$), rút ngắn tiến độ đào đất còn 22 ca máy đào EO-3322B1 kết hợp xe vận tải Yaz-201E.
- Giải pháp móng cốc đế cao: Thiết kế mặt cốc móng tại cao trình $-0.15\text{ m}$ giúp loại bỏ nguy cơ ngập đọng nước mặt, giảm thiểu công tác bơm hút cục bộ và đơn giản hóa thao tác lắp ghép cột.
- Tối ưu hóa số lượng thiết bị nâng: Rút gọn toàn bộ nhu cầu cẩu lắp đa dạng cấu kiện (từ dầm móng $0.56\text{ T}$ đến dàn mái $17.2\text{ T}$) về đúng 2 loại cần trục tự hành bánh xích chủ đạo (KX-5361 cần dài $20\text{ m}$ và MKG-25BR cần dài $38\text{ m}$ có mỏ phụ).
- Tổ hợp cấu kiện khẩu độ lớn dưới mặt đất: Đề xuất biện pháp ghép nối dàn vì kèo $24\text{ m}$ và cửa trời $12\text{ m}$ thành một khối thống nhất tại hiện trường, tính toán thiết kế đòn treo bằng thép chữ C ($[20$ và $[38$) chịu uốn giúp nâng hạ an toàn chỉ trong một lần cẩu.
- Dây chuyền lắp ghép 2 đợt khoa học: Tách biệt rõ ràng dây chuyền lắp ghép tuần tự cho kết cấu mối nối ướt (cột, dầm móng, dầm cầu chạy) và dây chuyền hỗn hợp cho kết cấu mối nối khô (dàn mái, panel) nhằm tối ưu hóa chu kỳ di chuyển của cần trục và bảo đảm tính ổn định không gian cho công trình dài $190\text{ m}$.
Hạn chế và phạm vi áp dụng
- Phạm vi áp dụng: Biện pháp thi công trong đồ án được thiết kế chuyên biệt cho công trình nhà công nghiệp một tầng kết cấu bê tông cốt thép và dàn thép lắp ghép, mặt bằng khu đất bằng phẳng, rộng rãi và địa chất nền đất thịt đồng nhất.
- Hạn chế kỹ thuật trong đồ án:
- Các tính toán giả định điều kiện thời tiết lý tưởng và mực nước ngầm không gây áp lực lớn tới đáy hố đào.
- Các thông số tra cứu cần trục sử dụng hệ máy bánh xích truyền thống theo tài liệu chuẩn (KX-5361, MKG-25BR), chưa cập nhật so sánh với các dòng cần trục bánh lốp thủy lực hiện đại.
- Khối lượng và năng suất của công tác xây tường, trát hoàn thiện mới dừng lại ở mức xác định nguyên lý công nghệ và cơ cấu quá trình.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo phục vụ học tập và thực hành kỹ thuật:
- Đối tượng học thuật: Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng (chuyên ngành Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp, Kỹ thuật và Quản lý Xây dựng) làm tài liệu thực hiện đồ án môn học Kỹ thuật thi công 2 hoặc đồ án tốt nghiệp khối thi công công trình công nghiệp.
- Nội dung tham khảo giá trị:
- Phương pháp kiểm tra khoảng cách đỉnh mái dốc $s$ để quyết định phương án đào hố độc lập hay rãnh móng chạy dài.
- Toàn bộ chuỗi công thức và phương pháp tính chọn thiết bị treo buộc, tính toán kiểm tra bền và độ võng của đòn treo thép hình chữ C ghép đôi.
- Quy trình tính toán các thông số hình học và cơ học ($H_{yc}, R_{yc}, Q_{yc}, L_{yc}, \alpha$) để lựa chọn cần trục cẩu lắp cấu kiện nặng và cấu kiện mái trên cao.
- Sơ đồ phân chia vị trí đứng cẩu và tổ chức đường đi của cần trục lắp ghép trong lòng nhà công nghiệp nhiều nhịp.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao đồ án quyết định lựa chọn phương án đào đất rãnh móng chạy dài thay vì đào từng hố móng độc lập?
Do bước cột của công trình ngắn ($B = 5\text{ m}$) trong khi chiều sâu chôn móng là $1.65\text{ m}$ và đất thịt có hệ số mái dốc $m = 1:0.5$. Khi tính toán khoảng cách giữa hai đỉnh mái dốc liền kề, tác giả thu được giá trị âm ($s_{\text{móng biên}} = -0.25\text{ m}$, $s_{\text{móng giữa}} = -0.55\text{ m}$ đến $-1.85\text{ m}$), nghĩa là các mái dốc giao cắt vào nhau. Do đó, việc đào rãnh móng chạy dài bằng máy đào cơ giới là giải pháp bắt buộc để thuận tiện thi công và tiết kiệm công đào sửa.
2. Tiêu chí nào giúp gom toàn bộ các công tác cẩu lắp công trình về 2 mã hiệu cần trục KX-5361 và MKG-25BR?
Tác giả phân nhóm dựa trên cao trình lắp đặt ($H_{yc}$) và khối lượng cấu kiện ($Q_{yc}$):
- Nhóm 1: Dầm móng, cột và dầm cầu chạy có cao độ lắp đặt từ $0\text{ m}$ đến $7.2\text{ m}$, tải trọng nâng yêu cầu từ $0.56\text{ T}$ đến $8.13\text{ T}$, phù hợp với cần trục bánh xích KX-5361 (tay cần $L=20\text{ m}$, sức nâng $14\text{ T}$).
- Nhóm 2: Dàn vì kèo và panel mái có cao độ lắp đặt trên $10\text{ m}$ đến nóc cửa trời ($19.59\text{ m} - 21.9\text{ m}$) và tải trọng cụm dàn lên tới $17.2\text{ T}$, bắt buộc phải sử dụng cần trục tầm cao MKG-25BR (tay cần $L=38\text{ m}$ có mỏ phụ, sức nâng $26\text{ T}$).
3. Giải pháp cẩu lắp dàn vì kèo khẩu độ 24m và dàn cửa trời 12m được thiết kế như thế nào?
Dàn vì kèo và dàn cửa trời được tổ hợp liên kết thành một khối hoàn chỉnh ngay tại sàn công tác dưới mặt đất. Để nâng toàn bộ cụm kết cấu nặng từ $16.2\text{ T}$ đến $17.02\text{ T}$ mà không gây biến dạng uốn ngoài mặt phẳng dàn, đồ án thiết kế đòn treo chuyên dụng ghép từ hai thanh thép hình chữ C ($[20$ cho nhịp biên và $[38$ cho nhịp giữa) kết hợp hệ 4 nhánh cáp treo mềm $6 \times 37 \times 1$ ($d = 15.5\text{ mm}$) có gắn khóa bán tự động.
4. Quy trình cố định tạm thời và cố định vĩnh viễn chân cột trong cốc móng diễn ra theo các bước nào?
- Cố định tạm: Sau khi cẩu hạ chân cột vào cốc móng (có lớp đệm vữa/bê tông), công nhân sử dụng 5 nêm gỗ chèn chặt xung quanh khe cốc móng kết hợp 4 dây cáp tăng đơ néo thân cột; dùng máy kinh vĩ và máy thủy bình để căn chỉnh độ thẳng đứng và cao trình chuẩn.
- Cố định vĩnh viễn: Vệ sinh chân cột và rót vữa xi măng không co ngót (mác vữa lớn hơn mác bê tông kết cấu $20%$) đợt 1 đến dưới mép nêm gỗ. Khi vữa đạt $50%$ cường độ thì tiến hành rút nêm gỗ và đổ vữa chèn kín toàn bộ cốc móng đến cao trình thiết kế.
5. Vì sao công trình phải bố trí 2 khe nhiệt độ và việc này ảnh hưởng thế nào đến giải pháp thi công móng và cột?
Tổng chiều dài công trình là $190\text{ m}$ ($38 \text{ bước} \times 5\text{ m}$), vượt ngưỡng cho phép đối với kết cấu bê tông lắp ghép nên phải cắt 2 khe nhiệt độ để triệt tiêu ứng suất biến dạng nhiệt. Tại các vị trí khe nhiệt độ, thiết kế phải bố trí 2 cột đứng sát nhau, dẫn đến kích thước đáy móng mở rộng thành móng đôi (M2 kích thước $3.2 \times 3.6\text{ m}$, M4 kích thước $3.0 \times 3.9\text{ m}$). Tại các vị trí dừng cẩu này, cần trục phải nâng lắp đồng thời 12 cột thay vì 8 cột như các vị trí bước cột thông thường.
Kết luận
Đồ án Kỹ thuật thi công 2 của sinh viên Sầm Nhật Huy là một công trình thiết kế biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công hoàn chỉnh cho nhà công nghiệp 1 tầng 5 nhịp khẩu độ $24\text{ m}$ lắp ghép bê tông cốt thép. Toàn bộ các giải pháp từ đào rãnh móng chạy dài, móng cốc đế cao, tính toán đòn treo thép hình, đến việc lựa chọn tối ưu hai dòng cần trục KX-5361 và MKG-25BR đều được xây dựng dựa trên cơ sở tính toán cơ học và định mức kỹ thuật rõ ràng. Tài liệu thể hiện phương pháp tiếp cận logic, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và an toàn trong công nghệ thi công lắp ghép công trình công nghiệp quy mô lớn.
