Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đồ án môn học "Kỹ thuật thi công 2" thuộc Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng, Trường Đại học Xây dựng, tập trung vào đề tài "Thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công lắp ghép nhà công nghiệp". Bối cảnh đồ án giải quyết bài toán thi công thực tế cho một công trình công nghiệp quy mô lớn với giải pháp kết cấu bê tông cốt thép đúc sẵn, đòi hỏi quy trình tổ chức lắp ghép cơ giới hóa cao, bảo đảm tính chuẩn xác về hình học, an toàn chịu lực và tiến độ thi công tại hiện trường.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, tính toán của đồ án bao gồm:
- Xác định đặc điểm công trình, phân loại và thống kê toàn bộ khối lượng các cấu kiện bê tông cốt thép lắp ghép (cột, dầm cầu chạy, vì kèo, cửa trời, panen mái, panen tường).
- Thiết kế và tính toán chọn thiết bị treo buộc cấu kiện (cáp treo, đòn treo, chùm dây cẩu) bảo đảm khả năng chịu lực và an toàn khi nâng chuyển.
- Tính toán các thông số kỹ thuật cẩu lắp yêu cầu (chiều cao nâng móc, chiều cao đỉnh cần, chiều dài cần, tầm với và sức nâng) làm căn cứ lựa chọn máy trục phù hợp cho từng loại cấu kiện.
- Lựa chọn sơ đồ di chuyển của cần trục và thiết kế biện pháp kỹ thuật lắp dựng chi tiết cho từng cấu kiện trên mặt bằng thi công.
- Đề xuất quy trình kiểm tra vị trí tim móng, cao trình đặt, cố định tạm thời và cố định vĩnh viễn mối nối cấu kiện.
- Xác định biện pháp kỹ thuật an toàn lao động trong suốt quá trình cẩu lắp trên cao.
- Lập kế hoạch sử dụng ca máy và tính toán định mức lao động phục vụ thi công lắp ghép.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Quy trình kỹ thuật và công nghệ thi công lắp ghép các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn của nhà công nghiệp một tầng.
- Phạm vi không gian: Công trình nhà công nghiệp 1 tầng gồm 3 nhịp, 17 bước cột với khoảng cách 6 m một bước (tổng chiều dài 102 m, có bố trí khe lún). Mặt bằng thi công được giả định bằng phẳng ở cốt $\pm 0,000$ m, cốt mặt móng ở $-0,300$ m, chiều sâu ngàm cột vào cốc móng là 0,6 m. Mặt bằng thi công rộng rãi, không bị giới hạn không gian di chuyển xe máy.
- Phạm vi thời gian và nguồn lực: Điều kiện thi công được giả định đầy đủ về phương tiện cơ giới, thiết bị treo buộc và không bị giới hạn về nguồn nhân lực. Tiến độ thi công được xác định dựa trên số ca máy thực tế và định mức dự toán xây dựng hiện hành.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán kỹ thuật
Đồ án ứng dụng hệ thống công thức cơ học và phương pháp hình học tiêu chuẩn trong thiết kế biện pháp thi công lắp ghép công trình xây dựng:
- Cơ sở tính toán thiết bị treo buộc:
Khả năng chịu kéo của dây cáp cẩu được tính toán theo công thức lực căng:
$$S = \frac{k \cdot P_{tt}}{m \cdot n \cdot \cos\alpha}$$
Trong đó:
- $k$: Hệ số an toàn của cáp treo buộc ($k = 6$).
- $P_{tt}$: Trọng lượng tính toán của cấu kiện, kể đến hệ số vượt tải ($P_{tt} = 1,1 \cdot P$).
- $\alpha$: Góc nghiêng của nhánh cáp so với phương thẳng đứng (tùy thuộc sơ đồ treo buộc, $\alpha = 0^\circ, 30^\circ, 45^\circ$).
- $m$: Hệ số phân bố sức căng không đều giữa các sợi cáp (với dây 2 nhánh, $m = 1$).
- $n$: Số nhánh dây cáp chịu lực.
Cáp cẩu được lựa chọn là loại cáp thép mềm cấu trúc $6 \times 37 + 1$, có cường độ chịu kéo từ 140 đến 160 kG/cm², tra cứu đường kính cáp và lực kéo đứt tương ứng.
- Phương pháp tính toán thông số kỹ thuật máy trục:
Sử dụng phương pháp hình học kết hợp quan hệ lượng giác để xác định 4 thông số kỹ thuật yêu cầu đối với cần trục:
- Chiều cao nâng móc cẩu: $H_m = H_L + a + h_{ck} + h_{tb}$
- Chiều cao từ cao trình đứng máy tới puli đầu cần: $H_{yc} = H_m + h_{cáp}$
- Chiều dài tay cần yêu cầu: $L_{yc} = \frac{H_{yc} - h_c}{\sin\alpha}$ (hoặc tính toán qua góc nghiêng tối ưu $\alpha$ khi gặp vật cản dạng mép mái/cửa trời bằng công thức liên hệ với chiều cao điểm chạm $H_{ch}$).
- Tầm với yêu cầu: $R_{yc} = S + r$
- Sức nâng yêu cầu: $Q_{yc} = P_{ck} + q_{tb}$
Trong đó: $H_L$ là cao trình vị trí lắp đặt; $a$ là khoảng hở an toàn ($0,5 - 1,0$ m); $h_{ck}$ là chiều cao cấu kiện; $h_{tb}$ là chiều cao thiết bị treo buộc; $h_{cáp}$ là chiều cao cụm puli móc cẩu ($1,5$ m); $h_c$ là khoảng cách từ khớp quay cần đến mặt đất ($1,5$ m); $r$ là khoảng cách từ trục quay máy đến khớp chân cần ($1,5$ m); $P_{ck}$ là trọng lượng cấu kiện tính toán; $q_{tb}$ là trọng lượng thiết bị treo buộc.
- Nguồn dữ liệu tra cứu và căn cứ định mức:
- Số liệu tính năng kỹ thuật các dòng cần trục tự hành bánh xích: MKG-10, MKG-16, RDK-25, DEK-50.
- Tài liệu tra cứu thiết bị phụ trợ: Bản vẽ đòn treo và hệ dây treo tự cân bằng số hiệu 15946R-11 theo "Phụ lục sách Thiết kế biện pháp thi công lắp ghép nhà công nghiệp 1 tầng".
- Hệ thống định mức lao động và ca máy: Định mức 726 (ĐM 726) của Bộ Xây dựng.
Nội dung chính theo từng phần của đồ án
Phần I: Đặc điểm công trình và thống kê khối lượng lắp ghép
Tác giả phân tích giải pháp kiến trúc và kết cấu của công trình nhà công nghiệp 1 tầng 3 nhịp (gồm 2 nhịp biên 30 m và 1 nhịp giữa 24 m, hoặc ngược lại tùy sơ đồ trục A, B, C, D). Tất cả cấu kiện được đúc sẵn từ nhà máy và vận chuyển tới chân công trình. Tổng hợp khối lượng cấu kiện lắp ghép được thể hiện trong bảng số liệu sau:
| STT |
Tên cấu kiện |
Ký hiệu |
Kích thước hình học |
Trọng lượng đơn chiếc (Tấn) |
Số lượng (Cái/Tấm) |
Tổng trọng lượng (Tấn) |
| 1 |
Cột ngoài |
C1 |
$H = 10,3$ m; $h = 8,0$ m |
4,2 |
38 |
159,6 |
| 2 |
Cột trong |
C2 |
$H = 14,6$ m; $h = 11,8$ m |
7,1 |
38 |
269,8 |
| 3 |
Dầm cầu chạy |
DCC |
$L = 6,0$ m; $h = 0,8$ m |
3,0 |
114 |
342,0 |
| 4 |
Dàn vì kèo nhịp trong |
D1 (L2) |
$L = 24,0$ m; $h = 3,3$ m |
12,2 |
19 |
231,8 |
| 5 |
Dàn vì kèo nhịp ngoài |
D2 (L1) |
$L = 30,0$ m; $h = 3,8$ m |
24,5 |
38 |
931,0 |
| 6 |
Khung cửa trời |
CT |
$L = 8,0$ m; $h = 2,5$ m |
1,5 |
57 |
85,5 |
| 7 |
Panen mái |
Pm |
$1,5 \times 6,0$ m; $h = 0,4$ m |
1,4 |
952 |
1332,8 |
| 8 |
Panen tường bên |
Tường biên |
$1,5 \times 6,0$ m |
1,4 |
304 |
425,6 |
| 9 |
Panen tường đầu hồi |
Tường hồi |
$1,5 \times 6,0$ m |
1,4 |
124 |
173,6 |
Phần II: Tính toán thiết bị và phương án thi công
Mục này trình bày quá trình tính toán cơ học để chọn cáp cẩu, đòn treo và tính toán thông số cẩu lắp cho từng cấu kiện:
- Tính toán thiết bị treo buộc:
- Cột C1: Dùng khung treo buộc, $P_{tt} = 4,62$ T, góc $\alpha = 0^\circ$, lực căng $S = 13,86$ T. Chọn cáp mềm $6 \times 37 + 1$, đường kính $D = 17,5$ mm, lực đứt 14,6 T, chiều dài cáp 6,1 m, trọng lượng thiết bị $q_{trb} \approx 0,04$ T.
- Cột C2: $P_{tt} = 7,81$ T, góc $\alpha = 0^\circ$, lực căng $S = 23,43$ T. Chọn cáp $D = 24$ mm, lực đứt 26 T, chiều dài cáp 7,1 m, trọng lượng $q_{trb} \approx 0,05$ T.
- Dầm cầu chạy: Dùng khóa bán tự động và vòng treo tự cân bằng, góc nghiêng cáp $45^\circ$, $P_{tt} = 3,3$ T, lực căng $S = 14$ T. Chọn cáp $D = 17,5$ mm, lực đứt 14,6 T, chiều dài cáp 6,6 m.
- Dàn vì kèo D1 và D2: Cẩu lắp bằng đòn treo và dây treo tự cân bằng số hiệu 15946R-11, móc tại 4 điểm nút dàn. Dàn D1 có lực căng cáp $S = 20,13$ T, chọn cáp $D = 22$ mm (lực đứt 21,5 T). Dàn D2 có lực căng cáp $S = 40,4$ T, chọn cáp $D = 30,5$ mm (lực đứt 42,1 T). Trọng lượng đòn treo $q_{tb} = 1,75$ T.
- Khung cửa trời: Dùng chùm dây cẩu 2 nhánh tự cân bằng, góc nghiêng $45^\circ$, $P_{tt} = 1,65$ T, lực căng $S = 7$ T. Chọn cáp $D = 13$ mm, lực đứt 7,7 T, chiều dài cáp 12,8 m.
- Panen mái: Dùng chùm dây cẩu 4 nhánh có vòng tự cân bằng, góc nghiêng $30^\circ$, $P_{tt} = 1,54$ T, lực căng mỗi nhánh $S = 2,7$ T. Chọn cáp $D = 8,7$ mm, lực đứt 3,2 T, trọng lượng thiết bị $0,01$ T.
- Panen tường: Cẩu theo phương đứng bằng móc cẩu 2 nhánh, góc nghiêng $45^\circ$, lực căng $S = 6,53$ T. Chọn cáp $D = 13$ mm, lực đứt 7,2 T, trọng lượng thiết bị $0,04$ T.
- Tính toán thông số cẩu lắp và lựa chọn cần trục:
Tác giả tính toán chi tiết tọa độ nâng và bán kính làm việc với giả thiết góc nâng cần cực đại $\alpha_{max} = 75^\circ$ đối với các cấu kiện không vướng chướng ngại vật:
- Cột ngoài C1: $H_m = 13,2$ m; $H_{yc} = 14,7$ m; $L_{yc} = 13,7$ m; $R_{yc} = 5,0$ m; $Q_{yc} = 4,66$ T.
- Cột trong C2: $H_m = 17,5$ m; $H_{yc} = 19,0$ m; $L_{yc} = 18,1$ m; $R_{yc} = 6,2$ m; $Q_{yc} = 7,86$ T.
- Dầm cầu chạy trục biên: $H_m = 11,1$ m; $H_{yc} = 12,6$ m; $L_{yc} = 11,5$ m; $R_{yc} = 4,5$ m; $Q_{yc} = 3,35$ T.
- Dầm cầu chạy trục giữa: $H_m = 14,9$ m; $H_{yc} = 16,4$ m; $L_{yc} = 15,4$ m; $R_{yc} = 5,5$ m; $Q_{yc} = 3,35$ T.
- Dàn D2 (nhịp trong): $H_m = 22,0$ m; $H_{yc} = 23,5$ m; $L_{yc} = 22,8$ m; $R_{yc} = 7,4$ m; $Q_{yc} = 15,17$ T.
- Dàn D1 (nhịp biên): $H_m = 18,2$ m; $H_{yc} = 19,7$ m; $L_{yc} = 18,8$ m; $R_{yc} = 6,4$ m; $Q_{yc} = 28,7$ T.
- Cửa trời CT2: $H_m = 24,9$ m; $H_{yc} = 26,4$ m; $L_{yc} = 25,8$ m; $R_{yc} = 8,2$ m; $Q_{yc} = 1,7$ T.
- Panen mái: So sánh hai phương án có mỏ phụ và không dùng mỏ phụ. Với trường hợp nhịp giữa không dùng mỏ phụ, góc tối ưu $\alpha = 59^\circ$, chiều dài cần yêu cầu $L_{yc} = 31,8$ m, tầm với $R_{yc} = 15,8$ m. Khi dùng mỏ phụ dài $l_m = 10$ m, góc cần chính nâng lên $75^\circ$, chiều dài cần chính giảm xuống $L_{yc} = 25$ m, tầm với $R_{yc} = 16,6$ m.
- Tấm tường: Lắp tấm cao nhất ở cao trình $14,6$ m, tính ra $H_m = 17$ m; $H_{yc} = 18,5$ m; $L_{yc} = 17,6$ m; $R_{yc} = 6,1$ m; $Q_{yc} = 1,55$ T.
Căn cứ vào bảng tổng hợp thông số yêu cầu, tác giả lựa chọn các mã hiệu máy trục bánh xích:
- Cẩu MKG-16 ($L = 18,5$ m) hoặc RDK-25 ($L = 22,5$ m): Dùng lắp dựng cột và panen tường.
- Cẩu MKG-10 ($L = 18$ m): Dùng cẩu lắp dầm cầu chạy.
- Cẩu DEK-50 ($L = 30$ m, trang bị mỏ phụ $l = 10$ m): Dùng cẩu lắp dàn vì kèo, cửa trời và panen mái.
Phần III: Các biện pháp kỹ thuật trong lắp ghép
Chương này mô tả trình tự công nghệ và quy tắc định vị cấu kiện:
- Thi công lắp ghép cột:
- Vận chuyển cột tập kết tại chân công trình, vạch dấu tim trục bằng sơn đỏ theo hai phương trên thân cột và mặt móng cốc.
- Dựng cột bằng phương pháp kéo lê: Cần trục cuốn cáp nâng đầu cột, chân cột trượt trên mặt đất tiến sát về phía móng; khi cột đạt góc thẳng đứng thì nhấc bổng cách mặt đất 0,5 m rồi xoay cần đưa vào cốc móng.
- Kiểm tra tim cột trùng tim móng; kiểm tra cao trình vai cột bằng máy thủy bình (dung sai cho phép trong giới hạn 10 mm); kiểm tra độ thẳng đứng bằng máy kinh vĩ.
- Cố định tạm thời bằng hệ nêm gỗ rắn khô (chiều dài nêm 30 cm, nhô khỏi móng 12 cm) chèn chặt chân cột, kết hợp căng dây văng có tăng đơ neo vào cọc chịu lực 1 Tấn hoặc móng lân cận.
- Cố định vĩnh viễn: Thổi rửa chân cột, đổ bê tông chèn có mác cao hơn mác bê tông cột tối thiểu 20% theo 2 giai đoạn (đợt 1 đổ tới đáy nêm gỗ; khi đạt 50% cường độ thiết kế thì rút nêm và đổ tiếp đợt 2 đến cốt mặt móng).
- Thi công dầm cầu chạy:
- Tiến hành lắp sau khi bê tông chèn chân cột đạt tối thiểu 70% cường độ thiết kế.
- Cần trục MKG-10 di chuyển trong lòng nhà, đưa dầm lên cao hơn vai cột 0,5 m rồi hạ dần; công nhân trên sàn thao tác dùng đòn bẩy điều chỉnh tim dầm trùng tim vai cột (sai số cho phép không quá 5 mm).
- Cố định tạm thời bằng cách hàn điểm hoặc bắt 50% số lượng bu lông liên kết gối tựa; sau khi hiệu chỉnh độ nằm ngang bằng thước nivô thì hàn kín đường hàn liên kết và chèn vữa không co.
- Thi công dàn vì kèo và khung cửa trời:
- Tiến hành lắp khi bê tông mối nối dầm cầu chạy đạt tối thiểu 70% cường độ thiết kế.
- Sử dụng cẩu DEK-50 chạy dọc giữa nhịp. Dàn được treo bằng đòn treo 4 điểm móc cáp có khóa bán tự động; gia cố thanh cánh thượng chống vặn và nứt gãy cục bộ khi nâng.
- Nâng dàn cao hơn đỉnh cột 0,7 m, xoay ngang nhà và hạ khớp dấu tim. Cố định tạm thời ngay bằng cách bắt một nửa số bu lông đỉnh cột (hoặc hàn đính), giằng tăng đơ neo xuống móng và lắp 3 thanh giằng tạm liên kết với dàn trước đó. Tháo cáp cẩu bằng dây kéo rút chốt tự động. Khung cửa trời được lắp đặt tiếp ứng sau khi cố định dàn mái.
- Thi công panen mái và tấm tường:
- Panen mái được lắp ngay sau khi cố định xong hệ dàn của từng bước cột. Trình tự lắp từ hai đầu dàn tiến dần vào phía cửa trời; riêng trên mái cửa trời lắp từ giữa ra hai mép biên. Chiều dài gối tựa của panen lên cánh thượng vì kèo đạt tối thiểu 8 cm. Cố định tạm bằng cách hàn đính tại 3 điểm, sau đó hàn vĩnh viễn bằng 3 đường hàn liên tục.
- Panen tường được lắp dựng bằng cần trục RDK-25 chạy ngoài biên công trình, lắp theo thứ tự từ dưới lên trên. Tại mỗi vị trí dừng, cần trục cẩu lắp hoàn thiện 4 bước cột trước khi di chuyển. Cố định bằng liên kết hàn giữa bản mã của tấm tường với chi tiết thép chôn sẵn trên thân cột.
- Quy chuẩn an toàn lao động trong lắp ghép:
- Đình chỉ toàn bộ hoạt động cẩu lắp trên cao khi có gió từ cấp 6 trở lên, khi trời rét buốt hoặc có sương mù dày đặc.
- Công nhân làm việc trên cao phải có chứng nhận sức khỏe định kỳ và trang bị dây an toàn chịu tải trọng tĩnh 300 kG lực.
- Cấm đi lại trên thanh cánh thượng vì kèo; chỉ được di chuyển trên thanh cánh hạ khi đã căng dây vịn cáp an toàn ở cao độ ngang ngực (cao khoảng 1 m).
- Tuyệt đối cấm người đứng trên cấu kiện đang nâng hoặc đứng dưới vùng bán kính quay của cần trục; trang bị nắp khóa an toàn trên móc cẩu ngăn ngừa tuột cáp; thiết lập hệ thống tiếp địa chống sét cho máy trục tháp và cần trục bánh xích.
Phần IV: Lập tiến độ thi công công trình xây dựng
Tác giả xác định nhu cầu ca máy và ngày công theo quy mô dự án:
- Kế hoạch sử dụng máy trục: Cẩu MKG-10 ($L = 18$ m) thi công dầm cầu chạy sử dụng 24 ca chính thức cộng 2 ca huy động/giải thể; cẩu DEK-50 ($L = 30$ m) thi công dàn mái, cửa trời, panen mái sử dụng 50 ca chính thức cộng 2 ca phụ trợ; cẩu MKG-16 ($L = 18,5$ m) thi công cột sử dụng 10 ca cộng 2 ca phụ trợ. Toàn bộ tiến độ được thiết kế liên tục, không có thời gian chờ đợi lãng phí giữa các dây chuyền.
- Tính toán nhân lực: Áp dụng bảng phân tích hao phí theo Định mức 726 cho các mã định mức lắp đặt cấu kiện (ví dụ mã 7007C đối với dầm cầu chạy yêu cầu 102 cấu kiện, định mức 0,3 ca máy/cấu kiện, tổ chức tổ đội 8 đến 10 công nhân thực hiện).
Kết quả và giải pháp kỹ thuật đề xuất
Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công lắp ghép cho nhà công nghiệp 1 tầng quy mô lớn:
- Kết quả tính toán cơ học và thiết bị:
- Tính toán chính xác thông số sức căng cáp cẩu cho 6 nhóm cấu kiện khác nhau, chỉ định quy cách đường kính cáp chịu lực từ 8,7 mm (panen mái) đến 30,5 mm (dàn vì kèo nặng 24,5 Tấn), bảo đảm hệ số an toàn kéo đứt $k = 6$.
- Thiết kế hệ đòn treo chuyên dụng 4 điểm tự cân bằng mã hiệu 15946R-11, giải quyết bài toán chống biến dạng hình học và phá hoại ứng suất cục bộ khi cẩu lắp các cấu kiện dạng thanh mảnh khẩu độ lớn (dàn vì kèo 24 m và 30 m).
- Đưa ra phương án sử dụng cần trục hợp lý thông qua việc so sánh phương án lắp panen mái: Việc bổ sung mỏ phụ dài 10 m cho cẩu DEK-50 giúp đưa góc nâng cần lên $75^\circ$, giảm chiều dài cần chính từ 31,8 m xuống 25 m, tránh va chạm đỉnh cần vào kết cấu khung cửa trời và bảo đảm vùng bán kính phục vụ rộng từ $11,11$ m đến $29$ m.
- Giải pháp tổ chức thi công và phân chia công đoạn:
- Phân đoạn thi công cẩu lắp cột thành 30 vị trí đứng máy trục: Tại mỗi vị trí dừng giữa hai trục, cẩu MKG-16 lắp được đồng thời 2 cột biên và 3 cột giữa (tại khu vực khe lún lắp được 3 cột biên và 4 cột giữa), tối ưu hóa hành trình di chuyển và giảm thời gian chết của thiết bị cơ giới.
- Đề xuất chuỗi kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt qua các mốc đóng rắn bê tông: Bê tông chèn chân cột phải đạt 50% cường độ mới được rút nêm định vị và đạt tối thiểu 70% mới cho phép lắp dầm cầu chạy; tương tự, mối nối dầm cầu chạy phải đạt 70% cường độ mới tiến hành gác dàn vì kèo.
- Quy định cụ thể dung sai lắp ghép hình học: Sai số cao trình vai cột dưới 10 mm (đo bằng máy thủy bình), sai số vị trí trục dầm cầu chạy dưới 5 mm (đo bằng thước nivô và dây rọi).
Hạn chế và hướng nghiên cứu mở rộng
Dựa trên nội dung thể hiện trong thuyết minh đồ án, một số hạn chế và hướng mở rộng kỹ thuật được ghi nhận:
- Giả thiết về điều kiện thi công mang tính lý tưởng hóa cao: Mặt bằng công trường được giả định hoàn toàn bằng phẳng ở cốt $\pm 0,000$ m, chịu tải tốt, không xét đến ảnh hưởng của mực nước ngầm, thời tiết bất lợi hay địa chất nền yếu làm lún trượt đường di chuyển của các dòng cẩu xích siêu trường như DEK-50 (tự trọng rất lớn).
- Mức độ chi tiết của bảng tiến độ và định mức: Phần tính toán nhân lực theo Định mức 726 ở cuối tài liệu mới dừng lại ở mức liệt kê khung phân tích cho một số cấu kiện điển hình (như dầm cầu chạy mã 7007C, dàn nhịp giữa, cửa trời), chưa hoàn thiện đầy đủ toàn bộ bảng ma trận nhân công và biểu đồ tiến độ nhân lực chi tiết cho từng ngày thi công.
- Hướng nghiên cứu tiếp theo: Cần bổ sung phương án kiểm tra khả năng chịu lực của nền đất dưới bánh xích cần trục tải trọng nặng; thiết kế biện pháp thoát nước mặt bằng; lập biểu đồ tiến độ thi công dạng xiên hoặc sơ đồ mạng lưới nhằm tối ưu hóa sự phối hợp nhịp nhàng giữa các mũi cẩu độc lập (lắp cột, dầm, mái, tường).
Giá trị tham khảo
Tài liệu đồ án kỹ thuật thi công này mang lại giá trị thực tiễn và học thuật cho các nhóm đối tượng:
- Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Công nghệ và Quản lý xây dựng: Dùng làm tài liệu mẫu hoàn chỉnh phục vụ thực hiện đồ án môn học Kỹ thuật thi công 2 hoặc làm cơ sở triển khai chương thi công trong đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng.
- Kỹ sư giám sát và chỉ huy trưởng công trường: Tham khảo quy trình công nghệ lắp ghép nhà bê tông cốt thép đúc sẵn, phương pháp tính chọn cáp cẩu, kiểm tra dung sai tim cốt, và các biện pháp kỹ thuật cố định tạm bằng nêm gỗ, dây tăng đơ, thanh giằng liên kết.
- Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên sâu nhất:
- Phương pháp hình học giải bài toán cẩu lắp panen mái qua góc chạm tối ưu khi xét hai trường hợp có mỏ phụ và không có mỏ phụ.
- Bảng tổng hợp công thức và thông số kỹ thuật lựa chọn dây cáp mềm chịu lực kết hợp các cơ cấu khóa bán tự động rút chốt an toàn.
- Quy trình an toàn lao động chi tiết khi lắp dựng kết cấu trên cao và các tiêu chuẩn nghiệm thu mối nối bê tông chèn.
Câu hỏi thường gặp
1. Phương pháp cẩu lắp cột bê tông cốt thép vào cốc móng được tiến hành theo nguyên lý nào và quy định chèn bê tông chân cột ra sao?
Cột được lắp dựng theo phương pháp kéo lê: Cần trục cuốn cáp nâng dần đầu cột lên cao trong khi chân cột trượt trên mặt đất nhích dần về phía miệng hố móng; khi cột chuyển sang tư thế thẳng đứng thì nhấc bổng cách mặt đất 0,5 m rồi xoay cần đưa vào chậu móng. Sau khi căn chỉnh tim mốc và độ thẳng đứng, cột được cố định tạm bằng nêm gỗ khô (dài 30 cm, nhô lên 12 cm) và hệ dây văng neo 1 Tấn lực có tăng đơ. Công tác chèn bê tông cố định vĩnh viễn chân cột dùng vữa/bê tông có mác cao hơn mác cột tối thiểu 20%, tiến hành qua 2 đợt: đợt 1 đổ tới mép dưới nêm gỗ; đợi bê tông đạt 50% cường độ thiết kế mới rút nêm và đổ tiếp đợt 2 lấp đầy miệng móng.
2. Vì sao đồ án phải phân tích trường hợp dùng mỏ phụ khi cẩu lắp panen mái bằng cần trục DEK-50?
Khi lắp panen mái nhịp giữa, cấu kiện ở cao trình lớn ($H_L = 20,4$ m) và nằm sâu bên trong nhịp. Nếu không dùng mỏ phụ, góc nâng tay cần bị khống chế ở $\alpha = 59^\circ$ để tránh chạm vào mép biên kết cấu, đòi hỏi chiều dài tay cần lên tới 31,8 m và tầm với $15,8$ m. Khi lắp thêm mỏ phụ dài $l_m = 10$ m, góc nâng cần chính được nâng lên mức an toàn $75^\circ$, tay cần chính chỉ cần dài 25 m mà vẫn bảo đảm tầm với $16,6$ m, đồng thời bảo đảm khoảng cách mỏ phụ không bị va quệt vào mép công trình ($10 \cdot \cos 30^\circ > 3$ m).
3. Cấu tạo và giải pháp treo buộc dàn vì kèo bê tông cốt thép nặng từ 12,2 Tấn đến 24,5 Tấn được tính toán như thế nào?
Để chống hiện tượng sứt mẻ và biến dạng vặn dàn bê tông nhịp lớn (24 m và 30 m), tác giả sử dụng đòn treo bằng thép chuyên dụng số hiệu 15946R-11 nặng 1,75 Tấn, móc vào 4 nút thanh cánh thượng qua các khóa bán tự động. Cáp cẩu dùng loại cáp mềm cấu trúc $6 \times 37 + 1$: Dàn nhịp trong (12,2 T) dùng cáp đường kính 22 mm chịu lực căng tính toán $20,13$ Tấn; dàn nhịp ngoài (24,5 T) dùng cáp đường kính 30,5 mm chịu lực căng $40,4$ Tấn. Sau khi hạ dàn vào vị trí trên đỉnh cột, công nhân đứng trên sàn công tác thao tác giật dây rút chốt khóa bán tự động để thu hồi cáp cẩu mà không cần leo trèo nguy hiểm.
4. Quy định an toàn lao động bắt buộc về điều kiện thời tiết và di chuyển trên hệ kết cấu mái là gì?
Quy chuẩn an toàn trong đồ án nêu rõ: Phải đình chỉ ngay lập tức mọi công việc thi công lắp ghép trên cao khi có gió từ cấp 6 trở lên, khi trời rét buốt hoặc sương mù dày đặc. Thợ lắp ghép bắt buộc đeo dây an toàn chịu tải trọng tĩnh 300 kG lực. Nghiêm cấm tuyệt đối việc đi lại trên các thanh giằng, dầm hoặc thanh cánh thượng của dàn vì kèo; công nhân chỉ được phép di chuyển trên thanh cánh hạ của dàn sau khi đã căng dây cáp vịn an toàn cao 1 m ngang ngực đóng vai trò lan can bảo hiểm.
5. Tổng thời gian sử dụng các loại cần trục phục vụ lắp ghép công trình là bao nhiêu ca?
Theo kế hoạch cơ giới hóa của đồ án:
- Cần trục MKG-10 ($L = 18$ m) dùng lắp dầm cầu chạy: 24 ca thi công + 2 ca di chuyển/thu hồi = 26 ca.
- Cần trục DEK-50 ($L = 30$ m; mỏ phụ 10 m) dùng lắp dàn mái, cửa trời và panen mái: 50 ca thi công + 2 ca di chuyển/thu hồi = 52 ca.
- Cần trục MKG-16 ($L = 18,5$ m) dùng lắp cột: 10 ca thi công + 2 ca di chuyển/thu hồi = 12 ca.
Toàn bộ chu trình không bố trí thời gian chờ đợi giữa các phân đoạn.
Kết luận
Đồ án "Thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công lắp ghép nhà công nghiệp" là công trình học thuật mang tính thực nghiệm tính toán kỹ thuật chuẩn mực thuộc ngành Xây dựng công trình, giải quyết trọn vẹn từ khâu phân tích tải trọng cấu kiện, thiết kế cơ cấu treo buộc chịu lực đến việc lựa chọn hệ thống máy trục bánh xích chuyên dụng. Bằng việc kết hợp phương pháp giải tích hình học và các quy chuẩn định mức thi công hiện hành, đồ án đã đưa ra các giải pháp công nghệ lắp ghép chi tiết cho từng loại cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn, kiểm soát chặt chẽ các chỉ tiêu sai số hình học và an toàn lao động trên công trường. Đây là tài liệu tham khảo có cấu trúc mạch lạc, cung cấp các số liệu và thuật toán chọn máy thực tế cho sinh viên và kỹ sư thực hành trong lĩnh vực công nghệ tổ chức thi công xây dựng.
