Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong lĩnh vực xây dựng công trình công nghiệp, phương pháp thi công lắp ghép các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn đóng vai trò chủ đạo nhờ khả năng đẩy nhanh tiến độ, kiểm soát chất lượng chế tạo tại nhà máy và giảm thiểu sự phụ thuộc vào điều kiện thời tiết tại hiện trường. Đồ án "Kỹ thuật thi công 2" của sinh viên Huỳnh Minh Dương (MSSV: 18DQ5802010095, Lớp D18X3), dưới sự hướng dẫn của Giảng viên Phạm Văn Tâm tại Trường Đại học Xây dựng Miền Trung (thực hiện vào tháng 10 năm 2021), tập trung giải quyết bài toán thiết kế biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công lắp ghép cho công trình nhà xưởng công nghiệp một tầng.
Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật của đồ án bao gồm 4 nội dung trọng tâm:
- Xác định kích thước hình học, tính toán thể tích và xác định chính xác trọng lượng của từng loại cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn.
- Thiết kế, kiểm tra khả năng chịu lực và lựa chọn thiết bị treo buộc, đòn treo chuyên dụng, dây cáp cẩu phục vụ nâng chuyển cấu kiện.
- Tính toán các thông số kỹ thuật yêu cầu (chiều cao nâng móc $H_{yc}$, tầm với $R_{yc}$, sức nâng $Q_{yc}$, chiều dài tay cần $L_{yc}$) để lựa chọn cần trục thi công phù hợp cho từng loại cấu kiện.
- Lập biện pháp kỹ thuật thi công lắp ghép chi tiết cho từng hạng mục cấu kiện từ móng đến mái và đề xuất quy định an toàn lao động.
Đối tượng nghiên cứu là công trình nhà công nghiệp một tầng gồm 3 nhịp ($L_1 = L_3 = 15\text{ m}$, $L_2 = 18\text{ m}$), chiều dài gồm 12 bước cột (mỗi bước $B = 5\text{ m}$) và có bố trí 1 vị trí khe lún. Phạm vi thiết kế giả định công trình được xây dựng trên nền đất bằng phẳng, mặt bằng thi công thông thoáng, điều kiện cung ứng vật tư, phương tiện vận tải và nhân công đầy đủ tại địa bàn Tuy Hòa, Phú Yên.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở tính toán của đồ án dựa trên các nguyên lý cơ học kết cấu, lý thuyết kỹ thuật thi công lắp ghép công trình xây dựng và quy chuẩn an toàn nâng chuyển tải trọng:
- Tính toán trọng lượng cấu kiện: Dựa trên phương pháp phân chia hình học cấu kiện thành các khối cơ bản (hình hộp chữ nhật, hình chóp cụt, lăng trụ), tính toán thể tích thực $V\text{ (m}^3\text{)}$ có trừ đi các phần rỗng hoặc cốc móng, sau đó nhân với dung trọng tiêu chuẩn của bê tông cốt thép ($\gamma = 2500\text{ kg/m}^3 = 2.5\text{ T/m}^3$).
- Tính toán thiết bị treo buộc và đòn treo:
- Đòn treo chịu uốn thuần túy chế tạo từ 2 thanh thép chữ C ghép đôi: kiểm tra ứng suất pháp $\sigma = \frac{M_{\max}}{2 \cdot W_x} \le f \cdot \gamma_c$, trong đó $f = 2300\text{ kg/cm}^2$ là cường độ tiêu chuẩn của thép định hình, $\gamma_c = 0.85$ là hệ số điều kiện làm việc, $W_x$ là mômen kháng uốn của tiết diện.
- Tính toán dây cáp cẩu chịu kéo: Lực kéo đứt yêu cầu của cáp được xác định theo công thức $S_{đ} = \frac{S_{tt} \cdot k}{m}$, trong đó $S_{tt} = \frac{Q_{ck} + q_{tb}}{n \cdot \cos\alpha}$ là lực căng trong một nhánh cáp, $k = 6$ là hệ số an toàn, $m = 0.75$ là hệ số phân bố lực không đều giữa các nhánh, $\alpha$ là góc nghiêng của nhánh cáp so với phương thẳng đứng, $n$ là số nhánh cáp. Cáp được chọn là loại cáp mềm cấu trúc $6\times 37 + 1$ có cường độ chịu kéo $\sigma_u = 167\text{ kg/mm}^2$.
- Lựa chọn cần trục tự hành: Phương pháp giải tích kết hợp tra cứu biểu đồ tính năng kỹ thuật của cần trục bánh xích RDK-25. Các thông số yêu cầu được xác định qua tọa độ hình học vị trí lắp đặt:
- Sức nâng yêu cầu: $Q_{yc} = Q_{ck} + q_{tb}$ (với $Q_{ck}$ là trọng lượng cấu kiện, $q_{tb}$ là trọng lượng thiết bị treo buộc, lấy sơ bộ $0.1 - 0.2\text{ T}$).
- Chiều cao nâng móc yêu cầu: $H_{yc} = H_0 + h_1 + h_{ck} + h_{tb}$ (trong đó $H_0$ là cao trình mặt tựa, $h_1$ là khoảng cách an toàn khi hạ cấu kiện lấy $1.0\text{ m}$, $h_{ck}$ là chiều cao cấu kiện, $h_{tb}$ là chiều cao thiết bị treo buộc).
- Tầm với $R_{yc}$ và chiều dài tay cần $L_{yc}$ xác định dựa trên khoảng cách từ tâm máy đến vị trí đặt cấu kiện và góc nghiêng tay cần.
Nội dung chính theo từng chương
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN TRỌNG LƯỢNG CÁC CẤU KIỆN
Chương này tập trung xác định kích thước hình học chi tiết và tính toán thể tích, trọng lượng của toàn bộ hệ thống cấu kiện lắp ghép trong công trình:
- Móng bê tông cốt thép: Phân loại thành móng cột biên, móng cột giữa và móng tại vị trí khe lún. Kết cấu móng dạng móng cốc giật cấp (gồm phần đế móng, phần chóp móng cụt và miệng cốc móng). Thể tích tính toán móng biên và móng giữa đạt xấp xỉ $4.72\text{ m}^3$ (trọng lượng tính toán $4.616 - 4.905\text{ T}$), móng khe lún có thể tích $4.28\text{ m}^3$.
- Cột bê tông cốt thép: Phân chia thành cột biên và cột giữa. Tiết diện cột thay đổi theo chiều cao, gồm đoạn thân cột dưới, vai đỡ dầm cầu chạy và đoạn cột trên đỡ vì kèo mái. Trọng lượng tính toán cột biên là $8.053\text{ T}$, cột giữa chịu tải hai phía nên có tiết diện lớn hơn với trọng lượng $8.581\text{ T}$.
- Dầm cầu chạy: Phân loại dầm cầu chạy nhịp biên ($4.44\text{ T} - 4.76\text{ T}$) và nhịp giữa ($5.27\text{ T} - 5.5\text{ T}$). Tổng số lượng dầm cầu chạy nhịp giữa là 24 cấu kiện với tổng tải trọng toàn bộ nhịp giữa đạt $132\text{ T}$.
- Vì kèo mái: Kết cấu dàn vì kèo bê tông cốt thép dạng tam giác/cánh cung có nhịp $15\text{ m}$ (nhịp biên, trọng lượng $5.776 - 5.96\text{ T}$) và nhịp $18\text{ m}$ (nhịp giữa, trọng lượng hơn $8\text{ T}$).
- Tấm panen mái và tấm tường: Tấm panen mái có sườn chữ U kích thước lớn bản rộng $1.4\text{ m}$, dài $5.5\text{ m}$, chiều cao sườn $220\text{ mm}$, trọng lượng trên $2\text{ T}$. Tấm tường panel bao che dạng tấm phẳng chịu lực gió.
| STT |
Tên cấu kiện |
Thể tích ($m^3$) / Kích thước nhịp ($m$) |
Trọng lượng 1 cấu kiện ($T$) |
Ghi chú cấu tạo |
| 1 |
Móng cột biên |
$4.72\text{ m}^3$ |
$4.616 - 4.905$ |
Móng cốc đơn giật cấp |
| 2 |
Móng cột giữa |
$4.72\text{ m}^3$ |
$4.616 - 4.905$ |
Móng cốc đơn đặt giữa nhịp |
| 3 |
Móng tại khe lún |
$4.28\text{ m}^3$ |
$4.28$ |
Móng kép tại vị trí khe nhiệt |
| 4 |
Cột biên |
Chiều cao $H \approx 10.6\text{ m}$ |
$8.053$ |
Có 1 vai đỡ dầm cầu chạy |
| 5 |
Cột giữa |
Chiều cao $H \approx 10.6\text{ m}$ |
$8.581$ |
Có 2 vai đỡ dầm cầu chạy |
| 6 |
Dầm cầu chạy biên |
Chiều dài $B = 5\text{ m}$ |
$4.44 - 4.76$ |
Tiết diện chữ T/chữ I |
| 7 |
Dầm cầu chạy giữa |
Chiều dài $B = 5\text{ m}$ |
$5.27 - 5.50$ |
Tổng cộng 24 cấu kiện |
| 8 |
Vì kèo nhịp biên |
Nhịp $L_1 = L_3 = 15\text{ m}$ |
$5.776 - 5.96$ |
Dàn bê tông cốt thép |
| 9 |
Vì kèo nhịp giữa |
Nhịp $L_2 = 18\text{ m}$ |
$> 8.0$ |
Dàn bê tông cốt thép |
| 10 |
Panen mái |
Dài $5.5\text{ m}$, rộng $1.4\text{ m}$ |
$2.0 - 2.2$ |
Dạng sườn hộp chữ U |
CHƯƠNG 2: CHỌN CÁP THI CÔNG
Chương này thực hiện thiết kế chi tiết hệ thống phụ kiện nâng chuyển cho từng cấu kiện nhằm đảm bảo an toàn tuyệt đối, tránh hiện tượng đứt cáp hoặc gãy cấu kiện do uốn cục bộ:
- Cáp cẩu móng: Sử dụng chùm cáp 4 nhánh, góc nghiêng nhánh cáp so với phương đứng $\alpha = 18^\circ$, tải trọng nâng móng $4.905\text{ T}$, trọng lượng thiết bị treo buộc lấy $0.2\text{ T}$ ($200\text{ kg}$). Lực kéo đứt tính toán xác định loại cáp mềm $6\times 37+1$ có đường kính $d = 13\text{ mm}$.
- Cáp và thiết bị cẩu cột: Sức nâng cột lớn ($8.053 - 8.581\text{ T}$), áp dụng phương pháp dựng cột kéo lê. Sử dụng đai ma sát chuyên dụng ghép từ các thanh thép chữ U ôm lấy thân cột tại vị trí dưới vai cột kết hợp khóa bán tự động. Cáp treo 2 nhánh chịu lực có đường kính được chọn là $d = 24\text{ mm}$.
- Cáp cẩu dầm cầu chạy: Dầm nằm ngang sử dụng chùm dây 2 nhánh kết hợp khóa bán tự động luồn qua ống dẫn. Góc nghiêng dây cáp $\alpha = 18^\circ$. Đường kính cáp cẩu cho dầm nhịp biên chọn $d = 13\text{ mm}$, dầm nhịp giữa chọn $d = 14\text{ mm}$.
- Đòn treo và cáp cẩu vì kèo mái: Do vì kèo có nhịp lớn ($15\text{ m}$ và $18\text{ m}$) dễ mất ổn định ngoài mặt phẳng uốn khi cẩu, tác giả thiết kế đòn treo bằng 2 thanh thép hình định hình C33 ghép đôi ($W = 484\text{ cm}^3, h = 336\text{ mm}$). Dây cáp treo xiên liên kết từ móc cần trục đến đòn treo gồm 4 nhánh góc xiên $45^\circ$, đường kính cáp cẩu vì kèo nhịp biên chọn $d = 20\text{ mm}$, nhịp giữa chọn cáp $d = 24\text{ mm}$.
- Cáp cẩu panen mái và tấm tường: Panen mái cẩu từng tấm bằng chùm cáp cân bằng; tấm tường sử dụng chùm dây móc 2 nhánh kết hợp vòng treo tự cân bằng, trọng lượng dụng cụ treo buộc $100\text{ kg}$.
| Cấu kiện |
Trọng lượng cấu kiện ($T$) |
Thiết bị treo buộc ($T$) |
Thiết bị chuyên dụng |
Loại cáp ($6\times 37+1$) |
Đường kính chọn $d$ ($mm$) |
| Móng đơn |
$4.616$ |
$0.20$ |
Chùm 4 nhánh |
Cáp mềm, $\sigma_u = 167\text{ kg/mm}^2$ |
$13$ |
| Cột biên |
$8.053$ |
$0.20$ |
Đai ma sát thép U + Khóa bán tự động |
Cáp mềm, $\sigma_u = 167\text{ kg/mm}^2$ |
$24$ |
| Cột giữa |
$8.581$ |
$0.20$ |
Đai ma sát thép U + Khóa bán tự động |
Cáp mềm, $\sigma_u = 167\text{ kg/mm}^2$ |
$24$ |
| Dầm cầu chạy biên |
$4.440$ |
$0.20$ |
Chùm 2 nhánh + Khóa bán tự động |
Cáp mềm, $\sigma_u = 167\text{ kg/mm}^2$ |
$13$ |
| Dầm cầu chạy giữa |
$5.270$ |
$0.20$ |
Chùm 2 nhánh + Khóa bán tự động |
Cáp mềm, $\sigma_u = 167\text{ kg/mm}^2$ |
$14$ |
| Vì kèo nhịp biên ($15\text{ m}$) |
$5.776$ |
$0.20$ |
Đòn treo thép đôi C33 + Khóa bán tự động |
Cáp mềm, $\sigma_u = 167\text{ kg/mm}^2$ |
$20$ |
| Vì kèo nhịp giữa ($18\text{ m}$) |
$> 8.000$ |
$0.20$ |
Đòn treo thép đôi C33 + Khóa bán tự động |
Cáp mềm, $\sigma_u = 167\text{ kg/mm}^2$ |
$24$ |
| Tấm panen mái |
$2.000$ |
$0.10$ |
Đòn treo cân bằng |
Cáp mềm, $\sigma_u = 167\text{ kg/mm}^2$ |
Tra bảng |
| Tấm tường bao che |
$1.500$ |
$0.10$ |
Chùm dây tự cân bằng |
Cáp mềm, $\sigma_u = 167\text{ kg/mm}^2$ |
Tra bảng |
CHƯƠNG IV: TỔ CHỨC THI CÔNG LẮP GHÉP CÔNG TRÌNH
Tác giả phân tích so sánh các phương án tổ chức và lựa chọn phương pháp lắp ghép tuần tự theo mối nối ướt (đổ bê tông/vữa chèn chèn sau khi lắp đặt và chỉnh tim cốt). Cần trục di chuyển theo từng đợt, mỗi đợt chỉ cẩu một loại cấu kiện duy nhất từ móng, cột, dầm, vì kèo đến panen mái:
- Ưu điểm: Tận dụng tối đa công suất máy, chuyên môn hóa thao tác công nhân, giảm tần suất thay đổi thiết bị treo buộc, năng suất cẩu cao.
- Nhược điểm: Quãng đường di chuyển máy nhiều, yêu cầu số lượng thiết bị cố định tạm lớn.
Cần trục được lựa chọn là cần trục tự hành bánh xích RDK-25 với các cấu hình tay cần tương ứng:
- Lắp ghép móng: Cần trục RDK-25 với chiều dài cần $L = 17.5\text{ m}$, tầm với $R = 8\text{ m}$, máy đi giữa cẩu 4 móng tại một vị trí đứng.
- Lắp ghép cột: Cần trục RDK-25 với chiều dài cần $L = 17.5\text{ m}$, tầm với $R = 8\text{ m}$, cẩu 4 cột tại một vị trí đứng.
- Lắp dầm cầu chạy: Cần trục RDK-25 với $L = 17.5\text{ m}$, tầm với $R = 8\text{ m}$, cẩu 2 dầm tại một vị trí đứng.
- Lắp vì kèo mái: Cần trục RDK-25 với chiều dài cần $L = 22.5\text{ m}$, bán kính $R = 10\text{ m}$, cẩu 2 vì kèo tại một vị trí đứng.
- Lắp panen mái: Cần trục RDK-25 có $L = 17.5\text{ m}$ nối thêm mỏ phụ $l = 5\text{ m}$, bán kính nâng $R = 12\text{ m}$, cẩu 2 panen tại một vị trí đứng.
- Lắp tấm tường: Cần trục RDK-25 cấu hình tay cần ngắn $L = 12.5\text{ m}$, tầm với $R = 8\text{ m}$, lắp 4 tấm tường tương ứng 4 bước cột cho mỗi vị trí đứng.
CHƯƠNG 5: AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG THI CÔNG LẮP GHÉP
Chương này đề ra các quy chuẩn an toàn bắt buộc tại công trường:
- Kiểm tra định kỳ và thí nghiệm thử tải đối với cáp cẩu, móc cẩu, đai ma sát, đòn treo C33 trước khi đưa vào vận hành chính thức.
- Quy định vùng nguy hiểm bán kính quay của cần trục RDK-25, cấm người không có nhiệm vụ đi vào khu vực đang cẩu cấu kiện.
- Quy định về an toàn khi làm việc trên cao: bắt buộc công nhân đeo dây đai an toàn, bố trí sàn công tác, thang leo có lồng bảo hiểm tại các vị trí nút cột và vai cột khi thao tác lắp dầm cầu chạy, dàn vì kèo.
- Đảm bảo cấu kiện đã được giằng cố định tạm thời tuyệt đối chắc chắn trước khi tháo móc cẩu giải phóng cần trục.
Thiết kế và triển khai biện pháp thi công
Quy trình công nghệ thi công lắp ghép 6 loại cấu kiện được thiết kế chi tiết theo chu trình chuẩn:
Chuẩn bị mặt bằng, cấu kiện & thiết bị treo buộc
Nâng chuyển cấu kiện vào vị trí lắp đặt (cách mặt tựa 0.5 - 1.0 m)
Hạ chậm, căn chỉnh tim trục, cao trình và độ thẳng đứng
Cố định tạm thời cấu kiện
Giải phóng cần trục sang vị trí mới
Cố định vĩnh viễn mối nối ướt (hàn bản mã & chèn bê tông không co ngót)
1. Công tác thi công lắp ghép móng cốc
- Chuẩn bị: Đào hố móng, đầm chặt nền, đổ bê tông lót mác thấp dày $150 - 200\text{ mm}$ (mở rộng hơn đáy móng $200 - 300\text{ mm}$ mỗi phía). Vạch đường tim trục bằng cọc thép $\phi 8$ hoặc $\phi 10$. Rải lớp vữa đệm liên kết dày $20 - 30\text{ mm}$ trên lớp bê tông lót.
- Cẩu lắp và căn chỉnh: Cẩu móng lên cách mặt đất $0.5 - 1.0\text{ m}$, hạ từ từ vào hố móng. Dùng máy trắc địa kiểm tra: sai số tim trục cho phép $\le 5\text{ mm}$, sai số cao trình đáy cốc $\le 3\text{ mm}$.
- Cố định vĩnh viễn: Lấp đất xung quanh móng đồng bộ từ 4 phía để tránh xô lệch vị trí. Đất lấp chia thành từng lớp dày $15 - 20\text{ cm}$, đầm chặt từng lớp đến vị trí cách mép trên khối móng $5\text{ cm}$ thì dừng.
2. Công tác thi công lắp ghép cột
- Chuẩn bị và treo buộc: Vệ sinh sạch bên trong đáy cốc móng, rải lớp vữa lót dày $20 - 30\text{ mm}$. Dùng đai ma sát thép U và khóa bán tự động siết chặt tại vị trí vai cột.
- Nâng lắp: Dựng cột từ tư thế nằm ngang sang tư thế thẳng đứng bằng phương pháp kéo lê. Nhấc bổng cột cách mặt đất $0.5 - 1.0\text{ m}$, quay cần trục đưa chân cột vào miệng cốc móng. Dừng lại cách mặt móng $0.5\text{ m}$ để công nhân định hướng rồi hạ từ từ vào cốc.
- Kiểm tra và cố định tạm: Dùng nêm thép/nêm bê tông điều chỉnh độ thẳng đứng bằng máy kinh vĩ (sai số tim trục cho phép $\le 5\text{ mm}$, sai số cao trình vai cột $\le 10\text{ mm}$). Neo giữ tạm thời bằng hệ dây giằng có tăng đơ kết hợp thanh chống xiên.
- Cố định vĩnh viễn: Đổ chèn bê tông/vữa xi măng trương nở không co ngót có mác cao hơn mác bê tông cột và móng tối thiểu $20%$. Nếu dùng nêm bê tông thì đổ một lần đến mặt móng; nếu dùng nêm gỗ thì chèn lần 1 ngập dưới nêm, chờ bê tông đạt $50%$ cường độ thì rút nêm và đổ chèn lần 2.
3. Công tác thi công lắp ghép dầm cầu chạy
- Chuẩn bị và cẩu lắp: Vận chuyển dầm đặt trong tầm với cần trục, kiểm tra cao trình vai cột bằng máy thủy chuẩn. Dùng chùm cáp 2 nhánh có khóa bán tự động treo buộc dầm. Cẩu dầm lên cao hơn mặt vai cột $1.0\text{ m}$, hạ từ từ xuống cách mặt tựa $0.5\text{ m}$.
- Căn chỉnh và cố định: Hai công nhân đứng trên sàn công tác tại đầu cột tiến hành vi chỉnh tim dầm trùng tim vai cột (sai số tim trục $\le \pm 0.5\text{ mm}$, sai số cao độ $\le \pm 10\text{ mm}$). Dùng các bản thép đệm để điều chỉnh cao độ. Tiến hành hàn đính liên kết bản mã thép, sau đó hàn chết mối nối và đổ bê tông cốt liệu nhỏ chèn kín khe nối.
4. Công tác thi công lắp ghép dàn vì kèo mái
- Treo buộc và nâng lắp: Treo buộc dàn vì kèo tại các nút mắt dàn bằng đòn treo kép C33 để tránh uốn thanh dàn. Buộc 2 dây thừng dẫn hướng vào 2 đầu vì kèo để 2 công nhân dưới đất điều khiển chống xoay lắc khi cẩu. Cẩu vì kèo vượt cao hơn đỉnh cột $0.5 - 1.0\text{ m}$ rồi hạ xuống gối tựa đầu cột.
- Cố định tạm: Dàn vì kèo đầu tiên được cố định tạm thời bằng 2 đến 6 dây cáp giằng néo trực tiếp xuống các mố neo trên mặt đất. Các dàn vì kèo tiếp theo được liên kết cố định tạm vào dàn trước bằng các thanh giằng bu lông tại tối thiểu 3 vị trí (đỉnh dàn, cánh giữa và chân dàn).
- Cố định vĩnh viễn: Lắp dựng hoàn chỉnh toàn bộ hệ giằng cánh trên, giằng cánh dưới và hệ giằng đứng, hàn liên kết bản mã gối tựa và ghép ván khuôn đổ bê tông chèn đầu vì kèo.
5. Công tác thi công lắp ghép panen mái và tấm tường
- Panen mái: Cẩu lắp đối xứng từ hai mép biên tiến dần vào giữa nóc mái để cân bằng tải trọng tác dụng lên dàn vì kèo. Cẩu đặt từng tấm, căn chỉnh khe hở, hàn đính tạm vào cánh trên vì kèo, sau đó hàn vĩnh viễn và chèn vữa xi măng mác cao bảo dưỡng khe nối.
- Tấm tường bao che: Tấm tường được xếp trên giá đỡ nghiêng ngoài công trường. Cần trục nâng tấm theo phương thẳng đứng, cẩu lắp từ dưới lên trên (mỗi vị trí đứng cần trục lắp 4 tấm cho 4 bước cột). Cố định tạm bằng móc kẹp và thanh chống xiên trước khi hàn chết liên kết vào cột biên.
Kết quả và đóng góp
Đồ án đã đưa ra một hồ sơ tính toán kỹ thuật thi công lắp ghép hoàn chỉnh cho công trình nhà xưởng công nghiệp 3 nhịp:
- Xác lập bảng dữ liệu thể tích và tải trọng chuẩn xác cho 10 cấu kiện điển hình của công trình, phục vụ trực tiếp cho công tác lập biện pháp bốc xếp, vận chuyển và nâng cẩu.
- Thiết kế hoàn chỉnh giải pháp treo buộc: Lựa chọn đồng bộ dòng cáp cẩu mềm chịu lực $6\times 37+1$ cường độ $167\text{ kg/mm}^2$ với các đường kính phù hợp từ $13\text{ mm}$ đến $24\text{ mm}$; thiết kế đòn treo thép hộp C33 đảm bảo điều kiện bền uốn thuần túy cho dàn vì kèo $15\text{ m}$ và $18\text{ m}$.
- Xác định giải pháp sử dụng 1 loại cần trục duy nhất (cần trục bánh xích RDK-25) với 4 cấu hình chiều dài tay cần biến đổi linh hoạt ($L = 12.5\text{ m}; 17.5\text{ m}; 22.5\text{ m}$ và $17.5\text{ m} + 5\text{ m}$ mỏ phụ) để lắp đặt toàn bộ 6 hạng mục cấu kiện từ móng đến tấm tường, giúp tối ưu hóa chi phí thuê thiết bị và thuận lợi trong điều hành máy móc thi công.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Đồ án giả định điều kiện mặt bằng thi công lý tưởng, bằng phẳng và không có chướng ngại vật ngầm hoặc đường dây điện cao thế chạy qua. Chưa tính toán ảnh hưởng của tải trọng gió bất lợi cục bộ tác động lên tấm panen mái và dàn vì kèo khi cẩu lắp ở cao độ lớn.
- Hướng phát triển tiếp: Mở rộng tính toán tổ chức thi công theo phương pháp hỗn hợp hoặc lắp ghép theo nhịp (lắp đồng bộ một gian hoàn chỉnh) để so sánh chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật với phương pháp lắp ghép tuần tự; lập tiến độ chi tiết theo sơ đồ mạng xiên hoặc sơ đồ mạng lưới PERT/CPM và bố trí tổng mặt bằng thi công chi tiết (bãi đúc cấu kiện, tuyến đường vận chuyển, bãi tập kết).
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo thực tế cho:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng (Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp) đang thực hiện đồ án môn học Kỹ thuật thi công 2 hoặc đồ án tốt nghiệp chuyên đề thi công lắp ghép.
- Kỹ sư công trường và cán bộ kỹ thuật lập biện pháp thi công (Method Statement) cho các công trình nhà xưởng khung bê tông cốt thép tiền chế hoặc kết cấu công nghiệp tương đương.
- Tham khảo phương pháp tính toán kiểm tra đòn treo thép chữ C, cáp cẩu theo tiêu chuẩn an toàn tải trọng nâng và quy trình tra cứu biểu đồ kỹ thuật dòng cần trục bánh xích RDK-25.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao đồ án chọn phương pháp lắp ghép tuần tự thay vì lắp ghép đồng bộ?
Phương pháp lắp ghép tuần tự được chọn vì cần trục RDK-25 mỗi lượt chỉ cẩu một loại cấu kiện nhất định (đi hết tuyến công trình để lắp móng, sau đó đến cột, dầm, vì kèo...). Phương án này giúp chuyên môn hóa cao thao tác công nhân, chỉ dùng một loại thiết bị treo buộc trong mỗi đợt cẩu, giảm thời gian chuyển đổi cáp cẩu và phát huy tối đa công suất nâng của máy cẩu.
2. Thiết bị treo buộc cẩu dàn vì kèo mái được chọn như thế nào để chống biến dạng dàn?
Vì kèo có nhịp lớn ($15\text{ m}$ và $18\text{ m}$) rất dễ mất ổn định khi cẩu. Tác giả thiết kế đòn treo bằng 2 thanh thép định hình C33 ghép đôi có mômen kháng uốn $W = 484\text{ cm}^3$, kết hợp 4 nhánh dây cáp nghiêng $45^\circ$ có đường kính $d = 20 - 24\text{ mm}$ và khóa bán tự động. Đòn treo truyền lực nâng trực tiếp vào các nút mắt dàn để loại trừ ứng suất uốn nguy hiểm trong các thanh cánh.
3. Thông số kỹ thuật của cần trục RDK-25 khi lắp dựng panen mái là gì?
Khi lắp panen mái ở vị trí cao nhất và xa nhất, cần trục RDK-25 được cấu hình với chiều dài tay cần chính $L = 17.5\text{ m}$ gắn thêm mỏ phụ $l = 5\text{ m}$, bán kính nâng móc cẩu làm việc $R = 12\text{ m}$, tại mỗi vị trí đứng máy cẩu được 2 tấm panen mái.
4. Quy định về cố định vĩnh viễn mối nối chân cột vào cốc móng như thế nào?
Sau khi căn chỉnh tim trục (sai số $\le 5\text{ mm}$) và cao trình vai cột (sai số $\le 10\text{ mm}$), chân cột được chèn bằng bê tông/vữa xi măng không co ngót có mác cao hơn mác bê tông cột và móng tối thiểu $20%$. Nếu dùng nêm gỗ định vị tạm thời, phải chèn bê tông 2 lần (lần 1 đổ dưới nêm, chờ đạt $50%$ cường độ thì rút nêm gỗ ra và đổ lần 2 đầy mặt cốc móng).
Kết luận
Đồ án "Kỹ thuật thi công 2" của tác giả Huỳnh Minh Dương đã hoàn thành đầy đủ các nội dung tính toán cơ sở kỹ thuật từ xác định trọng lượng cấu kiện, kiểm tra đòn treo, chọn đường kính cáp cẩu đến lựa chọn thông số cần trục bánh xích RDK-25. Các quy trình thi công lắp ghép 6 hạng mục cấu kiện nhà công nghiệp 1 tầng 3 nhịp được mô tả rõ ràng, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật về định vị, giằng tạm và hoàn thiện mối nối ướt. Kết quả tính toán trong đồ án phản ánh đúng trình tự công nghệ và tiêu chuẩn an toàn lao động trong xây dựng công trình công nghiệp.
