MỤC LỤC
MỤC LỤC………………………………………................…………......…...1
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................2
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA THIẾT BỊ..............................3
1.1. Giới thiệu chung................................................................................3
1.2. Kết cấu và hoạt động.......................................................................13
1.2.1. Kết cấu chung và hoạt động chung..............................................13
1.2.2. Các bộ phận chính.......................................................................14
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ CỦA RÔ BỐT ÉP CỌC VÁN THÉP............18
2.1. Ứng dụng thực tế............................................................................18
2.2. Tổ hợp máy thi công........................................................................22
2.3. Các bước công nghệ thi công chính của máy.................................23
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................32
LỜI NÓI ĐẦU
Nền tảng để Việt Nam hội nhập với nền kinh tế thế giới là phải xây dựng được cơ sở hạn tầng thiết yếu đảm bảo về chất và lượng. Điều này tạo cơ hội cho máy móc thiết bị ở nước ta ngày càng đa dạng. Một yêu cầu đặt ra là đòi hỏi những kĩ sư máy phải biết vận dụng sáng tạo công nghệ hiện đại của các nước tiên tiến vào tình hình cụ thể của Việt Nam sao cho đạt hiệu quả kinh tế kĩ thuật cao nhất.
Trong thời gian gần đây, đất nước ta đã có nhiều chuyển biến tốt đẹp, nền kinh tế nước ta hội nhập với nền kinh tế thế giới. Trong quá trình phát triển sẽ xuất hiện nhiều trung tâm chính trị, kinh tế, xã hội như TP Hồ Chí Minh hoặc thủ đô Hà Nội. Cùng với đó là sự phát triển dân số, tập trung dân cư, do vậy vấn đề giải quyết cơ sở hạ tầng là rất bức thiết. Để thi công một công trình cần kỹ thuật của nhiều ngành khác nhau, trong đó ngành Cơ khí Máy Xây Dựng chiếm tầm quan trọng không nhỏ. Hiện tại, yêu cầu đặt ra rất khắt khe, việc xây dựng không những đòi hỏi tiến độ, mà còn đòi hỏi mức độ an toàn cho bản thân công trình và các công trình xung quanh.
Các công trình xây dựng lớn hiện nay thì việc gia cố nền móng là rất quan trọng. Cấu tạo của nền sau khi đào, đắp, đầm...thường không đồng nhất và khả năng chịu áp lực nhỏ; vì vậy trong công tác xây dựng nhà cao tầng (mang tính vĩnh cửu) và xây dựng cầu, đập nước, ống khói, vv... người ta phải xử lý móng. Một trong các cách xử lý nền móng vừa kinh tế lại vừa đảm bảo độ bền vững của công trình là dùng phương pháp ép cọc..
Dưới sự phân công nhiệm vụ “Phân tích kết cấu và nguyên lý của Robot ép cọc ván thép”. Trong quá trình làm đồ án thì em nhận được sự hướng dẫn, chỉ dẫn tận tình của các thầy giáo bộ môn và đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn : TS…………… đã giúp em hoàn thành được đồ án đúng thời điểm.Trong quá trình làm không tránh được sự thiếu sót nên mong nhận được thêm sự hướng dẫn của các thầy .
Em xin chân thành cảm ơn!
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA THIẾT BỊ
1.1. Giới thiệu chung
- Cọc ván thép được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1908 tại Mỹ trong dự án Black Rock Harbour, tuy nhiên trước đó người Ý đã sử dụng tường cọc bản bằng gỗ để làm tường vây khi thi công móng mố trụ cầu trong nước. Bên cạnh gỗ và thép, cọc bản cũng có thể được chế tạo từ nhôm, từ bê tông ứng lực trước. Tuy nhiên với những ưu điểm vượt trội, cọc ván thép vẫn chiếm tỉ lệ cao trong nhu cầu sử dụng.
- Ngày nay, trong lĩnh vực xây dựng, cọc ván thép (các tên gọi khác là cừ thép, cừ Larssen, cọc bản, thuật ngữ tiếng anh là steel sheet pile) được sử dụng ngày càng phổ biến.
- Tuy nhiên, nhiều người không hiểu sâu, biết rõ về cọc ván thép và những ứng dụng của nó mang lại hết cho công trình của mình nên không tận dụng được tối đa những lợi ích mà cừ larsen có thể mang đến trong thi công.
- Cừ larsen hay còn gọi là cọc ván thép, là sản phẩm được sử dụng trong xây dựng có nhiều hình dạng khác nhau như U, V, W. Với chất liệu thép đặc, trọng lượng nhẹ, khả năng chịu lực tốt nên cừ larsen được ứng dụng nhiều trong xây dựng. Thiết kế cừ larsen có các khớp nối có liên kết với nhau tạo nên một mối vô cùng vững chắc nên nó được sử dụng trong việc chắn nước, chắn đất cho nhiều công trình xây dựng.
* Thi công cừ bằng biện pháp ép tĩnh:
- Với biện pháp này thời gian thi công cừ có thể kéo dài từ 6h đến 23h, ngoài ra bao gồm các máy móc và dụng cụ đi kèm như cẩu lốp chuyên dụng sức nâng 25 Tấn và máy ép tĩnh có lực ép từ 70 Tấn đến 150 Tấn
Sử dụng từ 1 đến 2 máy ép thuỷ lực để thi công công trình theo bản vẽ thi công
- Nếu công trình thi công xen kẽ với các công trình bên cạnh thì phải bố trí nhịp nhàng để tránh ảnh hưởng đến tiến độ thi công của công trình bên cạnh
- Độ thẳng của cừ có sai số trong khoảng cho phép là từ 0-1% và đầu cừ phải nghiêng ra ngoài công trình
* Thi công ép cọc cừ larsen bằng biện pháp sử dụng búa rung:
- Với biện pháp này thì thời gian thi công ép cọc cừ larsen có thể được rút ngắn hơn, tuy nhiên phải cần đến nhiều công cụ máy móc như: Cần trục xích có sức nâng 30 tấn, cần trục bánh xích sức nâng 35 Tấn, búa rung điện công suất 75KW- 90KW, búa rung thuỷ lực 17 Tấn, máy pháp điện 300KVA
- Cọc Cừ Thép được sản xuất với nhiều hình dạng, kích thước khác nhau với các đặc tính về khả năng chịu lực ngày càng được cải thiện. Ngoài dạng cừ chữ U, Z thông thường còn có loại mặt cắt ngang Omega (W), dạng tấm phẳng (Straight Web) cho các kết cấu tường chắn tròn khép kín, dạng hộp (box pile) được cấu thành bởi 2 cọc U hoặc 4 cọc Z hàn với nhau.
- Ứng dụng :
Từ lâu cừ larsen đã được sử dụng khá phổ biến trong ngành xây dựng và sản phẩm còn được xem là một vật liệu không thể thiếu trong công nghiệp đóng tàu, chắn đề, xây dựng hầm, cầu đường.Với khả năng chịu tải trọng động cao, dễ thấy cọc ván thép rất phù hợp cho các công trình cảng, cầu tàu, đê đập, ngoài áp lực đất còn chịu lực tác dụng của sóng biển cũng như lực va đập của tàu thuyền khi cặp mạn.
* Các biện pháp an toàn khi thi công cừ:
Trong quá trình thi công đặc biệt quan tâm tới vấn đề an toàn tại công trường để giảm thiểu tốt đa những rủi ro cần triển khai những điều sau:
- Trước khi thi công kiểm tra, kiểm định tất cả các máy móc thiết bị đủ và đạt tiêu chuẩn.
- Phối hợp với chủ đầu tư và đơn vị phục trách, chuẩn bị hướng di chuyển để đảm bảo cho máy móc di chuyển trong quá trình thi công được an toàn.
- Chỉ được dùng khi búa đó ổn định trên cọc.
- Lúc đầu chỉ được phép rung với tần số thấp để khi cọc xuống ổn định rồi mới được tăng dần lực rung của búa.
- Đóng xong một cọc khi di chuyển máy đến vị trí cọc mới phải chú ý đến nền đất tránh hiện tượng nền đất bị sụt, lún làm nghiêng máy, lật máy.
1.2. Kết cấu và hoạt động
1.2.1. Kết cấu chung và hoạt động chung
Công nghệ ép cừ larsen bao gồm một robot ép cừ và một bộ nguồn. Phần thân chính của robot ép cừ chứa một xi lanh thủy lực mạnh giúp truyền động hiệu quả cọc ván xuống đất và đẩy cọc ván đúc sẵn khỏi mặt đất trong khi các kẹp bám chặt vào các cọc đã được lắp đặt trước đó. Bộ nguồn có một máy bơm thủy lực hạng nặng hoạt động bằng nhiên liệu diesel. Tất cả được một người điều khiển bằng một bộ máy phát sóng điều khiển.
1.2.2. Các bộ phận chính
Các bộ phận chính của một robot ép cọc như hình 1.10.
a. Chế độ tiêu chuẩn:
Trong điều kiện làm việc bình thường, máy có thể hoạt động chỉ với một cần trục để đóng cọc. Khi cọc được ép vào đã đủ ổn định, robot sẽ nhả các kẹp của nó ra khỏi cọc và sử dụng cọc này để tự nâng lên và di chuyển về phía trước. Hệ thống tự di chuyển này loại bỏ nhu cầu hỗ trợ của cần trục như trong các hoạt động đóng cọc thông thường.
c. Chế độ nghiền (máy được trang bị thêm một bộ máy khoan):
Trong một số điều kiện mặt đất nhất định, có thể có sỏi và đá, tạo ra điều kiện đóng cọc rất khó khăn. Máy được trang bị một máy khoan cọc tích hợp để cho phép sử dụng phương pháp ép vào trong nền đất cứng, nơi phun nước không hiệu quả.
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ CỦA RÔ BỐT ÉP CỌC VÁN THÉP
2.1. Ứng dụng thực tế
Cọc ván thép - cừ Larsen không chỉ được sử dụng trong các công trình tạm thời mà còn có thể được xem như một loại vật liệu xây dựng, với những đặc tính riêng biệt, thích dụng với một số bộ phận chịu lực trong các công trình xây dựng.
Tùy theo mức độ tải trọng tác dụng mà tường chắn có thể chỉ dùng cọc ván thép hoặc kết hợp sử dụng cọc ván thép với cọc ống thép (steel pipe pile) hoặc cọc thép hình lòng máng (King pile) nhằm tăng khả năng chịu mômen uốn.
Trong thiết kế và thi công thì loại cọc ván thép này cần được xét các yếu tố khác nhau về lực tải ngang, dọc, yếu tố chống cháy, chống nước,… để lựa chọn hình dáng, bề dày,..tùy theo công trình.
Các ván thép dạng này có thể được dùng độc lập hoặc kết hợp với các loại cọc khác nhắm tạo nên sự chắc chắn tối đa cho công trình.
Trên thị trường các loại cừ larsen này cũng rất đa dạng về hình dáng, kích thước (bề rộng bản, chiều cao,độ dày) thuận lợi cho việc chọn loại phù hợp.
2.2. Tổ hợp máy thi công
Tổ hợp máy thi công bao gồm :
- Cẩu lốp chuyên dụng:
+ Nhãn hiệu: Cẩu Cobelco từ 16-25 tấn hoặc cẩu Kato từ 16 đến 25 tấn.
+ Sức Nâng: từ 16 tấn đến 25 tấn.
+ Nước sản xuất: Nhật bản
- Máy ép cừ tĩnh (robot ép tĩnh)
+ Nhán hiệu: Giken FT70, Giken Silent Piler KGK80-C4 hoặc Giken Silent Piler KGK130-C4.
+ Lực ép đầu cọc: Từ 70 tấn đến 130 tấn.
+ Nước sản xuất: Nhật bản.
+ Nguồn điện: 380V - mô tơ 45KW.
2.3. Các bước công nghệ thi công chính của máy
- Cần sử dụng từ 1 đến 2 máy ép cừ thuỷ lực (Có thông số trên) để thi công công trình bản vẽ biện pháp thi công và phần cẩu phục vụ ép cừ di chuyển trên đường tạm.
- Do công tác thi công xây dựng xen kẽ nên phải bố trí nhịp nhàng để tránh việc thi công ảnh hưởng đến nhau dẫn đến chậm tiến độ công trình.
- Độ thẳng đứng của cây cừ larsen có sai số trong khoảng từ 0-1% và đầu cừ nghiêng ra phía ngoài công trình. Độ thẳng đứng của cây cừ trong quá trình ép được căn chỉnh bằng máy và chúng tôi sẽ sử dụng quả rọi để xác định độ thẳng đứng của cừ.
a. Thi công ép cọc:
* Bước 1: Bước đầu tiên, xác định vị trí đóng cọc và đánh dấu rồi thi công chống cừ. Vị trí đóng cọc phải được xác định đúng theo như bản vẽ thiết kế. Khoảng cách đóng cọc phải chính xác, giao nhau với các trục phân bố trong đài móng.
Tập kết các dụng cụ, máy móc ép cọc ván thép đến khu vực thi công như cọc cừ, robot ép cọc, máy hàn và các vật liệu phụ trợ khác. Kiểm tra và vận hành máy móc trước khi tiến hành thi công để đảm bảo máy móc luôn trong tình trạng sẵn sàng.
* Bước 2: Thi công ép:
- Đặt đế và robot vào vị trí ép đầu tiên và chất tải.
- Đặt máy vào đế, cẩu cừ cho vào đầu kẹp và tiến hành ép cừ larsen đầu tiên đến chiều sâu quy định.
- Máy ép thanh cọc cừ thứ 2 và xác định mức chịu tải của cọc.
- Nâng bộ phận đầu bò của máy lên và dừng lại ở vị trí cái kẹp cọc thấp hơn đầu cọc.
b. Thi công nhổ cọc:
Thi công nhổ: Phần nhổ làm ngược lại so với phần ép.
* Bước 1: Đặt máy vào vị trí cây cuối cùng ở quá trình ép ban đầu để nhổ ngược lại.
* Bước 2: Tiến hành nhổ cây đầu tiên và xác định mức chịu tải của cọc.
* Bước 3: Nâng thân máy lên và dừng lại ở vị trí cái kẹp cọc thấp hơn đầu cọc.
* Bước 7: Điều chỉnh chân máy tương ứng với hàng cừ, để đặt máy xuống cọc cừ từ từ.
* Bước 8: Tiếp tục nhổ cây cừ lên.
* Bước 9: Nhổ các cây cừ khác tương tự.
* Một số lưu ý khi thi công ép cọc cừ larsen:
Để quá trình thi công ép cọc cừ Larsen được diễn ra suôn sẻ và an toàn thì mỗi công đoạn đều phải được chuẩn bị kỹ lưỡng. Khâu chuẩn bị máy móc thiết bị cần phải chú ý kiểm tra cẩn thận. Xem máy móc có hoạt động tốt hay không, nếu có vấn đề thì thay đổi và bảo hành ngay. Các hệ thống điện, hệ thống đèn thắp sáng và các công trình phụ trợ khác cũng phải được kiểm tra chắc chắn, an toàn rồi mới tiến hành thi công ép cọc cừ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. https://www.giken.com/en/wp-content/uploads/combi-gyro_wall_tube-z_vol- 2_construction.pdf
2. https://www.giken.com/en/press-in_method/press-in-procedure/
3. http://kingtai.com.vn/tin-tuc-su-kien/tin-trong-nganh/sheet-pile-cu-larsen-la- cu-gi.html
4. http://coccuvangchong.vn/vi/kham-pha-bien-phap-thi-cong-cu-larsen-bang- phuong-phap-tinh/
5. https://xaydungpro.com/thi-cong-ep-cu-larsen/
6. https://www.giken.com/en/wp-content/uploads/silentpiler_f101.pdf
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"