Hướng dẫn đồ án kỹ thuật thi công bê tông toàn khối nhà nhiều tầng/Biện pháp thi công móng nhà

Đào đất bằng máy đào gầu nghịch

kỹ thuật đào đất và đổ đất lên ô tô tải của máy xúc gầu nghịch, làm việc theo sơ đồ đào ngang.

kỹ thuật đào đất và đổ đất lên ô tô tải của máy xúc gầu nghịch, làm việc theo sơ đồ đào dọc.

Máy xúc gầu nghịch có thể làm việc với 2 sơ đồ đào, gần giống như máy xúc gầu thuận, là:

• Đào ngang, giống với đào ngang của máy đào gầu thuận, áp dụng khi bề rộng khoang đào (hố đào chạy dài) không lớn vượt quá bán kính đào lớn nhất (tức là bán kính cho phép) của máy xúc nghịch. Trong sơ đồ này, máy đứng trên một phía bờ hố đào và chạy dọc bên cạnh hố đào (hướng di chuyển song song với hố đào). Bộ phận công tác (tay cần và gầu đào) cùng với phần cabin phía trên mâm quay, xoay ra theo hướng vuông góc với hướng di chuyển của máy và chiều dọc khoang đào, đào theo chiều ngang hố. Đất đào được đổ về phía sau hướng di chuyển của máy xúc nghịch khi đổ đất lên bờ, hay vào thùng của ô tô tải (góc quay máy giữa vị trí đào xa nhất và vị trí đổ là khoảng ≥ 90^o). Sơ đồ đào ngang, nhìn chung, hạn chế hơn sơ đồ đào dọc, do diện bề rộng khoang đào nằm trong khoảng phân bố hẹp hơn (< R_max) so với đào dọc, và góc quay máy giữa đào-đổ là lớn ≥ 90^o nên năng suất thấp hơn sơ đồ đào dọc (loại sơ đồ có thể có thể giảm góc quay máy giữa đào và đổ tới khoảng 60^o).
• Đào dọc (đào đối đỉnh), gần giống với đào dọc của máy đào gầu thuận, máy đào đứng ở vị trí đường trục (chính giữa) của khoang đào sẽ được đào và chạy dọc theo hướng chiều dài của khoang đào, đổ đất sang hai bên bờ, hay lên ô tô tải đỗ ở hai bên máy đào. Tuy nhiên, khác với máy đào gầu thuận là: do đào đất ở hố thấp hơn máy, máy đào gầu nghịch đào dọc thường móc dần phần đất nền nơi máy đào đứng nên khi di chuyển thì máy chạy dật lùi chứ không tiến như máy đào gầu thuận. Bề rộng khoang đào về lý thuyết có thể mở rộng tối đa tới 2 lần bán kính đào lớn nhất R_max, khi quay máy đào 90^o sang cả hai bên. Tuy nhiên, việc đào với khoang đào rộng tối đa như vậy làm mất ổn định cho vùng nền đất tại vị trí máy đứng, có thể làm máy lật xuống hố đào. Nên trong thực tế, kích thước khoang đào dọc của máy đào gầu nghịch B_kđ nên nằm trong khoảng (1,42-1,73)R_max, lần lượt tương ứng với góc mở tay cần khi đào sang mỗi phía bên hông máy đào là 45^o-60^o, cũng lần lượt tương ứng với góc quay máy khi đổ sang mỗi bên là khoảng 60^o-75^o. Bề rộng khoang đào dọc của máy đào gầu nghịch hợp lý nhất là bằng 1,42R_max, tương ứng với góc mở tay cần khi đào sang mỗi bên hông máy là 45^o, khối lượng đất đào được tại một vị trí là khoảng trung bình không quá nhỏ. Nhưng máy đào làm việc đạt năng suất, do có thể bố trí vị trí đổ đất lên bờ hay lên ô tô (vị trí ô tô đỗ) hợp với phương trục hố đào (cũng là trục di chuyển của máy đào) một góc khoảng 60^o < 90^o, làm giảm thời gian mỗi chu kỳ đào-đổ của máy đào gầu nghịch.

Dung tích gầu đào của máy đào gầu nghịch thường nhỏ, bằng khoảng nửa so với máy đào gầu nghịch cùng công suất động cơ. Đối với máy đào gầu thuận, thì xe ô tô tải hợp lý có dung tích thùng xe chứa được từ 3-5 gầu đào thuận. Sự phối hợp về mặt dung tích giữa máy đào gầu nghịch với xe ô tô tải hợp lý là xe tải nên chọn là loại có dung tích thùng xe chứa được khoảng từ 6-9 gầu đào của máy đào gầu nghịch.

Năng suất của máy đào gầu nghịch có thể được ước tính (với đơn vị tính là: m³ đất xới rời tơi xốp/8 giờ) theo công thức:

N=(8*(S_ChuKỳ*K_{ĐộSâu-GócQuay}*K_ThờiGian))*(V_gầu*K_ĐầyGầu)

Trong đó:

• S_ChuKỳ là Số chu kỳ (đào-đổ) tiêu chuẩn của máy xúc gầu nghịch thủy lực, tra theo Bảng 2. (chu kỳ/giờ)
• K_{ĐộSâu-GócQuay} là Hệ số xét đến ảnh hưởng, của độ sâu đào thực tế cùng với góc quay máy từ nơi đào đến nơi đổ, tới năng suất làm việc của máy đào gầu nghịch, tra theo Bảng 3.
• K_ThờiGian là Hệ số sử dụng thời gian, hay còn gọi là hệ số hiệu quả công việc.
• V_gầu là Dung tích của gầu đào chứa đầy đất tơi xốp đã được đào. (m³ đất xới rời tơi xốp)
• K_ĐầyGầu là Hệ số múc đầy gầu hay còn gọi là hệ số đầy vơi, phụ thuộc vào loại đất được đào, tra theo Bảng 1.
• Mỗi ca công tác tiêu chuẩn của máy đào là 8 giờ.

Khi tính năng suất theo khối lượng đất liền thổ được đào đi (đơn vị tính là m³ đất liền thổ/Ca công tác), thì công thức tính năng suất phải được chuyển đổ với hệ số độ tơi ban đầu của đất đào, như sau:

N_{ĐấtLiềnThổ} = N / ρ_o

trong đó ρ_o là hệ số độ tơi ban đầu của đất xới rời tơi xốp vừa được máy đào lên.

Có thể quy đổi số chu kỳ đào-đổ trong mỗi giờ như sau: (S_ChuKỳ*K_{ĐộSâu-GócQuay}) = 3600/T_ck

trong đó T_ck là thời gian thực hiện một chu kỳ công tác trung bình thực tế của máy đào, (đơn vị tính là: giây), bao gồm các thời gian đào đất, quay máy từ nơi đào đến nơi đổ, đổ đất, quay máy từ nơi đổ về nơi đào, di chuyển máy đào sang vị trí đào mới.

Bảng 1. Hệ số đầy gầu của máy đào, K_ĐầyGầu.

Loại đất của hố đào	Hệ số đầy gầu
Đất thường, đất phù sa	0,80-1,10
Cát sỏi	0,90-1,00
Đất sét cứng	0,65-0,95
Đất sét nhão	0,50-0,90
Đá nổ mìn văng xa	0,70-0,90
Đá nổ mìn om	0,40-0,70

Bảng 2. Số chu kỳ công tác (đào-đổ) tiêu chuẩn trong mỗi giờ công tác của máy đào gầu nghịch cơ cấu thủy lực, S_ChuKỳ.

Loại đất của hố đào	Cỡ máy đào gầu nghịch theo dung tích gầu
	Máy đào gầu nghịch loại đầu kéo bánh lốp (wheel tractor)	Máy đào gầu nghịch loại nhỏ (≤ 0,76 m3)	Máy đào gầu nghịch loại vừa (0,94-1,72 m3)	Máy đào gầu nghịch loại lớn (≥ 1,72 m3)
Loại đất mềm (cát, sỏi, đất phù sa)	170 (chu kỳ/giờ)	250 (chu kỳ/giờ)	200 (chu kỳ/giờ)	150 (chu kỳ/giờ)
Loại đất cứng vừa (đất thường, đất sét mềm)	135 (chu kỳ/giờ)	200 (chu kỳ/giờ)	160 (chu kỳ/giờ)	120 (chu kỳ/giờ)
Loại đất cứng (đất sét cứng, đá)	110 (chu kỳ/giờ)	160 (chu kỳ/giờ)	130 (chu kỳ/giờ)	100 (chu kỳ/giờ)

Bảng 3. Hệ số ảnh hưởng, của độ sâu đào và góc quay máy từ nơi đào đến nơi đổ, tới năng suất của máy đào gầu nghịch, K_{ĐộSâu-GócQuay}.

Độ sâu đào so với chiều sâu đào lớn nhất của máy	Góc quay máy từ nơi đào đến nơi đổ
	45o	60o	75o	90o	120o	180o
H = 30%Hmax	1,33	1,26	1,21	1,15	1,08	0,95
H = 50%Hmax	1,28	1,21	1,16	1,10	1,03	0,91
H = 70%Hmax	1,16	1,10	1,05	1,00	0,94	0,83
H = 90%Hmax	1,04	1,00	0,95	0,90	0,85	0,75

Thông số các họ máy đào gầu nghịch HD800v2, hãng Kato.

N_o = (8*(S_ChuKỳ*K_{ĐộSâu-GócQuay}*K_ThờiGian))*(V_gầu*K_ĐầyGầu/ρ_o) = (8x(200x1,26x(50/60)))x((0,8x0,95)/1,25) = (8x(200x1,26x0,8333))x(0,8x0,95)/1,25 = 1021,440 [m3/ca]