Đồ án Thiết kế thi công cống ngầm hồ chứa Xuân Bình(Đề2) Đại học bách khoa TPHCM

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG
1. Tài liệu cơ bản:
1.1. Bản vẽ thuỷ công cống ngầm-Hồ chứa Xuân Bình.
1.2. Vật liệu.
TT Thông số Cát Đá Xi măng
1
γ
a
(T/m
3
)
2.50 2.65 3.15
2
γ
o
(T/m
3
)
1.70 1.65 1.35
3
W

(%) 4.5 1.5 0
1.3. Mác bê tông và xi măng dùng.
STT
Bê tông lót Bê tông CT chính
Mác Bê tông Mác Xi măng Mác Bê tông Mác Xi măng
3 M100 M200 M250 M300
- Bê tông lót dày 15cm, bê tông tấm lắp cống dày 15cm.
1.4. Vật liệu làm ván khuôn.

-Gỗ: Ván mặt dày 3cm, nẹp ngang dùng 10x10cm, nẹp dọc dùng 15x15cm và γ
gỗ
=1.2 T/m
3
.
- Thép: Ván mặt dày 0.5cm, nẹp ngang dùng thép C100, nẹp dọc dùng thép 2C100
và γ
thép
=7.80 T/m
3
.
2. Nội dung tính toán:
2.1. Xác định khối lượng XD công trình, phân khoảnh, phân đợt đổ bê tông:
2.1.2. Khối lượng XDCT:
Khi bóc tách khối lượng bê tông thường tính theo các khối đổ (được giới hạn bởi
các khe hoặc khớp nối) của hạng mục công trình, tính cả khối lượng đá xây (nếu có);
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 1 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
T
T
Hạng
mục
Hình dạng và kích thước
Diễn giải tính
khối lượng
Khối
lượng
(m
3

)
Mác
BT
Ghi
chú
1
Cửa
vào
2(1.8*0.4*1)+
2((1+2.14)/2*8*0
.4)+
((5.08+2)/2*5*0.
3+(0.3
2
+0.3*0.3/
2)5.08+(0.3
2
+0.3
2
/2)2
17.617 250
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 2 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
2 Cửa
cống
2.84*2.3*2.6-
2.41*1.5*2.6+(0.
3*0.3+0.3*0.3/2)
*2.3

7.715 250
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 3 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
3 Cống
ngầm
(2.4*2.3-
1.6*1.5)7.8
24.336 250
4 Cống
ngầm
[(2.4*2.3-
1.6*1.5)12]*5
187.2 250
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 4 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
5 Cống
ngầm
92.4*2.3-
1.5*1.6)*7.2+0.1
*2.3*1.5
22.81 250
6 Cống
ngầm
tại v ị
trí tháp
van
(2.8*2.3+1.6*1.5
)*8-2*1.5*0.4

31.12 250
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 5 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
7 khớp
nối
[(0.6*0.3+0.3*0.
3)*2.9*2+(0.6*0.
3+0.3*0.3)*2.4*
2]*7
20.034 250
8 bậc
nước
i = 0.0
([1.5*0.7+(0.5+1.
5)/2*4]*2.8+(0.4
*2.8+2*1*0.4)*8
.55+
[(2.5+3)/2*3*0.4
*2]+
[(2+2.5)/2*1.6*0.
4*2])*10
357.95 250
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 6 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
9 BT lót 2.3*0.15*91.6+2.
8*0.15*85
67.302 100
10 tháp

van
(5*2.7-
3.6*1.5)*8+
[(0.3+0.6)/2*1*(
3+9.5)]+
(4.4*2.1-
3.6*1.5)3.34
83.25 250
Tổng: - Khối lượng bê tông M200: 689.123 m
3
- Khối lượng bê tông M100: 52.546 m
3
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 7 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
2.1.3. Phân khoảnh đổ: Ghi ký hiệu khoảnh trên bản vẽ.
Khoảnh đổ bê tông là vị trí đổ bê tông tại đó có cốt thép và ván khuôn đã lắp dựng.
Kích thước khoảnh đổ được giới hạn bởi các khe thi công và khe kết cấu.
2.1.4. Phân đợt đổ: Dựa vào các khoảnh đổ, kết cấu cống và sao cho cường độ mỗi đợt
gần bằng nhau hoặc Parabol lồi.
Đợt đổ bê tông là khối lượng bê tông được đổ liên tục trong một khoảng thời gian
nhất định. Một đợt đổ có thể đổ 1 hay một số khoảnh đổ.
Mỗi đợt đổ gồm:
- Xử lý tiếp giáp.
- Lắp dựng cốt thép.
- Lắp dựng ván khuôn.
- Đổ bê tông vào khoảnh đổ.
- Dưỡng hộ bê tông và tháo dỡ ván khuôn.
Phân chia khoảnh đổ dựa trên nguên tắc sau:
- Cường độ thi công gần bằng nhau để phát huy khả năng làm việc của máy và đội thi

công.
- Các khoảnh trong cùng một đợt không quá xa nhau để tiện cho việc bố trí thi công,
nhưng cung không quá gần gây khó khăn cho việc lắp dựng ván khuôn và mặt bằng thi
công quá hẹp.
- Theo trình tự từ dưới lên trên (trước – sau).
- Tiện cho việc bố trí trạm trộn và đường vận chuyển.
- Tiện cho việc thi công các khe, khớp nối (thông thường 2 khoảnh đổ sát nhau bố trí
ở 2 đợt khác nhau).
Thời gian mỗi đợt đổ kéo dài từ 5-7 ngày ( Cứ 5-7 đơn vị thời gian chuẩn thì có 1 đơn
vị thời gian đổ bê tông).
Số đợt đổ được tính theo công thức:
T
M
N ≤
(đợt)
Với: N - Là số đợt đổ bê tông.
M – Là tổng số ngày thực tế thi công.
T – Số ngày đổ bê tông 1 đợt.
Số ngày thực tế thi công có thể chọn phụ thuộc vào giai đoạn thi công:
- Mùa khô : 22-26 ngày/tháng.
- Mùa mua : 14-16 ngày/tháng.
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 8 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
TT
Đợt
đổ
Khoảnh đổ
Khối lượng
BT thành

khí (m
3
)
Khối
lượng vữa
BT (m
3
)
Thời
gian đổ
(kíp)
Cường độ
đổ BT
(m
3
/h)
1 I I 67.302
68.985 6 3.8325
2 II II
1,
II
2,
II
3,
II
4,
II
5,
II
6,

II
7,
82.852
84.923 6 4.718
3 III III
1,
III
2,
III
3,
III
4,
III
5,
III
6,
III
7,
III
8,
84.81
86.930 6 4.829
4 IV IV
1,
IV
2,
IV
3,
IV
4,

IV
5,
IV
6,
IV
7,
IV
8,
88.82
91.041 6 5.058
5 V V
1,
V
2,
V
3,
V
4,
V
5,
V
6,
V
7,
V
8.
95.998
98.398
6
5.467

6 VI VI
1,
VI
2,
VI
3,
VI
4,
VI
5,
VI
6,
VI
7,
V
8.
112.521
115.334
7
5.492
7 VII VII
1,
VII
2,
VII
3,
VII
4,
VII
5,

VII
6,
106.68
109.347 7 5.207
8 VIII VIII
1,
VIII
2,
VIII
3,
VIII
4,
VIII
5,
VIII
6,
83.226
85.307 6 4.739
9 IX IX
1,
IX
2,
IX
3,
IX
4,
IX
5,
IX
6,

47.28
48.462 4 4.0385
10 X X
1,
X
2,
X
3,
X
4,
34.425
35.286 4 2.941
Với : 1kíp = 4giờ . Một tháng bố trí 5 đợt đổ. Mỗi đợt kéo dài 6 ngày. Đổ BT trong
1 ngày làm việc 6kíp. Một đợt đổ tối đa là 10 kíp. Mỗi kíp chỉ có 3 giờ là đổ BT tông còn 1
giờ làm công tác chuẩn bị, nghiệm thu
V
vữa
=1.025V
thành khí
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 9 -
N MễN HC THI CễNG THIT K THI CễNG CNG NGM
BIU CNG Bấ TễNG
- Chn cng thit k: Q
TK
=Q
Max
=5.492 m
3
/h (tho món tt cỏc cỏc t).

2.1.5. Bng d trự vt liu: ( Tra nh mc Vt t XDCB)
- Mc ớch: T khi lng bờ tụng cn ngi ta tớnh toỏn lng vt liu cn thit
cú phng ỏn chun b vt liu (khi lng cn mua, k hoch mua, bói tp kt, kho
cha.) cho tng t hay ton b cụng trỡnh.
Căn cứ vào định mức vật t trong kiến thiết thiết kế cơ bản với xi măng PC400 ta có:
ST
T
Mác bê
tông
Định mức cho 1 m
3
bê tông Dự trù
Cát(m
3
) Đá (m
3
) XM(kg) Cát(m
3
) Đá(m
3
) XM(kg)
1 100 0,484 0,868 228 18,03 32,33 8493
2 250 0,466 0,847 293 373,56 678,98 234877,59

391,59 711,31 243370,59
2.2. Tớnh toỏn thit k vỏn khuụn
I. Vỏn khuụn ng (thộp)
GVHD: Trn Vn Ton SVTH: Quang Tựng_44C4
- 10 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM

505050
30
40
50
30
t
Chọn kích thước sơ bộ ván khuôn : a = 50(cm) ; b = 40(cm) ; c = 30(cm).
1.1.Các lực tác dụng ngang lên ván khuôn :
Ta có A- Áp lực ngang của bê tông lỏng : p=P
đ
+ γR.
P
d
áp lực do đổ bê tông hay đầm bê tông gây ra : P
d
=200daN/m
2
Chiều cao sinh áp lực ngang ( Đổ bê tông lên đều )
P
=
t 1
b
d
.t
H
F



t

P
- Năng suất thực tế vận chuyển bê tông
t
Π
=Q
ttế
=18,65(m
3
/h).
t
1
- Thời gian ninh kết ban đầu của xi măng t
1
=1,5(h).
F
đ
- Diện tích khoảnh đổ (m
2
)
Do đổ theo phương pháp đổ đều từng lớp H=0,8m
Mặt khác R : bán kính tác dụng của đầm (30
¸
40)cm < H chiều cao vành đổ
Ta có sơ đồ tính áp lực ngang : chọn R=0,35m
p= 200+2500.0,35=1075(daN/m
2
)=10,75(kN/m
2
)
Trong đó γ =2500(daN/m

3
) là trọng lượng riêng của bê tông.

GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 11 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
1.2. Tính lực cho nẹp ngang:
1.2.1. T ính cho ván bản mặt:
Sơ đồ tính : Dầm đơn nhịp tính toán l =0,5(m)
tc
i
q p.b 10,75.0,4 4,3(kN / m)= = =

Ta có tải trọng tính toán:
= = =
tt tc
1 1
q kq 4,3.1,3 5,59(kN / m)
với hệ số vượt tải k=1,3
ql /8
2
l=0,5m
b
t
q
tt
- Theo điều kiện về ứng suất cho phép :
[ ]
2
max

max
x
M
16(kN/ cm )
W
= < =s s
Ta có chiều dày
[ ]
2
6M 6.5,59.0,5 .100 6,55
t
b 8b.16 b
= =³
s
cm
- Chọn chiều dày t =0,5(cm) thì b
³
26,2(cm) Vậy chọn b =40(cm)
- Độ võng dầm f=
4
x
5
ql
384EJ
Trong đó E : môdul đàn hồi của thép E=2,1.10
4
(kN/cm
2
)
J

x
: mômen quán tính J
x
=
3
.
12
b t
=
3
40.0,5
12
=0,417(cm
4
)
Độ võng dầm f=
4
4
tc
4
x
5 5.4,3.50
q l
384EJ 384.2,1.10 .0,417.100
=
≈
0,4(cm)
1.2.2.Tính cho nẹp ngang:
1.2.2.1.Sơ đồ tính:
1.2.2.2. Tải trọng tác dụng :

tc
2
q p.a 10,75.0,5 5,375(kN / m)= = =

Þ

tt tc
2 2
q kq 1,3.5,375 7(kN /m)= = =
- Mặt cắt:
Trong đó b
i
: bề rộng tác dụng của tải trọng lên nẹp b
i
=a=50cm.
Mặt cắt tính toán của nẹp ngang ( kể thêm phần tham gia của ván mặt)
Tra thép định hình thép C100 ta có : J
x
=174(cm
4
) ; F=10,9(cm
2
) ; b=4,6(cm)
với b
0
=b+2.25.δ
vánmặt
=4,6+2.25.0,5=29,6(cm) .
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4

- 12 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
7kN/m
l=1m
ql /8
2
M
x
y
bo
25
δ
25
δ

Ta có biểu đồ mômen của áp lực bê tông lên ván khuôn
M
max
=
2
.
8
q l
=
2
7.1
8
=0,875(kNm) .
Đặc trưng mặt cắt : F = 10,9+29,6.0,5=25,7(cm
2

).
Ta có y
c
=
29,6.0,5.0,25 10,9.5,5
2,48
25,7
cm
+
=
y
c
là khoảng cách từ trục trung tâm đến bề ngoài của bản mặt

⇒
J
x
=
3
2 2 4
29,6.0,5
29,6.0,5.2,23 174 10,9.3,02 340,24( )
12
cm+ + + =

Vậy ta có ứng suất lớn nhất trong thép:

[ ]
2 2
max

max max
x
M 0,875.100
y 8,02 2,06(kN / cm ) 16(kN / cm )
J 340,24
= = = < =s s

Độ võng giữa nẹp ngang f =
4
4
tc
4
x
5 5.5,375.100
q l
384EJ 384.2,1.10 .340,24.100
=
=0,01(cm)

1.3.Tính toán cho nẹp dọc :
1.3.1. Sơ đồ tính : Dựa vào phản lực truyền xuống từ nẹp ngang ta có các lực tác dụng
vào nẹp dọc
1.3.2. Tải trọng tác dụng:
P
tc
=p.a.b=10,75.0,5.0,4=2,15(kN)
P
tt
= kP
tc

=1,3.2,15=2,795(kN)
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 13 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
y
x
2,795kN
25
δ
25
δ
bo
L=2m
M
2,795kNm

Mặt cắt tính toán của nẹp dọc ( kể thêm phần tham gia của ván mặt)
với b
0
=2.b+2.25.δ
vánmặt
=4,6.2+2.25.0,5=34,2(cm) .
Mặt khác ta có đặc trưng mặt cắt :
- F = 34,2.0,5+10,9.2=38,9(cm
2
).
- y
c
=
34,2.0,5.0,25 10,9.2.5,5

3,63
34,2
cm
+
=
y
c
là khoảng cách từ trục trung tâm đến bề ngoài của bản mặt
- J
x
=
3
2 2
34,2.0,5
342.0,5.3,38 174.2 10,9.2.1,87
12
+ + +
=619,95 (cm
4
).
Vậy ta có ứng suất lớn nhất trong thép:

[ ]
2 2
max
max max
x
M 2,795.100
y 6,87 3,3(kN/ cm ) 16(kN/ cm )
J 619,95

= = = < =s s
2. Chọn phương án lắp dựng và tháo dỡ ván khuôn, đà giáo cho khoảnh đổ đại diện.
Thiết kế biện pháp chống đỡ ván khuôn bằng cách treo ván khuôn vào cốt thép khi đổ
tháp van
Biện pháp dung ván khuôn.
Do tháp van khá cao nên ở đây ta sử dụng biện pháp treo ván khuôn vào cốt thép chịu
lực của tháp van. Trước khi đổ bản thành cống ta phải đặt thép cho tháp van, 5 bu lông để
giữ chân ván khuôn đổ tháp van sau này. Chú ý đoạn thép nhô lên so với phần bê tông của
thành cống không được nhỏ hơn 50 cm. Sau đó ta hàn thép nối tiếp cao hơn.
Để tiết kiệm thép giằng, phần còn thấp (<3m) ta kết hợp sử dụng cột gỗ để chống giữ
cho ván khuôn ổn định. Phần cao hơn ta phải tăng cường thép giằng để giữ cho ván khuôn
ổn định.
Bốn mảng ván khuôn tạo hình bốn bên tường tháp van được giữ cố định bằng 8 bu lông
bắt vào dầm chính và 4 thanh thép chống vào dầm chính của ván khuôn. Các tấm ván
khuôn được liên kết với nhau bằng 5 bu lông và 3 bulông bắt vào các dầm biên.
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 14 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
1.Tính toán chọn đường kính bulông
+ Lực tác dụng lên một bu lông bằng
1
4
tổng áp lực ngang tác dụng lên một tấm ván
khuôn :
Pbl =
1075
4
=268,75(daN)
+ Theo điều kiện chịu lực của bulông:
Pbl

≤
[N]
kb
=Fbl*Rkb=
2
*
4
b
k
D
R
π

Trong đó: D - Đường kính phần có ren của bu lông (cm).
Rkb- Cường độ tính toán chịu kéo của bu lông:
Rkb =1700 daN/cm
2
.

4*
*
bl
b
k
P
D
R
π
⇒ =
=

4*268,75
3.14*1700
=0,45(cm)

⇒
Chọn D=0,8 (cm) và Do=1 (cm).
2.Chiều dài bu lông:
Lbl = hdầm
chính
+ Ldầm
phụ
+ Lbản
mặt
+ Lren + Lngập

=12 + 8+ 0.5 + 5 + 20 = 45,5 (cm)
.
3.Tính dây néo
Lực kéo tác dụng lên một dây néo là:
P =
1075
2
=537.5(daN)
Để đảm bảo an toàn thì diện tích của một dây néo phải thỏa mãn:

[ ]
2
N 537.5
F 0.284(cm )
0,9.2100σ

≥ = =
Vậy ta chọn dây néo là thanh thép φ10.

Trình tự lắp dựng ván khuôn như sau:
Do đặc điểm của tháp van và kích thước ván khuôn nên ta chia làm 3 đợt lắp dựng
ván khuôn và đổ bê tông.
Đợt 1: Dựng ván khuôn theo phương đứng và đổ đến độ cao 2.5 m so với đáy tháp
van.
Đợt 2: Tháo dỡ xong ván khuôn đợt 1 đưa lên dựng lắp đợt 2. Ván khuôn cũng được
dựng theo phương đứng và được đỡ bởi các bu lông giữ ván khuôn đổ đợt 1 (Mỗi ván
khuôn tựa trên hai đầu bu lông). Đổ bê tông đến độ cao 5m so với đáy tháp van.(Cánh đỉnh
ván khuôn 20 cm).
Đợt 3: Tháo dỡ xong ván khuôn đợt 2 đưa lên dựng lắp đợt 3. Ván khuôn được dựng
theo phương ngang và cũng được đỡ bởi các bu lông giữ ván khuôn đổ đợt 2 (Mỗi ván
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 15 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
khuôn tựa trên 3 đầu bu lông). Đổ bê tông đến độ cao 7.5 m so với đáy tháp van.(Cánh
đỉnh ván khuôn 30 cm).
Các đợt còn lại tương tự
*Các bước lắp dựng như sau:
1- Đưa ván khuôn vào vị trí đã có bu lông đặt chính xác từ trước, dựng ván khuôn .
2- bắt bu lông giữa các biên ván khuôn với nhau và giữa ván khuôn với đất.
3- Bắt bu lông và đặt thanh thép chống khống chế.
4- Điều chỉnh 2 tường ván khuôn vữa dựng cho chính xác về kích thước và độ
thẳng đứng bằng trắc đạc (quả dọi phải đặt trong nước hoặc dầu để tránh ảnh
hưởng của gió).
5- Chống đỡ bằng cột gỗ (Đợt 1) hoặc giằng có tăng đơ điều khiển (Đợt 2 và 3).
Mỗi tấm ván khuôn phải có 1 giằng nghiêng 1 góc 30
O

- 45
O
.
6- Kiểm tra lại kích thước và độ đứng một lần nữa trước khi đổ.

2.3. Tính toán cấp phối bê tông:
- Mục đích: Xác định thành phần cấp phối cho 1m3 bê tông theo mác thiết kế phù
hợp với điều kiện cát, đá tại hiện trường đảm bảo 2 yêu cầu: Kỹ thuật và kinh tế.
- Theo qui phạm: Với bê tông mác M100 có khối lượng không nhiều thì ta dùng
bảng tra sẵn của TCN D6-78.
Với bê tông có mác lớn hơn M100 phải tính toán cấp phối.
- Tính toán: Theo TCN D6-78.
2.3.1. Bê tông lót:
2.3.1.1. Tra định mức vật tư XDCB.1m
3
BT lót M100 S
n
=3cm, xi măng PC30 được
Xi=207 kg, cát=0.516m
3
=1290kg, đá=0.906m
3
=2400.9kg,nước=175lít
2.3.1.2. Tính cho 1 bao XM.
Xi=50kg, cát =311.59kg, đá = 579.9kg , nước = 42.27 lít
2.3.2. Bê tông công trình chính:
2.3.2.1. Tính cho 1m
3
bê tông theo giáo trình VLXD.
a- Tỉ lệ N/X: Công trình cống lấy nước làm việc trong điều kiện chịu áp lực nước, các bộ

phận ngập nước, Tra bảng 5-20 giáo trình VLXD(ĐHTL) ta có N/X =0,55
b- Xác định tỉ lệ pha trọn trong 1 m
3
bê tông
Với đường kính cốt liệu Dmax=40mm, độ sụt Sn = 30mm. Tra biểu đồ 5-21 giáo
trình VLXD (ĐHTL) lượng nước trong 1m
3
bê tông là 175 (l/m
3
)
*Xác định lượng Xi măng:
Cốt liệu dùng là cát có,γ
cTN
=2,5(T/m
3
),γ
ck
=1,7(T/m
3
),γ
đTN
=2,65(T/m
3
), γ
đk
= 1,65(T/m
3
)
Tỉ lệ N/X= 0,55 Vậy lượng Xi măng
175

318.18( )
0,55
N
X kg
N
X
= = =
*Xác định lượng cát sỏi:
Ta có tỉ lệ cát đá
k
d
k
c
d
D
C
γ
γ
απ
=

GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 16 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
Trong đó: + C/Đ: tỉ trọng cát đá
+ α: Hệ số tăng cát do đầm, với đầm máy lấy α=1,15
+π
đ
: Độ rỗng của đá π
đ

= 1- γ
đk
/γ
đa
Với γ
đk
-Dung trọng khô của đá =1,65(T/m
3
)
γ
đa
- Dung trọng hạt của đá = 2,65(T/m
3
)
→π
đ
= 0,3774
Do đó
447,0
65,1
7,1
.3774,0.15,1
D
==
C
Vậy
447,0
D
=
C

→ C = Đ.0,447
*Theo thể tích tuyệt đối ta có:
Vac + Vađ = 1000 - (VaX + Vanước)
VaX : Thể tích chặt của cát trong 1m
3
bê tông.
Vađ : Thể tích chặt của đá trong 1m
3
bê tông.
VaX : Thể tích Xi măng trong 1m
3
bê tông.
Vanước: Thể tích nứơc trong 1m
3
bê tông.
Vậy Vac + Vađ= 1000 - (Gx/γ
ax
+ Vanước) , γ
ax
= 3,15 (T/m
3
)
Thay số ta có
Vac + Vađ= 1000 - (318/3,15 +175) = 724 ( l )
Ta có :
§+C
γ§.+γC
=
V+V
γ.V+γ.V

=γ
®aac
®aac
®a®aacac
)§+C(a
Với γ
a(C+Đ)
- Dung trọng hạt của cát và đá, đặt
C+§
C
=m

→γ
a(C+Đ)
=m.γ
ac
+ (1-m).γ
ađ
(*)
Thay vào (*) ta có γ
a(C+Đ)
= 0,309.2,5 + (1-0,309).2,65 = 2,604(T/m
3
)
Vậy khối lượng cốt liệu Đá+cát là:
C+Đ = γ
a(C+Đ)
.(Vac + Vađ) = 2,604.0,724 = 1,885 (T/m
3
)

*Lượng cát đá trong 1 m
3
bê tông:
0,447.Đ + Đ = 1885 → Đ = 1302.6 (kg)
→ C = 0,447.Đ = 0,447.1302.6 = 582.3 (kg)
Trong thực tế đá không phải tuyệt đối khô mà có độ ẩm W. Do đố khi trộn bê tông thì
lượng nước giảm đi 1 lượng nước ∆W
-Thể tích đặc tuyệt đối của cát trong 1m
3
bê tông

)(343,0
7,1
5823,0
γ
3
k
c
m
G
V
c
===

- Thể tích đặc tuyệt đối của đá trong 1m
3
bê tông

)(724,0
8,1

303,1
γ
3
k
d
m
G
V
c
===

Ta có độ ẩm: W = Vn/Va ; Với - Vn:Thể tích nước
- Va: Thể tích hạt
Vậy thể nước có trong lượng cát đá thí nghiệm là:
+ Đối với đá Vnđ = 0,015.0,724 = 0,0109 m
3
= 10,9 (l)
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 17 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
+ Đối với cát Vnc = 0,045.0,343 = 0,0154 m
3
= 15,4 ( l )
Vậy trong thực tế lượng cát, đá,nước cần dùng là
- N’ = N - ∑Vn
(C+Đ)
= 175 - (10,9 + 15,4) = 148,7( l )
- Đ’ = Đ + Vnđ = 1302,6 + 10,9 = 1312.5 ( kg )
- C’ = C + Vnc = 582,3 + 15,4 = 597,7 ( kg )
Vậy tỷ lệ X : C : Đ : N trong thực tế cho 1 m

3
bê tông là:
318 : 597,7 : 1312,5 : 148,7 = 1 : 1,879 : 4,127 : 0,468
2.3.2.2. Tính cho 1 bao XM.
Trong thực tế vì vật liệu (XM ) sản xuất đóng bao có khối lượng 50 kg . Và vì khối
lượng công trình lớn dẫn đến khối lượng vật liệu lớn . Ta tính tỷ lệ cấp phối bê tông cho 50
kg xi măng.
Vậy X : C : Đ : N = 50 : 93,95 : 206,35 : 23,38 .
2.4. Xác định khối lượng vật liệu cần thiết để XD công trình:
Loại vật liệu
XM (Kg) Cát (m
3
) Đá (m
3
) Nước (m
3
)
BT lót 14283 35.604 62.514 12.075
BTCT chính 221646 166.64 345.12 103.64
2.5. Nêu và chọn phương án thi công
2.5.1. Phương án thi công:
- Phương án I: Ta vận chuyển cát, đá, xi,tại chỗ mua tới chân công trình tập kết tại
bãi vật liệu bằng ô tô. Dùng xe cải tiến chở cát, đá, xi từ bãi tập kết vật liệu đến trạm trộn.
Sau đó dùng xe cải tiến chở bê tông đến khoảnh đổ. Theo khối lượng của 1 mẻ trộn ta chọn
loại xe cải tiến có dung tích thùng là 150l, dùng đầm dùi để đầm chặt bê tông
- Phương án II: Theo cự ly vận chuyển ta vân chuyển cát, đá, xi,tại chỗ mua tới chân
công trình tập kết tại bãi vật liệu bằng ô tô. Dùng bơm bê tông đẻ vận chuyển đến khoảnh
đổ và dùng đầm dùi để đầm chặt bê tông
ở đây ta chọn phương án I: vì khoảng cách vận chuyển ngắn (L<300m), và mặt băng
thi công cũng tương đối thuận tiện cho vận chuyển bằng xe cải tiến.

2.5.2. Thiết kế trạm trộn Từ bảng tính toán phân đợt đổ tìm ra cường độ thiết kế thi
công bê tông= 6.56 m
3
/h, chọn máy trộn
a- Chọn loại máy trộn bê tông
Việc chọn máy trộn dựa trên các căn cứ :
- Đường kính Dmax của cốt liệu đá , chọn Dmax=40mm
- Cường độ bê tông thiết kế
- Điều kiện cung cấp thiết bị
- Dựa vào các điều kiện trên tra cứu ST máy thi công Ta có thể chọn loại máy trộn bê
tông là loại “ quả lê ,xe đẩy”. Ký hiệu SB – 16V
với các thông số chính sau:
+ Dung tích thùng trộn V = 500 (lít) , nquay
thùng
=18(v/ph), Vxuất
liệu
=330(lít).
+ Thời gian một cối trộn : t = 60( giây)
+ Năng suất của máy theo lý thuyết

. . .
sx XL CK tg
V K n K
π
=
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 18 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
Trong đó:
- Vsx :Dung tích sản xuất của thùng trộn, Vsx=0,8Vhh=0,8.500=400(lit)

- KXL : Hệ số xuất liệu, KXL = 0,7
- nCK : Số mẻ trộn trong 1h, nCK =
3600
ck
t
=36,Với
- tck=tđổvào+ttrộn+tđổ ra=20+60+20=100(giây).
-Ktg : Hệ số lợi dụng thời gian, Ktg = 0,8
Vậy  = 0,4.0,7.36.0,8 = 8,06(m
3
/h)
b- Tính vật liệu cho một lần trộn
Trong thi công để thuận tiện ta tính cho 1 số chẵn bao xi măng
Theo tỷ lệ tính toán ở trên khối lượng của X-C-Đ ứng với 1 bao xi măng là
V =
D 50 93,95 206,35
249( )
γ γ γ 1,35 1,7 1,65
ox oc od
X C
lit+ + = + + =
c- Xác định năng suất thực tế của máy trộn
Năng suất thực tế của máy trộn được xác định theo công thức

1000

tgCKXLtt
tt
KNKV
N =

Trong đó :
- Ntt là năng suất thực tế của máy trộn
- KXL : Hệ số xuất liệu
1
0,724
277,5 466 1462
1300 1650 1650
XL
K = =
+ +
- Ktg : Hệ số lợi dụng thời gian phụ thuộc vào việc bố trí tổ chức thi công trên công
trường.
Ta chọn Ktg = 0,85
- Vtt là thể tích thực tế của thùng trộn dựa theo cấp phối ở trên ( lấy số nguyên bao xi
măng cho mỗi cối trộn để thuận tiện cho thi công )
Xác định Vtt ứng với số nguyên bao xi măng cho mỗi mẻ trộn
50 93,95 206,35
249( )
1,35 1,7 1,65
tt
V l= + + =
- Kb là hệ số lợi dụng thời gian phụ thuộc vào việc bố trí tổ chức thi công trên công
trường
Kb =0,85→ Ntt =249.10
-3
.0,724.36.0,85 = 5,516 (m
3
/h)
d- Xác định số máy trộn
- Năng suất của trạm chộn Nt=

.
Q
m n
.K
- Với Q:khối lượng bê tông của đợt đổ bê tông lớn nhất ,Q=115,33 m
3
m:số ngày thi công của có khối lượng lớn nhất ,m=2 ngày.
n:số giờ làm việc trong ngày, n=24 giờ
- K: Hệ số không đều về năng suất giữa các giờ sản xuất, thường lấy K = (1,2~1,5).
Ta chọn K = 1,5
Do đó Nt=
115,33
1,5 3,6
2.24
=
(m
3
/h)
Số lượng máy chộn cần thiết cho một trạm chộn
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 19 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM

5,24
1,25 1,25. 1,82
3,6
t
tt
N
m

N
→ = = =
.
⇒
Ta chọn số máy trộn là 2 máy.
e- Xác định năng suất thực tế của trạm trộn (gồm m máy)
Đây là thông số quan trọng để tính toán chọn phương tiện vận chuyển cốt liệu, Vận chuyển
vữa bê tông và số máy đầm.
Qtt = m.Ntt = 7,2(m
3
/h)
f- Tính toán thiết bị vận chuyển cốt liệu
Trong đồ án này ta chọn xe cải tiến để vận chuyển côt liệu để tính toán.
• Tính năng suất xe cải tiến khi vận chuyển cốt liệu
Năng suất của xe cải tiến khi vận chuyển cốt liệu được tính theo công thức:
1 2 3 4 5
3,6.
.
nap
xe b
V
K
t t t t t
π
=
+ + + +
Trong đó:
- t1 là thời gian nạp vật liệu vào xe ; t1 = 150s
- t2, t3 là thời gian đi và về của xe : t2+t3 = 2L/V ; Lấy L = 200(m)
- t2 +t3 = 2.200/1,389 = 288(giây)

- V là vận tốc trung bình của xe lấy V= 5(km/h) = 1,389(m/s)
- t4 là thời gian đổ cốt liệu ; t4 =30s
- t
5
là thời gian trở ngại ; t
5
=10s
- Vnạp là thể tích vật liệu nạp vào xe ; Vnạp = 150(lít)
- Kb là hệ số lợi dụng thời gian ; Kb = 0.9
3,6.150
.0,9 1,017
(150 288 30 10)
xe
π
= =
+ + +
(m3/h)
• Tính số xe cải tiến vận chuyển cốt liệu
- Số xe chở xi măng thực tế là
-
. .50
36.2.50
2,723
.1000. 1,3.1000.1,017
CK
xe
ox xe
n m
n
γ π

= = =
Vậy chọn số xe chở xi là n = 3 xe
- Số xe chở cát thực tế là
. .84
36.2.84
3,6
.1000. 1,65.1000.1,017
CK
xe
oc xe
n m
n
γ π
= = =
Vậy chọn số xe cát n = 4 xe
- Số xe chở đá thực tế là
. .263,4
36.2.263,4
11,3
.1000. 1,65.1000.1,017
CK
xe
od xe
n m
n
γ π
= = =
Vậy chọn số xe chở đá là n = 12 xe
Vậy tổng số xe chở cốt liệu là n = 19xe
Ta chọn 1 xe dùng để dự trữ trong trường hợp xe chở bị sự cố

g- Tính toán thiết bị vận chuyển vữa bê tông
- Yêu cầu của vận chuyển vữa bê tông
+ Bê tông không bị phân cỡ. Muốn vậy đường vận chuyển bê tông phải bằng phẳng
giảm số lần bốc dỡ không để bê tông rơi tự do từ trên cao xuống khi độ cao đổ bê tông lớn
hơn 2,5÷3 m thì phải có phễu , vòi voi hoặc máng
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 20 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
+ Đảm bảo cấp phối của vữa bê tông đúng yêu cầu thiết kế , thiết bị đựng bê tông
không bị rò rỉ , khi chở bê tông không nên chở quá đầy tránh vữa bê tông bị rơi vãi , chú ý
che đậy khi trời nắng, mưa
+ Không để bê tông sinh ra ninh kết ban đầu, thời gian vận chuyển vữa bê tông
không được vượt quá thời gian cho phép, cần sử dụng phương pháp vận chuyển tốt để rút
gắn thời gian vận chuyển .
+ Việc vận chuyển vữa bê tông đến khoảnh đổ cần đảm bảo tốc độ đổ bê tông, tránh
sinh khe lạnh ở khoảnh đổ .
- Tính toán vận chuyển vữa bê tông
+ Tính năng suất xe cải tiến khi chở vữa bê tông
Tính toán giống như tính số xe vận chuyển cốt liệu chỉ khác là khi vận chuyển vữa bê tông
thì dung tích nạp của thùng ít hơn khi chở vật liệu để tránh rơi vãi bê tông
Ta có năng suất của một xe cải tiến khi chở vữabê tông là
Bxe
K
ttttt
V
.
.6,3
54321
++++
=

π
Trong đó
. t
1
: thời gian nạp bê tông vào thùng xe ; t
1
= 30s
. t
2
, t
3
: thời gian vận chuyển vữa bê tông vào khoảnh đổ và quay lại:
t
2
+t
3
=
2 200
.3600 144( )
5000
L
s
V
= =
ở đây L = 100m(là quãng đường vận chuyển vữa bê tông)
. t
4
: thời gian đổ cốt liệu ; t
4
=30s

. t
5
: thời gian trở ngại ; t
5
=10s
. V : thể tích thùng xe ; Lấy V = 100(lít) để tránh rơi vãi vữa bê tông
. Kb : hệ số lợi dụng thời gian ; Kb = 0,9
3
3,6.100
.0,9 1,514( / )
30 144 30 10
xe
m h
π
= =
+ + +
+ Số xe cải tiến cần có để vận chuyển vữa bê tông là
tt
xe
Q
n
π
=
=
5,516
3,64
1,514
=
Trong đó:
. Qtt : năng suất thực tế của một máy trộn (trạm trộn); Qtt = 5,516(m

3
/h)

xe
: năng suất chở bê tông của một xe cải tiến ;
xe
= 1,514(m
3
/h)
Vậy chọn 4 xe cải tiến để vận chuyển vữa bê tông và 1 xe dự trữ khi có sự cố
Qua tính toán ở trên ta thấy tổng số xe cải tiến để vận chuyển cốt liệu, vữa bê tông tính cả
dự trữ là 25 xe
2.5.3. Đổ, san, đầm.
• Đổ bê tông
Tuỳ theo khoảnh đổ mà có cách đổ khác nhau.
Đối với bản đáy của cống, và đỉnh của cống đổ theo phương pháp lớp nghiêng.
Đối với thân cống ngầm và tháp điều áp đổ theo phương pháp lên đều .
• San bê tông
Yêu cầu của công tác san bê tông là không để bê tông phân tầng, san bê tông có thể
dùng máy hoặc dùng thủ công hay lấy dụng cụ đầm dùi là dụng cụ san bê tông, khi dùng
đầm dùi để san bê tông thi không được cắm đầm thẳng đứng để san bê tông mà phải cắm
nghiêng nhờ chấn động của đầm bê tông dần được san phẳng.
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 21 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
• Đầm bê tông
Vữa bê tông do quá trình trộn và đổ hình thành nên những bọt khí muốn bê tông đảm
bảo chất lượng về cường độ ta phải tiến hành đầm bê tông. Đầm bê tông dùng máy đầm, ta
chọn loại đầm dùi trục mềm để đầm bê tông(Vì khối bê tông có thể tích nhỏ,hẹp mỏng ,có
nhiều cốt thép).

Khi đầm bê tông phải chú ý đầm bê tông đủ thời gian nhưng không được đầm một chỗ quá
thời gian cho phép, thời gian đầm thường thay đổi trong phạm vi 30 ÷60 giây.
∗ Chọn loại máy đầm :Ta chọn loại đầm chày C376 là loại đầm có năng suất 4m
3
/h
* Tính toán số máy đầm

5,516
1,38
4
tt
d
d
Q
n
π
= = =
Ta chọn số máy đầm là n = 2
2.5.4. Tính toán kiểm tra khe lạnh, biện pháp khống chế khe lạnh::
a. Khái niệm
Khe lạnh là khe thường xuất hiện trong khoảnh đổ giữa hai lớp bê tông mà khi tiến hành đổ
bê tông lớp sau thì bê tông lớp trước đã quá thời gian ninh kết ban đầu. Khe lạnh làm mất
tính đồng nhất của khối bê tông. Thường khó nhìn thấy khe lạnh bằng mắt thường mà chỉ
phát hiện thông qua ép nước thí nghiệm, việc xử lý khe lạnh đơn giản nhất là khi phát hiện
ra khe lạnh thì dừng thi công coi khe lạnh là khe thi công và xử lý như khe thi công.
b. Nguyên nhân phát sinh khe lạnh
- Vì điều kiện nào đấy mà quá trình đổ bê tông phải ngừng lâu (do mưa hoặc điều
kiện thiết bị không cho phép như hỏng máy trộn) không đảm bảo thi công liên tục.
- Do phân khoảnh quá lớn hoặc chọn phương pháp đổ không hợp lý với điều kiện
thiết bị hiện có.

c. Kiểm tra điều kiện không phát sinh khe lạnh cho một khoảnh
đổ điển hình
• Chọn khoảnh đổ điển hình để kiểm tra
Căn cứ vào kết cấu công trình chọn ra một số khoảnh đổ điển hình tiến hành kiểm tra điều
kiện không phát sinh khe lạnh cho các khoảnh đổ đó từ đó kết luận khoảnh đổ chọn là hợp
lý
Các khoảnh đổ điển hình có thể chọn như sau:
- khoảnh đổ có kích thước lớn nhất
- khoảnh đổ có kích thước không phải lớn nhất nhưng ở xa trạm trộn.
- khoảnh đổ khó đổ nhất.
• Tiến hành kiểm tra
Ta đi kiểm tra cho khoảnh đổ số II
3
: Bản đáy ở đây khối lượng khoảnh đổ lớn và
cách xa trạm trộn. Phưong pháp đổ ở đây là đổ lớp nghiêng
Điều kiện không phát sinh khe lạnh tại 1 khoảnh phải đổ thoả mãn công thức sau:

h
ttK
F
).(.
21
−
≤
π
Trong đó:
-  là năng suất thực tế của trạm trộn  Qtt = 11,03 (m3/h)
- K là hệ số xét đến chở ngại khi vận chuyển ; K = 0,9
- t1 là thời gian ninh kết ban đầu của bê tông ; t1 = 1,5h = 90s
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4

- 22 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
- t2 là thời gian từ khi vận chuyển vữa bê tông ở trạm trộn đến nơi đổ,
t2=
100
.3600 72
5000
=
(s)=0,02h.
- h là chiều dày lớp đổ, phụ thuộc vào chiều dài đầm chày chọn được h=0,3 m
- F là diện tích trên bề mặt bê tông đang đổ mà tại đó có khả năng phát sinh khe lạnh
(m
2
) .
Diện tích bề mặt là F =
. 2.0,8
8,4
sin sin11
B H
α
= =
(m
2
)
Trong đó :
- H : chiều cao khối đổ ,H=0,8m
- B : chiều rộng khối đổ ,B=2m
- α : góc nghiêng của lớp đổ (thường 
≤
11

0
) ; Lấy α = 11
0

[ ]
1 2
. ( ) 0,9.11,03.(1,5 0,02)
48,97
0,3
K t t
F
h
π
− −
= = =
(m
2
)
So sánh ta thấy không phát sinh khe lạnh
2.5.5. Phương pháp dưỡng hộ bê tông:
Sau khi đổ bê tông ta tiến hành dưỡng hộ bê tông để bê tông có điều kiện thuận lợi
để phát triển cường độ tránh ảnh hưởng của điều kiện thời tiết bên ngoài
Khi dưỡng hộ bê tông Ta dùng cách sau:
- Phủ lên bề mặt bê tông một lớp cát tưới ẩm nên cát giúp cho bê tông đủ độ ẩm để
phát triển cường độ.
- Tưới nên bê tông: khi đổ bê tông mà thời tiết nắng quá thì người ta thường tiến
hành đổ bê tông vào ban đêm để ánh nắng không ảnh hưởng đến sự phát triển cường độ bê
tông (sự phát triển cường độ bê tông ban đầu rất quan trọng, nếu bị ảnh hưởng ngay ở thời
kỳ đầu thì lúc đó bê tông không đủ cường độ rất dễ sinh ra nứt, mất nước nhanh quá xi
măng không thuỷ hoá kịp)

2.5.6. Phương pháp xử lý khe thi công:
Do bờ tụng chưa đông cứng hoàn toàn nên với khe ngang dùng phương pháp sói rữa trên
mặt vữa be tông bằng vòi nước cao áp. Khe đứng thì dùng súng cát bắn lên bề mặt bê tông.
2.6. Tổng kết
Nội dung đồ án :
2.1- Tính khối lượng của công trình
2.2- Phân khoảnh phân đợt và xác định cường độ đổ bê tông thiết kế.
2.3- Dự trù vật liệu và tính toán cấp phối bê tông .
2.4- Tính toán bố trí trạm trộn, chọn máy trộn, chọn số lượng xe vận chuyển vật liệu
và bê tông , chọn loại máy đầm…
2.5- Tính toán và thiết kế ván khuôn , cách dựng lắp ván khuôn.
Trên đây là nội dung đồ án thi công cống ngầm. Mặc dù đồ án đã được hoàn thành
nhưng do kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ
án em còn gặp nhiều sai sót.Kính mong nhận được sự chỉ bảo thêm của các thầy cô giáo.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Tống Văn Hăng và thầy giáo Trần Văn Toản đã tận
tình hướng dẫn và chỉ bảo cho em hoàn thành đồ án
Hà Nội ngày4 tháng 05 năm 2006
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 23 -
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG NGẦM
GVHD: Trần Văn Toản SVTH: Đỗ Quang Tùng_44C4
- 24 -