Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
Lời nói đầu
Bài thiết kết tốt nghiệp là một bài tập lớn nhằm kiểm tra kiến thức đã học và
còn là một nhiệm vụ bắt buộc của mỗi sinh viên năm cuối của trờng ĐHGTVT
-HN, trớc khi ra trờng. Đề tài thiết kế & chế tạo máy ép cọc bấc thấm của nhóm
em là một đề tài mới mẻ và mục tiêu là phục vụ cho sản suất và thi công trên thực
tế ở nớc ta hiện nay.
Công tác xây dựng cơ sở hạ tầng đang phát triển với tốc độ khá nhanh. Nhiều
công trình trọng điểm của Nhà nớc về các lĩnh vực xây dựng cơ bản nh xây dựng
giao thông, xây dựng kiến trúc dân dụng, xây dựng công nghiệp, xây dựng thuỷ
lợi đang đ ợc đầu t một cách đáng kể. Điều đó dẫn tới các phơng tiện giao thông
cơ giới thi công và trang thiết bị xếp dỡ tăng lên rất nhiều. Các thiết bị không những
tăng nhanh về số lợng mà tăng cả về chủng loại. Chính điều này là một trở ngại lớn
cho việc tổ chức sửa chữa xe máy theo hình thức công nghiệp và hiện đại hoá nh sửa
chữa chuyên môn hoá sử dụng các thiết bị dùng cho công tác sửa chữa, nhập vật t
phụ tùng thay thế
Một ngời sinh viên chuyên nghành MXD khi ra trờng đòi hỏi phải nắm bắt đợc
những kỹ năng cơ bản về sửa chữa các chi tiết chính, cũng nh các bộ phận cơ bản
của các máy hiện nay đang đợc sử dụng rộng rãi. Đồng thời, ngời sinh viên cũng
phải hiểu rõ cơ cấu điều hành của một nhà máy sữa chữa cơ khí và các phân xởng th-
ờng có trong nhà máy. Thông qua bài thiết kế này sẽ giúp cho sinh viên nắm bắt đợc
sâu hơn và chắc hơn những điều đã học.
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
1
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
Đề Tài:

Thiết kế máy ép Cọc Bấc Thấm:
* Thông số:
Chiều sâu ép : 25m
Lực ép max : 15T
Tốc độ ép : 45m/ph
Truyền động thuỷ lực.
Năng suất lắp đặt : 45000m/ca.
----------------------------------------------------------
Mục đích:
*/ Tìm hiểu về máy ép cọc bấc thấm ( trong & ngoài nớc).
*/ Thiết kế bộ công tác lắp trên máy xúc 1 gầu thuỷ lực:
SV- Vũ Văn Thành:
+ Chọn mô hình tổng thể của máy;
+ Chọn thông số tính toán của bộ công tác;
+ Thiết kế bộ tời ép (trích công suất từ máy xúc);
+ Tính trục ép;
+ Tính bộ phận đối trọng;
+ Lập quy trình sử dụng;
SV- Phan đức anh:
+ Thiết kế kết cấu thép của bộ công tác;
(đảm bảo kết cấu ổn định khi tăng tải đến giá trị max)
+ Lập quy trình lắp dựng;
*/ Ngoài ra cả hai tìm hiểu về kết cấu đất.(địa tầng địa chất).
Tính toán ổn định.(xem lí thuyết tính toán).
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
2
Gi¸o viªn h íng dÉn : Sinh viªn thùc hiÖn
ts: trÇn quang quý. Bµi ThiÕt kÕ tèt nghiÖp SV _ Vò V¨n THµNH.
Ks : nguyÔn tho¹i anh

Tr êng §HGTVT-Hµ Néi - Khoa c¬ khÝ Trang -
Líp MXDA - K38
3
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh

Chơng I: giới thiệu chung
Phần I: Giới thiệu đặc điểm của khí hậu & địa chất ở
nớc ta
A- Khí hậu :
I- ả nh h ởng của khí hậu :
Khí hậu ở việt nam có thể nói là khá fức tạp, không thuần nhất. Khí hậu
miền bắc vừa mang tính chất nhiệt đới lại vừ mang tính chất ôn đới. Ranh giới
giữa các vùng khí hậu không rõ rệt. Đặc trng của khí hậu miền bắc là nóng
ẩm và gió mùa. Nhiệt độ trung bình năm từ 20-25
o
C, có khoảng 500 giờ nắng
trong 1 tháng của mùa hè & 70h nắng trong 1 tháng của mùa đông. Năng l-
ợng bức xạ tổng cộng lên tới 110-130 Kcal/năm. Độ ẩm tơng đối thờng rất
cao & dao động từ 50-100%, Lợng ma trung bình hàng năm khoảng 2000mm.
Khí hậu miền nam là khí hậu nóng ẩm điển hình, có sự phân hoá giữa 2 mùa,
mùa ma và mùa khô rõ rệt. Nhiệt độ trong năm ít thay đổi với trị số trung bình
khoảng 25-27
o
C, bức xạ mặt trời lớn, trung bình khoảng 130-135 Kcal/năm.
Một trong những đặc điểm về khí hậu nứoc ta cũng hết sức lu ý đó là
ảnh hởng của khí hậu ven biển. Đặc điểm địa lí & địa hình nớc ta có bề ngang
hẹp, bờ biển trải dài từ bắc vào nam. Vậy nên với hàm lợng muối (đợc tính
bằng mlg CP/m

3
ngày - đêm) trong khí quyển tăng lên rõ rệt với các vùng
đất thi công cách bờ biển 30km trở lại(Hình vẽ1) tạo nên khả năng ăn mòn rất
lớn với các vật liệu là kim loại cụ thể là máy móc thiết bị, nhà xởng..
Do điểu kiện khí hậu ở nớc ta nh vậy: ma mang axit ăn mòn, nắng và
hàm lợng muối trong khi quyển cao sẽ có ảnh hởng rất lớn đến tuổi thọ và độ
bền của máy móc thiết bị thi công nói chung và máy ép cọc bấc thấm nói
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
4
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
riêng. Cụ thể là do khí hậu nhiệt đới gần biển nên nóng ẩm, hơi nớc nhiều làm
cho:
+ Ăn mòn kim loại gây gỉ các chi tiết, bộ phận máy và cụm máy..
+ Lão hoá biến chất của vật liệu xảy ra làm mát các tính chất cơ lí của
vật liệu.
Nói tóm lại là khí hậu có ảnh hởng xấu đến máy móc và thiết bị & cụ
thể ở đây là máy ép cọc bấc thấm.
đồ thị phân bố hàm lợng muối theo khoảng cách từ
biển vào đất liền
(MgC/m
3
)
ngày đêm
3
2
1


0 30 60 90 120 150 (km)
Hình-1
B - đất& địa chất:
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
5
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
Đất là một môi trờng phức tạp không thuần nhất, mặt khác đất là đối t-
ợng có tác dụng trực tiếp tới sự làm việc của thiết bị công tác trong xấy dựng
cầu đờng nói chung và đặc biệt là thiết bị gia cố đất bằng ép cọc bấc thấm.
Tuỳ theo dạng địa hình và vùng lãnh thổ, hay tính chất khác nhau của
nền, độ sâu cần gia cố mà dẫn đến ảnh hởng đến sự tác động giữa đất (nền)
với bộ công tác của máy là khác nhau. Vì vậy việc nghiên cứu các tính chất
cơ lí của đất và ảnh hởng của nó tới quá trình đào đất và gia cố nền là công
việc rất quan trọng và phức tạp. các tính chất cơ lí chủ yếu của đất bao gồm:
-Thành phần cấp phối. độ ẩm tự nhiên, tỉ trọng riêng của đất, chỉ số
dẻo, độ sét, góc ma sát trong & lực dính kết.
Với máy ép cọc bấc thấm thì công việc chủ yếu là gia cố nền đờng vì
vậy cho nên phần lớn là nghiên cứu đất để phục vụ làm đờng. Đờng ôtô qua
mọi miền đất nớc với địa hình, địa chất, thuỷ văn, khí hậu ma nắng khác
nhau. Vùng đồng bằng thờng có các dạng đất là các lớp bùn sét, bùn cát ở d-
ới. Vùng ven biển chịu ảnh hởng của thuỷ triều tới mức nớc ngầm, đất ngập
mặn. Vùng Tây nghuyên lại có đất đỏ Bazan có độ trơng nở lớn khi gặp nớc.
Trong xây dựng cầu đờng từ trớc cho đến nay có không ít các trờng hợp sự cố
sụt lở đất nền, thậm chí là nghiêm trọng, chủ yếu là do nền đất yếu: Đầu năm
1999 nền đắp cầu HàmRồng(Thanh Hoá) thiết kế cao 8m có gia cố dới nền
thiên nhiên và trên có ta luy; nhng mới đắp cao 6m đã sụt 2m và làm chồi cả
ruộng lúa.. Những sự cố trên có thể do thiết kế hay do thi công, nhng vấn đề

quan trọng trớc hết cho ta thấy là tính chất phức tạp của nền đất yếu.
Các vùng đất yếu ở Việt nam là:
- Vùng đồng bằng Bắc bộ.
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
6
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
- Vùng đồng bằng Thanh Nghệ Tĩnh.
- Vùng đồng bằng ven biển miền Trung.
- Vùng đồng bằng Nam bộ.
Các loại đất yếu thờng có những đặc điểm sau:
- Bùn sét có lẫn hữu cơ nhiều hay ít.
- Hàm lợng nớc cao và trọng lợng thể tích nhỏ.
- Độ thấm nớc rất nhỏ.
- Cờng độ chống cắt nhỏ và khả năng nén lún lớn.
Có một số loại điển hình:
a) Đất sét mềm:
- Là các loại đất sét hay á sét tơng đối chặt, bão hoà nớc và có cờng độ cao
hơn so với bùn. Các hạt sét (< 0.05mm) và hoạt tính của chúng có nớc trong đất
tạo nên tính dẻo. Nhng do khả năng thoát nớc rất chậm (nên ta coi đất là loại
không thấm nớc) chúng có tính từ biến khi chịu tải lâu dài.
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
7
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
Bảng1-1: Tính chất cơ lí của đất sét mềm ở địa ph ơng miền Bắc:

b) Bùn:
- Là các lớp đất tạo thành trong môi trờng nớc ngọt hay nớc mặn, gồm
các hạt rất nhỏ (>0.02mm), các chất hữu cơ dới 10%. Theo thành phần hạt
bùn có thể là hạt á cát, á sét và cát mịn. Bùn đợc tạo thành chủ yếu do sự bồi
lắng ở các đáy biển, vũng, hồ, vịnh, hay các bãi bồi cửa sông. Bùn luôn no n-
ớc và rất yếu về mặt chịu lực.
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
Tên
địa phơng
Độ ẩm
W%
Tỷ trọng
T/m
3
Độ rỗng
Giới hạn dẻo
Wp%
Giới hạn
chảy
Wt%
Độ nhão Góc nội ma
sát
Lực dính
KG/cm
2
Hà Nội
49.00
61.90
23.8

30.4
1.67
1.6
1.87
1.97
1.38
1.8
0.7
0.91
34.00
34.0
16.00
19.4
51.00
51.00
25.5
32.7
0.9
1.00
0.82
0.83
8.32
3.0
14.02
18.16
0.15
0.2
0.1
0.22
Hải Phòng

-
28.63
2.16
1.95
0.45
0.77
15.42
15.39
26.4
27.16
0.6
1.12
17.25
13.00
0.64
0.36
Thanh Hoá 25.3 1.81 0.8 13.15 25 1.02 - -
Nghệ Tĩnh
30.83
39.53
1.90
1.82
0.86
1.08
19.5
23.72
32.5
44.47
0.87
0.76

-
8.45
-
0.38
8
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
Bảng1-2: Thể hiện tính chất cơ lí của bùn ở các địa ph ơng :
Tên
địa phơng
Độ ẩm
W%
Tỷ trọng
T/m
3
Độ rỗng
Giới hạn
chảy
Wt%
Giới hạn
dẻo
Wp%
Độ nhão Góc nội
ma sát
Lực dính
KG/cm
2
Chỉ số
dẻo.Ip

Hà nội 61.9 0.99 1.68 46.2 28.1 1.87 5.00 0.06 18.1
Hải dơng 60.55 1.02 1.59 58.64 35.92 1.09 6.00 0.08 22.72
Hải Phòng 47.61 1.01 1.58 47.13 26.00 1.00 4.00 0.1 21.13
HồChíMinh 59.11 1.03 1.59 56.37 31.13 1.12 - - 25.24
AnGiang 61.89 1.00 1.67 59.16 35.34 1.12 6.00 0.08 22.82
MinhHải 66.2 0.97 1.79 61.23 36.89 1.12 5.00 0.07 24.34
ThanhHoá 52.63 1.05 1.46 44.58 29.49 1.53 - - 15.09
NghệAn 48.5 1.1 1.5 40.85 22.25 1.43 5.58 0.16 18.6
Quảng Bình 56.49 - 1.55 49.7 22.77 1.25 11.18 0.31 19.3
c) Than bùn:
- Than bùn đợc tạo thành do fân huỷ chất hữu cơ (chủ yếu là thực vật)
tại các đầm lầy. Hàm lợng hữu cơ chiếm 20-80% thờng có màu đen hay nâu
sẫm, cấu trúc không mịn. Tỷ trọng khô rất thấp (0.3-0.9 T/m
3
). Độ ẩm tự
nhiên cao (W=85-95%). Hệ số nén lún cao (a = 3-8- 10 cm
2
/kG). Than bùn là
loại đất bị nén lún lâu dài, không đều và mạnh nhất.
Phân loại than bùn theo địa chất công trình:
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
9
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
Loại 1: Độ sét ổn định, cờng độ chịu tải, R= 1.0 kG/m
2
.
Loại 2: Độ sét không ổn định, R=0.5- 0.8 kG/m

2
.
Loại 3: Lỏng, có và không có lớp vỏ cứng trên mặt. R< 0.3 kG/m
2
.
Bảng 1-3: Phân loại than bùn theo tính chất cơ lí:
Loại
Than
bùn
Độ
ổn định
Thành fần Hàm lợng
tro
Hệ số
rỗng
Độ
sét
Tg
()
Lực dính
(C)
kG/cm
2
Chất lợng
1 Tơng đối ổn
định
Nhiều hạt khoáng, có cấp
phối gần với cát nhỏ. 60-90 3 0.5 0.07 0.04 Tơng đói
2 Không ổn
định

Nhiều hạt khoáng. Chủ yếu
do hạt sét tạo thành. 15-60 10 5/4 0.05 0.03 Tơng đối
kém
3 Rất không ổn
định
ít hạt khoáng, cơ bản tạo
thành từ chất hữu cơ 10-15 15 10/3 0.03 0.01 Kém
d) Các loại đất khác:
- Cát chảy: là cát mịn, rời rạc, có chứa nhiều chất hữu cơ hay hạt sét,
hàm lợng hạt bụi (0.05 0.002) chiếm 60 70% hay còn lớn hơn nữa. Khi
bão hào nớc có thể bị pha loãng hay nén chặt. Khi chịu chấn động hay ứng
suất thuỷ động thì chuyển sang trạng thái lỏng nhớt gọi là cát chảy.
- Đất Bazan: có đặc điểm là độ rỗng rất lớn, tỷ trọng khô rất nhỏ.
Thành fần hạt gần giống đất á sét, khả năng thấm nớc khá cao. Có một số tính
chất tơng tự loại đất bùn sập, vì vậy cần chú ý xây dựng công trình trên nền
đất này.
2 - Các ph ơng pháp xử lý nền đất yếu :
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
10
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
Có nhiều phơng pháp xử lí nền đất yếu, nhất là trong xây dựng cầu
đờng. Nhng nghuyên tắc cơ bản là: giải quyết thoát nớc, giảm độ ẩm để tăng
độ cố kết (là độ chặt của đất).
Từ nhiều năm trớc, trên thế giới và Việt nam đã áp dụng nhiều phơng
pháp cải tạo nền đất yếu nh:
- Đệm cát: dùng khi nền đất yếu có chiều dày < 3m.
- Đệm đất: dùng khi nền đất đắp ẩm ít, mức nớc ngầm ở dới sâu.

- Đệm đá, sỏi: dùng khi chiều dày lớp đất yếu dới đáy móng < 3m,
bão hoà nớc, dới đó là lớp đất chịu lực tốt, đồng thời xuất hiện nớc có áp lực
cao.
- Bệ phản áp: thờng dùng khi xây dựng nền đờng, đê đập trên vùng đất
yếu, vừa chống chồi đất 2 bên, vừa tăng áp lực thoát nớc cố kết lâu dài.
- Cọc cát: xem nội dung ở dới.
- Cọc đất: dùng để nén chặt nền đất có độ rỗng lớn và có tính lún sập
(nh đất Bazan)
- Cọc vôi: dùng để nén chặt lớp đất sét bão hoà nớc và đất than bùn.
- Giếng cát: đất yếu nh bùn, than bùn , đất dính bão hoà nớc.. thờng
gặp ở vùng đồng bằng ViệtNam.
Với một số ph ơng pháp xử lí nền đất yếu bằng hoá-lý:
- Phụt vữa xi măng: dùng phổ biến trong các công trình thuỷ lợi, đặc
biệt là có hiệu quả làm giảm khả năng thấm trong đá vôi.
- Silicat hoá điện: nguyên lí cơ bản là phụt chất clorua canxi (CaCl
2
)
vào trong đất rồi cho dòng điện một chiều chạy qua để tăng cờng độ chặt của
đấ
- Điện thấm: cắm 2 điện cực vào trong đất rồi cho dòng điện 1 chiều
chạy qua và khi đó nớc sẽ chạy về cực âm và đợc rút ra..
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
11
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
Nói chung là xử lí nền đất yếu bằng các phơng pháp lý- hoá là rất phức
tạp và tốn kém, không những thế nó còn phát sinh nhiều vấn đề phụ. Còn để
tạo khả năng gia cố nền đất yếu ( đặc biệt là loại nền á sét hay sét) thì dùng

phơng pháp nén tĩnh là thích hợp mà nghuyên lý của công nghệ là hút thoát
nớc tạo dòng thấm ngang và hút lên mặt theo phơng thẳng đứng với diện tích
hút nhỏ.Hiên nay trên thế giới và cả ở trong nớc ngời ta hay sử dụng 2 phơng
pháp gia cố nền đất yếu theo kiểu nén tĩnh là:
- Gia cố bằng cọc cát.
- Gia cố bằng bấc thấm.
Mục đích của các fơng pháp này là tạo ra khả năng hút thoát nớc trong
nền theo phơng thẳng đứng, làm cho nền khô, các túi chứa nớc bị rỗng và sau
đó dùng fơng fáp chất tải để phá vỡ các túi rỗng này, từ đó làm cho nền đợc
ổn định.
*/ Ph ơng pháp gia cố bằng cọc cát : Sau khi đã thi công xong lớp đệm
cát thì dùng thiết bị đóng cọc cát để hạ các ống thép rỗng có đuờng kính từ
300 ữ 800 (tuỳ theo yêu cầu thiết kế). Việc hạ ống thép này xuống nền
bằng phơng pháp rung hay nén tĩnh. Sau khi hạ ống xuống chiều sâu cần thiết
thì đổ cát(thờng là cát vàng đã qua sàng lọc), đồng thời cho nớc vào tạo độ ẩm
thích hợp. Sau khi cát đầy thì rút ống thép lên, cát ở lại trong nền sẽ tạo thành
cột và có tác dụng thấm nớc làm khô nền.
*/ Phơng pháp gia cố nền bằng cọc bấc thấm : dùng thiết bị để hạ (ph-
ơng pháp rung hay nén tĩnh) một thanh lõi thép xuống nền, trong lõi có đặt
bấc thấm ( hay còn gọi là cọc bản nhựa). Sau khi hạ đến độ sâu thiết kế thì
kéo lõi thép lên, khi đó bấc thấm ở lại trong nền. Qua hệ thoóng bấc thấm thì
nớc sẽ đợc thoát khỏi nền theo phơng pháp thẳng đứng (Hình vẽ 2).
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
12
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
Qua so sánh hai phơng pháp này thì ta thấy phơng pháp ép cọc bấc
thấm có u điểm nổi bật hơn hẳn:

*- Ưu điểm:
+ Bấc thấm có tác dụng đối với tất cả nền đất thoát nớc.
+ Do bấc thấm sản xuất hàng loạt trong nhà máy nên đợc kiểm tra về
chất lợng, còn cọc cát chịu ảnh hởng của chất lợng cát, mà chất lwongj cát lí
tởng thờng không có trên công trờng.
+ Về tính kinh tế: Ví dụ một chuyến xe tải trọng 12T có thể chở đợc
12.000m bấc thấm; nhng cũng với công suất thoát nớc nh vậy thì khối lợng
cát cần vận chuyển là 1500 chuyến xe tải trọng 12T cho phơng pháp dùng cọc
cát.
+ Kết cấu của đất sẽ bị sáo chộn ít vì lõi thép cũng nh là cọc bấc thấm
có tiết diện nhỏ, tính chất thấm của đất bị giảm ở mức thấp nhất và áp lực
tăng ở mức nhỏ nhất. Còn phơng pháp gia cố bằng cọc cát do phải hạ ống thép
có tiết diện lớn sẽ làm cho đất xung quanh cột bị dồn nén biến dạng kết cấu
dẫn đến tính chất thấm của nền bị giảm và áp lực trong các hốc nớc tăng lên
+ Quá trình sử dụng của công nhân là nhẹ nhàng, cần ít ngời, quá trình
lắp dựng để đa vào sử dụng nhanh (1 ca 8h một máy lắp đặt đợc từ 2000
ữ5000m dài) vì vậy mà hiệu quả kinh tế cao.
+ Do số lợng và chiều sâu lắp đặt dễ kiểm tra nên quá trình giám sát ít
và đơn giản hơn.
+ Do bấc thấm có tính dẻo cao nên đảm bảo chức năng thoát nớc ngay
cả với những dịch chuyển ngang kèm theo độ lún lớn và áp lực phơng ngang
cao. Cọc bấc thấm trong nền còn có tác dụng chống trợt cho nền rất tốt.
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
13
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
+ Do lắp đặt không cần có nớc nh cọc cát nên công trờng và rãnh thoát
nớc không bị bẩn.

+ Khả năng lắp đặt tới chiều sâu 40m mà ở độ sâu này thìcọc cát rất
khó thi công.
Phơng pháp để gia cố nền đất yếu bằng cọc bấc thấm đợc dùng nhiều.
Từ những năm 70 trở lại đây, phơng pháp gia cố nền đất yếu bằng cọc bấc
thấm so với các phơng pháp khác thì có u điểm vợt chội hơn về mọi phơng
diện kinh tế kĩ thuật. Ngay sau khi bằng phát minh công nghệ này của Hà
Lan đợc công nhận thì các nớc tiên tiến đã mua công nghệ và bắt đầu chế tạo.
Ban đầu ngời ta chế tạo các hệ thống thiết bị công tác rồi lắp lên các
máy xúc hay cần trục chuyền động cơ khí. Nhng sau đó ngời ta nhanh chóng
phát hiện ra nhợc điểm của truyền động này và thay nó bằng kieẻu truyền
động tiên tiến hơn đó là truyền động thuỷ lực. So với truyền động cơ khí thì
chuyền động thuỷ lực có nhiều u điểm:
+ Có khả năng truyền lực đợc lớn và đi xa.
+ Trong lợng và kích thớc của bộ truyền nhỏ hơn truyền động cơ khí.
+ Có khả năng tạo ra những tỷ số chuyền lớn (tới 2000 hay cao hơn
nữa).
+ Quán tính của truyền động nhỏ.
+ Truyền động êm dịu không gây tiếng ồn.
+ Điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng và tiện lợi không phụ thuộc vào công
suất truyền động.
+ Cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ bộ công tác.
+ Có khả năng tự bôi trơn bộ truyền, nâng cao đợc tuổi thọ của máy.
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
14
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
+ Có khả năng tự bảo vệ máy khi quá tải.
+ có khả năng bố trí bộ truyền theo ý muốn, tạo hình dáng tổng thể đẹp

và có độ thẩm mỹ cao.
+ Sử dụng các cụm máy đã đợc tiêu chuẩn hoá vì vậy tiện lợi cho việc
sủa chữa và thay thế dẫn đến giảm thời gian và giá thành sủa chữa.
+ Ngoài ra khi áp dụng lên thiết bị gia cố nền đất bằng bấc thấm thì
truyền động thuỷ lực còn cho phép nén cọc mang bấc thấm đúng tâm, thẳng
đứng hơn so với truyền động cơ khí, nhất là bảo đảm các bộ máy an toàn, cọc
mang bấc thấm không bị cong gẫy khi bị quá tải.
Do có u điểm vợt trội nên ngày nay trên thế giới, toàn bộ các thiết bị
gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm đều đợc trang bị hệ thống truyền động thuỷ
lực.
Hiện nay công nghệ này đã và đang đợc áp dụng rộng rãi và ngày
càngphát triển. Không những nó dùng để gia cố nền đờng yếu mà còn dùng
để gia cố nền đờng sân bay, kênh thoát nớc, các đập thuỷ lợi, đê điều..
Việt nam hiện nay, công nghệ gia cố nền yếu bằng cọc bấc thấm tuy
mới chính thức đợc áp dụng từ năm 1994 dùng để gia cố quốc lộ 5 & nhà máy
Nhiệt điện Hiệp phớc. Do những u điểm vợt chội so với các phơng pháp khác
và phù hợp với tình hình địa chất ở Việt Nam nên đã đợc áp dụng rộng rãi
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
15
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
trong thi công các công trình GTVT, Thuỷ Lợi và các công trình xây dựng
quan trọng khác của vùng Nam bộ & Bắc bộ.
Tuy vậy yếu tố quyết định hiệu quả kinh thế kỹ thuật của công nghệ
là thiết bị thi công. Từ bài toán thực tế đặt ra là giá thành thiết bị nhập
ngoại(Hà Lan, Mỹ, Đức, Nhật..) rất cao, để mà so với tình hình tài chính của
đất nớc cũng nh là của các đơn vị công ty nhà nớc thì đó là một vấn đề cha
phù hợp. Do vậy việc nghiên cứu và chế tạo các thiết bị này ở trong nớc đợc

đặt ra là vấn đề hợp lí và phù hợp. Hiện nay Trờng ĐHGTVT-HN cụ thể là
các thầy giáo của bộ môn MXD-XD đã thiết kế & chế tạo thành công cộ công
tác của máy ép cọc bấc thấm với độ bền , độ tin cậy về mọi mặt phù hợp vói
điều kiện thực tế Việt nam.

Phần II : lựa chọn phơng án
I - Các ph ơng án cần lựa chọn :
A- Ph ơng án 1 : Dùng cần trục bánh xích có lắp giá: ( Hình vẽ).
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
16
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
a. Cấu tạo :
Máy cơ sở: Là một cần trục bánh xích trung bình có tải trọng nâng
trong khoảng (); Có lắp bộ công tác ép cọc bấc thấm.
Bộ công tác đợc liên kết với cần thông qua chốt trên đỉnh cần và giá
chữ A ở phía dới. Mô hình này tơng tự nh mô hình búa đóng cọc loại ống dẫn
đợc lắp trên cần trục bánh xích.
Trờng hợp này thì bộ công tác ép (cột ép) cũng có kết cấu giống nh bộ
công tác đặt trên máy xúc 1gầu thuỷ lực.
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
17
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
Cấu tạo chung máy ép cọc bấc thấm dùng cần trục
bánh xích lắp bộ công tác ép:

b. Nguyên lý làm việc :
Khi có yêu cầu về công việc: chủ yếu là thi công nền đất yếu của mặt
đờng, khi đó máy đợc vận chuyển tới công trờng. Nếu công trờng có sẵn cần
trục bánh xích thì chỉ việc chuyên chở bộ công tác đến( thờng thì chở bằng xe
tải), còn nếu cha có cần trục thì phải chuyên chở cả hai.
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
18
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
Khi máy đã đợc đa đến công trờng thì bắt đầu quá trình lắp dựng để đa
vào sử dụng: Ngời ta dùng cần trục để cẩu bộ công tác và lắp liên kết giữa bộ
công tác và cần trục.
Sau khi lắp dựng xong thì phải kiểm tra và cho máy chạy thử xem có
hỏng hóc hay sai sót gì không, nếu có phải dừng máy và khắc phục sự cố
ngay. Sau khi đã kiểm tra xong thì máy đợc đa vào thi công.
Để phù hợp với yêu cầu thi công đa ra về: chiều sâu ép cọc, độ xiên
âm, xiên dơng, loại bấc thấm, điểm cắm bấc.. Ngời thợ lái máy cũng nh kỹ s
máy, kỹ s thi công.. phải chỉnh máy cho phù hợp với yêu cầu.
Khi làm việc: máy cơ sở đợc đặt ở chế độ không di chuyển, khi đó cần
cũng đợc cố định chỉ có bộ tời nâng hoạt động để thực hiện quá trình ép cọc.
Khi trục ép cắm xuống nền cho đến khi rút lên thì phải có ngời công nhân làm
nhiệm vụ ghim đầu bấc để thực hiện quá trình cắm bấc tiếp theo.
Ưu điểm:
- Tận dụng đợc bộ tời nâng của máy cơ sở;
- Nếu có sẵn máy cơ sở tại công trờng thì sẽ tiết kiệm đợc kinh phí vận
chuyển máy;
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38

19
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
- Cần trục có bộ di chuyển bánh xích sẽ ổn định hơn so với bánh lốp
khi thực hiện quá trình ép cọc, mặt khác thì bánh xích có thể di chuyển trên
cả địa hình lầy lội & nền cát.
Nh ợc điểm :
- Quá trình lắp dựng phức tạp hơn là máy xúc thuỷ lực;
- Tuy có tận dụng đợc bộ tời kéo của máy cơ sở nhng mắc cáp phức tạp
hơn sơ đồ mắc cáp của máy xúc.
- Thờng thì trong thời gian gia cố nền móng đờng thì không có cần trục
bánh xích mà chỉ có máy đào 1 gầu thuỷ lực & các loại máy thi công khác; Vì
vậy mà chi phí cho vận chuyển máy là có.
- Nếu phải điều chỉnh độ xiên âm hay xiên dơng thì khó hơn là máy
xúc 1 gầu...
Hiện nay thì việc sử dụng phơng án cần trục lắp giá càng ngày càng ít
vì không tiện lợi cho lắm.
b- Ph ơng án 2 : Dùng máy xúc 1 gầu thuỷ lực: ( Hình vẽ).
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
20
Gi¸o viªn h íng dÉn : Sinh viªn thùc hiÖn
ts: trÇn quang quý. Bµi ThiÕt kÕ tèt nghiÖp SV _ Vò V¨n THµNH.
Ks : nguyÔn tho¹i anh
Tr êng §HGTVT-Hµ Néi - Khoa c¬ khÝ Trang -
Líp MXDA - K38
21
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.

Ks : nguyễn thoại anh
a. Cấu tạo :
Phơng án sử dụng máy xúc 1 gầu truyền động thuỷ lực có lắp bộ công
tác ép cọc bấc thấm thay cho việc dùng cần trục bánh xích nh ở trên (Hình
vẽ), là một phơng án mới và hiện nay và tơng lai đang đợc dùng phổ biến và
rộng rãi, ngày càng phát triển.
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
22
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
Phơng pháp này thực chất là dùng một máy xúc 1 gầu truyền động thuỷ
lực đã tháo tay gầu chỉ để lại tay cần liên kết với bộ công tác bằng liên kết
chốt. Các máy cơ sở này thông thờng có công suất khoảng từ 100- 300 mã
lực, phổ biến nhất là từ 120 250 mã lực. Xi lanh thuỷ lực của máy xúc có
tác dụng tạo độ xiên âm hay xiên dơng cho quá trình ép bấc thấm xuống nền.
Bộ công tác thờng đợc cấu tạo từ cốt thép dẫn hớng mà chủ yếu là cột
thép dạng kín hay hở. Trong khung thép có đặt hệ thống bao gồm: bộ tời
ép( puly, cáp thép, tang quấn cáp và động cơ thuỷ lực..); cọc thép có đút bấc
thấm ở trong (xem hình vẽ cấu tạo).
Bộ công tác khi làm việc dùng ngay bơm dầu của máy cơ sở trích công
suất ra để phục vụ cho bộ tời thuỷ lực hoạt động. (Xem hình vẽ cấu tạo& chú
thích).
Chú thích:
* - Máy cơ sở:
1- buồng máy.
2- Ca bin điều khiển.
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38

23
Giáo viên h ớng dẫn : Sinh viên thực hiện
ts: trần quang quý. Bài Thiết kế tốt nghiệp SV _ Vũ Văn THàNH.
Ks : nguyễn thoại anh
3- Bộ di chuyển bánh xích.
4- Mâm quay.
5- Xi lanh thuỷ lực.
6- Tay cần.
7- Liên kết chốt với bộ công tác.
* - Bộ công tác:
8- Cột thép.
9- Đế cột.
10- Bộ tời thuỷ lực.
11- Puly dẫn hớng cáp.
12- Cáp thép.
13- ẩng thép đút bấc thấm.
14- Bấc thấm.
CấU tạo chung máy ép cọc bấc thấm dùng máy xúc 1 gầu
thuỷ lực:
Tr ờng ĐHGTVT-Hà Nội - Khoa cơ khí Trang -
Lớp MXDA - K38
24
Gi¸o viªn h íng dÉn : Sinh viªn thùc hiÖn
ts: trÇn quang quý. Bµi ThiÕt kÕ tèt nghiÖp SV _ Vò V¨n THµNH.
Ks : nguyÔn tho¹i anh


b- Nguyªn lý lµm viÖc:
Tr êng §HGTVT-Hµ Néi - Khoa c¬ khÝ Trang -
Líp MXDA - K38

25