Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

Bộ giáo dục và đào tạo

cộng hòa xã hội chủ nghĩa việt nam

Trờng đại học xây dựng

độc lập tự do hạnh phúc

---------------&&&&&&-------------------

Khoa

---------------&&&&&&-------------------

: Cơ khí xây dựng

Bộ môn : máy xây dựng

Nhiệm vụ
thiết kế tốt nghiệp
Số : ...............

Ngành

: Máy xây dựng.

1) Đầu đề thiết kế :

Thiết kế thiết bị thi công tờng trong đất và cọc
barrette.
2) Các số liệu ban đầu :
+ chiều dài cọc

: Lmax = 2500 (mm)

+ Chiều sâu cọc

: hmax = 55(mm)

+ Chiều rộng cọc : bmax = 1200 (mm)
+ cấp đất làm việc : cấp IV
3) Nội dung phần thuyết minh và tính toán:
* Tính toán chung:
- Giới thiệu về công nghệ thi công tờng trong đất và cọc
barrette.
- Lựa chọn phơng án thiết kế.
- Tính chung : Các thông số cơ bản, hình học, lực tác
dụng
* Thiết kế từng phần:
- thiết kế gầu.
- chọn phơng án cho phần dẫn hớng.
- tính bền thiết bị.
- thiết kế hệ dẫn động.
4) Các bản vẽ

1



Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

- các phơng án.
- phơng án đợc chọn.
- hình chung.
- gầu (trái, phải)
- Cụm trung gian.
- Khung .
- Cụm dẫn hớng.
- Cần.

2


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

TàI liệu tham khảo
1 - Nguyễn Bá Kế.
Thi công cọc khoan nhồi.
Nhà xuất bản Giao thông vận tải 1999
2 - Nhữ Đình ấu, Nguyễn Văn Bách.
Phá vỡ đất bằng phơng pháp khoan nổ mìn.
3 - Nguyễn Trọng Hiệp.
Chi tiết máy, tập I, NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp.
4 - Nguyễn Trọng Hiệp.
Chi tiết máy, tập II, NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp.

5- Vũ Liêm Chính, Phạm Quang Dũng, Trơng Quốc Thành.
Cơ sở thiết kế máy xây dựng, NXB Giáo dục, 2002.
6 - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển.
Tính toán thiết kế hệ dẫn đnộng cơ khí, tập I, NXB Giáo
Dục.
7 - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển.
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập II,NXB Giáo Dục.
8 - Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm.
Thiết kế chi tiết máy, NXB Đại Học và Trung học chuyên
nghiệp, 1979.
9 - Trơng Quốc Thành, Phạm Quang Dũng.
Máy và thiết bị nâng, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 1999.
Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 1999.
10 - Trơng Quốc Thành.
Hớng dẫn đồ án môn học máy nâng, Đại học xây dựng.

3


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

11 - Lê Ngọc Hồng.
Sức bền vật liệu.
Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 1998.
12 - Đặng Thế Hiển, Phạm Quang Dũng, Hoa Văn Ngũ.
Bản vẽ máy nâng chuyển.
Trờng đại học xây dựng hà nội 1985
13 - Huỳnh Văn Hoàng, Đào Trọng Thờng.

Tính toán máy trục.
14 - Nguyễn Văn Hùng, Phạm Quang Dũng, Nguyễn Thị Mai.
Máy xây dựng, NXB Khoa Học Kĩ Thuật.
15 - Hớng dẫn sử dụng máy khoan cọc nhồi ed4000.
16 - Vũ Đình Hiền, Phạm Quang Hiệu.
Bài giảng cơ sở khoan.
17 - Hớng dẫn đồ án máy làm đất.
18 - Atlat máy nâng.
19 - Hớng dẫn sử dụng máy khoan cọc nhồi ed5500.
20 - Hớng dẫn sử dụng máy khoan cọc nhồi kh75, kh100.
21 - Trần Doãn Đỉnh, Nguyễn Ngọc Lê, Phạm Xuân Mão,
Nguyễn Thế Thởng, Đỗ Văn Thi, Hà Văn Mui.
Truyền động thủy lực trong chế tạo máy, NXB khoa học kĩ
thuật, 2002.
22 - Đỗ Xuân Đinh.
Chuyên đề: Hệ dẫn động trong máy xây dựng và máy làm
đờng.
Hà Nội 7-2004.
26 - Đinh Gia Tờng, Nguyễn Xuân Lạc, Trần Doãn Tiến.
Nguyên lý máy, NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp,
1970.
27 - Catalog thiết bị của hãng CML.
28 - Catalog thiết bị của hãng SBIG.
4


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng


29 - Catalog thiết bị của hãng SOILMEC.
30 - Sổ tay Chi Tiết Máy.

5


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

Lời nói đầu

C

c barrette, tờng trong đất là công nghệ tiên tiến để xây
dựng các tầng hầm cho nhà cao tầng. Đây là công nghệ

không thể thiếu khi xây dựng các công trình ngầm đô thị và
công trình giao thông nh hầm tàu điện ngầm , đờng cầu chui, kè
bờ cảng, cống thoát nớc lớn, tờng chắn đất
Hiện nayvà trong tơng lai đất nớc ta rất cần những công
nghệ tiên tiến để xây dựng và phát triển các đô thị hiện đại,
cũng nh để xây dựng các công trình hạ tầng.
Do nhu cầu về nhà ở cũng nh các mục đích khác ngày càng
nhiều, để đáp ứng những nhu cầu đó chúng ta ngày càng phải
xây dựng những công trình đòi hỏi yêu cầu về kĩ thuật và thẩm
mỹ cao. Từ những yêu cầu bức thiết đó ngành xây dựng cũng yêu
cầu trình độ công nhân, kĩ s ngày càng cao và phải đầu t
những trang thiết bị máy móc ngày càng hiện đại. Vì vậy máy
xây dựng là một phần tất yếu cho quá trình phát triển của ngành

xây dựng nói riêng và các ngành kĩ thuật nói chung.
Cải tạo thiết kế các máy xây dựng hợp lý và khoa học, phù hợp
với đặc thù công việc, thuận lợi cho công việc tổ chức thi công các
công trình xây dựng nhằm phát huy lợi thế thi công là một trong
những yếu tố quan trọng cấu thành sự thành công của một công
trình xây dựng. Một công việc hết sức phức tạp và phụ thuộc vào
nhiều yếu tố khác nhau nh loại hình sản xuất đã tạo nên sự phát
triển mạnh mẽ của các công cụ sản xuất làm giảm sức lao động
thủ công. Đó là một yếu tố vô cùng quan trọng trong quá trình phát
triển của ngành xây dựng, đóng góp vào sự phát triển của nền
kinh tế.
Nhằm đáp ứng nhu cầu đó, khoa cơ khí xây dựng đã giao
cho em làm đồ án tốt nghiệp về thiết bị thi công này, giúp em

6


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

nắm bắt đợc những kiến thức cơ bản nhất về thiết bị thi công
này để khi ra trờng khỏi bỡ ngỡ.
Đồ án tốt nghiệp là một môn học tổng hợp tất cả những kiến
thức chuyên ngành mà sinh viên đã lĩnh hội đợc trong suốt năm
năm học đại học đồng thời đi sâu vào một phân ngành hẹp đợc
giao.
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, đợc sự giúp đỡ chỉ
bảo tận tình của các thầy cô giáo đặc biệt là thầy Phan Văn
Thảo, sự nỗ lực và cố gắng của bản thân em đã hoàn thành đồ

án tốt nghiệp. Qua đây em xin đợc bày tỏ lòng biết ơn tới các
thầy cô giáo trong khoa Máy xây dựng, em xin chân thành cảm
ơn thầy Phan Văn Thảo.
Tuy nhiên, do thời gian làm đồ án và trình độ của bản thân
có hạn nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót, em rất mong sự
chỉ bảo của các thầy cô để kiến thức khoa học kĩ thuật của em
ngày càng hoàn thiện hơn.

7


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

Phần I:
giới thiệu công nghệ
và chọn phơng án thiết kế

Chơng 1
Công nghệ thi công cọc barrette và tờng trong đất
I) Giới thiệu:

C

ọc barrette, tờng trong đất (Diaphgram wall) là một loại cọc
khoan nhồi thi công bằng gầu ngoạm hình chữ nhật. Cọc th-

ờng có tiết diện hình chữ nhật rộng 0,6 m 1,5 m, dàI 2,2 6 m.
Cọc cũng có thể co tiết diện hình T, hình chữ thập


+,

hình góc

L
Tùy theo địa chất công trình, tải trọng công trình mà cọc
có chiều dài vài chục mét đến hàng trăm mét. Tờng ngầm có
chiều sâu bằng chiều sâu của tầng hầm ngầm.
Cọc barrette thờng làm móng cho nhà cao tầng, tháp cao, cầu
dẫn, cầu vợt,
Về cơ bản tờng trong đất cũng giống nh cọc barrette. Tờng
trong đất gồm các panen đợc nối với nhau theo cạnh ngắn của tiết
diện, giữa các panen có gioăng chống thấm.
Tờng trong đất làm tờng hầm cho nhà cao tầng, đờng tàu
điện ngầm, cầu chui, cống thoát nớc lớn, kè bờ cảng, làm tờng
chắn đất

8


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

ii) công nghệ thi công cọc barrette và tờng trong đất:
Kĩ thuật thi công cọc barrette và tờng trong đất gồm rất
nhiều bớc. Song có thể chia thành các bớc chính sau đây:
1) Chuẩn bị:
+) Nghiên cứu bản vẽ, tài liệu địa chất công trình và yêu

cầu kĩ thuật chung của ngời thiết kế.
+) Lập phơng án kĩ thuật thi công.
+) Lập phơng án tổ chức thi công, tiến độ, nhân lực, mặt
bằng.
+) Thiết kế mặt bằng thi công.
+) kiểm tra điện, nớc cung cấp.
+) kiểm tra cung cấp và chất lợng vật t, cốt thép, bêtông.
+)kiểm tra khả năng ảnh hởng đến công trình lân cận.

a)

Bêtông:

Bêtông thơng phẩm cờng độ thiết kế 200 600 kg/cm2, độ
sụt nón cụt hợp lý 18 + 2 cm. Cung cấp phảI liên tục sao cho thời
gian đổ 1 cọc không quá 4 giờ.
Cần trộn thử và kiểm tra .Tại công trờng, mỗi xe bêtông cũng
cần kiểm tra sơ bộ thời điểm bắt đầu đổ bêtông. Phải lấy mẫu
kiểm tra ở phòng thí nghiệm vật liệu độc lập có t cách pháp
nhân.

b)

Cốt thép:

Đúng chủng loại, mẫu mã, phải có chứng chỉ của nhà sản
xuất. Cốt thép đợc gia công, buộc dựng thành lồng dài khoảng 12
m, đặt lên giá để thực hiện việc cẩu lắp sau này. Cốt thép cần
buộc chứ không đợc phép hàn.


c)

Dung dịch bentonite:

Dung dịch bentonite có ảnh hởng lớn đến chất lợng cọc. Cao
trình bentonite thấp, cung cấp không đủ, bentonite bị loãng, tách
nớc dễ dẫn đến sập hố đào, đứt cọc bêtông. Dung dịch bentonite
quá đặc, hàm lợng cát nhiều dẫn đến khó đổ bêtông, tắc ống
đổ, lợng cát lắng ở đầu cọc lớn làm mất sức chịu tải của cọc
9


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

Việc chuẩn bị dung dịch bentonite quyết định sự thành bại của
công nghệ và chất lợng thi công.

d)

Đào hào dẫn hớng:

Có thể đào thủ công hoặc bằng máy. Sau đó đổ thành
bêtông mỏng hoặc xây bằng gạch với vữa bêtông mác cao.
Lớp bêtông mỏng hay tờng gạch này có vai trò dẫn hớng cho
thiết bị đào sau này.
Tuơng gạch hoặc bêtông

vịtrítuờng vây và cọc sau này


Hào dẫn huớ ng

Hình 1: Hào dẫn hớng.
2) đào hố:

D

ùng máy đào trong khoảng giữa tờng gạch hoặc bêtông đã
chuẩn bị từ trớc.

Đào từng đoạn một, chiều dài mỗi đoạn bằng độ mở của gầu:22,5 m.
Dùng loại gầu có kích thớc và hình dạng thích hợp để đảm bảo hố
đào đúng với kích thớc thiết kế. Hố đào phải thẳng đứng và
đúng vị trí. Trong khi đào phải cung cấp thờng xuyên dung dịch
bentonite mới. Phải đảm bảo cao trình của dung dich bentonite
cao hơn mực nớc ngầm tối thiểu 2 m.

10


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

Hình 2: Đào hố cọc.
3) Xác nhận độ sâu:
+) Vị trí tờng: độ sâu của tờng bằng độ sâu thiết kế là
đạt yêu cầu.
+) Vị trí cọc : Khi thiết kế cọc, ngời ta căn cứ vào các mũi

khoan khảo sát để giả thuyết và tính toán độ sâu trung bình
của cọc. Trong thực tế, mặt cắt địa chất có thể khác nhau,
không đồng đều nên không nhất thiêt phải đào đến độ sâu
thiết kế. Khi thiết kế chỉ quy định địa tầng đáy cọc và độ
ngập vào địa tầng đáy cọc. Do vậy khi đào cần lấy mẫu cho
từng tầng địa chất.
4) Đặt gioăng cao su:

G

ioăng cao su đợc đặt ở 2 đầu từng đoạn hố để sau này
gioăng cao su sẽ nằm ở vị trí liên kết các tấm bêtông nhằm

chống thấm cho đoạn nối giữa các lớp bêtông sau mỗi lần đổ.
Gioăng cao su đặt sâu bằng độ sâu của tờng.

11


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

2

1

Hình3 (a): thiết bị đặt gioăng.

Hình3 (b): gioăng cao su.

1_ gioăng cao su.
2_ thiết bị đặt gioăng.
5) Hạ cốt thép

C

ốt thép buộc sẵn đợc đặt lên giá gần hố đào. Sau khi kiểm
tra đáy hố nếu thấylớp bùn, cát lắng đạt yêu cầu( < = 10 cm)

thì tiến hành hạ cốt thép.
Cốt thép thờng chỉ đặt tới 1/3 chiều dài cọc. Trong một số
trờng hợp có thể đặt đến tận đáy.
Để đảm bảo lớp bêtông bảo vệ cốt thép là 10 cm, cần hàn
điểm thêm tai thép lập là vào mặt ngoài lồng thép hoặc lồng các
cục bêtông nhỏ đúc sẵn hay hàn, buộc các tấm gỗ mặt ngoài lồng
thép.
Khi hạ cốt thép cần hạ từ từ cho cốt thép thẳng đứng và
tránh va chạm vào thành hố đào làm sập thành gây khó khăn cho
việc thổi rửa hố đào sau này.
6) Lắp ống đổ bêtông:

12


Trờng đại học xây dựng

ố

khoa cơ khí xây dựng


ng đổ bêtông đợc làm bằng thép có đờng kính 25 30 cm,
đợc làm thành đoạn dài 3 m, 2m, 1,5m, 1m, 0,5m để có thể

lắp ráp tổ hợp tùy chiều sâu hố đào.
Có hai cách nối ống hiện nay là nối bằng ren và nối bằng cáp.
Nối bằng cáp thờng nhanh và thuận lợi hơn. Chỗ nối có gioăng cao
su để ngăn dung dịch bentônite xâm nhập vào ống đổ, và đợc
bôi mỡ cho việc lắp ráp ống đổ đợc dễ dàng.
ống đổ bêtông đợc lắp dần từ dới lên. Để có thể lắp ống đổ
ngời ta dùng một hệ giá đỡ đặc biệt có cấu tạo nh một thang thép
có hai nửa vành khuyên có bản lề. Khi hai nửa vành khuyên này
sập xuống tạo thành hình tròn ôm khít lấy thân ống đổ. Miệng
mỗi đoạn ống có đờng kính to hơn và bị giữ lại trên hai nửa vành
khuyên đó. Nh vậy ống đổ bêtông đợc treo vào miệng ống vách
qua giá đặc biệt này.
Đáy dới của ống đổ đợc đặt cách đáy hố 20 cm để tránh bị
tắc ống do đất đá dới đáy hố nút lại.

gioăng
cao su
50
50

100

100

250-300

250-300


(a)

(b)
Hình 4: ống đổ bêtông.
a) ống đổ bêtông nối bằng ren.
b) ống đổ bêtông nối bằng cáp.

7) Xử lý lắng cặn đáy hố:
a)

Phơng pháp thổi rửa dùng khí nén:

Dùng ống đổ bêtông làm ống xử lý lắng cặn. Sau khi lắp
xong ống đổ bêtông, lắp đầu thổi rửa lên đầu trên của ống đổ.
Đầu thổi rửa có hai cửa, một cửa đợc nối với ống dẫn để thu hồi

13


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

dung dịch bentônite và bùn đất từ đáy hố khoan về thiết bị lọc
dung dịch. Một cửa khác đợc thả ống nén khí, ống này dài bằng
80% chiều dài cọc.
b)

Phơng pháp luân chuyển bentonite:


Dùng một máy bơm bùn Turbin công suất khoảng 45 60 m 3/h
treo vào một sợi cáp và dùng cần cẩu thả xuống đáy hố đào nhng
luôn nằm trong ống đổ bêtông. Một ống đờng kính khoảng 80
mm 100 mm đợc gắn vào đầu trên của bơm và đợc cố định
vào cáp treo máy bơm, ống này đa dung dịch betonite về máy
lọc. Trong quá trình luân chuyển, dung dịch betonite luôn đợc
cung cấp vào miệng hố. Đến khi dung dịch betônite đa ra đạt
chỉ tiêu sạch và độ lắng yêu cầu <= 10 cm thì kết thúc công
đoạn luân chuyển bentônite.

S

8) Đổ bêtông:
au khi kết thúc thổi rửa hố khoan phải tiến hành đổ bêtông
ngay vì để lâu bùn cát tiếp tục lắng ảnh hởng đến chất l-

ợng cọc. Do vậy công việc chuẩn bị bêtông, máy bơm, cần cẩu,
phễu đổ phải hết sức nhịp nhàng. Bêtông thơng phẩm dùng để
đổ nên có độ sụt nón cụt trong khoảng 18 2cm. Bêtông đợc đổ
theo phơng pháp vữa dâng.
9) Kiểm tra chất lợng cọc:

Q

uy trình đảm bảo chất lợng cọc barrette thực hiện theo tiêu
chuẩn TCXD 206: 1988.

Thực hiện khi bêtông đã ninh kết xong(sau 28 ngày), kiểm
tra bằng phơng pháp không phá hủy.

Có nhiều phơng pháp để kiểm tra, nhng phổ biến là siêu
âm truyền qua.

14


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

Chơng 2
Giới thiệu máy thiết kế
và chọn phơng án thiết kế

T

I. Giới thiệu chung:
hiết bị thi công cọc barrette và tờng trong đất đợc lắp trên
máy cơ sở là cần trục bánh xích tự hành. Máy tạo hố hoạt

động theo nguyên lý gầu ngoạm, hố đào có tiết diện hình chữ
nhật.
Máy đợc thiết kế để làm việc ở các loại đất đá mềm, đất
sét, đất cát, đất pha cát, bùn
Bộ phận công tác chính của thiết bị là gầu ngoạm. Nguyên lý
hoạt động của nó tơng tự nh gầu ngoạm trên máy làm đất. Lực
cắt đất của gầu đợc truyền từ xilanh thủy lực đóng mở gầu và
lực ấn gầu vào sâu trong đất nhờ trọng lợng bản thân các bộ
phận công tác : cần công tác, xilanh thủy lực, đầu đỡ, má dẫn hớng, gầu ngoạm.
Sau đây sẽ giới thiệu một loại thiết bị thi công cọc barrette

và tờng trong đất thờng gặp: (Hình 5)
1. Sơ đồ thiết bị công tác:
Trong đó:
1- Gầu ngoạm.
2- Thanh đẩy đóng mở gầu.
3- Xe con dẫn hớng.
4- Xilanh thủy lực.
5- Má dẫn hớng.
6- Puly đổi hớng cáp
7- ống dẫn thủy lực.
8- Cần công tác,
9- Hộp cần dẫn hớng.
10- Tang cuốn ống dẫn thủy lực.
11- Cơ cấu treo thiết bị công tác,
12- Cơ cấu quay cần công tác.
15


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

13- Xilanh thủy lực đẩy cần,
14- Cáp nâng cơ cấu công tác.
15- Cáp nâng cần,
16- Hệ thanh giằng cần.
17- Tang cuốn cáp nâng cơ cấu công tác.
18- Tang cuốn cáp nâng cần,
19- Cần cẩu xích.
13

14

12
11

15

10
9

16

8

17

7
6

18

5
4
3
2
19

1

Hình5: Sơ đồ thiết bị thi công cọc barrette.

2. Nguyên lý làm việc:
Chu kì làm việc của thiết bị đợc chia thành 2 giai đoạn:
- Giai đoạn đào và tích đất.
- Giai đoạn nâng gầu lên khỏi mặt đất và xả.
Khi đào đất, gầu đợc hạ xuống vị trí cần đào, xilanh thủy
lực sẽ đợc điều khiển cho gầu mở ra thông qua thanh đẩy. Gầu
tiến hành cắm sâu vào đất nhờ trọng lợng bản thân các bộ phận
công tác. Khi gầu đã cắm sâu vào đất, xilanh thủy lực sẽ đẩy
gầu thực hiện quá trình cắt đất thông qua thanh đẩy. Má gầu đi
sâu vào trong lòng đất, đến khi má đi hết quãng đờng thì gầu
đầy đất. Nếu cha đầy đất thì tiến hành lại các bớc trên cho
đến khi gầu đầy đất.

16


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

Giai đoạn 2 đợc bắt đầu khi gầu đã đầy đất thì cụm công
tác sẽ đợc nâng lên và xả đất ra ngoài móng đào, kết thúc một
chu kì đào đất.

17


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng


II. lựa chọn phơng án thiết kế:

Đ

ể thiết kế thiết bị thi công cọc barrette và tờng trong đất,
công việc đầu tiên là phải lựa chọn lấy một phơng án thiết kế

phù hợp nhất với yêu cầu đặt ra. Thông thờng đối với thiết bị thi
công cọc barrette và tờng trong đất có rất nhiều phơng án thiết
kế ở từng cơ cấu khác nhau. Sau đây ta sẽ lần lợt xét từng cơ
cấu.
1. Chọn phơng án đóng mở gầu:
Gầu sử dụng trong thiết bị thi công cọc barrette có thể có
các phơng án đóng mở gầu sau.
1.1) Đóng mở gầu bằng palăng cáp (Hình 6a)
Đây là phơng án đóng mở gầu tơng tự nh trong gầu ngoạm
máy nâng. Có thể dùng hai dây hoặc một dây (phổ biến là hai
dây):

6
5
4
3
2
1
Hình 6a: Đóng mở gầu bằng palăng cáp.
Trong đó:
1- gầu ngoạm. 2- đầu đỡ dới. 3- thanh đẩy.
4- cáp nâng. 5- đầu đỡ trên. 6- má dẫn hớng.

a) Ưu điểm:
- Dùng cáp nên dễ chế tạo, sửa chữa, thay thế.
- Rẻ tiền, cấu tạo đơn giản.
b) Nhợc điểm:

18


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

- Lực đóng gầu không lớn, lực mở gầu phụ thuộc trọng lợng
của gầu. Không có lực đóng mở gầu cỡng bức.
- Năng suất trung bình.
1.2) Đóng mở gầu bằng truyền động bánh răng - thanh
răng: (Hình 6b)

5
4
3
2
1
Hình 6b : Đóng mở gầu bằng truyền động bánh răng - thanh
răng
Trong đó:
1- gầu ngoạm. 2- bánh răng. 3- thanh răng.
4- má dẫn hớng. 5- nguồn động lực đóng mở gầu.
Trờng hợp này có cấu tạo tơng tự nh đóng mở gầu bằng
palăng cáp nhng lực đóng mở gầu là lực tác dụng giữa bánh răng

và thanh răng.
a) Ưu điểm:
- Giá thành rẻ, dễ điều khiển
- Lực đóng mở gầu lớn do lực tác dụng của bánh răng thanh
răng.
- Tốc độ đóng mở gầu của hai má đều.
b) Nhợc điểm:
- Do phải bố trí động cơ trên khung nên cồng kềnh, động
cơ làm việc dới nớc nên chóng hỏng.
- Làm việc trong điều kiện bẩn nên bánh răng_thanh răng
chóng mòn.

19


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

- Tháo lắp và vận chuyển khó khăn, phức tạp.
1.3) Đóng mở gầu bằng hai xilanh thủy lực: (Hình 6c)
Hai xilanh thủy lực sẽ tác dụng hai lực đẩy vào 2 má gầu tạo
ra chuyển động đóng mở gầu.

3
2

1
Hình 6c: Đóng mở gầu bằng 2 xilanh thủy lực.
Trong đó:

1- gầu ngoạm. 2- má dẫn hớng. 3- xilanh thủy lực.
a) Ưu điểm:
- Lực đóng mở gầu lớn do đóng mở cỡng bức bằng hai xilanh
thủy lực.
- Có thể cắt đất ở cấp cao hơn các phơng án trên, làm việc
êm hơn và dễ điều khiển hơn.
- Sử dụng hai xilanh nên xilanh có đờng kính nhỏ hơn, dễ
kiếm hơn.
- Năng suất cao hơn.
b) Nhợc điểm:
- Giá thành cao, khó sửa cha.
- Đóng mở gầu bằng hai xilanh riêng biệt nên có thể hai má
gầu đóng mở không đều dẫn đến năng suất giảm.
1.4) Đóng mở gầu bằng một xilanh thủy lực: (Hình 6d)
Tơng tự nh trờng hợp dùng 2 xilanh đóng mở gầu. Khác so với
phơng án dùng 2 xilanh là tại vị trí 2 xilanh ta thay bằng 2 thanh
đẩy. Hai thanh đẩy này đợc gắn 1 đầu vào một xe con dẫn hớng.

20


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

Tạo lực đẩy cho 2 thanh đẩy này bằng 1 xilanh lắp một đầu vào
xe con dẫn hớng, một đầu cố định vào cụm dẫn hớng.

5
4

3
2
1

Hình 6d: Đóng mở gầu bằng 1 xilanh thủy lực.
Trong đó :
1- gầu ngoạm. 2- thanh đẩy đóng mở gầu.
3- xe con dẫn hớng xilanh thủy lực.
4- xilanh thủy lực. 5- má dẫn hớng.
a) Ưu điểm:
- Năng suất cao, dễ sử dụng, lực đóng mở gầu lớn do đóng
mở gầu cỡng bức bằng xilanh thuỷ lực.
- Lực cắt đất lớn.
- Hai má gầu đóng mở đều do chỉ dùng một xilanh thủy lực.
b) Nhợc điểm:
- Các thanh đẩy chịu lực rất lớn nên có thể bị gãy.
- Xilanh có kích thớc lớn nên giá thành cao.
- Khó sửa chữa khi hỏng hóc.
Chọn phơng án đóng mở gầu bằng một xilanh vì phơng án
này có năng suất cao, dễ sử dụng và ở Việt Nam hiện nay xilanh
thủy lực cũng tơng đối dễ kếm.
2. Chọn phơng án treo cơ cấu công tác:

21


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng


Để treo cơ cấu công tác chính trong thiết bị thi công cọc
barrette vào cần trục cơ sở ngời ta thờng dùng 2 phơng án sau. Ta
sẽ lần lợt xem xét u nhợc điểm của từng phơng án.
2.1) Phơng án treo cơ cấu công tác trên cáp (Hình 7a)
Toàn bộ thiết bị công tác chính đợc treo trên một sợi cáp lớn
vào vị trí của cụm dẫn hớng. Cáp này đợc nâng hạ bằng một cơ
cấu nâng đặt trên máy cơ sở. ống dẫn thủy lực cho xilanh đóng
mở gầu đợc cuốn vào tang treo trên cần của máy cơ sở.
a) Sơ đồ cấu tạo:
10

9

11

8
12
7

6

13

5

4

14

3

2
15

1

Hình 7a: Treo cơ cấu công tác trên cáp.
Trong đó:
1- gầu ngoạm.

9- hệ puly nối với máy cơ sở.

2- thanh đẩy đóng mở gầu.

10- cáp nâng cơ cấu

3- xe con dẫn hớng cho xilanh

công tác.

thủy lực.

11- cáp nâng cần.

4- xilanh thủy lực.

12- hệ thanh giằng

5- má dẫn hớng.

cần.


6- ống dẫn thủy lực.

13- tang cuốn cáp

7- cáp treo cơ cấu công tác.

nâng cơ cấu công tác.

8- tang cuốn ống dẫn thủy

14- tang cuốn cáp

lực.

nâng cần.
22


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

15- cần cẩu xích.
b) Ưu điểm:
- Cấu tạo, lắp đặt đơn giản.
- Giá thành hạ.
- Máy cơ sở có tải trọng nâng nhỏ hơn.
c) Nhợc điểm:
Năng suất thấp do mất thời gian điều chỉnh gầu vào đúng

hố và mất nhiều thời gian di chuyển thiết bị.
2.2) Phơng án có bộ dẫn hớng: (Hình 7b)
Thiết bị công tác chính có thêm cần công tác so với phơng án
trên. Cần gồm 2 phần: cần kelly và hộp cần dẫn hớng. Cần kelly đợc bắt chặt vào cụm công tác phía dới, hộp cần dẫn hớng đợc treo
vào đầu cần của máy cơ sở bằng một cơ cấu quay. Thiết bị công
tác chính bên dới đợc treo vào đầu cần của máy cơ sở bằng 1 sợi
cáp vắt qua puly đổi hớng cáp đặt ở đầu dới của cần kelly (hình
7b).
a) Sơ đồ cấu tạo:
1- gầu ngoạm.

12- cơ cấu quay cần công

2- thanh đẩy đóng mở

tác.

gầu.

13- xilanh thủy lực đẩy

3- xe con dẫn hớng cho

cần.

xilanh thủy lực.

14- cáp nâng cơ cấu

4- xilanh thủy lực.


công tác.

5- má dẫn hớng.

15- cáp nâng cần.

6- puli đổi hớng cáp.

16- thanh giằng cần.

7- ống dẫn thủy lực.

17- tang cuốn cáp nâng

8- cần công tác.

cơ cấu công tác.

9- hộp cần dẫn hớng.

18- tang cuốn cáp nâng

10- tang cuốn ống dẫn

cần.

thủy lực.

19- cần cẩu xích.


11- cơ cấu treo thiết bị
công tác.

23


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng
13
14

12
11

15

10
9

16

8

17

7
6


18

5
4
3
2
19

1

Hình 7b: Phơng án có bộ phận dẫn hớng cho cơ cấu công tác.
b) Ưu điểm:
- Năng suất cao hơn phơng án treo trên cáp do có thiết bị
quay cần và xilanh thủy lực để đẩy gầu và hố dễ dàng hơn, tốn
ít thời gian hơn.
- Điều khiển dễ dàng.
c) Nhợc điểm:
- Cấu tạo phức tạp, lắp đặt khó khăn hơn.
- Máy cơ sở cần có tải trọng nâng lớn hơn.
- Giá thành cao hơn, điều khiển phức tạp hơn.
Từ việc phân tích u, nhợc điểm của các phơng án treo cơ
cấu công tác ở trên, ta chọn phơng án có bộ dẫn hớng vì có năng
suất cao và làm việc tin cậy hơn.
3. Chọn phơng án dẫn động thiết bị:
Trong quá trính làm việc, cần cung cấp năng lợng cho thiết bị
để thực hiện các công việc sau:
- Đóng mở gầu, thực hiện quá trình cắt đất.
- Nâng hạ thiết bị công tác chính.
- Thay đổi tầm với của cần trục.
- Quay cơ cấu công tác chính.


24


Trờng đại học xây dựng

khoa cơ khí xây dựng

- Đẩy cơ cấu công tác chính di chuyển ra, vào bằng xilanh
thủy lực.
Để cung cấp năng lợng cho thiết bị làm việc ngời ta thờng sử
dụng các phơng án dẫn động sau.
3.1) Phơng án dẫn động chung:
Năng lợng dùng để đóng mở gầu, cắt đất; nâng hạ thiết bị
công tác chính, thay đổi tầm với của cần trục, quay cơ cấu công
tác chính, đẩy cơ cấu công tác chính đều đợc lấy ra từ máy cơ
sở.
a) Ưu điểm:
Không cần dùng thêm động cơ nên gọn nhẹ, rẻ tiền.
b) Nhợc điểm:
- Cần phải có cần cẩu xích lớn để cung cấp thêm năng lợng
trong quá trình cắt đất nên thờng có công suất làm việc không
lớn.
- Sửa chữa, thay thế phức tạp, tốn kém.
3.2) Phơng án dẫn động riêng:
Chỉ sử dụng máy cơ sở để nâng hạ cần, nâng hạ thiết bị
công tác chính. Năng lợng cho quá trình cắt đất và điều chỉnh
cơ cấu công tác chính đợc lấy từ những hệ thủy lực riêng.
a) Ưu điểm:
- Cơ cấu cắt đất riêng rẽ hoàn toàn nên chủ động đợc công

suất cắt đất.
- Sửa chữa đơn giản, thay thế dễ dàng.
b) Nhợc điểm:
- Dùng thêm động cơ nên giá thành cao hơn.
- Cần bố trí thêm thiết bị trên cần cẩu.
Chọn phơng án dẫn động riêng do có năng suất cao và dễ
sửa chữa, thay thế.
Kết luận: sau khi xem xét kĩ các phơng án đặt ra, em lựa
chọn phơng án đóng mở gầu bằng một xilanh thủy lực; có dùng bộ
dẫn hớng cho thiết bị công tác và dẫn động đóng mở gầu, điều

25