🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Giáo trình kỹ thuật thi công công trình hạ tầng Ebooks Nhóm Zalo S Ở GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI GIÁ O TRÌ N K ỹ thuậ t th i Cộn g công trinh hạ táng DÙNG TRONG CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CHUYÊN NGHIÊP SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO H À NỘ I KS. VŨ VÃN THINH GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT THI CÔNG CÔNG TRÌNH HẠ TẦNG (Dùng trong các trường THCN) ĐẠI HỌC THẢI NGUYÊN TRUNG TẮM.HỌC LĨỆƯ N H À XUểT BẢN HÀ NỘ I - 2006 L ờ i giớ i thiê u X Tước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện Ì V đại hóa nhằm đưa Việt Nam trở thành nước công nghiệp văn minh, hiện đại. Trong sự nghiệp cách mạng to lớn đó, công tác đào tạo nhân lực luôn giữ vai trò quan trọng. Báo cáo Chính trị của Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam tại Đại hội Đảng toàn quốc lận thứ IX đã chỉ rõ: "Phát triển giáo dục và đào tạo là một trong những động lực quan trọng thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa, là điều kiện để phát triển nguồn lực con người - yếu tố cơ bản để phát triển xã hội, tăng trưởng kinh tế nhanh và bền vững". Quán triệt chủ trương, Nghị quyết của Đảng và Nhà nước và nhận thức đúng đắn về tậm quan trọng của chương trình, giáo trình đối với việc nâng cao chất lượng đào tạo, theo đề nghị của Sỏ Giáo dục và Đào tạo Hà Nội, ngày 231912003, ủy ban nhân dán thành phố Hà Nội đã ra Quyết định số 5620IQĐ-UB cho phép sỏ Giáo dục và Đào tạo thực hiện đề án biên soạn chương trình, giáo trình trong các trường Trung học chuyên nghiệp (THCN) Hà Nội. Quyết định này thể hiện sự quan tâm sâu sắc của Thành ủy, UBND thành phố trong việc nâng cao chất lượng đào tạo và phát triển nguồn nhăn lực Thủ đô. Trên cơ sở chương trình khung của Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành và những kinh nghiệm rút ra từ thực tế đào tạo, Sỏ Giáo dục và Đào tạo đã chỉ đạo các trường THON tổ chức biên soạn chương trình, giáo trình một cách khoa học, hệ 3 thống và cập nhật những kiến thức thực tiễn phù hợp với đối tượng học sinh THCN Hà Nội. Bộ giáo trình này là tài liệu giảng dạy và học tập trong các trường THCN ở Hà Nội, đồng thời là tài liệu tham khảo hữu ích cho các trường có đào tạo các ngành kỹ thuật - nghiệp vụ và đông đảo bạn đọc quan tâm đến vấn đề hướng nghiệp, dạy nghề. Việc tổ chức biên soạn bộ chương trình, giáo trình này là một trong nhiều hoạt động thiết thực cùa ngành giáo dục và đào tạo Thù đô để kỷ niệm "50 năm giải phóng Thủ đô ", "50 năm thành lập ngành " và hướng tới kỷ niệm "1000 năm Thăng Long - Hà Nội". Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội chân thành cảm ơn Thành ủy, UBND, các sỏ, ban, ngành của Thành phố, Vụ Giáo dục chuyên nghiệp Bộ Giáo dục và Đào tạo, các nhà khoa học, các chuyên gia đậu ngành, các giảng viên, các nhà quàn lý, các nhà doanh nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ, đóng góp ý kiến, tham gia Hội đồng phản biện, Hội đồng thẩm định và Hội đồng nghiệm thu các chương trình, giáo trình. Đáy là lận đậu tiên sỏ Giáo dục và Đào tạo Hà Nội tổ chức biên soạn chương trình, giáo trình. Dù đã hết sức cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏithiếu sót, bất cập. Chúng tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp của bạn đọc để từng bước hoàn thiện bộ giáo trình trong các lấn tái bản sau. GIÁM ĐỐC SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ì Ì I, Lờ i nó i đ ầ u Ị Đ i đáp ứng nhu cậu về tài liệu phục vụ cho giảng dạy của giáo viên và học tập của học sinh, Trường Trung học Xây dựng Hà Nội được í Sà Giáo dục và Đào tạo Hà Nội giao nhiệm vụ tố chức biên soạn giáo trình "Kỹ thuật thi công công trình hạ tậng " dùng cho chuyên ngành "Kỹ thuật xây dựng hạ tậng " của các trường trung học thuộc khối xây dựng. Nội dung giáo trình đã được cập nhật một số công nghệ thi công tiên tiến. Những công nghệ này đã và đang được áp dụng rộng rãi ở Việt Nơm, đặc biệt là các công trình xây dựng trên địa bàn của thít đô Hà Nội. Ngoài ra giáo trình đề cập đến mộ! số lĩnh vực xây dựng khác, đó là xây dựng hệ thống dường giao thông. Điêu này giúp học sinh sau khi ra trưởng về làm việc tại các đơn vị thi công có thể làm tốt chức năng kỹ thuật viển ngành xây dựng công trình dân dụng và công trình giao thông. Tác giá xin chân thành cám ơn ban lãnh đạo sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội, Phòng Giáo dục chuyên nghiệp, PGS. Lê Kiều Chủ nhiệm bộ môn Thi công Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, TS. Trịnh Quang Vinh - phó hiệu trưởng Trường Cao đẳng Xây dụng số Ì Bộ xây dựng, Ttĩ.s Lê Công Chính Phó chủ nhiệm bộ môn Thi công Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội dã tạo điều kiện giúp đỡ, cung cấp tài liệu và đóng góp nhiêu ý kiến quý báu để giáo trình sớm được hoàn thành. Do sách xuất bán lận đậu, không thể tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý của bạn đọc. TÁC GIÀ 5 P h ầ n Ì THỈ CÔNG HẠ TẦNG CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG Chương mở đầu MỘT SỐ KHÁI NIỆM Cơ BAN V Ề CÔN G TÁ C Đ ể T Mục tiêu: Trang bị cho người học những kiến thức chung và cơ bản về thi công các công tác đất. Trên cơ sỏ đó. sau khi học tiếp các phần sau để có thể chủ động lập phương án thi công đất. Nội dung tóm tắt (trọng tâm): - Cách phân cấp đất đá. - Các tinh chất của đất có liên quan đến kĩ thuật thi còng. - Xác định khối lượng đất trong thi công đào đắp đất. ì. CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH VÀ DẠNG THI CÔNG ĐểT 1. Các loại công trình đất Khi thi công bất kỳ công trình xây dựng nào cũng phải tiến hành công tác đất. Tuy quy mô công trình lớn hay nhỏ mà khối lượng công tác đất có thể nhiều hay ít. 7 Dựa vào đặc tính kỹ thuật, thời gian sử dụng, hình dáng... công tác đất được chia ra các dạng sau: 1.1. Loại công trình vĩnh cửu Nền đường (bộ, sắt), kênh mương, hồ chứa, nền sân vận động. 2.2. Loại công trình tạm thời Là loại chỉ sử dụng trong thời gian xây dựng ngắn như: hố móng, rãnh thoát nước, rãnh đặt các đường ống, đường tránh, loại này thường là những công trình tập trung. 2. Các dạng thi công đất Trong thi công đất, ta thường gặp các dạng công tác chính sau: L I. Đào Là lấy từ mặt đất tự nhiên một số lớp cho đến cao độ thiết kế. 1.2. Đáp Là tăng độ cao mặt đất tự nhiên đến độ cao thiết kế. 1.3. San Tạo ra khu đất phang. Trong san bao gồm cả công tác đào và đắp. 1.4. Bóc (hớt) Là lấy một lớp đất mỏng không cần sử dụng trên mặt đất tự nhiên. Ví dụ: Hớt lớp đất bùn, đất thực vật, đái ô nhiễm. Hớt đất là đào đất nhưng không theo độ cao nhất định mà theo độ dàv của lớp đất lấy đi. 1.5. Lấp Là làm cho chỗ đấttrũng có độ cao bằng khu vực xung quanh. 1.6. Đầm Là làm chặt nền đất, làm cho nền không bị lún, đảm bảo đặc chắc. l i. PHÂN CểP ĐểT 1. Theo thi công đất bằng thủ công Chia làm 4 cấp (9 nhóm) dựa vào dụng cụ thi công đất độ khó khăn khi thi công phải dùng công cụ gì. Cấp đất càng cao càng khó thi cõng. mức chi phí công nhân càng lớn. Bảng M-l. 8 Bàng phân cấp đối theo thi công thù công Bảng M-l. Cáp đất Nhóm đất Tên đất Dụng cụ tiêu chuẩn xác định cấp đất 1 2 3 4 1 - Đất phù sa, đất bổi, đất màu, đất mùn, đất đen, hoàng thổ. - Đất đồi sụt lở hoặc đất từ nơi khác đem đến đổ chưa bị lèn chặt. - Đất cát pha đất thịt, đất thịt mềm, đất thịt pha cát, đất cát pha sét, đất cát lẫn sỏi Dùng xẻng xúc đất dễ dàng. Dùng xẻng cải tiến ấn mạnh tay ì 2 3 xúc được. Dùng xẻng cải tiến đạp bình thường đất đã ngập xẻng. ... cuội, gạch vụn, xỉ, mùn rác. - Đất đồi sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ đã bị nén chật nhưng chưa đạt tới trạng thái nguyên thổ. - Đất phù sa, cát bồi, đất màu, đất đen, đất hoàng thổ toi xốp có lẫn gốc rẻ cây, mùn rác, sỏi đá, gạch vụn, mảnh sành tới 10% thể tích hoặc 50-100kg trong Im3. - Đất sét pha cát, đất sét pha đất thịt, sét - Đất sét pha cát, đất sét pha đất thịt, sét mềm, sét trắng, sét mịn hạt. mềm, sét trắng, sét mịn hạt. - Đất cát pha đất thịt, cát pha sét lẫn rễ - Đất cát pha đất thịt, cát pha sét lẫn rễ cây, sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc đến 10% cây, sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc đến 10% thể tích hoặc 50-100 kg trong Im'. thể tích hoặc 50-100 kg trong Im'. - Đất cát, đất đen, đất mùn có lẳn sỏi đá, - Đất cát, đất đen, đất mùn có lẳn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc, mùn rác, gốc rề cây mảnh vụn kiến trúc, mùn rác, gốc rề cây từ 10-20% thế tích hoác 150-300kg trong từ 10-20% thế tích hoác 150-300kg trong Im5, Im5, - Đất cát có lượng ngậm nước lớn trọng - Đất cát có lượng ngậm nước lớn trọng lượng 1.7 T/m3 trớ lèn. lượng 1.7 T/m3 trớ lèn. - Đá phong hoa già đã biến thành đất tơi - Đá phong hoa già đã biến thành đất tơi xốp. xốp. 9 1 2 3 4 4 li li - Đất thịt, đất sét nặng, đất sỏi nhỏ, đất gan gà mềm. - Đất mặt sườn dổi có nhiều cò lần cây sim, mua, rành rành hoặc sỏi đá rễ cây. - Đất thịt hoặc sét mềm có lẫn sỏi, đá, gạch vụn, mùn rác, mảnh sành (từ 10-25% thể tích). - Đất cát lẫn sỏi, đá gạch vụn, xỉ, mảnh sành, rễ cây(từ 25-50% thể tích) Dùng cuốc bàn để cuốc và dùng xèng đế xúc. 5 HI 6 10 - Đất thịt màu xám. đất mặt sườn đổi, có ít sỏi, đất đỏ ở đồi núi, đất sét lẫn sỏi non, đất cao lanh trắng. - Đất sét trắng kết cấu chật lẫn với mảnh vụn kiến trúc hoặc gốc rễ cây tới 10% thế tích hoặc 50-I50kg trong Im1. - Đất gan gà cứng, đất thịt cứng, đất sét cứng lẫn sỏi đá, mành vụn kiến trúc từ 25- 35% thể tích hoặc 300-500kg trong Im'. - Đất cái lẫn sỏi đá. gạch vụn, xỉ. mảnh sành rễ cây( trên 50% thế tích ). - Đất sét, đất nâu rắn chắc cuốc ra chỉ được từng hòn nhỏ. - Đất chua, đất kiềm thổ cứng. - Đất mặt đê. mặt đường cũ. - Đất mặt sườn đồi lần sỏi đá. có sim mua, rành rành mọc dày. - Đất sét kết cấu chặt lẫn sỏi cuội. mảnh vụn kiến trúc, gốc rề câv >10% đến 20% thế tích hoặc 150-300kg trong Im1. - Đá vôi phong hoa già nằm trong dãi đào ra từng mảng được. Khi còn trong đất tương đối mềm. đào ra rắn lạo xạo. đập vỡ vụn như xi. . Dùng cuốc bàn cuốc được. Dùng cuốc bàn, cuốc chối tay, phải dùng cuốc chim to lưỡi để đào. 1 2 3 4 7 - Đất đồi lẫn từng lớp sỏi từ 25-35% lần đá tảng đến 20% thế tích. - Đất mặt đường đá dăm hoặc đường đất rải mảnh sành gạch vỡ. - Đất cao lanh, đất sét, đất sét kết cấu chặt lẫn mảnh vụn kiến trúc, gốc rễ cây từ 20- 30% thể tích hoặc > 300kg đến 500kg trong Im'. IV - Đất lẫn đá tảng > 20% đến 30% thế tích. - Đất mặt đường nhựa hỏng. 8 - Đất lẫn vỏ loài trai, ốc (đất sò), đất kết dính chật tạo thành tảng được (vùng ven biển thường đào đế xây tường). - Đất lẫn đá bọt. - Đất lẫn đá tảng > 30% thể tích cuội sỏi giao kết bởi đất sét. 9 - Đất có lẫn từng vỉa đá, phiến đá ong xen kẽ (loại đá khi còn trong lòng đất tương đối mềm). - Đất sỏi đỏ rắn chắc. Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi nặng > 2.5kg hoặc dùng xá beng đào được. Dùng xà beng, chòng búa mới đào được. 2. Theo thi công bằng cơ giói Chia đất làm bốn cấp căn cứ vào năng suất của máy đào một gầu (xem bảng M-2). HI. MỘT SỐ TÍNH CHểT CỦA ĐÁT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN KỸ THUẬT THI CÔNG 1. Độ ẩm của đất (W) Là tỷ lệ tính theo % của nước chứa trong đất. 11 Độ ẩm của đất xác định theo công thức: G G w% = — — X 100(%) Go Trong đó G, G0 tương ứng là trọng lượng tự nhiên và trọng lượng khô của mầu thí nghiệm. Căn cứ và độ ẩm người ta chia đất làm 3 loại: + Đất ướt có w > 30%. + Đất ẩm có 5% < w < 30%. + Đất khô có w < 5%. Báng phân cấp đất theo thì còng cơ giới. Bảng M-2. Cấp đất Tên các loại đất Dụng cụ tiêu chuẩn xác định 1 2 3 ì - Đất cất, đất phù sa cát bồi, đất màu, đất đen. đất mùn, đất cát pha sét, đất sét, đất hoàng thổ, đất bùn. Các loại đất trên có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ, đá dăm, mảnh trai từ 20% trờ lại không có rễ cây to, có độ ẩm tự nhiên dạng nguyên thổ hoặc tơi xốp, hoặc từ nơi khác đem đến đổ đã bị nén chặt lự nhiên. Cát mịn, cát vàng có độ ẩm tự nhiên, sỏi dà dăm, đá vụn đổ thành đống. Dùng mai xẻng xắn được miếng mòng. 12 li - Gồm các loại đất cấp ì có lẫn sỏi sạn, mảnh sành. gạch vỡ, đá dăm, mảnh chai từ 30% trớ lên, không lẫn rễ cây to, có độ ấm tư nhiên hay khô. đất á sét. cao lanh mảnh sành. mảnh chai vỡ không quá 20%. Dạng nguyên thổ hoặc nơi khác đổ đến đã bị nén tự nhiên có dỏ ẩm tự nhiên hoặc khô rắn. HI - Đất á sét, cao lanh, sét trắng, sét vàng, sét đỏ, đất đổi núi lẫn sỏi sạn, mảnh sành, mảnh chai vỡ từ 20% trờ lên có lẫn rễ cây. Các loại đất trên có trạng thái nguyên thổ, có độ ẩm tự nhiên hoặc khỏ cứng, hoặc đem đổ từ nơi khác đến có đầm nén. IV - Các loại đất trong đất cấp IU có lẫn đá hòn, đá tảng, đá ong, đá phong hoa, đá vôi phong hóa có cuội sỏi dính kết bời đá vôi, xít non, đá quặng các loại nổ mìn vỡ nhỏ. Dùng cuốc chim mới cuốc được. Độ ẩm của đất ảnh hưởng tới năng suất lao động khi thi công đất, đất ưốt quá hay khô quá đều làm cho thi công khó khăn và ảnh hưởng tới chất lượng của công trình đất. Có thế xác định trên hiện trường một cách đơn giản: Bốc đất lẽn tay rồi nắm chặt lại rồi buông ra. Nếu đất rời ra là khô, đất giữ được hình dạng nhưng tay không ướt là ẩm, đất dính bết vào tay hoặc làm ướt tay là đất ướt. Ngoài ra người ta còn chia đất làm 3 trạng thái: + Đất hút nước: Đất bùn, đất thịt, đất màu. + Đất ngậm nước: Đất thịt, đất hoàng thổ. + Đất thoát nước: Cát, cuội, sỏi. 2. Độ tơi xấp của đất (K) Là khả năng thay đổi thể tích trước và sau khi đào. Đất nằm nguyên ở vị trí của nó trong vỏ trái đất gọi là "Đất nguyên thể". Đất đã được đào lên là đất tơi xốp và sau khi đào độ tơi xốp ban đầu xác định theo công thức. V - V K = — X 100(%) Trong đó: V0 : Là thể tích đất nguyên thể. V: Là thể tích đất sau khi đào lên. 13 Người ta phân làm hai trạng thái tơi xốp: Trạng thái tơi xốp ban đẩu: là độ tơi xốp khi đất đào lên chưa đám nén (ký hiệu K). Cấp đất càng cao thì độ tơi xốp càng lớn Trạng thái tơi xốp cuối cùng: là độ tơi xốp khi đất đã được đầm chặt (ký hiệu K0). Độ tơi xốp cùa một số loại đất xem bảng M-3. Báng độ tới xốp của một số loại đất Bảng M-3 Loại đất Độ tơi xốp ban đầu K% Độ tơi xốp cuối cùng K„% Đất cát, sỏi. 8-15 1-2.5 Đất dính từ cấp ì - li 20-30 3-4 Đất đá 35 - 45 10 - 30 Giá sử ta đào Ì khối lượng có thể tích là V nguyên thể, sau khi đào ta sẽ được một thế tích v 0 đất tơi xốp. Tiếp đó ta đầm chặt số đất đã đào và xác định thế tích cùa nó là Vị. Thực tế cho thấy dù ta có đầm kỹ đến đâu thì đất cũng khó đạt được độ đặc chắc như ban đầu như khi nó còn ờ trạng thái nguyên thế. v lem (lỗ trong ruột cây tre càng nhỏ càng tốt), đường kính cọc tre ^ 6cm, phổ biến 8 + IOcm. Đầu cọc cưa cách mắt 5cm, mũi cọc vát nhọn cách mắt 20 cm.( Hình 1-1) 2.2. Phạm vi áp dụng Đây là biện pháp gia cố nền truyền thống đã sử dụng nhiều trong dân gian nước ta nhưng từ những năm 1960 đến 1990 việc sứ dụng bị hạn chế. Sau năm 1990, nhiều nhà dân lại bùng lên phong trào sử dụng cọc tre. Cẩn hết sức chú ý đến môi trường chôn cọc. Nếu mức nước ngầm thay đổi nhiều phái hết sức thận trọng khi dùng cọc tre. Công nghệ này sử dụng cho nhà có số tầng dưới 4 tầng trong vùng đất không quá yếu nhưng không rắn. Sức chịu cho phép của đất dưới lkg/cm2. Cọc tre dùng phổ biến cho nhà 2-3 tầng ờ nơi đất yếu. Một giai đoạn dài khoảng 30 năm ít dùng vì chưa thấy cơ sỏ chắc chắn cho ích lợi của cọc tre và theo trường phái Liên xô cũ ít sử dụng loại cọc này. Sau đổi mới, dân được tự làm nhà mới lại sử dụng cọc tre. 29 2.3. Phương pháp đóng cọc Cọc tre thường được đóng bằng vồ gỗ. Gỗ làm vồ phái rắn, khó vỡ, trọng lượng 8 -r lOkg. Trường hợp cọc tre dài 2,5 -í- 3m phải dùng giáo đứng đế đóng cọc, sau đó đóng trực tiếp do công nhân đứng ngay trên mặt móng. Khi đóng chú ý giữ cho cọc không bị dập vỡ. Muốn vậy người la bịt đầu cọc bằng chụp sắt có dạng chiếc cốc. Đường kính miệng cốc lOcm, đáy cốc 6cm, chiều cao cốc 6 -ỉ- lOcm. Khi đóng chụp lên đầu cọc dùng vồ gỗ đóng thắng theo trục của cọc. Đẩu tiên đóng nhẹ tay để cọc đi sâu váp lòng đất nhẹ nhàng theo phương thẳng đứng. Sau đó đóng mạnh tay dần. Quá trình đóng nếu cọc bị đập phải nhổ lên thay cọc khác, cọc đóng xong phải dùng cưa cắt bò phần tre bị dập. Cọc đóng theo lưới ô vuông, mật độ cọc 25 * 30 cọc/m2. 2.4. Sơ đồ đóng cọc Cọc tre có tác dụng lèn ép đất, nên quá trình thi công đóng cọc phái đóng từ ngoài vào giữa theo hình xoắn ốc (Hình 1-2). Với những móng rộng hoặc dài thì phải chia từng đoạn để đóng và trong mỗi đoạn đóng cũng phải đóng theo kiểu lèn ép đất. Hình 1-2: Sơ đổ dóng cọc tre Câu hỏi ôn tập Câu 1: Nêu quy trình xử lý nền đất yếu bằng: - Đệm cát. - Bấc thâm. - Cọc xi măng đất. - Cóc tre. Câu 2: Phạm vi sử dụng của các phương pháp xử lý nền đất yếu. 30 Chươn g 2 CHU Ẩ N BỊ TH I CÔN G ĐÀ O Đ ể T Mục tiêu: Giới thiệu những công việc chủ yếu phải thực hiện trước khi thi công đào đất. Nội dung tóm tắt: Các công việc giải phóng mặt bằng, phá dỡ công trình. Các phương pháp giác vị trí và móng công trình. ì. GIẢI PHÓNG MẬT BẰNG 1. Những công việc cần thực hiện trong công tác giải phóng mặt bằng - Công tác giải phóng mặt bằng bao gồm các việc: + Xác định chi giới xây dựng. + Di chuyến mồ mả. + Phá dỡ công trình cũ. + Hạ các câv cối nếu vướng vào các công trình sẽ xây dựng. + Xử lý bóc đất thảm thực vật thấp, dọn sạch các chướng ngại vật, tạo thuận tiện cho thi công. - Để làm tốt các công việc trên, trước khi thi công cần phải: + Thông báo trên các phương tiện thôns tin đại chúng, để những người có mồ má, đườns ống. công trình ngẩm, nổi trong khu đất biết để di chuyến. + Đôi việc di chuyên mồ má phải theo đúng phong tục tập quán và quy định về vệ sinh môi trường. 31 - Đối với các công trình kỹ thuật như điện, nước, đường ống ngầm, đường ống nổi, đường dây trẽn không hay cáp ngầm phải đảm bảo đúng các quy định di chuyển. - Đối với các cóng trình cũ cần phải phá dỡ phải có thiết kế phá dỡ đảm bảo an toàn và tận dụng vật liệu để tận dụng sau này. - Khi chặt hạ các cây to vướng vào công trình xây dựng mới phải lập biện pháp chặt hạ cụ thể, nhằm bảo đảm an toàn cho người, máy móc và các công trình lân cận, rễ cây phải đào bỏ triệt để tránh mục, mối làm hỏng hoặc yếu nền đất sau này. - Nhũn" lớp cỏ, lớp đất màu nên hớt bỏ dồn vào khu vục quy dịnK. Sau khi xây dựng xong có thế trổng các loại cây cỏ theo quy hoạch. Những nơi lấp đất có bùn ờ dưới phải vét sạch lớp bin để lớp đất ổn định. 2. Những điều cần chú ý khi phá dỡ công trình 2.1. Việc phá dỡ công trình xây dựng được thực hiện trong những trường hợp sau - Đế giải phóng mặt bằng công trình mới. - Công trình có nguy cơ sụp đổ ảnh hường tới cộng đồng và công trình lân cận. - Công trình xây dựng trong những khu vực cấm xây dựng. - Công trình sai quỵ hoạch xây dựng, công trình xây dựng không có giấy phép đối với những công trình theo quy định phải có giấy phép hoặc xây dựng sai với nội dung quy định trong giấy phép. 2.2. Còng tác phá dỡ cõng trình xây dựng phải đáp ứng các yêu cầu sau - Việc phá dỡ công trình chi được thực hiện theo quyết định cùa cơ quan nhà nước có thẩm quyền. - Việc phá dỡ công trình phải thực hiện theo giải pháp phá dỡ được duyệt. đảm báo an toàn, vệ sinh môi trường. 2.3. Trách nhiệm của các bên tham gia phá dỡ cóng trình đươc quy định như sau - Người được giao tổ chức thực hiện việc phá dỡ công trình phai chịu trách 32 nhiêm về việc thực hiện các quy định tại mục 2.2 chịu trách nhiệm trước pháp luật và bồi thường thiệt hại đo lỗi cùa mình gây ra. - Người đang sở hữu hoặc sứ dụng công trình thuộc diện phái phá dô theo đúng quy định ở mục Ì phái chấp hành quyết định phá dỡ cùa cơ quan nhà nước có thẩm quyền. Trường hợp không chấp hành thì bị cưỡng chế phá dỡ và chịu mọi chi phí cho công tác phá dỡ. - Người có trách nhiệm quyết định phá dỡ công trình phải chịu trách nhiệm trước pháp luật về hậu quả do không ra quyết định, quyết định không kịp thời, quyết định trái với quy định của pháp luật. l i. GIÁC MÓNG 1. Giác móng công trình theo phương pháp thông thường Giác móng công trình là xác định đường tim trục mặt bằng công trình trên thực địa đưa chúng từ bản vẽ thiết kế vào đúng vị trí của nó trên mặt đất. Công việc này phải được thực hiện chính xác 1.1. Công tác chuẩn bị Dụng cụ phục vụ giác móng gồm có: Thước thép, dây thép lmm, dây dại, nivõ dây. máy kinh vĩ, cọc gỗ nhỏ, búa, đinh. giá ngựa. 1.2. Giác móng công trình bằng góc phương vị Nội dung chủ yếu của phương pháp là dựa vào một hướng chuẩn là hướng Bắc để bố trí hướng chính của công trình. Thông qua hướng chính kết hợp với một mốc chuẩn đê xác định vị trí chính xác của công trình, phương pháp này gọi là phương pháp góc phương vị (trắc địa gọi là "phương pháp tọa độ cực"). Ví dụ: Hãy định vị công trình trên thực địa theo phương pháp góc phương vị cho công trình có mặt bằng theo hình 2-4. Cách tiến hành như sau: (xem hình 2-1). 33 1 rJ b Ị d t * 1 (ỉ) ® © //Mi 2-4: Aíặr bằng giác các trục móng công trình. Tiến hành dẫn tim móng lên mặt trên giá ngựa. Đóng đinh giữ tim trên giá ngựa. tiến hành căng dây tim. dùng thước thép đo khoảng cách xác định các trục tim còn lại (chú ý đo được trục tim móng nào thì thà dại đón" cọc giữ trục tim đó, chú ý đánh dấu tim chính xác trên đầu cọc). Sau khi kiếm tra chính xác các cọc tim, tiến hành chuyến trục tim móng lên giá ngựa phía ngoài (xem hình 2-4). 2. Giác móng cống trình theo phương pháp dùng máy toàn đạc Phương pháp giác móng dùng máy toàn đạc được sứ dụng để giác móng cho những côna trình cao tầng. quan trọng, ví dụ như các chung cư cao tầng, các công trình công nghiệp mới v.v... đòi hỏi mức độ chính xác cao trong khâu 36 đo đạc giác móng công trình, ưu điểm của phương pháp dùng máy toàn đạc là các thao tác xác định các trục tim, đo cao, đo xa, đều do một máy toàn đạc thực hiện. Với công năng như vậy mà quá trình thao tác giác móng được rút ngắn đi nhiều lần, thao tác đơn giản hơn, ít điểm đo hơn, số người tham gia giác móng sẽ không cần nhiều mà vẫn có thể thực hiện được một khối lượng công việc lớn, độ chính xác cao hơn. (Quy trình thao tác xem giáo trình chuyên ngành đo đạc). Câu hỏi ôn tập Câu 1: Các công việc chủ yếu phải thực hiện trong giải phóng mặt bằng. Câu 2: Trinh tự thi công giác móng công trình bằng máy kinh vĩ. 37 Chương 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÀO ĐểT Mục tiêu: Trang bị những kiến thức cơ bản về kĩ thuật thi công đào đất bằng thù công, bằng máy. Từ đó học sinh có thể lập được các phương án thi công đào đất phù hợp vài từng loại công trình. Nội dung tóm tắt: Giới thiệu các biện pháp thi cõng đào đất bằng thủ công, bằng máy. Các biện pháp thi công giữ vách hô đào thẳng đứng bằng các loại cọc cừ gỗ, thép, bê tông cốt thép. ì. ĐÀO HỞ 1. Đào thủ công 1.1. Dụng cụ đào đát Trong việc đào đất bằng phương pháp thủ công. người ta thường dùng một số dụng cụ như: xẻng, cuốc bàn. cuốc chim. xà beng. choòng để đào đất. Tuy theo cấp đất và nhóm đất mà sử dụng cho thích hợp. (Xem báns M-l) 1.2. Tổ chức đào đát Thi côns đào đất bằn" thù công đòi hòi số lao động nhiều, nếu không tổ chức khéo thì độ đào giữa các nhóm. tổ sẽ khác nhau. mất nhiều công sửa "áy khó khàn cho việc vận chuyên bằng các phương tiện thò sơ. không đàm bảo an toàn và năng suất lao độn" thấp. Những biện pháp cụ the như sau: - Đào các hố móng sâu < 1.5m, ta có thế dùng các dụng cụ đào. sau đó dùn° xèng xúc hất lên miệng hố đào. 38 - Đào các hố móng sâu hơn >l,5m và rộng, nên tiến hành đào theo từng lớp một, mỗi bậc sâu từ 0,2 + 0,3m tuy theo dụng cụ đào, rộng từ 2 H- 3m. Đào như vậy, dễ đảm bảo kích thước, dễ vận chuyển. a) >imì»>n»»»»/m\ J g Ị 2-3m Ị Ị>mm»»mi»i»iM \ \fmu»u»u\ ~Y V»»»»»IM/ ' ^ "J "'"'^ị,,,^,,,,, I,,*^^, Hình 3-1: a) Dào hố móng theo kiểu bậc thang. - Đào hố móng có mực nước ngầm: trước hết đào hố tiêu nước đến độ sâu nào đó lớn hơn độ sâu đào rồi mới đào lan ra phía bên, nông hơn (xem hình 3-2). b) 77J77777ĩ777777fm7777n 1 / Ị Ị • f////w//í////f / 3 7 Z77777777777777f Hình 3-1: b) Đào hố móng hẹp, sâu kiểu bậc thang. ỈCKKCt \ 1 ỊUUU* XƠBB^ 7 ì ~ ' 2 ' ' 3 T ' • r *r ìn l i 2> Ì / í ĩ tỉ % ' ĩ- ' r — asaaaaaaaaít a) b) Hình 3-2: Đào đất ỏ nơi có nước ngậm a) Hố móng rộng; b) Hô móng hẹp. 39 2. Máy dào có gầu 2.1. Máy đào gầu thuận Máy đào gầu thuận có tay gầu ngắn nên chắc, khoe. do xúc thuận nên đào có sức mạnh. (Xem hình 3-3) Hình 3-3: Máy đào Ị»ầM thuận. Phạm vi sứ dụng: - Máy thường đào ờ mái đất cao hơn cao trình cùa máy đứng. - Nó đào được mọi loại đất từ cấp I-IV. - Nền đất nơi máy đứng phải ổn định. khô ráo và việc tổ chức vận chuyến cơ giới dễ dàng. - Máy đào gầu thuận thích hợp dùng đổ đất lên xe chuyến đi. Do đó phải tính đến tương quan giữa dung tích gàu và dung tích thùng xe. sao cho một xe chớ được 3 - 4 gầu. Nếu xe chờ Ì - 2 gầu thì đất dễ bị rơi vãi ra ngoài, nếu thùng xe chứa 6 - 7 gầu thì xe phải chờ lâu. - Máy đào gầu thuận có ưu điếm nổi bái là nếu bố trí khoang đào thích hợp, máy có năng suất cao nhài trong các loại máy đào. Ngược lại nhược điểm cùa việc dùng máy đào gầu thuận là phải đào thèm đường lẽn xuống cho máy và xe tải nõn khối lượna đào khá lớn. Mặt khác, nơi nền đát yêu. có nước ngầm thì không đùn" được loại máy này. 40 2.2. Máy đào gầu nghịch Đặc điểm cấu tạo. (xem hình 3-4) Hình 3-4: Máy đào gậu nghịch. Phạm vi sử dụng: - Dùng đào hố có độ sâu < 5,5m. - Đào các mương rãnh nhỏ, hẹp và chạy dài (Phục vụ cho đặt đường ống, cáp điện hoặc móng băng). - Có thể đào được đất cấp ì, li, HI (với dung tích gầu 0.25m3). - So với máy đào gầu thuận, máy đào gầu nghịch năng suất thấp hơn, nhưng đào được những nơi có mạch nước ngầm, nền đất, đáy hố móng yếu và không cần đào đường lên xuống. - Có thế đào được các móng trụ độc lập (có kích thước 4x4m và sâu tới 4,5m). Đào móng loại này dùng gầu có dung tích 0,25m3. 2.3. Gầu qũăng (hình 3-5) Đặc điểm: Máy đào có tay cần dài, lại thêm gầu có thê văng đi xa, nên phạm vi tay với lớn. Thường dùns đe đào đất, nạo vét ao, hổ. kênh rạch, đào hô móng sâu và rộng nơi mà đất đào thấp hơn mặt bằng máy đứng. Đào được đất mềm 41 nhóm ì. li và đào được ờ những hố có nước. Nàng suất thấp hơn so với máy đào gầu thuận và gầu nghịch cùng dung tích vì dãy cáp mém quăng gầu. đổ đài không cơ động bằng tay cứng của hai máy trên. Máy đào gầu dây dùng thích hợp hơn khi đố đất thành đống và khi hố đào sâu ngập nươc mà hai loại đào thuận và đào nghịch không sứ dụng được. Hình 3-5: Máy đào ịảit quăng. 3. Đào bằng máy cắt - lưỡi cắt 3.1. Máy ủi 3.1.1. Cóng dụng và phán loại Công (lụng: Máy úi là máy chủ yếu trong công tác làm đãi nó có thể làm việc dộc lặp hay phối hợp với những máy khác. Khi làm việc độc lặp máy ủi làm cúc nhiệm vụ: - San bằng. ui những gò đất cao. láp hố và chuyến đai thừa di nơi khác đế xây dựns các công trình. - Đáp nền đất cao lừ Ì -f 1.50m bằna cách lấy đất lừ hai bôn 42 Ị - Đào hố, đào rãnh, bóc lớp đất thực vật; vận chuyến đất đến nơi cần đắp í trong khoảng cự ly ngắn (từ 40 * lOOm). Máy ủi làm việc phối hợp với các máy làm đất khác như máy cạp để sửa đường và tăng sức đào cho máy này, san bằng những đống đất mới đổ đế đầm lèn, làm nhiệm vụ sửa sang khoang đào cho máy xúc, làm đường đi lại cho ôtô v.v... Phân loại: - Dựa vào kết cấu bộ di chuyển, người ta chia ra: máy ủi bánh xích và máy ủi bánh lốp. - Dựa vào cơ cấu điểu khiển lưỡi ben mà chia ra: loại máy ủi điều khiến bằng cơ học, loại máy ủi điều khiển bằng thủy lực. Thường nguôi ta căn cứ vào kết cấu lưỡi ben và khả năng thay đổi vị trí ben trên máy kéo để phân ra hai loại: - Loại máy ủi thường (không quay): có lưỡi và khung đẩy lấp cố định. Các loại máy ủi này không có khả năng điều chinh được trong một giới hạn nhỏ (từ 5 - 10°) góc cắt của lưỡi bằng cách quay ben xung quanh trục ngang song song với mép ben. - Loại máy ủi vạn năng: có cấu tạo lưỡi ben và khung đấy lắp không cố định. Các máy ủi vạn năng lắp ben thẳng góc với hướng chuyển động cùa máy kéo và điều chinh góc cắt của lưỡi được như máy ủi không quay. Ngoài ra máy ủi vạn năng còn có khả năng quay lưỡi ben ỏ trong hai mặt phảng: mặt phảng ngang và mặt phảng đứng. 3.1.2. Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy ủi a) Loại máy ủi điều khiển bằng cơ học Máy ủi điều khiển bằng cơ học, ben được hạ xuống bằng chính sức nặng của chính bản thân nó. Còn việc nâng ben lên nhờ hệ thống chuyển động dây cáp và tời. Ngoài ra ben còn đứng được ở vị trí lơ lửng nếu ta hãm chặt tang tời. Ben cùa loại máy úi này không thế tuy ý tăng chiều dày lớp đào được, do vậy nó bị hạn chế tác dụng khi thi công ở đất cứng. b) Loại máy úi điếu khiến bằng thủy lực Về cấu lạo chung, máy ủi điều khiến thúy lực không khác mấy loại điều 43 khiển cơ học. Riêng bộ phận điều khiển ben gồm có: bơm thủy lực. bộ phận phân phôi. các ông dẫn dầu và xi lanh thúy lực (xem hình 3-6). Hình 3-6: Máy úi diều khiến bủng thúy lực. Việc nâng hạ ben hoàn toàn điều khiển bằng cơ cấu thúy lực, do vậy ta có thể thay đối chiểu dày lớp đào theo ý muốn ngay cả trường hợp đất rắn. Tốc độ nàns ben khoáng từ 0.15 -r 0.25m/s. Bơm dầu cao áp cùa bộ phận điều khiên thường lắp ờ phía sau máy kéo. 3.2. Máy cạp (Máy xúc chuyên) a) Cõng dụng: Máy cạp cũng làm nhiệm vụ đào và vận chuyên đất nhu máy ủi nhưng do kết cấu của loại máv này có thùng chứa đất nén nó có khả năna vận chuyến đất từ chỗ đào đến chỗ đố xa hơn máy ủi mà nàng suất vẫn cao. Với đất loại ì đến loại IU thì máy cạp có khả năng tự đào de dàna. Người ta thường dùng máy cạp để đào khối lượng đất tương dối lớn và cự ly vận chuyến từ 300 T 500m. Trong xây dựng các công trình xây dựng dân dụng. công nghiệp oịao thôn" vận tải. thúy lợi kiến trúc dùng máy cạp đế san bàng. đào và đáp với 44 khối lượng đất lớn và tương đối tập trung, rất kinh tế. b) Phân loại: Có nhiều cách phân loại máy xúc chuyến. - Theo hình thức di chuyển chia ra làm hai loại: Máy cạp tự hành và máy cạp không tự hành. - Theo đặc điểm của bộ di chuyển chia thành hai loại: loại bánh xích và loại bánh lốp. - Theo dung tích thùng chứa chia làm 3 loại: loại nhó (có dung tích tới 2,5m3), loại trung bình (từ 2,5 đốn 10m3), loại lớn (từ Ì Om 3 trở lên). - Theo khá nâng đưa đất vào thùng chứa, máy cạp chia làm hai loại: loại tự do và loại cưỡng bức. - Theo đặc tính thiết bị điều khiển được chia làm: loại máy cạp điều khiến bằng cơ học và loại máy cạp điều khiển bằng thúy lực. c) Quá trình làm việc - Loại máy cạp không tự hành (xem hình 3-7): Hình 3-7: Máy cạp không tự hành. Đối với loại máy này có hai bộ phận riêng biệt: bộ phận máy kéo và bộ phận thùng cạp chuyến. Đế điều khiển bộ phận Ihùng cạp chuyên có hình thức: điều khiến cơ học (cáp) và điều khiến bằng thúy lực. Hiện nay phổ biến là loại máy cạp điều khiến bàng thúy lực. - Máy cạp tự hành: Loại này khác với loại không tự hành ớ chỗ không có bộ phận đầu kéo tách riêng. Hiện nay loại máy cạp này sứ dụng khá phổ biến 45 trên các công trình thúy điện và thúy lợi. Nó có ưu diêm lớn là tính cơ động cao, việc di chuyến máy dề dàng, tốc độ vận chuyển tương đói nhanh, dung tích thùng chứa tương đối lớn, do đó đạt hiệu quả năng suất cao. Quá trình làm việc cùa máy cạp. - Quá trình đào và tích đất vào thùng chứa. - Quá trình vận chuyên đất. - Quá trình đổ đất và san bằng. Trong các quá trình trẽn, thì quá trình đào và tích đất vào thùng chứa là quan trọng. Nó ảnh hưởng rất lớn đến năng suất công tác. Thùng xúc chuyên là cơ cấu chính, dùng để đào tích đất và đổ. Miệng thùng phái có nắp, đế có thế tích được nhiều đất. Tuy theo cấu tạo nắp thùng có thế đóng mờ tự do (không cần điều khiển) hoặc đóng mở cưỡng bức, nhưng khi đào nó phải đảm bảo độ mờ vừa phải để tích đất vào thùng đầy và nhanh nhất. Thông thường nắp mờ khỏi miệng thùng vào khoảng 0.5m. như thế lượn" đất chứa thèm được nhờ có nắp chiếm tới 30% lượng đất toàn bộ. Khá năng tích đất vào thùng nhiều hay ít ngoài những yếu tố về máy còn phụ thuộc vào nhiều loại đất công tác. Kinh nghiệm cho thấy với đất dẻo, khá năng tích đất sẽ cao hơn đối vối đất rời. Ngoài ra. khả nâng tích đất vào thùng còn chịu ảnh hường cùa cả bề dày lớp đất được cạp. ở SUỐI quá trình đào, khi trở lực kéo khá lớn. lúc này phái nâng bớt lưỡi đào lên song vẫn cần duy trì chiều dày lớp đất đủ để tiếp tục đám bảo khả năng tích đất được nhiều, vìthế người ta thường cấu tạo lưỡi đào kiểu bậc thang. Lưỡi đào có cấu tạo bậc thang cong cũng rất tốt vì nó có khá nâng tích đất lốt và làm cho đất ít bị rơi vãi sang ĩ phía bẽn mép thùng. li. SỬ DỤNG TƯỜNG cừ BẢO VỆ Hố ĐÀO SÂU 1. Khái niệm Trong cõng nshệ thi công nền. món" nhà dân dụng và côn" nghiệp thôn" dụng thườn" ít khi phái đào hố sáu (nếu có đào trong trường hợp mại bằng thi cõng rộn", đủ đe tạo dốc hò đào chỏng sập thành vách đãi đào). Thời oj a n oan đây có nhiều côn" trình xây dựn2 cao tầng hố móng sâu. có các tán" hầm và xây chen Irona thành phố nên vấn đề chống vách đào thẩn" đứns phai dươc đãi 46 ra một cách nghiêm túc từ khâu chọn phương án, thiết kế, đến thi công nhàm đảm bảo an toàn cho người, thiết bị thi công và những công trình lân cận. 2. Một số loại tường cừ thông dụng và phạm vi áp dụng 2.1. Tường cừ vách hố đào bằng gỗ lùa ngang Biện pháp này được sử dụng nhiều do vật tư làm cừ không đòi hỏi chuyên dụng mà là những vật tư phổ biến. Máy đóng những đầm ì thép hình xuống đất cũng là những máy đóng cọc thông thường. Quanh thành hố đào được đóng xuống những thanh dầm 1-120 thép hình có độ sâu hơn đáy hố đào khoảng 3-4 mét. Những dầm 1-120 này đặt cách nhau 1,5 ~ 2,0 mét. Khi đào đất sâu thì lùa những tấm ván ngang từ dầm ì nọ đến dầm ì kia, tấm ván đê đứng theo chiều cạnh lùa giữa hai bụng của đầm ì. Ván được ép mại tỳ vào cánh của dầm ì. Khoảng hở giữa ván và cánh kia của dầm ì được độn gỗ cho chặt. (xem hình 3-8). Nếu đất đào không có nước ngầm thì biện pháp này chống thành hố đào đơn giản. Cần kiểm tra lực đẩy ngang và có biện pháp văng chống biến dạng đầu dầm ì phần trên. Vách đất Hình 3-8: Mặt bằng tường cừ íỊỗ lùa iiíỊtiiìiỊ. Nếu khu vực thi công có nước ngầm thì biện pháp tỏ ra có nhược điếm là nước ngẩm sẽ cháy vào hố đào theo khe giữa các thanh ván và đem theo đất mịn hoặc cái ứ chung quanh vào hô đào và gây nguy hiếm cho công trình kề bên. Giải pháp này rãi phụ thuộc vào mức nước trong đất và kết quá không ổn định, rất lạm bự. Chi nôn sứ dụng trons phạm vi công trình nhỏ. 47 2.2. Tường cừ bằng thép Hình 3-9: Cừ lacsen. lườm cừ bằna nhữns tấm thép chế sẩn từ nhà máy. Có nhiều loại tiết diện naana của tấm cừ như cừ phang, cừ khum. cừ hình chữ z aọi là cừ Zombas. cừ hình chữ u gọi là cừ Lacsen (xem hình 3-9). Nhữrm tấm cừ chè tạo từ nhà máy có chiều dài 12 mét. chiều dày tấm cừ từ 6 ~ 16mm. Chiều rộn" cùa tiết diện naang cùa một tấm thường từ 580mm đến 670mm. Chiều sâu của tiết diện thì mỏng nhất là cừ phang, chi 50mm và sáu nhất là cừ Lacsen khi nhép đôi đến 450mm. Đặc điềm cùa cừ là hai mép tàm cừ có mộng đe khi lùa nhũn" tấm cừ lại với nhau lúc dóna xuống đất. mảng cừ có độ khít đến mức nước khớna thắm qua. không di chuyến được từ phía mặt cừ này sang phía mặt cừ bén kia. 48 Cừ thường đóng xuống đất trước lúc đào về một phía của tường cừ đẽ khi đào chống được đất xô và nước chảy vào hố đào theo phương ngang. Tường cừ được kiểm tra sự chịu áp lực ngang như dạng tường chắn đất theo sơ đồ tường mỏng (mềm) đứng tự do. Cần kiểm tra biến dạng của tường, không cho phép tường có di chuyển gây sập lờ hoặc đè lấp công trình đào trong lòng hố. Dưới tác động của các lực ngang, tường mềm đứng tự do, làm việc như một công sòn có ngâm đàn hồi trong đất. Do lực ngang là áp lực đài của một bên mặt cừ đẩy vào cừ sau khi đào hẫng bên trong, tấm cừ sẽ quay quanh một điếm nào đó. Từ điểm xoay này mà xác định độ sâu cắm cừ sao cho tạo được áp lực cân bằng chủ động và bị động. Thông thường phải thêm hộ thống văng giữ và neo để hỗ trợ chống lại các tác động của áp lực lên tường. Nếu một đạt cừ không đủ chống được áp lực, cần tạo nhiều lớp cừ theo kiểu giật cấp, lớp ngoài bao bọc hố rộng, các lớp trong diện tích bao bọc sẽ hẹp dần. Chiều rộng mặt bậc cũng được tính toán sao cho cung trượt không phá huy toàn bộ hệ thống. Hiện nay trên thị trường nước ta đã có mặt hãng cung cấp cọc cừ nổi tiếng thế giới TRADE ARBED đã có kinh nghiệm sản xuất và cung ứng cọc cừ hàng trăm năm nay. Cọc cừ thường được sử dụng nhiều lần. Ngay tại nước ta cũng có những công ty chuyên cung cấp hoặc cho thuê cọc cừ đã qua sứ dụng nhằm hạ giá thành cho các giải pháp sử dụng cọc cừ. Thiết bị hạ cọc cừ xuống đất cũng là các máy đóng cọc thông thường. Nếu sử đụng hạ cọc cừ kiểu rung, có thể ghép nhiều tấm đế cùng rung hạ cho tận dụng sức máy (xem hình 3-10). Thường dùng máy đóng cọc diesel đế đóng cọc cừ. 49 • Hình 3-10: Thi công ép cọc cừ. Khi sứ dụng tường cừ phái kiếm tra biến dạng gây ra sự chuyển dịch tường cừ vào phía trong hố đào. Nếu có khả năng chuyến vị phái thiết kế các đợi chống dỡ bằna các khung nằm ngang. Những dạt chống đỡ này là những thanh thép hình chữ ì, u không nhỏ, lạo thành khung kín khấp bẽn trong tiết diện hố đào (xem hình 3-11). có các thanh chéo ờ góc và các thanh vãng ngang có tăng dơ để ép chãi ván cừ thành vào đất. Nếu cần dam báo không gian đê thi công bên trong hố đào không thê làm hệ vãng ngang mà phải neo những thanh thép hình khuna dỡ ván cừ xuyên qua ván cừ (hành mà neo vào đái bên ngoài hố đào. Việc tạo dây neo bằng cách khoan vào đất theo máy khoan períorateur, sau đó đưa dây cáp vào trong hố khoan này rói bơm vữa xi măng tại một sô diêm làm đầu neo. 50 Hình 3-11: Hệ thống chống đỡ cừ. Hãng C-LOC của Hoa Kỳ đã giới thiệu sang nước ta loại ván cừ bằng VINYL có tiết diện ngang tựa như loại cừ LACSEN sử dụng cạp bờ hồ. bờ mương thì bén lâu, vững chãi và mỹ quan. Nhiều công trình cạp hồ sứ dụng phương pháp kè đá hộc ít hiệu quá vì trọng lượng bàn thân cùa kè lớn mà đáy móng kè lại nằm trên nén đất yếu sũng nước nên chảng bao lâu, chi một vài năm kè bị sụt và hóng. Nếu cắm kè bằng ván cừ nhựa. mũi kè nằm sâu dưới đất, có khi phần chìm gấp ba. bốn lần phẩn nổi của ván cừ nen chịu lực dẩy ngang rất tốt, kè ổn định làu dài. 51 2.3. Tường cừ bằng bê tông cốt thép dự ứng lực trước Hiện nay Nhà máy Bê tông Xuân Mai gần Hà Nội dang chế tạo tường cừ bằng bê tông cốt thép ứng lực trước để sử dụng trong việc thi công các tầng hầm. Tấm cù làm bằng bê tông cốt thép có kích thước dày 120mm, rộng 750mm và dài từ 6 đến 8 mét. Bẽ tông sử dụng có mác 300. thép ứng suất trước. Loại này hạ xuống đất có thể đóng, có thể rung ép. Cừ bé tông cốt thép có thuận lợi là nếu để lại tường sẽ sử dụng ngay làm lường tầng hầm, chi cần bọc thêm cho chiều dày từ 100 - 150mm bê tông sau khi thi công lớp chống thấm sẽ giảm được chi phí cho thi công tường tầng hầm. Câu hỏi ôn tập Câu 1: Phạm vi sử dụng các loại máy đào đất: gầu thuận, gầu nghịch, máy ủi. máy cạp. Câu 2: Trình bầy biện pháp giữ vách thẳng đứng bằng các loại cọc cừ. 52 CHƯƠN G 4 T H I CÔN G Đ Ắ P Đ ể T V À TH I CÔN G N Ề N ĐƯ Ờ N G Mục tiêu: Giới thiệu các loại đất thường dùng để đắp và kỹ thuật thi công đắp và đầm đất nền đường bằng các loại máy thi công thông dụng. Nội dung tóm tắt: - Giới thiệu các loại đất đắp và đất không dùng để đắp. - Các loại máy thi công đất. - Kỹ thuật thi cõng các nền đường đào và đắp. - Kỹ thuật thi cõng đầm đất nền đường. ì. CÁC TIÊU CHÍ CỦA ĐểT ĐẮP 1. Đất dùng để đắp Đất dùng để đắp phải đám báo cường độ, độ ổn định lâu dài với độ lún nhó nhất của công trình. Một vài loại đất thoa mãn được điều kiện vừa nêu là đất sét, đất sét pha cát, đất cát pha sét, tuy theo yêu cầu sứ dụng của công trình mà chọn loại đất cho phù hợp. 2. Đất không dùng dể đắp - Đất phù sa. cát cháy, đất bùn, đất có nhiều bùn, đất bụi, đất lẫn nhiều bụi. đất mùn. vì khi bị ướt các chất này không chịu được lực nén, hoặc chịu lực kém. - Đất thịt và đất sét ướt, vì nó khó thoát nước. 53 - Đất chứa hem 5% thạch cao (theo khối lượng thẻ tích), vì loại đãi này dễ hút nước. - Đất thấm nưóc mặn, vì loại này luôn luôn ấm ướt. - Đất chứa nhiều rễ cây, rơm rác, đất trồng trọt, vì một thời gian sau nó sẽ mục nát, đất bị rỗng, độ chịu nén cùa đất sẽ giảm đi. - Các loại đất đá lớn hơn nhóm VI. li. THI CỒNG NỀN ĐƯỜNG 1. Yêu cầu đối với thi công nền đường Nền đường là bộ phận chú yếu của công trình đường. Nhiệm vụ của nền đường là đàm báo cường độ và ổn định cùa mặt đường. Nền đường yếu mặt đường sẽ biến dạng. lún sụt rạn nứt hư hòng nhanh chóng. Vì vậy yêu cầu trong bất kỳ tình huống nào, nền đường cũng phải đủ cường độ và độ ổn định, có hình dạng và kích thước đúng thiết kế, đắp đất phải hợp lý đúng loại đất và phải được đầm nén kỹ đàm báo thoát nước tốt. Nền đường chiếm một khối lượng lớn trong toàn bộ cõng tác xây dựng đường. Vì vậy khi thiết kế và tổ chức thi công cần tiết kiệm. tránh lãng phí. Muốn vậy phải: - Chọn phương pháp thi công thích hợp. - Sử dụng tốt nhân lực máy móc và nguyên vật liệu. - Chọn máy móc thi công. phươna thức vận chuyến hợp lý. - Điều phối đất hợp lý. - Các khâu công tác phải tiến hành theo kế hoạch thi còng đã định. - Tuân thủ chặt chẽ quy trình, quy phạm kỹ thuật và quy tắc an toàn trong thi công. 2. Thi còng nền đưòng đào Trong bất kỳ trường hợp nào. đào nền đường hay đào thùns đấu. trước tiên phái dám báo điều kiện thoát nước tốt. Trong phạm vi xảy dựns công trình nếu có hổ ao. ruộng nước phải tìm cách dẫn nước ra ngoài phàm vi thi cõng đào các rãnh thoát nước hay đắp các bờ ngăn nước. không đê nước cha\ vào phạm vi thi cống. 54 Có nhiều phương án thi công nền đường đào và nền đường đắp khác nhau. Để chọn phương án phải xuất phát từ tình hình cụ thể và điều kiện địa chất, thúy văn, loại công cụ, máy móc thi công hiện có, tình hình phân bố đất mà chọn một trong các phương án sau đây: - Đào toàn bộ chiều ngang. - Đào thành từng lớp theo chiều rộng. - Đào thành một đường hào thông suốt rồi mờ rộng ra toàn bộ nền đường. - Đào hỗn hợp. 2.1. Phương án đào toàn bộ chiều ngang Phương án này có thể dùng nhân lực hoặc máy xúc đào kết hợp với phương tiện vận tải đế thi công. Nếu chiều sâu nền đường đào không lớn hơn 2m có thế đào một lần đến ngay cao độ thiết kế. Khi đào có thế tiến hành đao từ đầu này đến đầu kia hay từ hai đầu vào giữa (xem hình 4-1). a) b) Hình 4-1: Đào nền đường theo chiều ngang. ơ) Đào từ đàu này s<7/;ẹ đậu kia; b) Đào từ hai đậu vào giữa. Nếu chiều sâu đào tương đối lớn có thê chia nhiều bậc đế thi công (xem hình 4-2). Hình 4-2: ĐÚC) nền dường theo chiều ngang có hai bậc thi cóng. 55 Khi sứ dụng máy xúc đào thi cồng để nâng cao năng suất lao động thì chiều cao mỗi bậc phải bảo đám máy xúc một lán đầy gầu. Khi phải chia làm nhiều bậc đế thi công. đảm bảo mỏi bậc phủi có đường vận chuyển riêng đưa đất ra ngoài và có hệ thống thoát nước riêng. Không đế nước từ bậc trên chảy xuống bậc dưới làm ánh hường cõng tác thi công ờ bạc dưới. Phương án này thích hợp khi tuyến cắt qua các mỏm đồi núi dốc. phạm vi thi công hẹp mà các máv khác không thê thi công theo hướng dọc được. 2.2. Phương án đào từng lớp theo chiều dọc Phương án này là đào từng lớp theo chiều dọc trẽn toàn bộ chiểu rộng của mặt cắt ngang trẽn nền đường và đào sâu dần từ trẽn xuống (xem hình 4-3). Phương án này thích hợp cho việc sử dụng máy ủi, máy xúc chuyền. Phương án nay có ưu điếm là diện thi còng rộng, có thể bố trí được nhiều máy cùng làm. đất đào đem đắp không bị lẫn lộn. Công tác hoàn (hiện mái la lũy có thê thực hiện thuận tiện từng bước. Đe dám báo thoát nước tốt bề mặt phải dốc ra phía ngoài Ì í-2% đe thoái nước. Phương án này không thích hợp với nơi có địa hình dốc và bể mặt gồ °hề không Ihuận tiện cho máy làm việc. 2.3. Phương án đào đường hào thông suốt rồi mở rộng toàn bộ nén đường Phương án này là đào một đườni! hào thông suốt trước, rồi lừ hào đó mớ rộng sang hai bên tăng diện tích thi công. có the lợi dụne đường hào làm dường vận chuyên và thoát nước ra ngoài. Phương án này chú yếu thực hiện bằng máy xúc đào. Riêng giai đoạn đào dường hào thì dùng máy úi hoặc máy xúc chuyến. Nếu đườns đào sâu thì phân ra từng bậc đế thi công (xem hình 4-4). 56 a) b) Hình 4-4 3. Thi công nền đường đắp 3.1. Xử lý nen đường trước khi đắp Trước khi đắp đài làm nén đường, để đảm báo nền đường ổn định, chắc chắn không bị lún sụt trượt, ngoài việc đảm bảo yêu cầu về đắp đất ra cần phái xử lý nền đất đắp. Nếu đắp trôn nền dốc có i < 1/5 sau khi xới cỏ có thế đổ đất đắp ngay. Nếu đắp đất trên nền có i > 1/5 phải đánh cấp trước khi đắp (xem hình 4-5). 1 Ị 0,5-0,8m Hình 4-5: Đánh cấp nền đắp. Chiều rộng mỗi cấp phụ thuộc vào công cụ dám nén. nêu đầm bằng Ihú cõng mỗi cấp rộng Im. nếu đầm bàng máy lu thì chiều rộng mỗi cấp tuy theo 57 từng loại máv mà quyết định để cho máy chạy an toàn và dẻ dàng trên mỗi cấp. Mỗi cấp cần dốc về phía trong 2% T 3%. Nếu i > 1/2,5 phải có biện pháp thi công riêng. Khi đánh cấp thường dùng máy ủi vạn năng tiến hành đào từ cấp dưới cùng trờ lên. Mép ngoài của cấp trên cách mép trong cùa cấp dưới 0,5 T 0,8m. Đất đào ờ cấp trên đổ xuống cấp dưới đắp luôn nền đường. 3.2. Nguyên tấc đắp nền đường bằng đất Đẽ đám bảo nền đường ổn định. không lún, biến dạng. trượt thì việc chọn loại đất đẻ đắp nền đường là rất quan irọna. Khi chọn đài đắp cần xét đến tính chất cơ lý của đất. Dùng đãi thoát nước tôi đế đắp là tốt nhất. vì ma sát trong lớn. tính co rút nhò. ít chịu ảnh hường cùa ẩm ướt. Đất dính thoát nước khô, nhưng đảm báo đầm chặt có thế dùng để đắp nền đường. Nhữna loại đất sau đáv không đè đắp nền đường: - Đất dính có độ ẩm lớn. - Đất có lẳn hữu cơ và muối có thề tan trong nước quá nhiều. Khi phải dùng các loại đắt khác nhau để đắp trẽn cùn" mội đoạn nền đườna phái theo nguyên tắc sau: - Đất khác nhau phải đắp thành từna lớp nằm ngang trên toàn bộ bề rộng nền đườna (xem hình 4-6). - Khi lớp đãi dễ Ihoái nước (cát. á cát) được đắp trên lớp đất khó thoái nước (đất sét. đất thịt) thì bé mặt lớp đất khó thoát nước phải dốc san" hai bên không nhỏ dưới 4% để đài trên ihoát nước được dễ dàng. - Nếu đất thoát nước tốt đắp phía dưới đất thoát nước khó. thì bề mật lớp dưới để bằng phảng. - Không dùng đất thoát nước khó (đãi sét. đái thịt) đáp bao quanh, bịt kín loại đát thoát nước tốt (cát. á cát). - Khi dùng các loại đắt khác nhau đáp lén những đoạn khác nhau. thì những chỗ nối phải đắp thành mặt xiên đế có sự quá độ từ từ. lù lớp đất này sang lớp đãi khác. tránh lún không đều (xem hình 4-9). 58 Hình 4-7: Đắp nối ờ những đoạn có cúc loại đất khác nhau. - Căn cứ vào độ ổn định cùa nền đường mà xốp đãi các lớp đãi cho hợp lý. đất ổn định tốt với nước thì đắp ở những lớp trên. - Khi phái dùng đất sét đế đắp nền dường, tốt nhất đắp những lớp thoát nước tốt dày từ 10 T 20cm đắp xen kẽ giữa các lớp đế thoát nước cho nền đường. I I Hình 4-8: Nền đắp có các lớp thoát nước tốt xen kẽ. - Khi mờ rộng nén đường nen dùng đất cùng loại với nén đường cũ đề đắp phán mớ rộna là tốt nhất. Trường hợp khổng có thì dùng đai thoát nưỏc tổ! đè đáp. 3.3. Các phương pháp dấp nền dường bàng dát Khi đã hoàn thành công việc giẫy cỏ. bóc lớp đài hữu cơ. đánh cấp thì tiến hành đắp đất. Nếu chiều dài đoạn dái tương đối lớn thì nén chia thành nhiều đoạn đẽ (hi còng. trên mỗi đoạn thực hiện một khâu công lác. Mội đoạn đổ đãi. mội đoạn san bằn", một đoạn lu lẽn. Không thi công vừa dỏ đãi. vừa san vừa lu tron cùng một đoạn vì làm như vậy chài lượng dầm len sò khôn" dám 60 báo, không tận dụng hết công suất của máy. Chiều dài mỏi đoạn thi công tuy thuộc vào khá năng lực lượng của máy thi công hàng ngày mà quyết định. về mùa mưa chiều dài mỗi đoạn thi công phải được đắp và đầm nén mỏi lớp sao cho không quá một buổi làm việc. Trong công tác đáp đất. thường áp dụng các phương án sau đây: - Phương án đắp từng lớp nằm ngang. - Phương án đắp từng lớp nằm xiên. - Phương án đắp hỏn hợp. 3.3.1. Đắp từng lớp nằm ngang Phương án này được áp dụng khi thi công nền đắp, đất dược lấy từ thùng đấu ở hai bên đưòng. Theo phương án này đất được đắp thành từng lớp từ dưới lên, rồitiến hành đầm chặt, chiều dầy mỗi lớp phụ thuộc vào loại đất và công cụ đầm chặt. Đây là phương án đắp nền đường tốt thường sử dụng máy ủi, máy xúc, máy xúc chuyến, máy san để thi công (xem hình 4-9). •AA A Hình 4-9: Lấy đất từ thùng đấu đắp nền dường theo từng lớp. 3.3.2. Đắp từng lớp xiên Phương án này áp dụng khi nền đắp đi qua khu vực sâu lầy lội hay địa hình dốc, vận tốc chuyên đất đáp khó khăn. Theo phương án này. đất được đắp thành từng lớp lấn dần từ gần ra xa theo chiều dọc của đường. Phương án này đất đố dày, khó đầm chặt, đế đám báo chất lượng phải dùng các biện pháp: - Dùng loại đất đắp ít lún và đắp ngay trên toàn bộ chiều rộng cùa nền đường. 61 - Dùng đầm có khá năng đầm được lớp đất dầy (xem hình 4-10). Hình 4-10: Đắp từng lớp xiên. Hình 4-11: Đáp từ xa tới gận. Nếu khối lượnc đất đắp lớn, sử dụng nhiều xe máy thi cóng và việc mò đường vận chuyển đất không khó khăn thì sứ dụng phương án từ xa tới gần (xem hình 4-11). Theo phương án này. đất được đắp thành từng láp bắt đầu từ vị trí xa vùng đào nhất và phát triển dần lại gần. Phương án này diện tích thi công rộng, sứ dụns được nhiều xe máy thi công, nhưní! không [ân dụng được sự đi lại của xe máy đê đầm lèn. 3.3.3. Đắp hỏn hợp Trường hợp phải đắp trên nén đất mềm yếu qua khe sáu. bãi lầy. hồ ao, (nen đắp iưưns đối cao) không có điều kiện vét bùn tới táng đái thắc cún" thì dùng phương án đắp hỗn hợp (xem hình 4-12). Phía dưới đáp theo lừng lớp xiên làn dần từ gần ra xa. phía trên đáp theo từng lớp năm ngang. Khi dùng phương pháp này hối sức tránh việc đáp lấn hoàn toàn. 62 Hình 4-12: Phương án đắp hỗn hợp. Ì, 2, 3, 4 đắp từng lớp xiên; 7, 8 đắp nằm ngang. 3.3.4. Đắp đất ở cống Khi đắp đất ở cống cần chú ý đảm bảo trong quá trình thi công hay sử dụng sau này các ống cống không bị lực đấy ngang làm thay đổi vị trí. Muốn vậy phải đắp đồng thời cả hai bên ống cống theo từng lớp móng (15 4- 20cm) và đầm chặt. 24d Ị 24d I Hình 4-13: Sơ đồ đắp đất ớ cống. Trong phạm vi từ trục ống trờ ra hai bén ít nhất bằng hai lần đường kính của cống và lừ dinh cống trứ lên là Im không dùng xe máy cơ giới thi công mà chí sử dụng nhàn lực đế san đắp, đầm lèn. Khi đầm cần chú ý giữ cho lớp phòng nước của công không bị hỏng. Đất đắp tốt nhất là dùng đất dề thoát nước đẽ đắp. Trình tự đắp xem hình 4-13. 63 4. Đầm nén đất nền dường 4.1. Khái niệm về đảm nén đất Đầm nén đất là quá trình tác dụng của tái trọng tức thời và lải trọng chắn động đế sắp xếp lại các hại trong đất đẩy các hạt nhỏ vào lấp đẩy các khe hò giữa các hạt lớn, làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa các hạt đất lèn. Vì vậy khi tiến hành dầm nén, cần nắm được lý luận đầm nén, biết được đặc điếm, tính chất cơ lý cùa các loại đất đá và phạm vi sử dụng một số loại máy đám nén, trẽn cơ sở đó để chọn các loại máy và phương pháp đầm nén hợp lý trong từng trường hợp cụ thế. 4.2. Tác dụng của đầm nén - Đầm nén là đế cái thiện kết cấu cùa đất đảm bảo cho nền đường đạt được độ chặt cần thiết, ổn định dưới tác dụng của trọng lượng bản thân. của tái trọng xe chạy và của các nhân tố khí hậu, thờitiết. - Nâng cao cường độ cùa nền đường làm cho các lớp trên của nền đường có mỏ đun biến dạng cao nhái. giảm bớt chiều dầy của mặt đường mà không ánh hường đến cường độ cùa nó. - Tăng sức kháng cắt của đất, nâng cao tính ổn định của nền đường, làm cho nền đường khó sạt lò. - Giám nhỏ tính thấm nước cùa đất, giảm chiều cao mao dẫn, giảm nhò độ co rút cùa đất khi khô hanh. 4.3. Các phương pháp đám nén đất Trong xây dựng đường thường dùng các phương pháp đầm nén chú yếu sau đây: Lu lèn đất, đầm đất bàng đầm chấn động, dầm đất bằng đầm rơi tụ do và phối hợp giữa các hình thức đầm nén trên (như: lu - chấn động hoặc đầm - chấn động). Lu lèn đất có thế dùng lu bánh cứng, bánh hơi, bánh xích chăn cừu. Đầm chấn động có thể dùng loại đầm rung bề mặt hay lu rung - chấn động. Đầm rơi có thế dùng đầm thù công, đầm đại trên máv xúc cản hay má) kéo, cần trục. máy đầm loại búa. 64 4.4. Kỹ thuật dầm nén đất nền đường 4.4.1. Lu lèn đất Lu lèn là phương pháp tác dụng tải trọng tĩnh dùng tái trọng chính của máy lu để lu lèn đất làm chật đất lại. Tác dụng chung cùa các loại bánh lu là vừa lăn vừa truyền lên nền đường một áp lực nhất định làm xuất hiện biến dạng dư trong đất và do đó là đất được lèn chặt. Lu lèn là phương pháp phổ biến nhất và có hiệu quả nhất, Iu lèn thường dùng lu bánh cứng, lu bánh lốp, lu chân cừu. Các loại lu có thể do máy kéo theo hay tự hành và có trọng lượng khác nhau 2T, 4T, ÓT, 8T, 10T... - Lu bánh cứng (xem hình 4-14) thường dùng lu đất dính, đất rời. Áp lực tác dụng lên mặt đất và chiều sâu tác dụng của lu bánh cứng phụ thuộc vào trọng lượng lu và bán kính của bánh lu. Hình 4-14: Lu bánh cứng. Nhược điểm cùa lu bánh cứng là chiều sâu tác dụng nhò (thường không quá 20 - 22cm) và số lần đi qua trên một điếm để đạt độ chặt yêu cầu hơi nhiều. Ví dụ: Để đạt độ chặt K = 0,95 cần lu đến 4 - 6 lượt với đất rời, 8-12 lượt với đất dính. + Lu chân cừu (xem hình 4-15) có áp lực đơn vị trên đất rất lớn, có thể vượt quá cường độ giới hạn của đất làm cho đất nằm trực tiếp dưới chán cừu bị biến dạng và chặt lại. Vì vậy lu chân cừu dùng đầm nền đất dính, nhài là đất cục rất tốt. Không thích hợp khi đầm đất ít dính và đất rời. 65 Hình 4-15: Lu chán cừu. Áp suất của lu chân cừu trên đất thường sử dụng như sau: - Lu nhẹ 4 -f 20kg/cm2. - Lu vừa 20 -f 40kg/cm2. - Lu nặng 40 -r 100kg/cm2. Để đạt được độ chặt K = 0.95 các chân cừu phải đè kín một lần trẽn toàn bộ bề mặt nền đường. Số lần lu lèn được xác định theo công thức: s n = —— K Em Trong đó: S: diện tích bề mặt bánh lu (em2). F: diện tích một chân cừu (em2). m: số chân cừu. K: hệ số trùng lặp cùa các chăn cừu (trung bình K = 1.3) Chiều dầy lớp đất đầm nén cùa lu chân cừu: 1I0 = 0.65(1. + 0.25b-hr) Trong đó: H0- chiều dầy đất đã đầm nén chặt (em) L- chiều dài chân cừu (em) b- đường kính cua chân cừu tiếp đất hr- chiều dầy lớp đất xốp phía trên chân cừu không nén được. 66 - Lu bánh lốp cũng được sử đụng rất rộng rãi vì nó đảm bảo chất lượng lu lèn, nâng suất cao, giá thành hạ. Bộ phận công tác của lu này là các bánh lốp, so với lu bánh cứng diện tích tiếp xúc giữa bánh lốp với mặt đất lớn hơn nhiều, còn áp lực tác dụng lên mặt đất thì nhỏ hơn lu bánh cứng. - Lu bánh cứng khi lu lèn ứng suất thẳng đứng tập trung phần trên của lớp đất và tắt nhanh theo chiều sâu. Còn lu bánh lốp ứng suất nhỏ hơn nhưng tắt chậm. Do đó lu bánh lốp lu được lớp đất dầy hơn lu bánh cứng. - Lu bánh xích thường dùng để lu cát, thích hợp với nơi địa hình hẹp khó quay đẩu. Nhược điểm: áp lực tác dụng lên mặt đất nhỏ nên chiều sâu tác dụng lu lèn nhò, số lần lu lèn qua một điểm nhiều. Vì vậy năng suất lu lèn thấp, giá thành cao. 4.4.2. Đậm đất bằng dậm rơi tự do Phương pháp đầm nén đất bằng đầm rơi tự do là phương pháp tác dụng đập - chấn động và nén chặt đất rất hiệu quả. Khi đầm tiếp xúc với mặt đất thì bắt đầu có hiện tượng va chạm và trong đất xuất hiện trạng thái ứng suất - biến dạng. Sau khi va chạm động lượng của đầm mất đi nhanh chóng, còn ứng suất bề mặt tiếp xúc giữa đầm với đất phát triển rất nhanh lan truyền trong khối đất làm cho đất chặt lại. Dùng máy đầm có thể đầm được các loại đất khác nhau và đầm được các lớp đất có chiều dày lớn, nó thích hợp ở những nơi chật hẹp, ở đó khó sử dụng các phương tiện đầm nén khác. Nhưng sử dụng đầm rơi tự do năng suất thấp, giá thành cao hơn so với phương pháp lu lèn. Ngoài các bản đầm lắp trên máy xúc ra người ta còn dùng máy đầm tự hành và máy đầm đấy tay (đầm cóc) đế đầm nén đất. Loại máy đầm cóc có thế đầm những nơi chật hẹp và khối lượng ít. 4.4.3. Đậm lèn đất bằng chấn động Đầm lèn đất chấn động là phương pháp tác dụng chấn động của các máy đầm nén chấn động hay lu chấn động (lu rung) đế đầm nén đất. nó thích hợp với loại đất rời. Khi chấn động các hạt và các cục đất bị dao động. phân ly lực 67 ma sát. lực dính. giữa các hạt đất và cục đất di chuyền theo hướng tháng dứng và xếp lại chặt chẽ hơn. Do trong đất có các hại đất. cục đãi có các kích cỏ khác nhau. do đó hiệu quả đầm nén bằng chấn động phụ thuộc vào tẳn số vì biên độ dao động gia tốc, tải trọng tác dụng lẽn đãi. Ngày nay công tác xây dựng nền đưòng yêu cáu ngày càng cao. nhài li chất lượng đầm nén. Vì vậy lu chấn động và máy chấn động tự hành dùng đề đầm nén đất ngày càng được phố biến. Lu chấn động đầm được các lớp đất dày < l,5m, chiều dài đoạn lu lèn lừ 200 -r 300m. Còn loại máy chấn động tự hành đầm được lớp đất có chiểu dẩy tới 0,8m, chiều dài 50 T lOOm. Độ dốc dọc của đoạn lu lèn không quá 10% và độ dốc ngang không quá 50%. 4.5. Kỹ thuật đầm nén đất nền đường 4.5.1. Nguyên tắc chung Trước khi đầm nén đất cần hoàn thành các bước sau: San đất đã được đổ ra trên nền ihành từng lớp cơ bản với chiều dầy theo ihiết kế. có độ dốc Ì -r 2% kế từ tim đường ra vai đường (nếu đoạn đắp là đường thẳng), có độ dốc ngang một chiều (nếu ờ đoạn đườns cong) hay nơi ngã ba, ngã tư. Nếu độ ẩm tự nhiên cùa đất nhỏ hơn độ ầm tốt nhất thì phải lưới thèm nước. rồi mớitiến hành đầm nén. Trước khi đầm nén cần phải chọn phương tiện đầm nén thích hợp với bí dầy đầm nén lốt nhất.thiết kế hồ sơ làm việc cho từno loại phương tiện đám nén số lần tác dụng và cách tổ chức tiến hành các phương pháp đầm nén, kỹ thuật sử dụna các phương tiện đầm nén. 4.5.2. Tiến hành dậm nén dát Nếu sử dụng máy lu do máy kéo kéo theo đẽ lu lèn thì cho máv chạy theo sơ đổ khép kín và di chuyển dần từ lề vào tim đường nếu lu trẽn đường thằng (xem hình 4-lóa). Nêu dùna lu lự hành thì cho chạy theo sơ đỏ con thoi (xem hình 4-16b). Trường hợp nền đườna lớn có thế cho chạy theo sơ đò khép kín. 68 ịàÚddMiimthimiMihhkblứíhìiíiiúi —4-s Đắp đái và san bằng A A \ J I' f' I • I > I • r' ì • I' I • T' I * I' I • Ir I • I • I • I • I' J • I' ì • I • r • I • I • Hình 4-16 X \C 'í", "t - ri 1*1 — / ĩ ai Sơ dồ lu khép kín. b) Sơ dồ ỉu con thoi. Để đám bảo lu lèn được đồng đều thì vệt lu sau phải đè lên vệt lu trước một chiều rộng quy định thường là 25 -f 30cm. Trong quá trình lu đầu tiên nên dùng lu nhẹ lu sơ bộ 3 -r 4 lượt, sau đó mới dùng lu nặng hơn. Vì cường độ của đất lúc bắt đẩu lu nhó hơn so với lúc cuối, nếu dùng lu nặng ngay sẽ phá hoại và ép trồi đất dưới bánh lu. Nếu sử dụng lu bánh lốp có thể điều chinh chế độ lu lèn của lu bánh lốp bằng cách thay đổi độ ẩm của đất, chiều dầy lớp đất, áp lực không khí trong bánh, tải trọng trên bánh, số lần đi qua và tốc độ lu. Độ ẩm tốt nhất khi lu bằng bánh lốp loại nặng phải nhỏ hơn độ ẩm tốt nhất 2 -T 3%. Nếu lu lèn ở độ ẩm thấp hơn độ ẩm tối nhất thì phải đảm bảo chiều dầy tốt nhất, tăng số lần lu lèn và dùng lu nặng hơn. Nếu điều chinh áp lực hơi trong bánh thì những lượt lu đầu tiên nên lu áp lực thấp rồi tàng dần lẽn cho đến trị số áp lực tính I toán trong cuối quá trình lu. Nếu độ ẩm cùa đài khi lu lên cao mà ta cứ lu với ị áp lực không khí tính toán thì đất dưới bánh lu sẽ bị phá hoại, có thế sinh ra Ị các hiện tượng trồi, bập bùng cao su. Nếu dùng lu bánh lốp đế lu mà đất dưới bánh lu bị trồi thì nên cho bánh nhẹ đi trước trong các đát lu đầu tiên. 69 Tốc độ lu ảnh hường rất lớn đến chất lượng lu lèn. Những lán lu đầu tiên nên dùng lu nhẹ và cho máy chạy chậm, sau đó mới tăng tốc độ lu lên nhưng những lần lu cuối cùng do sức cản nhớt cùa đất tăng lên nên cho lu chạy chậm, tăng tải trọng lên máy lu hoặc sử dụng lu khác nặng hơn thì mới có hiệu quì Nếu dùng lu có bộ phận chấn động (lu rung), những đợi lu đầu tiên nên lu tĩnh (chưa sử dụng bộ phận chấn động), sau 2 -ỉ- 3 lượt lu mới cài bộ chấn động (rung). Quá ưình lu có chấn động cẩn phải thay đổi gia tốc thì mới có hiệu quả. Nếu sử dụng đầm đất rơi tự do, cho máy di chuyển đọc theo tim đường, tại chỗ đứng cùa máy cho máy tuần tự quay đầm một dải đất bằng chiều rộng cùa bản đầm. Những bản đầm đầu tiên chi nâng bản đầm lên độ cao bằng một nưa chiều cao thiết kế (vì đất còn xốp rơi nên cường độ còn thấp). Nếu nâng cao bán đầm cho rơi mạnh đấtsẽ bị ép trồi. Để đầm nén được đảm bảo và đều, góc hợp thành giữa hai vị trí ngoài cùng cùa cần máy đầm không nhỏ hơn 90° và tiến hành đầm dần từ hai bên mép vào tim đường, vệt đầm sau đè lên vệt đầm trước một chiều rộng quy định, thường là 1/3 bản đầm (xem hình 4-17). Lu à những đoạn đường vòng. ở những đoạn đừng vòng, đế cho xe chạy được an toàn người ta làm nền mặt đường có độ siêu cao (độ dốc ngang một chiều) nghiêng từ phía lưng về phía bụng. Vì vậy quá trình lu lèn phải đảm bảo độ dốc nghiêng một chiều đó. Khi lu ờ những đoạn đường có bố trí siêu cao, ta cho máy lu chạy về phía bụng dịch dần về phía lưng đường vòng. Đường lu đầu tiên ta cho máy chạy cách mép đường 0.5m đế đảm bảo an toàn. sau đó lu lấn dần ra lề Ì -r ĩ đường rồi mới lu theo trình tự từ phía bụng về phía lưng. Làm như vậy vặt liệu không bị dồn về phía thấp (phía bụng) mặt nền vẫn giữ được độ nghiêng (xem hình 4-18). Hết mội chu kỳ lu ta lại theo thứ tự từ đầu. 70 Hình 4-18: Lu nền dường có độ siêu cao. • Nếu là lu mặt đường thì đường lu đầu tiên cho máy chạy vượt qua mép lề phía trong 25 -ỉ- 30cm, sau đó lu dịch dần đến lưng đường. Khi cách lưng đường khoảng Im thìtiến hành lu mép lưng rồi lu phần còn lại (xem hình 4-19). Hình 4-19: Sơ đổ lu mặt dường có độ siêu cao. Hết một chu kỳ ta lại lu theo thứ tự từ đầu. ở những đoạn đường bố trí thoát nước theo rãnh dọc gặp khó khăn (như lường chạy dưới chân đè), để thoát nước cho những đoạn đường này, người ta 71 làm mặt đường có độ dốc ngang một chiều (đường một mái) thoát nước cho chày tràn trên mặt. Khi lu ờ những đoạn đường này cũng tiến hành như lu ớ đoạn đường vòng, bắt đầu từ mép đường phía thấp dịch lẽn phía cao. 5. Xây dựng nền dường đắp trên đất yếu 5.1. Khái niệm ve nen đất yếu Nền đất yếu bao gồm từ các loại đất sét nền có sức chịu tủi kém đến các loại than bùn. bùn hữu cơ với mức độ phân huy khác nhau. Do nguồn gốc cấu tạo và điều kiện hình thành mà tính chất làm việc của chúng kém. tác dụng cùa tải trọng bên ngoài cũng khác nhau. Nếu sức chịu tải của nền đất yếu không đủ hoặc độ lún cùa nền đường diễn biến quá chậm thì cần áp dụng các biện pháp xứ lý đặc biệl để tăng độ ổn định và tăng nhanh thời gian lún của nền đắp trên đất yếu. Trên thực tế có thể chia làm 3 nhóm biện pháp xứ lý sau: - Thay đôi sửa chữa đồ án thiết kế: Giảm chiều cao nền đắp hoặc di chuyến vị trí tuyến đến khu vực có chiều dầy đất yếu mòng. Đây là biện pháp tốt nhất nén áp dụng. - Các biện pháp liên quan đến thời gian: (Xâv dựng theo giai đoạn) các biện pháp về vật liệu (đáp bằng vật liệu nhẹ) bệ phản áp, đào bò một phần đất yếu hoặc các biện pháp có liên quan đến 2 vấn đề trên. - Các biện pháp xử lý bán thân nền đất yếu (như cọc cát. cột ba lát, CỘI đất gia cỏ vôi nền trên cọc...). Mỗi trường hợp cụ thế có thể có mội hoặc nhiều biện pháp xử lý thích hợp, chọn biện pháp nào cũng cần phàn tích đầy đù theo các yếu tổ sau: + Tính chất và tầm quan trọng cùa công trình. + Thời gian. + Tính chất và chiều dầy lớp đất yếu. + Giá thành xây dựna. 72 5.2. Các biện pháp sử lý dưới tác dụng thời gian của tái trọng 5.2.1. Giảm chiểu cao nén đắp Giảm chiều cao nền đắp là đắp nền đường đến chiều cao nhó hơn chiều cao giới hạn hoặc bằng chiều cao giới hạn. Chiều cao giới hạn là chiều cao đắp đất lốn nhất mà không cần xử lý đặc biệt nhưng vẫn đảm báo sự ổn định của nền đường và đảm báo nền đường không bị lún nhiều và lún kéo dài. Tuy nhiên chiều cao nền đắp còn phụ thuộc nhiều vào điều kiện thúy vãn, điều kiện địa hình nên không phải lúc nào, chỗ nào cũng có thế giảm được chiều cao đắp. Khi chiều cao nền đắp nhỏ hơn chiều cao giới hạn có thê đắp nền đường trực tiếp, không áp dụng các biện pháp xử lý đặc biệt. Khi chiều dầy lớp đất yếu móng và chiều cao của nền đường lớn hơn chiều cao giới hạn, có thế dùng biện pháp thay đất một phần hoặc làm bệ phán áp. Khi chiều dẩy lớp đất yếu lớn và chiều cao nền đắp lớn hơn nâng lực chịu tái của đất yếu tương đối nhiêu thì có thế xét đến dùng giếng cát hoặc bấc thấm. 5.2.2. Xây dựng nền đắp theo giai đoạn Khi cường độ ban đầu cùa đất yếu thấp, đế đảm báo cho nền đường ổn định. cần áp dụng biện pháp tâng dần cường độ bằng cách đắp đất lừng lớp một, chờ cho đất nền cố kết, Hình 4-20: Đắp theo giai đoạn. sức chịu cắt tăng lên khả năng chịu được tải trọng hơn thì mới đắp lớp tiếp theo (xem hình 4-20). Thời gian chờ đợi giữa hai giai đoạn đắp và chiều cao cùa lớp đắp phái được tính toán. 5.2.3. Tăng bê rộng nên dường bằng bệ phản áp Khi cường độ chống cắt của nền đất yếu không đủ xây dựng nền đắp theo giai đoạn hoặc thời gian cố kết kéo dài so với thời hạn thi công thì có thế áp dụng biện pháp đáp bệ phán áp để tăng độ ổn định và giảm khá năng trôi đất ra hai bên (xem hình 4-21). 73 Hình 4-21: Bệ phản áp. Bẹ phản áp đóng vai trò như một đối trọng có tác dụng tăng độ ổn định và cho phép đắp chiều cao nền đường lớn hơn, do đó đại được độ lún cuối cùng trong một thời gian ngắn hơn. Bệ phàn áp còn có tác dụng phòng lũ. chống sóng, chống thấm nước... So với việc làm thoải độ dốc taluy cùa nền thông thường, đắp bệ phản áp với khối lượn" đất như nhau có lợi hơn do giảm được mô men và lực trượt của đất nhờ tập trung tải trọng ờ chân taluy. Kích [hước của bệ phán áp kinh nghiệm của một số nước thường lấy như sau: Chiều cao: h > 1/311 Chiều rộng: L = (2/3 -r 3/4) chiều dài đất trôi. Hoặc h = (40% V 50% )H L=(2 T 3) chiều dầy lớp đất yếu. Bệ phán áp được đắp cùng một lúc với nen đắp chính. Nếu khõna cho máy thi cõng đi lại thì không cần đầm nén. Nếu cho máy thi cõng đi lại thì phẩn dưới phái đắp lớp vật liệu ihám nước. Phương pháp này chi thích hợp với vật liệu đáp nén rè và phạm vi đất đắp không hạn chế. 5.2.4. Đào bò một phận đát yếu Khi thời gian yêu cẩu đưa đường vào sứ dụns rất ngắn. đào bò đất vếu là biện pháp lốt đế tâng ihời gian cố kết. Tuy theo thời gian cố kết mà quyết đinh 74 chiều sâu đào bỏ đất yếu. Khi quyết định đào bó đất yếu, cần phái tính toán chiểu sâu và chiều rộng đào. 5.2.5. Phương pháp gia tải tạm thời Phương pháp gia tải tạm thời là đặt một gia tải, thường là đắp bổ sung 2 -T 3m trên nền cao hơn thiết kế để tăng tải trọng lún trên nền đất yếu. Qua theo dõi thấy nền không lún nữa thì tiến hành dỡ tải (nghĩa là đào bỏ lớp đất gia tái). Việc đắp đất gia tải chí áp dụng với nền đất yếu có chiều dầy nhò thì mới có hiệu quả. Nếu đắp trên nền đất yếu có chiều dẩy lớn ít có hiệu quá hơn. Ị— \ / \ Lớp gia tải Đất sét mềm Hình 4-22: Đắp gia tài. 5.2.6. Biện pháp cải tạo diều kiện ổn định và biến dạng của nén đất yêu bằng lớp đệm cát, sỏi đá Khi lớp đất yếu có chiều dầy không lớn nằm trực tiếp dưới nền đắp hoặc dưới móng công trình thì áp dụng các biện pháp xử lý như làm lớp đệm cát, sỏi đá, bệ phán áp đê gia cố đất nền. Nhưng nếu chiều dẩy đất đất yếu lớn hoặc trong đất yếu có nước ngầm thì việc áp dụng các biện pháp trên bị hạn chế. a) Làm ìáp đệm cát Phương pháp này thích hợp vối các điều kiện sau: - Chiều cao nền đắp từ 6 -7- 9m. - Lớp đất yếu không quá dầy. 75 - Có nguồn cát ờ gần. - Bô trí lớp đệm cái theo hai hình thúc sau: + Đãi lớp đệm cát trực liếp lên nền đất yếu. + Đãi lớp đệm cái sau khi đã dào bó mội phần dái yêu. * Đội lớp đệm cái n ực liếp lén nén dát ven (xem hình 4-23) Chiều dầy lớp đệm cát iham kháo bảng: 4-1 Báng 4-1. Chiêu dậy lớp đệm cát dặt trực liếp lẽn nền dối yếu. Độ lún của nền đắp (in) 15 15 20 >20 Chiều dày lớp đệm cái (m) . ... 0,8 1 1 Nền [lắp 1.0 > 1.2 1 \ Lớp đởm cát í I Hình 4-23: Lớp đệm cát trực tiếp trẽn nền dái yếu. * Đại lớp đệm cái sau khi dã dào bò một phán dát yếu Đỏi xới loại đém cái này có the thi cống theo các dạng sau: - Lớp đệm cái có chiều dầy khôn" đổi (xem hình 4-24). - Áp dụng nơi có lớp đất yếu móna nhưna lương đối chặt. cường độ khôn" quá thấp. 76 Hình 4-24: Lớp đệm cát có chiều dậy không dổi. - Lớp đệm cát có chiều dầy thay đổi ở giữa mỏng hai bên dầy (xem hình 4-25). Hình 4-25: Lớp đệm cát giữa mỏng 2 bền dậy. Hình 4-26: Lớp đệm cát giữa mỏng 2 bên dậy. li - Áp dụng nơi có đất yếu mỏng và loãng làm dầy ờ hai bẽn đế không cho bùn bị đấy sang hai bên. Nếu phán dầy đắp thèm ờ hai bẽn nằm trẽn đát cứng có thế đắp bằng đá (xem hình 4-26). - Lớp đệm cát ờ giữa dầy hai bên mỏng (xem hình 4-27). - Áp dụng nơi có lớp bùn tương đối dầy ờ giữa chịu ứng suất lớn, 2 bên chịu ứng suất nhỏ. - Chiều dầy trong các trường hợp này phụ thuộc vào ứng suất cùa nền đắp tác dụng lên bề mặt lớp cát (xem bảng 4-2). Hình 4-27: Lớp đệm cái giữa dẩy 2 bên mòng. Báng 4-2 Chiểu dậy lớp đệm cái. ứng suất bề mặt lớp cát (daN/citv). < lũ Ị lo 15 1 15-20 1 Chiều dẩy lớp đệm cát (m). 1 - 1.5 2 - 2.5 2.5 -3 1 ỉ .... 20-30 3.0 - 4,0 - Cát đùn" đè làm lớp đệm tốt nhất là dùng cát hại lớn và cát hạt vừa. không lẫn đất bụi. Đối với một sỏ nền đường khỏna quan trọng, không có nước ngầm cao có thế dùng cát đen. - Cát làm lớp đệm phái được rải thành lớp. chiều dẩy mỗi lớp phụ thuộc vào thiết bị đầm nén. có thể tham khao báng 4-3. 78