🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Giáo trình sử dụng máy ủi - cạp - san Ebooks Nhóm Zalo Ti G T.0000026017 , V ị 1 l ơ ữ GIAO TRINH Sư DỤNG MÁY ÚI-CAP-SAN BỘXÂYDựNG GIÁO TRÌNH S ử DỤNG ■ M Á Y Ủ I ■ C Ạ P ■ S A N ■ NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NỘI - 2 0 1 3 LỜI NÓI ĐẨU S ử dụng máy xúc ủi, cạp và máy san là một môn học chuyên môn của nghề vận hành máy thi công nền. Tiếp theo giáo trình “S ử dụng máy xúc"nhóm tác giả biên soạn tiếp giáo trình “Sử dụng máy ủi, cạp, san”nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập nghê vận hành máy thi công trinh độ trung cấp nghề. Với mục tiêu trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản khi sử dụng, vận hành các loại máy ủi, cạp, san, áp dụng các biện pháp thi công hợp lý trong mọi địa hình thi công đảm bảo an toàn và đạt hiệu quả kinh tế cao. Giáo trình bao gồm 8 chương: Chương 1: Đất, phân loại đất, tính chất cơ lý của đất và phăn cấp đất; Chương 2: Một sô'dạng công trình đất được thi công bằng máy thi công nền; Chương 3: Công tác chuẩn bị trước khi thi công; Chương 4: Thi công bằng máy ủi; Chương 5: Thi công bằng máy cạp; Chương 6: Thi công bằng máy san; Chương 7: Nhiên liệu và dầu mỡ bôi trơn; Chương 8: Luật Giao thông Đường bộ Trong quá trình biên soạn các tác giả đã tham khảo nhiều tài liệu liên quan trong và ngoài nước kết hợp với thực tiễn ở các công trường các dự án đ ể thể hiện được một cách chi tiết, cụ thể các nội dung đảm bảo gắn lý thuyết với thực tiễn của sản xuất thi công cơ giới hiện nay. Giáo trình là tài liệu sử dụng đ ể đào tạo, còn là tài liệu đ ể cho các nhà quản lý, các kỹ sư, kỹ thuật tham khảo, vận dụng vào quá trình quản lý và sử dụng m áy thi công. Trong quá trình biên soạn các tác giả đã có nhiều cô' gắng nhưng không tránh khỏi những thiếu sót, nhóm tác^giả mong nhận được những ý kiến đóng góp bổ sung của bạn đọc đ ể giáo trình hoàn thiện hơn Xin trăh trọng cảm ơn! N hóm tá c giả 3 Chương 1 ĐẤT, PHÂN LOẠI ĐẤT, TÍNH CHẤT c ơ LÝ CỦA ĐẤT VÀ PHÂN CẤP ĐẤT 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỂ ĐẤT ĐÁ Đất đá là lớp tạo thành vỏ bề mặt trái đất, là kết quà quá trinh tẩm thực của vò trái đất. Trong xây dựng đất đá là nền tảng, là nguyên liệu trong các công trinh xây dụng. Mỗi một loại đất đá đều do các khoáng vật nhất định tạo nên. Khoáng vật là các chất hoá học được hình thành do các quá trinh hoá lý phức tạp trong vò trái đất tạo thành. Đất xây dựng là các loại đất mà dược sừ dụng làm nền, được khai đào hay được sử dụng làm vật liệu xây dựng. 2. CÁC LOẠI ĐẤT, ĐÁ, CÁT, SỎI Trong xây dựng người ta chủ yếu sử dụng các loại đất đá có nguồn gốc khoáng vật. Đất đá được chia thành đá và đất. 2.1. Đá Đá bao gồm các loại sau: - Đá phún xuất (mắc ma) đưọc tạo thành bởi các loại đá nóng chảy bị nguội đi (granit, diaba, bazan .V .V .); - Đá trầm tích được tạo thành do các sản phẩm của đá gốc bị phong hoá láng đọng và tích tụ trong một môi trường nào đó (nước, không khí), sau đó được nén chặt, đôi khi do sự xi măng hoá các đá trầm tích (cuội kết, sỏi kết, đá vôi, .V .V .); - Đá biến chất được tạo thành từ các đá mác ma hoặc trầm tích dưới ảnh hưởng của các quá trinh gây biến chất: nhiệt độ cao và áp suất cao, các quá trình hoá học kèm theo (quaczit, đá phiến mica, cẩm thạch, .V.V.). Như vậy, đá gồm các loại bị gán kết "và xi mãng hoá (liên kết cứng giữa các hạt) nằm dưới dạng khối đồng nhất (liên tục) hoặc phân lớp (nứt nẻ). Đá đồng nhất bao gồm đá chủ yếu là phún trào có kiến trúc tinh thể hoàn toàn (kiến trúc hạt): gramit, điôrit,.... Chúng có đặc điểm là: độ chặt khá cao (thể tích lỗ rỗng không quá 1% và độ chứa nước thấp 0,1% + 1 %). Do đó, những đá này thực tế có thể coi là không nén được. Biến dạng của chúng dưới nền nhà và công trinh không đáng kể. Các công trinh xây đựng như móng nhà, các công trinh xây dựng khác được vững chắc khi 5 xây dựng lên trên nền đá. Tuy vậy, đá cũng có thể bị bào mòn do nước, đá có thề bị huỷ hoại đặc biệt mạnh dưới tác dụng của ngoại lực, các axit, nước thải của các xí nghiệp có chứa axit. Đá phân lớp chủ yếu thuộc loại đá trầm tích (cát kết, đá vôi, macma, .v.v.) giới hạn độ bề chịu nén ở trạng thái bão hoà nước cùa đá phân lớp nhỏ hơn 50KG/cm2. Đá này gọi là đá nửa cứng, chúng nhạy cám hơn với các tác động từ bên ngoài, nói riêng là với quá trình phong hoá, so với các loại dá cúng. Nước ngầm tác động vào đá nửa cứng tạo thành các vết nứt và lỗ rỗng làm tăng thêm độ chứa nước trong khối đá, do đó khi các lớp đá nằm nghiêng chúng dễ bị trượt. Độ chứa nước cùa các loại đá này từ 1,5 (đá vôi chặt) tới 40% (đá phấn). Do đó, đá phân lớp (nửa cúng) nếu làm các công trinh lên loại đá này sẽ là kém bền chặt hơn so với đá cúng. 2.2. Đất Đất không phải là đá, bao gồm các loại sau: - Đất mảnh vụn lớn không xi măng hoá, gồm hơn 50% theo trọng lượng là các mành vụn' của nham thạch kết tinh hoặc trầm tích với cỡ hạt lớn hon 2mm (dăm cuội, san, sòi, .V.V.); - Cát tơi, rời ở trạng thái khô, gồm ít hơn 50% theo trọng lượng là các hạt lớn hơn 2mm và không có đặc tính dẻo, không lăn được thành sợi có đường kính 3mm, hoặc trị số dẻo của chúng nhỏ hom 0,01 (cát sỏi, cát thô, cát trung, cát nhỏ, cát pha bụi); - Sét (đất dinh) có tính dẻo, nghĩa là có khá năng thay đổi hỉnh dạng dưới tác dụng của ngoại lực và giữ nguyên hỉnh dạng đã bị biến dổi sau khi bỏ lực tác dụng đó đi, trị sổ dẻo lớn hon 0,01 (á cát, á sét, sét). Đất mảnh vụn lớn ít bị nén (thể tích ít bị giảm) dưới tải trọng, có lực kháng cát khá tốt và bị nước xói ừôi các đặc tính lý học của chủng thường không thay đồi khi bị ẩm ướt. Do dó, các loại đất này là loại nền khá bền vững. Cát có thể là cát thạch anh, cát đá phiến, cát đá vôi. Cát ẩm ướt có đặc tính cho xây dụng bị giảm thấp. Độ ẩm ướt ảnh hưởng đặc biệt mạnh đổi với cát nhỏ và cát pha bụi trong có lẫn bùn và sét. Ở trạng thái bão hoà nước các loại cát này trở thành chảy (cát chảy) nếu sử dụng chúng làm nền móng thi có nhiều khó khăn phức tạp. Cát sạch và đặc biệt là cát thô (3 + 4mm) là loại cát làm nền móng tốt. Đất loại sét gồm á sét, á cát và sét. ít khi gặp đất sét đon thuần. Trong á sét có 10 -ỉ- 30 % là sét, toong á cát có tới 10% là sét. Đặc tính xây dựng của đất loại sét phụ thuộc cơ bản vào độ ẩm của chúng. Khi cho thêm nước chúng chuyển trạng thái cứng sang Ưạng thái bột nhão, nếu tiếp tục thêm nước chúng chuyển sang trạng thái chảy. Tuỳ theo độ sệt mà đất loại sét có thể được sử dụng làm nền móng. Nó hoàn toàn tin cậy ở trạng thái cứng và dẻo và không tin cậy ở trạng thái chày. 6 Trong đất loại sét còn có cả bùn, trong bùn có khoảng 30 50 % hạt cỡ nhỏ hơn 0,01mm và nhiều chất hữu cơ. Dưới tác dụng của ngoại lực bùn biến dạng mạnh do đó không thể làm nền được. 3. TÍNH CHẤT C ơ LÝ CỦA ĐẤT ĐÁ Các dấu hiệu thể hiện tính chất của đất có liên quan với nhau và ờ các mức độ khác nhau, ành hưởng đến quá trinh làm việc của máy móc và thiết bị thi công. 3.1. Thành phần cấp phối Thành phần cấp phối là một trong những dấu hiệu chính cùa trạng thái vật lý của đất. Các. loại đất sét, đất cát, đất tảng là kết quả của quá trình phản huý tự nhiên và chuyển hoá của hai loại đất vả đất pha đá. Các loại đất trên được tạo bời các hòn, các cục, hạt của các phần từ của đất, nước, muối hoà tan cũng như các dung dịch và hơi. Tỷ lệ các hạt trong đất có kích thước khác nhau tính theo trọng lượng xác định bằng phần trăm: - Đá dăm > 40 mm; - Sòi 2 -í- 40 mm ; - Cát 0,2 + 2 mm ; - Cát tinh 0,05 -ỉ- 0,25 mm ; - Bụi 0,005 + 0,05 mm ; - Bụi sét < 0,005 mm. 3.2. Trọng lượng riêng (ti trọng) Trọng lượng riêng của đất là trọng lượng cùa một đơn vị thể tích ờ độ ấm tự nhiên. Trọng lượng riêng của đất phụ thuộc vào loại đất. 3.3. Độ toi xốp đặc trirng bởi hệ số tơi Hệ số tơi là tỷ số giữa thể tích của đất sau khi làm tơi với thể tích ban đầu ở trạng thái chặt. V K. = — (1.1) t y Trong đó: K| - hệ số tơi của đất; V, - thể tích của đất sau khi làm tơi; V - thể tích của đất ở trạng thái chặt. Độ tơi của đất sẽ khác nhau khi đào bang các loại máy khác nhau và ờ các độ ẳm khác nhau. 7 Bàng 1.1: Phân loại đất, trọng lưọìig riêng và hệ số toi Loại đất Tên đất Trọng lượng riêng y(T/ m ) Hệ số tơi (K,) I Than bùn, dắt canh tác, cát, á cát 0,587- 1,17 1,20-1,30 1,47-1,87 1,08-1,20 II Á sét màu vàng, hoàng thổ ầm và tơi 1,57-1,71 1,14-1,28 III Sét, á sét chặt, hoàng thô âm tự nhiên 1,71 -1,86 1,24-1,32 IV Sét, á sét chặt, á sét lẫn sỏi, hoàng thồ 1,90-2,00 1,33-1,37 khô mecghen mềm V Mecghen cứng dất đồi núi khô cứng 2,00-2,15 1,30-1,45 3.4. Độ ẩm Độ ẩm là tỷ số trọng lượng nước chứa trong đất với trọng lượng cùa khối đất đó ờ trạng thái khô với nhiệt độ 100°c -1 50°c (tính theo %). w = ga~ gk .10 0 % (1.2) Sk Trong đó: ga - trọng lượng đất ẩm; gk - trọng lượng đất khô. 3.5. Độ dẻo Độ dẻo là tính chất thay đổi hình dáng hình học khi có ngoại lực tác dụng, lực thôi tác dụng thì hình dáng đã thay đổi vẫn tồn tại. Đất sét có độ dẻo lổm nhất, đất cát và sỏi không có độ dẻo. Độ dẻo xác định bàng chi số dẻo G)p; chi số dẻo Ci)p là hiệu số độ ẩm ờ giới hạn chảy (Dc và giới hạn dèo (0 .0)p= 0>c - co Bảng 1.2: Trj số dèo cùa đất Loại dát <0p Đất sét - đất rất déo 17 Á sét - đất dẻo 7-17 Á sét - đất ít dèo 0-7 Cát - đất không dèo 0 Đất dẻo ờ một độ ẩm nhất định thường có hiện tượng dính bết, tức là khả năng bám chặt vào bề mặt các cơ cấu, bộ công tác, nó làm cho hiệu quà làm việc của máy giảm xuống. 3.6. Độ bết dính của đất Bet dính là đặc trưng chủ yếu của đất sét thể hiện ở một độ ẩm nhất định. Bet dính là khả năng của đất (chủ yếu là đất sét) liên kết với bề mặt tiếp xúc cùa các bộ phận máy, cơ cấu làm việc bằng lực liên kết. 8 p (Lực d(nh) Hình 1.1: Sự phụ thuộc cùa p - lực bết dinh và độ ấm w Chẳng hạn đối với thép - lực Hên kết đó có thể đạt tới giá trị I + 2N/cm2 ( 1000 -í- 2000N/m2). Có nghĩa là bằng lực Hên kết - lực bết dính - có thề giữ được lớp đất dày tới một mét. Trong điều kiện nhất định (ở độ ẩm nhất định) độ bết dính của đất là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến năng suất làm việc của máy. Do vậy, ngay từ khâu thiết kế, chế tạo cũng như quá trình sử dụng máy phải tính đến khả năng này của đất, từ đó chọn ra các biện pháp thích hợp loại trừ, khắc phục độ bết dính của đất. Nghiên cứu bản chất lực bết dính người ta thấy: Lực bết dính trên thực tế là các lực tác dụng điện tủ - phân tử, nó phụ thuộc vào mức độ nước hoà tan trong đất, nghĩa là phụ thuộc vào độ ẩm của đất. Bàng 1J: Lực bết dinh cùa đất sét phụ thuộc vào vệt liệu và độ bóng bề mặt Vật liệu (ù (%) p (N/cm2) - Thép không gia công 25 1,03 - Thép gia công bề mặt V6 27 2,45 - Gang gia công bề mặt V6 28 2,94 - Nhôm 25 2,71 - Cao su xốp 25 0,7 - Thuỷ tinh 25 3,18 Đất có khả năng bắt đầu bết dính, nếu nó cố chứa nước hoà tan tương ứng khi độ ẩm khoảng 10 -í- 20%. Lực bết dính còn phụ thuộc vào áp lực ban đầu, nguyên liệu và độ bóng bề mặt tiếp xúc. 3.7. Hệ số ma sát đất - đất và đất - thép Hệ số ma sát xác định lực cản đào đất. Trong quá trinh đào đất có sự dịch chuyển tương đối đất - đất, đất - thép do đó phát sinh ra các lực ma sát. Lực ma sát này tăng rõ rệt khi vừa đào đất vừa tích luỹ đất trong bộ công tác. 9 Hệ số ma sát phụ thuộc vào trạng thái đất cũng như trạng thái bề mặt của bộ công tác. Mối quan hệ giữa hệ số ma sát giữa đất - thép fi và hệ số ma sát trong đất - đất fĩ có thể biều thị gần đúng, như sau: fi « 0,75 f ỉ , nghĩa là tgcpi « 0,75 tgq>2 Trong đó: ế biểu thị độ bền cơ học cùa từng loại đất, ta dùng khái niệm lực càn riêng. 4. PHÂN CẤP ĐẤT Đất được phân ra các nhóm, cấp dựa trên mức độ khó, dễ khi thi công, cấp đất càng cao thi công càng khó, mức độ chi phí lao động và máy móc lớn. 13 Ngirời ta có thề phân chia cấp đất theo cách sau: - Phân theo phương pháp thi công; - Phân theo mục đích sử dụng. 4.1. Phân loại đất theo phưcmg pháp thi công 4.1.1. Phân loại đất theo phmmg pháp thi công bằng thủ công Khi phân loại đất đất theo phương pháp thi công bằng thù công và dựa vào dụng cụ thi công thì gồm 9 nhóm theo bảng 1.8 dưới đây: Báng 1.8: Phân loại đất theo biện pháp thi công thủ công Nhóm đất Tên đất Dụng cụ đào Dùng xèng cải tiến I xắn, xúc được. Dùng xẻng cài tiến II đạp xúc được. Dùng xẻng cải tiến đạp mạnh mới xúc III dược. Có khi phái dùng cuốc. Dùng cuốc bàn, IV xéng đạp. Dùng cuốc chim to V lưỡi dễ đào. 14 - Đất cát, phù sa, cát bồi, đất màu xổp, đất đen, đất mùn, đất hoàng thổ xốp. Đất mới đồ chưa nén chặt. Các loại đất chộn lẫn 10% tạp chất. - Đất á cát: Ấ cát, cát pha sét, đất thịt mềm, đất thịt pha cát. - Đất hoàng thổ có lẫn sỏi nhỏ, rễ cây có lẫn mùn rác đến 20%. - Đất sụt có lẫn đá nhỏ đến 20%. - Đất cát lẫn sỏi, đá gạch vụn, mùn rác, mánh sành, mánh chai đến 20%. - Đất đổ đã bj nén chặt, đất mặt sườn đồi tơi xốp lẫn ít cây Xim, Mua, Rành Rành. - Đất á sét mềm, sét pha thịt, sét pha cát, đất sét trắng, sét mềm mịn hạt. - Đất thấm muối, đất kiềm ấm mềm các loại đất trên lẫn tạp chất đến 10%. - Đất cát lẫn sỏi, đá, gạch vụn, rễ cầy ... đến 35% - Đất hoàng thồ, đất trồng trọt lẫn sòi đá, rễ cây, mảnh sành ... đến 35% - Đất thịt, sét, á sét, hoàng thồ chặt. - Đất gan gà mềm, đất mặt sườn đồi lẫn sòi. - Đất thấm muối, đất kiềm khô, đất mặt đê cũ không có đá. - Đất sỏi nhó 20%. - Đất thịt, sét, kiềm, đất thấm muối mềm lẫn sòi, cuội, mảnh sành rễ cây đến 20%. - Đất đen lắng đọng giữa hai chân đồi lớp trên là bùn lún dính chân 40 cm dưới là đá sỏi. - Đắt thịt màu xám xanh cứng - đất cao lanh. - Đất đò dính kết chặt - sét pha sỏi non hay đá ong non. - Đá phong hoá già (dễ vỡ) lẫn đất, sét trắng mịn khô cứng. - Đất thịt, sét vàng, á sét khô cứng cốc thành từng hòn nhó. - Đất kiềm, đất thấm muối khô cứng. - Đất thịt, sét kiềm mềm lẫn sòi, cuội, mảnh sành, gốc rl cây, mùn rác, gạch vụn đến 35% - đất mặt đê cũ lẫn đá. Nhóm đất Tên đất Dụng cụ đào - Đất đò, cao lanh lẫn cuội sói đến 20%. - Đá phong hoá già nguyên tảng. Đất sói đò lẫn ít đá to - VI VII VIII đá trai. - Đất thịt, sét, đất thấm muói khô cứng lẫn tạp chất đến 35%. - Đất mặt đường lẫn cuội, sỏi, đá dăm dày 20cm. - Đất sò (đất pha cát lẫn vỏ sò dinh chặt) đào thành tảng được. - Đất lần đá tàng đến 20%. Đất sỏi chặt cứng - đất lẫn đá bọt. - Đất đò, đất cao lanh kết dính chặt lẫn cuội sòi trên 20%. - Đất mặt đường lẫn đá dảm, sỏi dày 40cm hoặc lẫn nhựa dày 20cm. - Đất lẫn đá tròn to, đá sít non (một nứa đất). - Đất có lẫn đá tảng trên 20%. Cuội sỏi đã cô kết bằng đất pha cát nện chặt. - Đất có lẫn trong đá phải dào vét ít một. - Đất mặt đường nhựa dày đến 40cm, đá sét già lẫn đất. Dùng cuốc chim. Dùng cuốc chim và xà beng Dùng xà beng, cuốc chim có khi phải dùng choòng. IX - Đá vôi phong hóa già, còn nguyên tảng. Cuội sòi cô kết bằng đất sét. - Đá ong mềm kết thành via, đá sít già 4.1.2. Phăn loại đất theo phương pháp thi công bằng máy Cấp đất Tên đất A. Cho máy đào một gầu: Dùng xà beng, choòng, búa mới đào được. - Đất thực vật không lẫn rễ cây và đá, có lẫn đá dăm, cát khô, cát có độ ẩm tự I nhiên, không lẫn đá dăm, á cát, đất bùn dảy đến 30cm không có rễ cây, sỏi sạn không có đá to trên 30cm đất đồng bằng lớp trên 80cm - đất vụn bị nén chặt. - Sòi sạn lẫn đá to, sét ướt mềm không lẫn đá dăm, á sét nhẹ, á sét nặng lẫn rễ cây, II lẫn bùn đến 30cm, đá dăm, đất đồng bằng sầu 0,8 - 2m. Đất cát mềm lẫn sói cuội đến 10%, thịt pha cát, sét lẫn đá nhỏ, rễ cây. - Sét nặng vỡ thành từng mảng, sét lẫn đá dăm, bùn dày đến 40cm, đá nồ mìn ra, III đất đồng bằng sâu từ 2 -1,5 m, đất đỏ, đất vàng ờ đồi có lẫn đá ong, sòi nhỏ kết cấu đông đặc cứng - đất cứng lẫn đá đầu sư hay sít non. B. Cho máy ùi, máy san: I - Đất thực vật không lẫn rễ cây và đá, đá dăm, á sét nhẹ, bùn dày đến 20cm không có rễ cây, đất đồng bằng sâu đến 60cm, đất vụn bị nén. II - Sòi sạn không lẫn đá to, sét ướt mềm không lẫn đá dăm, cát có độ ẩm tự nhiên không lẫn đá dăm, á sét nặng, đất bùn dày đến 30cm, đất đồng bằng sâu đến 0,6 - l,2m. III - Sét nặng vỡ thành từng màng, xéng mai không xắn được, sét lẫn sòi sạn đá dăm, cát khô, đất bùn dày đến 30cm. Đất lẫn đá táng, đất đồng bằng dày từ l,2m trớ lên. 15 Cấp đất Tên đất Ic. Cho máy cạp: - Đất thực vật không lẫn rể cây và đá, có lẫn đá dăm, đất vụn bị nén. II Sét ướt mềm không lẫn đá dăm, á sét nặng, đất đồng bẳng đán 0,ỉm. m Sét nặng vỡ thành từng mảng, cát có độ ẳm tự nhiên, đất đồng bằng dày đến 1 m. ID. Cho máy nghiền đá: • Đá thạch anh, huyền vũ và các loại đá cực rắn cỏ fk = 20 II- Đá hoa cương, đá vôi, đá cát rẳn nhất, đá lẫn thạch anh không rắn bằng đá cấp I. Diệp thạch có chất calcium, có fk = 25 III- Đá hoa cương và các loại đá có chất hoa cương, đá vôi và đá cát rẳn, mạch đá thạch anh ở quặng, đá cuội rắn, quặng sắt rắn, đá thạch vân. Có f = 8-10 IV - Đá cát thường, quặng sắt, diệp thạch chất cát, đất cát thành phiến, có f = 5 4.2. Phân loại đá theo mục đích sử dụng Có cách phân loại để phá đá, cách phân loại đề nghiền đá. Dưới đây giới thiệu cách phân loại nhóm đá để sử dụng cho máy nghiền (theo QĐ349 -.UB/KTCB): Nhóm I: Đá thạch anh, đá huyền vũ và các loại đá cực rấn, có hệ số rắn f = 20; Nhóm II: Đá hoa cương, đá lẫo thạch anh nhưng không bằng nhóm I. Diệp thạch lẫn silic. Đá vôi và các loại sỉlic rán. Hệ sổ rắn f =15; Nhóm III: Đá hoa cương và đá có chất hoa cương. Đá vôi và đá lẫn silic. Hệ số rắn f =10 (như vậy đá nhóm I là rắn nhất, đá thuộc nhóm có số lớn hơn thì mềm hơn). CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Khái niệm chung về đất đá và các loại đất đả ? 2. Nêu các tính chất cơ lý của đất đá. 3. Trinh bày phàn loại đất theo phương pháp thi công bằng máy. 16 ChirOTig 2 MỘT SỐ DẠNG CÔNG TRÌNH ĐẤT Đ ư ợ c THI CÔNG BẰNG MÁY THI CÔNG NỂN 1. KHÁI NIỆM VỂ CÔNG TRÌNH ĐẤT Trong xây dựng đa số các công trình đều có phần công tác đất. Nhiều khi công tác đất chiếm một ti trọng tương đối lớn, nó quyết định đến tiến độ và chất lượng thi công công trinh. Ở nhũng nơi cỏ địa hình và địa chất phức tạp, thi công đất có thể gặp rất nhiều khó khăn. Trong một công trinh xây dựng nếu tách riêng công tác đất ra nếu có khối lượng lớn thì có thể coi nó là một công trinh làm đất. 2. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH ĐÂT Người ta phân chia các công trinh đất theo nhiều cách khác nhau, sau đây là các loại công trinh đất: 2.1. Theo mục đích sử dụng Theo mục đích sừ dụng, bao gồm: - Công trình thủy lợi: đê, đập, kè, kênh muơng, .V.V.; - Công trinh giao thông: nền đường sắt và nền đường ôtô, bến cảng, .V.V .; - Công trinh xây dựng công nghiệp và dân dụng: san lấp mặt bằng, hố móng, lóp đệm, bài chứa, .V .V .. 2.2. Theo thòi hạn sử dụng công trình - Công trinh lâu dài: đê, đập, đường xá, kênh mương, rãnh thoát nước, .V.V.; - Công trình tạm thời: hố móng công trình, rãnh thoát nước tạm, hào rãnh để đặt cáp điện, đặt đường ống cấp nước, đê quây phục vụ thi công, .v.v. 2.3. Theo sự phân bổ khối lượng công tác - Công trinh tập trung như: hố móng, san mặt bằng, .V.V.; - Công trinh chạy dài như: đê, đập, đường xá, .V.V.. Trong thi công làm đất, ta thường gặp các dạng công tác chính như sau: + Đào: là hạ độ cao mặt đất tự nhiên xuống độ cao thiết kế. Thể tích đất đào thường được quy ước là dương (V+); + Đắp: là nâng độ cao mặt đất tự nhiên lên độ cao thiết kế. Thể tích đất đáp thường được quy ước là âm (V); 17 + San: là làm phẳng một diện tích đất nhất định. Trong san bao gồm cà đào và đấp, lượng đất trong mặt bàng vẫn giữ nguyên, nhưng có truờng hợp san kết hợp với đào hoặc đắp, khi đó lượng đất ưong mặt bảng có thể lấy đi hoặc phải chở đến; + Hớt (bóc): là lấy đi một lớp đất (không sử dụng) trên mặt đất tự nhiên như hớt lớp đất mùn, đất thực vật, đất ô nhiễm. Hớt đất là đào đất không theo độ cao nhất định mà theo độ dày của lớp đất cần bóc đi; + Lấp: là làm cho chỗ đất trũng cao bằng khu vực xung quanh. Lấp thuộc công tác đắp đất nhưng độ cao phụ thuộc vào độ cao tự nhiên của khu vực xung quanh. 3. MỘT Số DẠNG CÔNG TRÌNH ĐẤT 3.1. Công trình thuỷ lọi Các công trinh thuý lợi bao gồm các công trinh như: hồ chứa nước, kênh mương nhằm phân bổ lại dòng chảy phục vụ cho mục đích tưới tiêu hoặc tạo nên sự chênh lệch mực nước để lợi dụng năng lượng dòng chảy biến động năng thành điện nàng phục vụ cho đời sống xã hội. Các công trinh như vậy dược gọi là đập ngăn nước, đê ngăn nước, hồ chứa nước... Các công trình thủy lợi khác cho phép chuyền nước từ sông, hồ chứa tới các vị trí cần nước khác nhau, các công trinh này gọi là kênh mương, cống dẫn nước, hầm chứa nước, công trinh xả .V.V.. Một loại công trinh thuỷ lợi đó là nhằm hướng dòng chảy chảy theo một cách có trật tự, nhằm chống lại tác dộng xấu của dòng chảy gây sói mòn đáy và bờ sông bàng cách thay đổi trị số và hướng vận tốc dòng chảy, đó là các các công chình trị dòng sông (gia cố lòng sông, bờ sông, kè chắn sỏng, đê hướng dòng, .v.v.) Sau đây là một số mặt cát điển hình của các công trình trên: 3.1.1. Đê, đập ngăn nước - Hình 2.la: Đập đồng chất là đập được đáp bằng một loại đất đồng nhất. Ví dụ: Á cát, á sét. - Hình 2.1b: Đập không đồng nhất, là đập dược đáp bằng các loại đất đá khác nhau. Ví dụ: Á cát, á sét, đá hỗn hợp. Trong trường hợp này đất được bố trí như sau: đất thấm ít ờ phần giữa (lõi đập), đất có khả năng thấm nhiều hơn ờ phần mái thượng lưu và hạ lưu. - Hình 2.1 c: Đập hỗn họp, với phần thượng lưu đập đẳp bằng đất ít thấm nước. - Hình 2.1d: Đập có đường nghiêng không phải bằng đất. Tường nghiêng cứng thường được làm bằng bê tông, bê tông cốt thép, polime, .v.v. - Hình 2.le: Đập với lõi làm bằng vật liệu dẻo chống thấm tốt như sét hoặc á sét nặng. 18 1 Hình 2.1: Mặt cắt ngang cùa mội số công trình đê, đập ngăn nước 1-Đinh dập 2 - Mái dốc thượng lưu 3 - Mái dốc hạ lưu 4 - Chân đập (đáy đập) 3.1.2. Kênh mương Căn cứ vào điều kiện mặt bằng, độ dốc, kênh mưcmg cỏ một số dạng như sau: Hình 2.2: Mặt cắt ngang cùa mương chìm 1- Bờ bảo vệ (cơ bảo vệ); 2 - Lòng mương; 3 - Đất gác ỉũnh 2.3: Mặt cắt ngang cùa mương nứa chìm nứa nối 1- Phần đất đáp (đập giữ nước); 2 - Lòng kênh (phần đất đào); 3. Nền đất gốc 19 Hình 2.4: Mặt cắt ngang cùa mương nối 1 - Mặt bờ mương; 2 - Phẩn đất dẮp (bờ giữ nước); 3 - Lòng mương; 4 - Nền đất gốc 3.2. Công trình xây dựng 3.2.1. San mặt bằng Công việc này được thực hiện khi cần san mặt bằng từ địa hình tự nhiên để có mặt bằng đạt các thông số về chiều rộng, chiều dài và cao độ để xây dựng các nhà máy, các khu đô thị, khu dân cư ,... Công việc này bao gồm các khâu là đào đất ờ những nơi có cao trinh cao (vùng đào) hoặc nơi khai thác đất rồi chuyên chờ về nơi cần đắp (vùng đắp) và đầm chặt, san phẳng theo yêu cầu kỹ thuật. Trường họp khi san mặt bàng vừa đào vừa đắp được thể hiện như mặt cắt nhình 2.5 dưới dây: Hình 2.5: Mặt cắt điển hình san mặt bằng vừa đào vừa đắp I - Phần đất đào; 2 - Phần đất đắp 3.2.2. Hào và hố móng Trong xây dựng khi thi công công trình nền móng, công trinh được đặt thấp hơn mặt đất tự nhiên thì trước khi xây dựng móng công trình phải tiến hành đào hố móng. Hay khi xây dựng các tuyến đường ống cấp nước, thoát nước cũng cần phải đào hố móng để đặt cống, đường ống, đường dây cáp điện, cáp thông tin. Trong trường hợp này chiều dài hố đào lớn hơn chiều rộng và chiều sâu nhiều lần, hố đào dạng này được gọi là hào (rãnh). Mặt cắt cơ bản cùa các công trình hào, hố móng có dạng nhu sau: Hình 2.6a: trường hợp địa chất đất tốt và chiều sâu hố đào không lớn lám; Hình 2.6b: trường hợp địa chất đất kém; Hình 2.6c: trường hợp địa chất đất xấu dễ sụt, sạt, chiều sâu hố đào lớn. 20 < w x x v N hs ' /VA >1ị Hình 2.6: Một số mặt cắt ngang điển hình của hào, hố móng 3.3. Công trình nền đường giao thông Nền đường giao thông bao gồm: nền dường bộ (nền đường ôtô) và nền đường sắt. Nền đường sắt và nền đường bộ có thể được tạo nên từ việc đắp đất, đào đất, hoặc vừa đào vừa đẳp đất. Tùy từng điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn và yêu cầu kỹ thuật của đường. Công trinh nền đường giao thông thì ngoài phần công trình chính là nền đường thì còn có các công trình phụ như cống, rãnh thoát nước, kè gia cố .v.v. Sau đây là một số dạng mặt cát ngang của nền đường sát và nền đường ô tô: 3.3.1. Nền đưàmg đắp Hình 2.7: Mặt cắt ngang nền đường đắp a) Nen đường đáp có chiều cao tháp; b) Nen đường đẳp có chiều cao lớn 1 - Nền đắp; 2 - Mặt đường; 3 - Lề đường; 4 - Phần đào đất trước khi đẳp; B - Bề rộng cùa nển đường l:m - Độ dốc mái ta luy Lị - Chiều rộng cùa cơ; h - Chiều cao nền đường 21 3.3.3. Nền đường vừa đào vừa đắp Phẩn đất đào Hình 2.9: Mặt cắt ngang nền đường vừa đào vừa đắp CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Khái niệm về công trinh đất và cách phân loại công trinh đất ? 2. Nêu một sổ dạng công trinh đất ? 22 Chương 3 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ TRƯỚC KHI THI CÔNG 1. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ MÁY 1.1. Ý nghĩa Đây là một ưong nhũng bước công việc cần thực hiện trước khi thi công. Nó có vai trò quan trọng, có tính chất quyết định đến năng suất, tiến độ và chất lượng thi công. Nếu công tác chuấn bị máy được thực hiện chu đáo thì sẽ đảm bảo được tiến độ thi công, hiệu quả kinh tế cũng như chất lượng công trinh và ngược lại. Công tác chuẩn bị máy gồm 2 phần: - Lựa chọn máy; - Chuẩn bị máy. 1.2. Lựa chọn máy Căn cứ vào khối lượng, yêu cầu kỹ thuật và độ cứng (cường độ) của đất đá, cự ly làm việc tiến hành lựa chọn loại thiết bị để thực hiện công việc. Khi chọn máy phải nắm được tính năng sử dụng của từng loại máy cụ thể. Nắm được tình hình địa chất, địa hình cần thi công. Biết rõ khối lượng đất đá cần đảo, đắp, cự ly vận chuyền, cấp đất phải đào đắp, .v.v. để lựa chọn loại máy cho phù hợp, đạt hiệu quản sử đụng cao nhất. Để lựa chọn loại máy thi công có thể tham khảo ở bảng 3.1 dưới đây: Bảng 3.1: Lựa chọn máy thi công Các dạng công trình bằng đất Chiều cao đắp hay chiều sâu đào(m) Chiều dài chuyển dất (m) Các máy thi công chính để đào, vận chuyển đất Đắp đất từ các thùng dấu ớ hai phía Đối với lớp trên 8-15 Máy san tự hành. Máy san tự hành loại lớn (khi chiều dài vận chuyển >8m) Đắp đất từ các thùng đấu ớ hai phía Đến 1 Đến 50 Máy ủi có công suất 100 mã lực hoặc lớn han 1 -2 50-100 Máy cạp 23 Các dạng công trinh bằng đất Chiều cao đắp hay chiều sâu đào (m) Chiều dài chuyển đất (m) Các máy thi công chính để đào, vận chuyển đất Đắp đất từ các hố đào hoặc từ các thùng đấu đặc biệt, với sự vận chuyển đất theo phương Không quy định Đến 100 Máy ùi có công suất 100 mã lực hoặc lớn hơn dọc nt 100 -300 Máy cạp có dung tích 6 8 m3 nt Trên 300 Cạp tự hành dung tích 9 m3 Máy đào một gầu Đắp đất trên sườn dốc với sự vận chuyển đất theo phương dọc nt Đến 500 Máy đào nhĩều gầu kiểu rôto có băng chuyền tài Máy cạp có dung tích 6 m’ Máy úi vạn năng công suất 100 mã lực hoặc lớn hom Nửa đẳp - nứa đào trên sường dốc Đào và chuyển đất vào đống đất thải nt Đến 30 nt Đến 2 Đến 100 Máy đào gầu quăng Đào và chuyển đất vào đống đất thải Hơn 2 Không quy đjnh Máy đào nhiều gầu kiểu rôto Việc lựa chọn công suất, số lượng máy ảnh hường đến chất lượng công trinh, tiến độ và giá thành thi công. Để lựa chọn được công suất của máy, số lượng máy ta cần căn cứ vào khối lượng công việc, tiến độ thi công và khả năng của đon vị thi công. Sau khi quyết định được công suất của máy, căn cứ vào khối lượng thi công với thòi gian cho trước ta xác định được số lượng máy theo công thức: Trong đó: v c - khối lượng công việc thi công của công trinh; Qc - năng suất làm việc của máy tính theo ca; c - số ca làm việc của máy trong 1 ngày; t - thòi gian thi công; k - hệ số tính đến thời gian ngùng việc do các lý do: thời tiết, xe máy bị hỏng hóc, chờ đợi do các yếu tố khách quan, .v.v... 24 1.3. Chuẩn bị máy Việc chuẩn bị máy móc thiết bị thi công, đó là tập kết máy về hiện trường thi công đủ và đúng chủng loại yêu cầu, máy sẵn sàng làm việc khi có lệnh khởi công thi công xây dựng. Đề khẳng định thiết bị sẵn sàng làm việc thì cần kiểm tra: - Động cơ; - Hệ thống điện, đèn chiếu sáng; - Gầm, hệ thống di chuyển; - Hệ thống điều khiển; - Các cơ cấu công tác như: xích, gầu, xilanh thuỷ lực, cáp, lưỡi ben,... Sau khi kiểm tra các cơ cấu hệ thống trên máy xong ta tiến hành khởi động động cơ, cho máy làm thử và khác phục các tồn tại. 2. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ THIẾT BỊ PHỤ TÙNG, NHIÊN LIỆU, DẦU MỠ Trong quá trình làm việc của xe máy thiết bị cần phái sử dụng đến nhiên liệu dầu mỡ và thiết bị phụ tùng thay thế những chi tiết hay bộ phận trên máy bị hư hỏng (phục vụ cho sửa chữa bảo dưỡng máy): - Các thiết bị phụ tùng cần phải chuẩn bị bao gồm: Dây đai, các loại bu lông, đai ốc, xích (lốp), lưỡi ben, v.v. số lượng từng loại phụ tùng được tính toán căn cứ vào tính chất công việc, tình trạng hiện tại của phụ tùng thiết bị đó. Các phụ tùng như bầu lọc nhiên liệu, bầu lọc dầu bôi bon (tinh và thô) và iọc khíđược dự phòng cân cử vào tình trạng cùa phụ tùng và định kỳ cho công tác bảo dưỡng máy; - Nhiên liệu, dầu mỡ cần chuẩn bị, bao gồm nhiên liệu chính, nhiên liệu phụ, các loại dầu mỡ phục vụ cho bảo dưỡng sửa chữa máy được chuẩn bị căn cứ vào định mức tiêu hao cùa máy ừong một đơn vị thời gian (ca, giờ, hoặc tính theo khối lưọng); Việc dự trữ nhiên liệu, phụ tùng cho máy cần tính toán cụ thể và phải đảm bảo: - Máy móc thiết bị hoạt động không bị ngừng trệ do thiếu phụ tùng, nhiên liệu chính, phụ cho máy hoạt động và bảo dưông, - Phụ tùng, nhiên liệu không dự trữ quá lớn ảnh hưởng đến thiệt hại kinh tế do ử dọng vốn và phải chuẩn bị kho tàng lớn. Sau khi tính toán được khối lượng, chủng loại phụ tùng, nhiên liệu, dầu mỡ cần chuẩn bị cho quá trình thi công cần thiết lập kho tàng để chứa đựng và bảo quản. 3. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ HIỆN TRƯỜNG TRƯỚC KHI THI CÔNG 3.1. Ý nghĩa Công tác chuẩn bị hiện trường trước khi thi công có ý nghĩa rất quan trọng khi sử dụng máy, nó quyết định đến năng suất và hiệu quả sử dụng máy. Nếu chuẩn bị tốt thi trong 25 quá trinh thi công máy không bị đình trệ và đảm bảo chất lượng công trinh cũng như an toàn cho người và thiết bị. 3.2. Nội dung công tác chuẩn bị hiện trường trước khi thi công 3.2.1. Nghiên cứu bản vẽ thiết kế công trình £>ể công tác thi công được nhanh chóng, thuận lợi và đảm bảo đúng yêu cầu thiết kế của công trình, trước khi thi công cần nghiên cứu kỹ bản vẽ thiết kế của công trinh, từ đó lập được biện pháp tồ chức thi công phù hợp. Nghiên cứu vẽ thiết kế của công trinh để xác định được: - Yêu cầu kỹ thuật của công trình: cao độ đào, đáp, hệ số đầm nén, yêu cầu vật liệu, - Xác định khối lượng công việc cần thực hiện: khối lượng dào, đắp; - Xác định nơi khai thác vật liệu trong trường hợp đắp, nơi đổ vật liệu trong trường hợp đào, cự ly vận chuyển và dường vận chuyển,.... 3.2.2. Khảo sát hiện trường, xác định cọc liêu, cột mốc Công tác thi công nền (thi công đất) gắn liền với mặt bằng thi công, do vậy trưóc khi thi công cần phải khảo sát hiện trường thi công, xác định các cọc tim mốc, cao trinh cần thi công. Trên cơ sở các bản vẽ thiết kế, tiến hành khảo sát hiện trường thỉ công để xác định giới hạn thi công, xác định vị trí thuộc phạm vi công bình, ngoài phạm vi công trình. Tại hiện trường bên giao thầu (chủ đầu tư) phải bàn giao cho bên nhận thầu (nhà thầu) bàng biên bản các cọc mốc dể làm cơ sở xác định giới hạn công trình. Với các công trình kéo dài theo tuyến thi cần phải có mạng lưới, cọc mốc khống chế (mốc lirới đường truyền). Trên co sở các điểm của mạng lưới khống chế, trác đạc triền khai xác định tim tuyến và cao độ các hạng mục công trinh x&y dựng, xác định trác ngang .... Bing 3.2: Tỷ lị độ cao phòng Un nếu đắp đát không đầm nén (tinh bằng % độ cao đắp) Phương pháp thỉ công Vận chuyển bằng gòng, máy cạp TT Tên đất bánh lop, ôtô ủi, xúc, ôtô kéo Chiều cao nền đất đắp (m) 4 m 4-i-10 m 10 - 20 m 4 m 4 + 10 m 1 Cát mjn, đất màu 3 2 1,5 4 3 2 Cát to, á cát, á cát nhẹ 4 3 2 6 4 3 Như trên có lẫn sỏi 8 6 4 10 8 4 Á sét nặng, sét lẫn sỏi 9 7 6 10 8 5 Đá mergel, đá vôi nhẹ 9 8 6 10 9 6 Đất sét, đá vỡ 6 5 3 - - 7 Đá cứng 4 3 2 - - 26 Để cố định các điểm cùa mạng lưới mốc cốt khống chế trắc địa phải sừ dụng các loại cọc tiêu đã được quy định trong quy phạm. Mọi công việc liên khuôn, định vị công trinh do bộ phận trắc địa và kỹ thuật tiến hành và được lập thành hồ sơ bảo quản cẩn thận. Đối với các công trinh san lấp, đầm nén cần chú ý ràng sau khi đầm nén còn lún, cần phái nâng cao độ đề phòng lún. 3.2.3. Chuẩn bị mặt bàng, tiêu nước và ánh sáng hiện trường Các công việc cần thực hiện gồm: - Giải phóng mặt bằng; - Thoát nước; - Ánh sáng hiện trường. a) Giải phóng mặt bằng Giải phóng mặt bàng gồm các việc: di chuyển mồ mả có trên mặt bằng, phá dô công trinh cũ nếu có, ngả hạ cầy cối vướng vào công trinh, đào bỏ rễ cây, phá đá mồ côi trên mặt bàng nếu cần, sử lý thảm thực vật thấp, dọn sạch chướng ngại vật tạo thuận tiện cho việc thi công, .V.V .. Trước khi thi công phải có thông báo trên phương tiện thông tin đại chúng như báo, đài để cho những người có mồ mả, đường ống, công trình ngầm, nổi ửong khu đất biết để di chuyển. Sau một thời gian quy định, chủ đất phài làm các thủ tục để di chuyển. Đối với việc di chuyển mồ mả phải đúng với phong tục và quy định vệ sinh. Đối với các công trinh kỹ thuật như điện, nước, công trinh đường ống ngầm, đường ống nổi, dường dây điện trên không hay cáp ngầm phải đảm bảo đúng các quy định di chuyển. Đối với công trình nhà cửa, công trình xây dựng phải có thiết kế tháo dỡ đảm bảo an toàn và tận dụng những vật liệu còn sử dụng được. Cây to nếu vướng vào công trinh phải chặt, hạ hoặc di chuyển. Phải có biện pháp chặt hạ hoặc di chuyển đảm bảo an toàn cho người, máy móc hoặc công trình lân cận, rễ cây phải đào bỏ hết dể tránh mục, mối lám hư, yếu nền đất sau này. Có thể dùng máy ủi buộc dây cáp để kéo bật rễ cây hoặc dùng mìn có lượng thuốc ít để đánh bỏ rễ cây. Đá mồ côi nàm ở trong khu vực công trình cần phải phá bỏ và di chuyển đi chỗ khác. Việc để lại những viên đá trên mặt bằng thi công do kiến trúc sư thiết kế quy hoạch quyết định. Có thể phá đá mồ côi bàng mìn. Những lớp cỏ, lớp đất màu nên hớt bỏ, chứa vào một chỗ sau khi xây dựng xong sử dụng lại cho việc phủ lớp trên của các bãi cò, cây đã đuực quy hoạch. Nhũng nơi lấp đất có bùn ở dưới phải vét bùn để tránh hiện tượng không ồn định của lớp đất đắp. 27 b) Công tác thoát nước Việc thoát nước bao gồm: thoát nước bề mặt và hạ mức nước ngầm: - Thoát nước bề mặt (thoát nước mặt): việc tiêu nước bề mặt để hạn chế không cho nước chảy vào hố móng công trinh. Tùy vào điều kiện địa hinh mà làm mương, rãnh, đắp bờ để bơm tiêu nước. Tiết diện mương rãnh cũng như độ dốc bờ mương rãnh phụ thuộc vào tính chất của đất đá, lưu lượng nước. Tiết diện của mương, rành cần đảm bảo mỗi cơn mưa, nước trên bề mặt phải được thoát hết trong thời gian ngán nhất; không được đề cho mặt bàng thỉ công bị ngập úng, xói lờ. Nếu không thoát nước theo hình thức tự chảy được thì phải bố trí hệ thống rãnh thoát và bơm tháo nước (hình 3.1): Hình 3.1: Thoát nước hố móng 1 - Rânh thoát nước; 2 - Hố thu nước; 3 - Máy bơm nước. - Hạ mức nước ngầm: + Khi đào hố móng mả đáy hố móng nằm dưới múc nước ngầm, thì cần thiết kế giải pháp hạ mức nước ngầm; + Hạ mức nirớc ngầm là làm cho mức nước ngầm hạ thấp cục bộ ở một vị trí nào đó bằng cách nhân tạo, dùng bơm hút nước giếng đào sâu dưới đất. Bố tri giếng sâu trong tầng chửa nước và hạ thấp mức nước đó bàng cách bom liên tục để tạo hình phễu trũng hoặc hlnh phễu bão hoà. Mỗi giếng chi tiêu nước trong phạm vi hẹp. Tiêu nước cho cả một hố móng phải làm hệ thống giếng và từ các giếng nước được bơm liên tục; + Hiện nay, để hạ múc nước ngầm người ta dùng phồ biến ba loại thiết bị chù yếu đó là: Ống giếng lọc vói bơm hút sâu; thiết bị kim lọc hạ mức nước nông, thiết bị kim lọc hạ mức nước sâu. 28 c) Ánh sáng hiện trường Một trong những yêu cầu quan trọng trong việc sứ dụng các máy thi công nói chung và sử dụng máy ùi, san và cạp nói riêng là đề đảm bảo hiệu quà sừ đụng máy thì máy phải làm việc liên tục trong ngày (3ca/ngày). Chính vì vậy, việc đảm bảo ánh sáng hiện trường trong khu vực máy làm việc là rất quan trọng. Ánh sáng hiện trường bao gồm: ánh sáng do đèn pha của máy thi công và ánh sáng điện chiếu sáng bằng hệ thống chiếu sáng chung cùa công trường. - Chiếu sáng cùa máy thi công: Máy ủi (san, cạp) cần phải lắp đặt đầy đủ pha chiếu sáng theo thiết kế máy bao gồm: các pha chiếu hậu, chiếu phía trước đảm bảo hiệu quả khi máy làm việc. - Chiếu sáng chung của công trường: Tại công trình cần bố trí các pha chiếu sáng hoạt động hiệu quả trong mọi diều kiện thời tiết đảm bảo tầm nhìn cho thợ vận hành và các thiết bị, nhân lực liên quan làm việc đảm bảo an toàn, đảm bảo năng suất làm việc của các thiết bị. Lưu ý cần bố trí ánh sáng ờ các khu vực nguy hiềm: nơi khuất, mái dốc... Nguồn điện cung cấp cho hệ thống chiếu sáng dược cung cấp từ nguồn điện chung và vẫn phải có máy phát điện dự phòng có công suất phù họp. Lưu ý: Việc chuẩn bị mặt bàng, tiêu thoát nước và ánh sáng hiện trường phải chuẩn bị thật tốt trước khi thi công ở các công binh chính nơi đào, đắp và cả những nơi khai thác đất (vật liệu), phục vụ cho đắp và ở cả bãi thải. 4. CÁC CÔNG TÁC CHUẨN BỊ KHÁC 4.1. Địa điểm tệp kết máy, thiết bị phụ tùng, xăng dầu Trước khi thi công thì xe máy, thiết bị làm việc được tập kết đầy đù theo tiến độ huy động về gần khu vực thi công, các thiết bị phụ tùng vật tư thiết bị, xăng dầu phải được chuẩn bị đầy đủ. Địa điểm tập kết máy, phụ tùng, thiết bị, xăng, dầu, mở được chuẩn bị phải đảm bảo các yêu cầu: - Mặt bằng đù diện tích theo yêu cầu để tập kết xe máy, thiết bị, phụ tùng - Đảm bảo thoát nước, có cao độ phủ hợp, phòng tránh mưa 1Q (không bị ngập, tránh các khu vực có nguy cơ sạt lở - Tùy điều kiện có thể phải thiết lập hàng rào xung quanh; - Các vật tư phụ tùng phải được chứa trong các kho kín hoặc có mái che; - Xăng, dầu, mỡ phải được chứa đựng trong các téc, thùng đảm bảo an toàn cháy nổ, ở xa khu vục để xe máy, xa khu vực dân cư. Vị tri kho xăng dầu thuận lợi cho việc cung cấp cho xe máy trong quá trình thi công. Với các công trình lớn để giảm thời gian lấy nhiên liệu cần bố trí xe ôtô chuyên dụng có bom để cấp nhiên liệu. 29 4.2. Điều kiện ỉn ở, cứu thưottg và phòng chống hỏa Tại các công trường thi công cần chuẩn bị lán trại, nhà ở cho cán bộ công nhân viên tham gia thi công. Các công trường lớn cần bố trí các lán trại bao gồm: - Khu văn phòng điều hành công trường; - Khu nhà ở cán bộ công nhân viên. Khu nhà ờ cán bộ công nhân viên cần bố trí ớ nơi phù hợp thuận lợi cho việc đi lại làm việc trong giới hạn an toàn khi nổ mìn, nằm ở nhũng nơi không bị ngập nước, tránh sạt lở. Chuẩn bị đầy đủ các điều kiện: điện, nước cung cấp cho khu nhà ở, bố trí bếp ăn tập thể đảm bảo vệ sinh phục vụ theo ca làm việc. Tại các công trường lớn số người tham gia làm việc nhiều, phải cỏ trạm y tế đảm bảo chăm sóc sức khoẻ ban dầu, khám chữa bệnh thông thường, cấp cứu hiện trường, huấn luyện về cứu thương cho cán bộ công nhân viên, có đù điều kiện để sơ cứu ban đầu cho các tnrờng hợp bị nạn .v.v. Một trong những công việc không thể thiếu đó là công tác phòng chống cháy nồ, cần phải chuẩn bị tốt: - Phòng chống cháy nồ ở hiện trường thi công; - Phòng chống cháy nổ khu nhà ờ, kho tàng.v.v. Công tác phòng chống cháy nổ bao gồm: - Huấn luyện cho cán bộ công nhân viên thực hiện an toàn vệ sinh công nghiệp; - Đảm bảo dầy đủ các thiết bị phòng chống cháy nổ như: binh cứu hoả, các thùng cát, bể nước, các họng nước cứu hoả.... - Thiết lập các biển báo, biển hiệu, biển chi dẫn về phòng chống cháy nổ.... CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Ý nghĩa và nội dung của công tác chuẩn bị máy trước khi thỉ công ? 2. Công tác chuẩn bị phụ tùng, nhiên liệu, dầu mỡ ? 3. Những nội dung chính của công tác chuẩn bị hiện trường trước khi thi công ? 4. Các công tác chuẩn bị khác ? 30 Chương 4 THI CÔNG BẰNG MÁY ỦI 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Cống dụng của máy ủi Máy ủi là loại máy chủ đạo trong nhóm máy đào và vận chuyển đất ờ cự ly ngẳn. Máy ủi có thể làm việc độc lập hay làm việc phối hợp với những máy khác. Máy ủi được sử dụng rộng rãi và rất có hiệu quả khi làm các công việc sau: - Đào và vận chuyền đất trong cự ly 1 OOm, năng suất cao nhất ờ cự ly từ 10 - 70m với các nhóm đất I, II, III, IV; - San mặt bàng, tạo nền móng các công bình, san lấp hổ dề tạo mặt bằng xây dựng các công trinh; - Đắp nền cao tới 2 mét; - Đào hồ ao, kênh mương nông và rộng; - Đào móng các công trình có chiều rộng lớn; - ủ i hoặc san rải vật liệu như đá dăm, cát, sỏi; - Dồn vật liệu thành đống để tạo điều kiện cho máy xúc một gầu xúc đổ lên xe vận chuyển; - Ngoài ra máy còn làm các công việc chuẩn bị mặt nền như: đào bóc lớp tầng phù, đào hố, rãnh thoát nước, hạ cây (dường kính tới 30cm), nhổ gốc cây, thu dọn mặt bàng thi công.. - Máy ủi có thể làm việc phối hợp với các máy làm đất khác như máy cạp để sửa đường và tăng sức đào cho máy này, san băng những mô đất mới đổ để dầm lèn, làm nhiệm vụ sửa sang khoang đào cho máy xúc, làm đường lên xuống cho ô tô, làm nhiệm vụ kéo, đẩy các phương tiện khác... 1.2. Phân loại máy ủi Người ta phân loại máy ủi theo các hỉnh thức sau: - Dựa vào hình thức bộ di chuyển người ta chia làm hai loại: + Máy ùi bánh xích; + Máy ủi bánh lốp. - Dựa vào phương pháp điều khiển thiết bị ủi (ben ủi) chia ra làm hai loại: + Loại ủi điều khiển băng cáp (cơ khí); 31 + Loại máy ủi điều khiển bằng thủy lực. - Dựa vào cấu tạo và cách bố tri ben ùi trên máy phân ra làm hai loại: + Loại máy ủi thường hay còn gọi là máy ủi cố định: ben ủi (bàn ủi) luôn luôn được đặt vuông góc với trục dọc của máy; + Máy ủi vạn năng: ben ủi được liên kết với khung ùi qua khớp cầu nên ben ùi có thể quay được trong mặt phẳng ngang và đặt nghiêng so với trục của máy một góc từ 45 - 60°. - Dựa theo công suất động cơ và lực kéo có thể phân theo bảng dưới đây: Bảng 4.1: Phân loại máy ùi theo công suất và lực kéo Loại máy ủi Công suất động cơ (KW) Lực kéo (T) Rất nhỏ Đến 15 Đến 2,5 Nhỏ 15-60 2,5 - 7,5 Trung bình 60 -110 7,5-15 Lớn 110 - 220 15-20 Rất lớn >220 >30 Xu hưóng phát triển máy ùi: chế tạo máy ủi có công suất nhò và trung bình điều khiến băng thuỷ lực vì máy ủi nhỏ và trung bình có năng lượng riêng (công suất trên một đơn vị trọng lượng) lớn hơn nhiều so với loại máy ủi có công suất cao hơn. Khi lựa chọn máy ủi người ta thưòng ưu tiên chọn loại máy điều khiển bằng thủy lực với bộ di chuyền bánh xích, loại này có nhiều ưu điểm hơn so với máy ủi điều khiển bàng cơ khí (cáp) là: - Trọng luợng bộ công tác nhỏ hơn với ủi cáp (do ben ủi được ấn xuống đất bằng lực đẩy của xi lanh thuỷ lực, chứ không nhờ trọng lượng bản thân như trong trường hợp máy ủi cáp); - Điều khiển chính xác, nhẹ nhàng; - Tuổi thọ cao, kết cấu gọn, đẹp. Ở những nơi thi công có mặt bằng công trinh phức tạp, đa dạng ta nên chọn loại máy ủi vạn năng, có bộ phận di chuyển bàng bánh xích, loại này có độ bám và độ ổn định cao hơn, so với di chuyển băng bánh lốp. Ngược lại đối với nhQng vùng đồng bằng ưu tiên chọn loại di chuyển bằng bánh lốp có áp suất thấp (hoặc áp suất có thể điều chinh dược trong phạm vi rộng), loại này cho tính cơ động cao và năng lượng tiêu phi trong quá trinh làm việc nhỏ hơn hơn so với máy có bộ di chuyển bằng bánh xích trong khi các điều kiện khác là như nhau. 1.3. Cấu tạo chung cửa máy ủi Máy ủi thực chất là một máy kéo trên đó có lắp bộ công tác ủi. Bộ công tác này được chế tạo từ kết cấu thép và các mối ghép hàn, các cụm chi tiết được liên kết vói nhau chủ yếu là khớp xoay. 32 Bộ công tác máy úi bao gồm ben ủi (lưỡi úi), khung và các thanh giằng .v.v. Ben ùi gồm có hai phần cơ bàn là thân ben và lưỡi cắt. 2 3 ỉ m 5 ]~m Hình 4.1: Bộ công tác cùa máy úi thông thường 1- Lưỡi ủi; 2 - Khung; 3 - Ô đ& chân khung; 4 - Chống xiên; 5 - Thanh giằng; 6 - Lưỡi cát bên; 7 - Lư&i cắt chính (lưỡi cát giữa). Trong quá trình làm việc, lưỡi ủi được nâng hạ bằng cáp hoặc xi lanh thuý lực. Với truờng hợp máy điều khiển bằng cáp thì trọng lượng của ben ủi phải nặng để tự trọng của ben ủi bập lưỡi cát vào đất. Với máy ủi điều khiển bằng xi lanh thuỷ lực thi ngoài trọng lượng của ben ủi thi lưỡi cát ấn vào đất còn nhờ lực ấn của xi lanh thuỷ lực. Sau đây là sơ đồ hai loại máy ủi: + Máy ủi truyền động dây cáp: Hình 4.2: Máy úi truyền động dãy cáp 33 + M áy ủi truyền động thủy lực: 2. CÁC Sơ ĐỔ DI CHUYỂN 2.1. Sơ đồ đào thẳng về lùi Đây là trường hợp máy ủi vừa đào đất vừa chạy thẳng, vận chuyển đất đến nơi đắp, sau đó lùi lại về vị trí ban đầu tiếp tục chu trinh mới. Trong trường hợp này lưỡi ben vuông góc với hướng di chuyển của máy. Sơ đồ đào thẳng về lùi ứng dụng khi san lấp mặt bàng, đầy đất san lấp mặt bàng do ô tô vận chuyển đến hay đào hố móng. Sơ đồ này phù hợp với cự ly từ 10 50 mét. Có thể thể hiện sơ đồ đào thảng về lùi theo hình dưới đây: 2.1.1. Sơ đồ máy ủi san lấp mặt bằng 2 p = p B Ị ậ ậ j .« ■ i ị ị ỡ ỵ ¡■•Eẩ— iỊ Ịp ịp Ị/ ị 4 34 1 - Đào đất; 2 - Đào và vận chuyển đất; 3 - Rải đất; 4 - Lùi về vị trí đào đát. Hình 4.4: Sơ đồ đào thẳng về lùi (san lấp mặt bằng) 1- Phần đất đào; 2 - Cao trình thiết kế; 3 - Phần đắt đáp 2.1.2. Trường họp đào hố móng Hình 4.S: Sơ đồ đào hố móng Tùy thuộc vào chiều rộng của hố móng, đất được ủi về một phía (hố móng hẹp) hay ủi về hai phía (hỗ móng rộng) để giảm cự ly vận chuyển. Chiều sâu của hố móng thuận lợi cho máy ủi làm việc < 2 mét. 2.2. Sơ đồ đào đồ bên Đây là trường hợp đào đất một bên và đổ về một bên, ví dụ như trường hợp đào mở đường hoặc san lấp mặt bàng khi mặt bằng không cho phép ùi thẳng được. Đe đào đổ bên thì cần điều chỉnh lưỡi ben nghiêng đi một góc về phía cần đồ đất. Trong truờng hợp này lưỡi ben đã được điều chinh nghiêng đi, mặc dù ủi đi thẳng nhưng đất luôn được ủi dồn (đổ dồn) về một phía. Để điều chinh lưỡi ben nghiêng về một phía (với máy ủi vạn năng) thì ta cần dùng chốt chữ A ớ càng đẩy chữ u (khung ủi) bên cần đổ đất xuống bên dưới và đưa chốt chữ A ờ bên kia lên phía trên, khi đó ben ùi được tạo với trục vuông góc với hướng di chuyển của máy một góc a . Trường hợp nếu sừ dụng máy ủi thông thường không quay được ben thi khi đào đất đồ bên rất khó khăn. Khi đó luôn luôn phái vừa đào vừa phải điều chinh máy chuyển hướng đề đầy đất ra, nên năng suất rất thấp. 35 A-A 2.3. Sư đồ đào bậc Sơ đồ đào bậc được áp dụng khi: trong trường hợp cần mờ rộng mặt bằng xây dụng hoặc làm mặt bằng để đấp nền đường trên sưòn đồi thi cần tạo bậc trước khi đáp nền. Với sơ đồ này, truớc khi đào ta cần phải điều chinh lưỡi ben nghiêng như trường hợp đào đổ bên. Nếu có nhiều bậc thi nguyên tác là phài đào từ bậc trên cao trước xong đào dần xuống các bậc phía dưới. Trường hợp đánh bậc xong phải đắp lại dể mở rộng mặt bằng (ví dụ như đáp nền đường). Nếu đất đánh bậc sử dụng đắp nền đường được thì ta áp dụng phương pháp đánh bậc từ dưới lên trên, đánh xong bậc nào thì đắp ngay cao độ hết bậc đó sau đó tịnh tiến dần lên trên. 36 A-A Hình 4.7: Sơ đồ đào bậc của máy I'li Lưu ý: Do máy làm việc ừên sườn dốc, với điều kiện sườn dốc cỏ độ dốc lớn thi ban đầu phải tạo được thế đứng (mặt bẳng cho máy đứng) làm việc chẳc chắn. Ban đầu phải ùi phá bàng cách moi đất đề đáp ra phía ngoài (phía ta luy âm) nhằm tạo mặt bàng cho máy làm việc. 2.4. Sff đồ đào số 8 Sơ đồ này nhìn chung ít được áp dụng nhất là với các kênh mương, hố móng hẹp và có độ sâu lớn: vì khi thi công theo hình số 8 máy phải quay nhiều trong quá trinh làm việc nên rất hại xích, bánh chủ động và bánh dẫn hướng cũng như ga lê tỳ. 37 Hình 4.8: Sơ đồ đào và di chuyến hình so 8 3. CẤC BIỆN PHÁP ĐÀO ĐẤT BẰNG MÁY ỦI 3.1. Biện pháp đào kiểu rãnh Sử dụng máy ủi tạo ra các đường hào (rãnh) với chiều rộng bằng chiều rộng của ben máy ủi, mục đích là để ngăn cản không có đất roi ra hai bên của ben khi đào và vận chuyểp đất. Trinh tự thực hiện theo phương pháp này như sau: - Đào và vận chuyển đất theo đường thẳng đến vị trí đổ đất sau đó lùi lại vị trí ban đầu thực hiện lại chu trình (đẫy là áp dụng sơ đồ đào thẳng về lùi) đến khi đạt chiều sâu của rãnh trong khoảng 0,8 -M ,2 m. Lưu ý ràng chiều sâu của rãnh sâu thi có lợi là đất không bị rơi ra hai bên nhưng bất lợi là lực cản lớn khó khăn cho đào, chuyển đất và khi lùi lại phải nâng ben lên cao vượt qua mặt gờ trên của hổ đào, nếu không di chuyển sẽ rất chậm; - Tiến hành đào rãnh thứ hai cách rãnh thứ nhất 0,4 -ỉ- 0,6 m đề tạo gờ giữ đất; - Tiếp tục đào rãnh thứ n (ở chiều sâu đợt 1 ); - Sau khi kết thúc chiều sâu đào đợt 1 tiến hành đào phá gờ chắn; - Tiếp tục tiến hành đào hạ chiều sâu đợt 2 và các đợt tiếp theo đến cao trinh thiết kế. Sau đây là sơ đồ minh họa cho biện pháp đào đất kiểu rãnh: 38 I. 1 2 ■4 5 1 6 1 7 1 8 1. " 1 Hình 4.9: Sơ đồ máy úi đào kiểu rãnh Biện pháp đào đất kiểu rãnh áp dụng trong các trường hợp đào hào, kênh mương có chiều rộng đủ lớn và truờng hợp dào san lấp mặt bằng khi có mặt bàng rộng tương đối bằng phẳng theo phương ngang, cũng phù hợp cho máy ủi đất san nền khi đất đã được đổ thành bãi rộng. 3.2. Biện pháp đào kiểu luống Biện pháp đào kiểu luống là phương pháp máy ủi vừa di chuyển vừa đào đất vừa đắp tạo luống ở giữa. Rãnh đào có chiều rộng lớn hơn chiều rộng của ben không đáng kể để ngăn cản không cho đất rơi ra hai bên lưỡi. Trình tự như sau: máy ủi di chuyển ở rãnh 1 ben ủi nghiêng một góc khoảng 30° gạt đất từ bên trái sang bên phải, sau đó quay lại rãnh 2 gạt đất tạo thành luống ở giữa 2 rãnh. Phương pháp kiểu luống này có thể tăng năng suất cho máy ủi tránh thất thoát đất trong quá trinh vận chuyển đất. Biện pháp này có thể áp dụng khi thi công bờ đập ngăn nước hoặc trong nông nghiệp như tạo luống để cây .... 39 111 ị 1111Ị11111 T rTr l~l~íi r rỉTl"l HlTĩ"lT'T'rỉ 'T’ï 1 ..............EG ® --- ------------ 11111111111111111111111111111111 [ 111111111111111111111111 Đấp n i E E E n E ! I'l'T I HT I ' n 1 ' IM 'f'l I i I [ n 1 1 M 1 1 ' M ỉ M M ' TT © ----- Đào Hình 4.10: Sơ đồ đào kiểu luống 3.3. Biện pháp đào xuống dốc Khi địa hỉnh thi công có độ dốc, lợi dụng độ dốc tự nhiên để ủi theo chiều dốc sẽ làm giảm lực cản và phát huy hết công suất có ích của máy ủi sẽ đạt được năng suất cao. Trong quá trinh thi công cũng có thể tạo được độ dốc hợp lý để đấy đất thuận lợi, năng suất cao, ví dụ khi san nền ủi đất đá lấp hố móng mà đất đá được ôtô vận chuyển đổ đến. 3.4. Biện pháp đào ghép đôi bay ba máy ủi Biện pháp ủi song hành 2 hoặc 3 máy ủi cùng một lúc nhằm tạo thành lưỡi ben dài nhằm hạn chế đất rơi vãi sang hai bên cùa ben, năng suất cao. Trinh tự và biện pháp cụ thể như sau: - Lấy một máy làm chủ đạo, nếu các máy có công suất bằng nhau thì chọn máy về phía phải, nếu các máy có công suất khác nhau thì máy có công suất lớn nhất làm chủ đạo đứng giũa (truờng hợp 3 máy) các máy vào vị tri bắt đầu đào xếp thẳng hàng theo phương ngang, mỗi máy cách nhau 0,3 -í- 0,5m. - Các máy cùng khới hành đào đẩy đất về phía trước cùng tốc độ, trong quá trinh ủi phải giữ nguyên khoảng cách giữa các máy, nếu đi gần lại sẽ va chạm vào nhau gây tai nạn, nếu các nhau xa ra đất sẽ rơi vãi nhiều. - Khi đến điểm kết thúc thì lần lượt máy bên phải lùi trước. Biện pháp này đòi hỏi tay nghề của người lái ở các máy phải phải đồng đều nếu không sẽ ảnh hưởng đến nhau, dẫn đến năng suất giảm. Hình 4.12: Sơ đồ đào ghép ba máy úi Biện pháp này áp dụng khi mặt băng thi công rộng, khối lượng lớn cần huy động nhiều máy để đẩy nhanh tiến độ. Phù hợp với trường hợp nếu đất tơi xốp hoặc đồng đều. 3.5. Biện pháp đào dồn đống Biện pháp đào dồn đống hay ủi gom là hình thức đào chuyển đất và gom đất thành đống, có thể áp dụng trong các trường họp sau: - Khi chiều dày lớp đất cần đào quá mỏng hoặc cúng thì cần ủi gom đất lại từng đống sau đó mới chuyển đi để giảm bớt công di chuyển máy; - Khi cần đào dồn đất lại từng đống đủ khối lượng thích hợp để phục vụ cho đắp sau này hoặc sử dụng máy xúc, xúc lên phương tiện vận chuyển đi. Biện pháp đào dồn đống thường áp dụng sơ đồ ủi thảng, ủi đào đất đù chiều dày yêu cầu hoặc đầy ben thì nâng ben để ờ chiều sâu cố định, ủi chuyển đến vị tri cần tạo đống, đến vị trí thì nâng cao ben lên để tạo thành đống đất. 41 Khi đã ủi thành đống lớn thì có thể vun xung quanh thành đống cao, gọn thuận lọi trong bảo quản hoặc xúc chuyển. Hình 4.13: Sơ đồ đào dồn đóng 3.6. Biện pháp đào chữ V Biện pháp thi công đào chữ V có năng suất cao hơn biện pháp đào bóc kiểu vỏ bào vi thời gian đào để tích đất cùa máy giảm nhiều. Theo biện pháp này ban đầu ta cho máy đi với số 1 hoặc số 2 để ấn lưỡi ben xuống để đạt độ sâu (C) sau đó nâng dần ben lên, với độ sâu c sao cho tích đủ đất vào trước ben ủi, sau đó đi máy với số cao hơn đẩy đất đến nơi đắp. Biện pháp này ứng dụng với trường hợp đất mềm, tơi xốp. Biện pháp đào chữ V có 2 dạng: chữ V lệch và chữ V cân. Biện pháp đào chữ V lệch được áp dụng nhiều hơn đào chữ V cần. V/As//A?V&c>íV/íV/5<\ y/v/xy/A eì("AV/AV/A Đào chữ V cán Đào chừ V lệch Hình 4.14: Sơ đồ đào chữ V 3.7. Biện pháp đào liên tiếp Biện pháp đào liên tiếp là trường họp quá trình đào vả cắt đất liên tục từ điềm đầu (điểm xuất phát) đến điểm kết thúc. Đất đuợc đào cắt lớp mòng như phoi bào trong quá trinh đẩy luôn phải cắt đất để tích đất đầy ben và bù một phần rơi vãi. Biện pháp này được áp dụng khi: - Đất có độ cứng lớn không thể đào cắt sâu được; - Chiều dày lớp đất cần đào hơi mỏng, với cự ly đấy ngắn. 42 4. ÁP DỤNG THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH ĐẤT 4.1. Bóc lớp đất thực vật Trước khi đắp công trinh thông thường phải đào bóc lớp đất thực vật (lớp đất màu, lớp cây cỏ, dễ cây). Trong trường hợp đào đất để đắp công trình (để đập, nền đuờng,...) đất đắp phải đàm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu do đó trước khi khai thác đất cũng cần phải bỏ lớp đất thực vật. Khi khai hoang đất để làm nông nghiệp, lâm nghiệp cũng cần phải đào bóc lớp thực vật trước khi canh tác. Chiều dày lớp đất thực vật cần đào thường từ 20 - 30cm. Trong một số trường họp khi mặt bằng thi công có nhiều cây (như rừng rậm) thì trước khi đào bóc lớp đất thực vật cần cắt bỏ cây trước. Có thể dùng máy ủi để phá bỏ cây, cụ thể như sau: - Trước khi ủi cây phải quan sát địa hình, chọn hướng cho cây đổ có lợi nhất để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị; - Nếu cây có đuòmg kính ^ 0,15m trờ xuống ta dùng máy ủi ủi thing cho cây đổ; - Các loại cây to đường kính > 0,15m nếu xét thấy cây nào có thể ủi thẳng được ta ủi thẳng cho đổ. Nếu không được phải tiến hành như sau: + Chọn hướng cho cây đồ rồi đào cắt rễ về phía đó, nếu cây to cần đào cát rễ xung quanh; + Nâng hết chiều cao lưỡi ủi từ từ đẩy cho cây đổ về hướng đã chọn. Khi cây đã ngả nhanh chóng lùi máy lại hạ lưỡi ben để ủi bật gốc cho cây đổ hẳn; + Nếu cầy quá cao phải dùng máy đắp đất về phía máy để lưỡi ben được nâng lên cao tránh cho cây không bị gập lại phía máy; + Truờng hợp dùng cáp để kéo cho cây đổ thì chiều dài cùa cáp tính điềm buộc cáp vào cây sao cho khi cây đổ không đồ tới máy (L > H); + Tuyệt đối không được dùng máy để ủi cây khô hoặc cây có cành to khô. Nếu cần hạ cây khô phải dùng phương pháp kéo. Khi đào bóc lớp thực vật thường làm như saụ: 43 - Đối với trường hợp mặt bằng có độ dốc lớn (ví dụ như đào bóc lớp thực vật ờ sườn đồi truớc khi đắp nền đường) thì thực hiện trinh tự bóc từ trên xuống dưới hoặc phụ thuộc vào biện pháp thi công khai thác, biện pháp đáp nền; - Đối với trường hợp mặt bằng tương đối bằng phảng thì áp đụng bóc lớp đất thực vật theo sơ đồ đào thẳng về lùi; - Đối với mặt bằng rộng thỉ áp đụng biện pháp ùi vun đống để đào bóc, lớp đất được vun thành từng đổng sau đó dùng máy xúc xúc chuyền đi; - Trường hợp mặt bằng làm nền đường thì áp dụng biện pháp đào bóc lớp đất cần bóc về một phía (nếu chiều rộng hẹp) và bóc từ giữa đường dẩy về 2 phía đối nền đường rộng (sơ đồ hỉnh 4.17). Trường hợp nền đường hẹp không có điều kiện ủi ngang thì máy ùi úi dọc đào bóc từng đoạn 70 -100 mét sau đó ủi ngang đưa lớp đất phù ra khòi phạm vi nền đuờng. 44 T S ằ _ A V Tim đường A V - V / Giới hạn nền đường B< I Om \ AAA---AM 7 XXA AXXV X. 20 cm 20 cm ->A- - V ỵ ,y y y . >1m •'VVV \ VVV w - V XV^XW/AS^yjw ■ t>lm . 1 Giới hạn nền dường B> lOm , \ ^--/ / A — 'AAA / A A A X A Ẫ V X 20 cm ¿2_cm 77Y7: >lm Hình 4.17: Sơ đồ đào bóc lớp đất thực vặt truớc khi đắp nền đường Lưu ý: Khi xây dựng nền đường nằm trên sườn dốc, khi đào bóc thi đất thực vật đưa về phía talu y âm; Phạm vi đào bóc lớp thực vật rộng hcm phạm vi nền đường đáp tối thiểu 20cm, còn với nền đào tối thiểu là 1 m; Phạm vi để đất phải cách phía ngoài chân đường tối thiểu lm. 4.2. Đắp nền lấy đất từ 2 bên Đắp nền lấy đất từ 2 bên đó là trường hợp san nền, đáp nền mà đất được khai thác từ 2 bén hoặc đất được vận chuyền đến đã đổ sẵn ờ hai phía. 45 Ví dụ như các trường hợp sau: Vùng đắp Vùng đào •• - \ \ \ />6<\ '/xx^yy& ï'yîw s/'/xs 7\ ------------ 77XXT7 Hình 4.18: Sơ đỏ đào lấy đất từ hai bên - San nền, đắp nền từ việc đào hạ nền ờ hai bên đắp vào chỗ trũng ờ giữa (hỉnh 4.18a); - Đắp đất dã có sẵn ờ hai bên (hình 4.18b); - Đào đất ở hai bên đắp vào nền đường ờ giũa (hình 4.18c). + Trường hợp a: áp dụng sơ đồ đào thẳng về lùi, đào bóc dần phần đất từ nền đào chuyển đến rải ra để đáp ở phần đắp. Nếu trường hợp nền đào đất cứng có thề phải áp dụng phương pháp ủi gom: đào đủ khối lượng đất, tích đất đầy ben sau đó đẩy chuyển xuống vị trí đáp để giảm thời gian di chuyển. Trong suốt quá trình đẩy đất vận dụng phương pháp đào đất xuống dốc dể nâng cao năng suất. + Trường hợp b: với đống đất không lớn lấm, vật liệu tơi xốp thì dùng máy ủi ủi thẳng vào đống đất day đến vị trí đào. Trường hợp đống đất lớn, hoặc vật liệu có kích cỡ hạt lớn (ví dụ như hỗn họp đá nồ mìn) thi áp dụng phương pháp đẩy moi dần. + Trường hợp c: trong trường hợp này áp dụng khi đào đất hai bên đường để đắp nền đường, đê đập. Khi đào sẽ áp dụng sơ đồ đào thẳng về lùi, kết hợp với đào kiểu rãnh. Trong một số truờng hợp nếu hố khai thác đấp cho phép sát chân khối đắp có thế áp dụng sơ đồ đào kiểu luống với lớp đáp đầu tiên. 46 4.3. Đào hố đổ đất hai bên Đào hố đổ đất ra hai bên áp dụng trong các trường hợp: - Đào hố móng, công trinh có chiều rộng lớn; - Đào kênh mương đắp đất sang hai bên làm bờ kênh mương; - Đào bóc lớp đất thực vật trước khi đảp nền đường; Với các trường hợp này có thể áp dụng các sơ đồ sau: + Trường hợp chiều rộng hố đào lớn, đủ điều kiện cho máy đẩy ngang thì ta bo trí ủi đào từ tim hố đào đẩy đất về phía phải và nửa còn lại đẩy đất về phía trái. Khi đẩy thỉ máy ùi làm việc theo sơ đồ đào thẳng về lùi. Hình 4.19: Sơ đồ đào hể đổ đất ra hai bên + Trường hợp chiều rộng hẹp nhung chiều dài hổ thí dài (ví dụ như kênh mương) thi một số lớp ưên sẽ đào đẩy ngang, khi đã xuống sâu thi tiến hành đẩy dọc dồn đất lại sau đó dẩy ngang, hoặc sử dụng máy xúc xúc lên. Với một sổ lóp phía trên cũng có thể áp dụng sơ đồ đào hình số 8. 4.4. San mặt bầng Máy ủi được sử dụng để san mặt bằng xây dựng. Trong trường hợp này sử dụng máy ủi điều khiển thủy lục cho phép nâng hạ ben chinh xác ở một cao độ nhit định sẽ hiệu quả và cho năng suất cao. Khi san mặt bàng đòi hòi độ bàng phằng cao thì thường áp dụng sơ đồ di chuyển là đào thẳng về lùi. Khi san hoàn thiện lần cuối, với các mặt bằng đòi hỏi độ bằng phẳng và độ chính xác cao thi trinh tự thực hiện như sau: - Sử dụng máy trắc đạc để đo đạc kiểm fra cao độ so với yêu cầu cùa thiết kế. Để thuận lợi cho thi công và kiểm tra chất lượng, khi đo đạc cần lập thành lưới ô vuông để đo, thường mạng lưới với kích thước 5 X 5 m, và triển khai cắm cọc theo mạng lưới ô vuông đã đo dạc; - Xác định các vị trí cao, thấp so với yêu cầu thiết kế tại các điểm của mạng lưới đã đo đạc; - Chọn chỗ bàng phảng đặt máy; - Quay lưỡi san vuông góc với trục máy, hạ lưỡi san xuống đất; - Cho máy tiến ở tốc độ chậm, quan sát lưỡi san để điều khiến hợp lý giữa ga và tải; - Khi lùi lại để cắt tiếp không để máy đè lên những luống đất làm máy đi không ổn định; 47 - Khi ủi ben thứ 2, đặt ben trùng 1/3 đường ben thứ nhất; - Cứ tiếp tục đường cát tiếp theo cho tới khi hết mặt bằng cần thi công. Với trường hợp mặt bàng đòi hỏi độ bằng cao, diện lớn thì nên bố tri lắp thiết bị tự động (senor) điều chinh độ bàng phảng vào ben ủi. Chú ý: Khi san phẳng không nên đi ga lớn vì ga lớn thỉ điều chinh cao độ lưỡi ben không theo được ý muốn. 4.5. Lấp rãnh Trong thực tế nhiều khi cần sừ dụng máy ùi để đấy đất lấp rãnh. Rãnh có thể là rãnh thoát nước, rẫnh được đào để lắp đặt hệ thống đường ống cấp thoát nước, cáp ngầm ... . Đất để lấp rãnh có thể là đất đổ lên từ việc đào rănh và được xe vận chuyển chờ bổ sung đến, hoặc hoàn toàn do xe chờ đến. Tùy điều kiện mặt bằng thi công để bố trí sơ đồ làm việc của máy ủi cho phù hợp: - Khi mặt bằng hẹp thì máy ủi sê di chuyển theo sơ đồ đào đổ bên, máy di chuyển đọc theo chiều dài của rãnh, nghiêng ben đẩy đất xuống rãnh (sơ đồ hình 4.20a). Khi chiều dày lớp đắp cho phép máy ủi chèo lên trên mà không gây phá hoại công trinh ờ bên dưới thì máy sẽ ủi dọc trên mật rãnh kết hợp đầm chặt lớp đắp. - Khi mặt bằng rộng cho phép đẩy ngang thi áp dụng sơ đồ di chuyển đào thẳng về lùi. Khi đẩy đất máy ủi chạy tbẳng vừa đào đất, vừa vận chuyển đến mép rãnh, khi tới nơi cần nâng dần lưỡi ben lên đất sẽ được lấp xuống rãnh (sơ đồ hình 4.20b). Khi rãnh có kích thước mặt cát ngang lớn khi dào chuyển đất luôn tạo độ dốc của đưởng ủi để giảm lực cản, nâng cao năng suất. m f f i w n m w m il 1 ỉ 1 I I 1 1 Ijjl 1 ! 1 l:| 1 > 1 '¡'III: ill 1 ! Il ¡ll 1 1 II II 1 lililí : ' 1 il ill ill 1 III, Il Hình 4.20: Sơ đồ đào (đáy) đất lấp rãnh 48 Lim ý: Khi lấp rãnh mà trong lòng rãnh có các đường ống kỹ thuật (đường cấp thoát nước,...) thì trước khi lấp đất phải có biện pháp chống chuyển vị đường ống. Trường hợp cho phép thì ưu tiên lấp đất từ hai phía và phải nâng đều cao độ mỗi phía, như vậy sẽ đảm bảo an toàn cho hệ thống đường ống và đường ống không bị chuyển vị. Hình 4.21: Sơ đồ đào đất lấp rãnh (lấp cóng) 4.6. San mặt đường lồi lõm Với các mặt đường đất, mặt đường cấp phối sỏi đồi trong quá trinh sử dụng thường bị lồi lõm tạo thành ổ gà. Để sữa chữa mặt đường thường dùng máy san tự hành là tốt nhất. Khi không có máy san có thể dùng máy ủi để sửa chữa mặt đường. Khi sử dụng máy ủi để san sửa mặt đường thỉ cần khảo sát đánh giá tỉnh hình mặt đuờng, xác định vị trí cao, vị trí thấp để quyết định biện pháp thi công phù hợp. Trước khi san nếu đường khô thì cần tưới dể đạt dộ ẩm phủ hợp thuận lợi khi san dể vật liệu ít bị phân tầng. Khi san máy ùi đặt ờ vị tri bằng phẳng, di chuyển theo sơ đồ đào thẳng về lùi đi số chậm và ga nhỏ để điều chinh chiều cao ben theo ý muốn, đào chỗ cao bù chỗ thấp. Trong quá trinh san có thể phải bố sung thêm vật liệu (đất đồi, sỏi đồi hay cấp phối đá dăm). Sau khi san cần kết hợp máy lu đầm để đầm chặt ngay khi vật liệu còn trong giới hạn độ ẩm thi công. 49 5. NẢNG SUẤT MÁY ỦI 5.1. Công thức tính năng suất lý thuyết Năng suất lý thuyết cùa máy ủi là năng suất lớn nhất mà máy ủi có thể đạt được trong các điều kiện sản xuất lý thuyết (điều kiện lý tưởng) như: máy hoạt động liên tục không bị hỏng hóc, hay không bị gián đoạn do các điều kiện khách quan (thiếu nhiên liệu, .V.V.), điều kiện thời tiết thuận lợi, vận hành máy thành thạo, ... Trong thực tế không bao giờ máy ủi làm việc đạt năng suất lý thuyết được. Công thức tính năng suất lý thuyết như sau: O - 3600.V, T* Trong đó: Vk - thể tích đất đào chuyển được trong mỗi chu kỳ làm việc (m3); Tck - thời gian một chu kỳ làm việc (s). Tck=t +t +t + ‘h+‘s+tq Trong đó: lu h, 10 - quãng đuờng máy ủi đào, vận chuyển đất đi xa và quay máy trở lại vị tri đào (m); V|, Vỉ, v0 - tốc độ làm việc tương ứng với các quá trình trên (m/s); th - thời gian hạ lưỡi ủi, th = 1,5 - 2,5 (s); tj - thời gian thay đổi sổ, ts = 4 - 5 (s); tq - thòi gian quay máy, tq = 8 - 15 (s). 5.2. Cống thức tính nỉng suất thực tế Năng suất thực tế của máy ủi là năng suất mà máy có thể thục hiện được trong một đơn vị thời gian có kể đến thời gian gián đoạn trong quá trình làm việc của máy do công nghệ và biện pháp tổ chức thỉ công gây ra. Năng suất thực tế của máy ủi phụ thuộc vảo trình độ của người lái, phương pháp tổ chức thi công, điều kiện làm việc (địa hình) cũng như cự ly làm việc. Công thức tính toán năng suất thực tế cùa máy ủi trong từng trường hợp như sau: 5.2.1. Khi đào - vận chuyển đất, năng suất máy ủi được tính theo công thức q = 3 6 0 Ọ W 1 (m^ ^ck-^tx Trong đó: Vk - thể tích của khối đất đào chuyển được qua mỗi chu kỳ làm việc (m3); 50 kt - hệ số sử dụng thời gian, k,= 0,8 - 0,85; kd - hệ số kề đến ảnh hưởng của độ dốc của địa hình (bàng 4.2); ku - hệ số tơi xốp cùa đất; Bảng 4.2: Gií trị hệ sé kể đến ành hưởng của độ dốc cùa địa binh Góc nghiêng (độ) 0 -5 ° 5 -10° 10-15° 15-20° Kd - khi lên dốc 1,0-0,67 0,67 - 0,5 0,5 - 0,4 — K 50m đùng máy cạp kết hợp với máy xúc. - San lấp mặt bằng từ việc vận chuyển đất từ nơi khác đến: sử dụng kết hợp giữa máy xúc đào đất đổ lên xe vận chuyển chở đến vị trí đắp, máy ủi san đẩy đất. - Khi thi công đắp các công trinh đất có chất lượng cao (ví dụ đắp nền đường): phối hợp thi công giữa các máy: máy xúc, xe vận chuyển, máy ủi, máy đầm và máy san (sơ đồ hình 4.23), trình tự như sau: + Máy xúc đào xúc đất lên xe vận chuyển; + Xe vận chuyển chờ đất đến vị trí đắp; + Máy ủi san đẩy đất theo từng lớp (san sơ bộ); + Máy san san tạo phăng; + Máy đầm đầm nén đất. 53 Hình 4.23: Phổi hợp giũa máy xúc, ủi, san, đầm, xe ô tô thi công đắp nền đường CẨU HỎI ÔN TẬP 1. Trinh bày các sơ đồ di chuyển cùa máy ủi ? 2. Các biện pháp đào đất băng máy ủi ? 3. Năng suất của máy ủi ? 4. Sự phối hợp thi công giữa máy ủi và các máy khác ? 54 Chirong 5 KY THUAT THI CONG BANG MAY CAP May cap con goi la may xuc chuyen, chu ylu dirge dung d i dao va van chuyln dat. Tuy nhien, do may cap co kha nSng tich dat trong thung roi van chuyen tori ncri cin thiet mai do dat nen cu ly hoat dpng cua no xa hom may ui. Doi voi may cap tu hanh, cu ly lam viec tai 5.000 met. T6 c dp lam viec Ion nhit co thi d?t 40 - 50 km/h, loai khong tir hanh hoat dong nhd may khac keo thi cu ly hoat dpng trong pham vi khoang 500 met va tic dp lam vi?c tir 10 - 13 km/h. May c?p thong dyng co dung tich thung cong tac tir 2,25 - 10m3. May cap dupe su dyng trong cac cong tac dao dip nln, san mat bang, dao bd lop dit be m3t, san rai vat liiju xay dyng..., may cap chi c6 thi dao tryc tilp cac loai dat thupc nhom I v i II vdri nh6m dat cao hon, thi tru6 c khi sir dyng miy cap can dirpc ciy xdri trudc. 1 . s o d 6 l a m v i£ c c u a m a y c a p 1.1. D$c diem cac giai doan trong chu ky lam vifc Mpt chu ky lim vifc ciia may c?p c6 thi c6 4 giai do^n: - Giai doan dio cat dat (cap dit) chira dat vao thung cong tic; - Giai doan van chuyen dat den cho do; - Giai doan d6 v i rai dit; - Giai doan quay ve vj tri cat dat ban dau. 1.1.1. Giai dogn dao cat dat (cgp dit) chira d it vao thung cong tic Giai doan nay con gpi la giai doan lam diy thung c?p. Thung cep dupe h? xuong nhcr xi lanh thuy lye d l h? lu&i cat b?p vao nen dat tcri chieu diy v6 bao thich hpp. Miy tiep tyc di chuyln tir tir ve phia truoc vdi toe dp cham, dit dupe cit, tich khoi nen va cupn vio trong thiing cap de lim day thung. Khi diy dit, thung dupe nang l£n, nip thung d6 ng l?u. Qua trinh lim day thung dupe tien hinh theo ba giai doan (ba pha), hinh 5.1. - Giai doan thu nhit (pha thur nhit): Dat dupe cupn vio trong thung cap va chuyln dong ve phia sau cua thung. Khi khoi dat a phia sau thiing dupe tich cao dan va tao goc nghieng a thi pha thu nhat ket thuc (hinh 5.1a) v i chuyln sang pha thu hai, gia trj cua a gan bang goc chay tu nhien cua dat o trang thai tcri: 55 + Với đất khô, tơi: a = 35 4- 40°; + Với đất ướt dính: a = 45 4- 50°. - Giai đoạn thứ hai (pha thứ hai): Đất được cuộn về phía cứa thùng và tích đầy phía trước thùng cạp (hình 5.1b); - Giai đoạn thứ ba (pha thứ ba): Sau khi đất đã được tích đầy cửa thùng, đất được cuộn lên trên để làm đầy phía trên miệng thùng và tạo ra pha thứ 3 (hình 5.1c). Hình 5.1: Quá trình tich đất vào thùng cạp Khi máy cạp đào đất dẻo, ướt thì pha thứ ba rõ nét hơn, còn đối với đất khô tơi, thì pha ba mờ nhạt hơn, thường chỉ sau hai pha, đất đẫ được tích đầy vào thùng. Quá trinh tích đất vào thùng cạp theo các giai đoạn nói trên chi xảy ra khi việc làm đầy thủng cạp theo phương pháp đất tự cuộn vào trong thùng cạp, đồng thời với việc máy di chuyển từ từ về phía trước. Ngoài ra đất còn được tích vào trong thùng cạp bàng phương pháp cưỡng bức nhờ máy đào nhiều gầu (băng gạt) đặt ở phía trước thùng cạp Ở giai đoạn đào đất và tích đất vào thùng cạp, khi gặp đất rán, lực cản đào lớn máy cạp cần có sự trợ lực cùa máy ủi. Khi đó bàn ủi tựa vào thiết bị và máy ủi di chuyển đồng thời với máy cạp để trợ lực đẩy cho máy cạp. 1.1.2. Giai đoạn vận chuyển đất đến chỗ đổ Sau khi đất dã được tích đầy vào thùng, thùng cạp được nâng lên khỏi mặt đất đồng thời với việc đóng cửa thùng lại (hình 5.2b). Máy di chuyển về phía trước đến nơi đổ đất, vói tốc độ lớn nhất có thể, để rút ngắn thời gian vận chuyển. c> b) a) Hình 5.2: Các giai đoạn trong một chu kỳ làm việc cùa máy cạp a) Giai đoạn đào và tích đất vào thùng cạp; b) Giai đoạn vận chuyến đát: c) Giai đoạn đổ đắt 1.1.3. Giai đoạn đổ và rải đất Đến noi đổ đất, nắp thủng được mở ra, thùng cạp hạ thấp xuống phù hợp chiều dày lớp đất cần rải. Đất được đẩy ra ngoài từ từ (trong trường hợp đổ cưỡng bức), máy cạp vừa di 56 chuyển vừa đồ đất. Đất được đổ và rải thành lóp, chiều dầy này được điều chinlí nhờ xi lanh nâng hạ thùng cạp (hình 5.2c). 1.1.4. Giai đoạn quay về vị trí cắt đất ban đầu Sau khi đồ đất xong, máy cạp quay đầu và chạy không tải với tốc độ lớn nhất có thể về vị tri ban đầu và tiếp tục chu kỳ làm việc mới. 1.2. Các phương pháp cắt đất 1.2.1. Cắt đất theo hình thang L1 Hình 5.3: Phương pháp cắt đất theo hình thang cùa máy cạp Đây là phương pháp cắt đất có chiều dày mỏng và đều, vết cắt tạo thành rãnh hlnh thang. Áp dụng cho trường hợp đất rời khô, độ cứng lớn. Trường hợp này máy cạp hạ lưỡi cạp bập vào đất tới chiều dày hl phù hợp, sau đó giữ nguyên máy di chuyển chậm về phía trước đến khi tích đất đầy thùng thi thùng được nâng lên và đậy nắp thủng lại. 1.2.2. Cắt đất theo hình tam giác (hình nêm) L1 Hình 5.4: Phuơng pháp cắt đất theo hình tam giác cùa máy cạp Đây là phương pháp cắt đất với chiều sâu tăng dần, vết cát tạo thành hình tam giác (hình nêm), chiều dài cắt đất ngắn, thời gian đầy thùng nhanh. Áp dụng cho trường hợp đất rời ẩm, á cát, á sét. 1.2.3. Cắt đất theo hình răng cưa 57 Đây là phương pháp cắt theo 3,4 đợt liên tục, vết cất tạo thành hình răng cưa. Áp dụng cho trường hợp đất thịt khô, cát khô. Trinh tự thực hiện như sau: hạ thùng xuống, ấn lưỡi cắt xuống đất cắt đất, cạp đất vào thùng chứa khoảng 30% - 40% thùng, lúc này số vòng quay của máy giảm xuống, ta nâng thùng lên ngay, lúc này đất dồn lại phía thành sau của thùng. Sau đó ta tiếp tục hạ thùng xuống đất và lấy thêm 20% - 30% đất nữa rồi lại nâng thùng lên. Tiếp tục như vậy ta đào thêm 1 đến 2 lần nữa thì đầy thùng. Thực hiện phương pháp này nâng suất cao, giảm tiêu hao nhiên liệu. 2. Sơ ĐỒ DI CHUYỂN CỦA MÁY CẠP Khi máy cạp đất làm việc thì có nhiều dạng sơ đồ di chuyển khác nhau, tuỳ từng địa hình và theo yêu cầu công việc khác nhau. Sau đây là một số dạng sơ đồ di chuyển cùa máy cạp: 2.1. Sơ đồ elip Di chuyền theo sơ đồ elip máy cạp di chuyển gần giống hình elip trong một chu kỳ làm việc (đào - vận chuyển - đắp - quay về nơi đào). Dạng đường chạy này thích hợp với nền đắp cao từ 1 -1,5 mét, đoạn thi công dài từ 50- 100 mét. Theo sơ đồ này phần đào và đắp đối xứng và song song nhau. Máy cạp phải quay 180° hai lần và bao giờ cũng đi theo một chiều. Do đó bánh xe di chuyển thường bị mòn một bên. Muốn khác phục nhược điểm đó ta phải đồi hướng di chuyền của máy cạp trong quá trinh thi công. Sơ đồ hình elip được áp dụng trong mọi trường hợp đắp các khối đáp từ các thùng đấu ờ một phía hoặc hai phía, cả khi đào các hố đào với sự đổ đất vào các bờ kênh, đập hoặc các đống đất đồ, khi tiến hành san đất trong xây dựng nhà cửa công nghiệp và dân dụng. Đặc biệt nên sử dụng sơ đồ này khi thi công các công trình theo tuyến dài (ví dụ đê, kênh mương, ...) với chiều cao đắp và chiều sâu đào không quá 2 mét, khi không đòi hỏi phải làm các đoạn đường đi vào công trình hoặc đi từ công trình ra hoặc khi đất được chuyển dọc từ hố đào vào khối đắp ở kề đó. Hình 5.6: Sơ đo di chuyển cùa máy cạp theo hình elip đắp một bên 58 Hình S. 7: Sơ đỗ di chuyến cùa máv cạp theo hình elip đắp hai bên 2.2. Sơ đồ di chuyển hình số 8 Sơ đồ này được áp dụng trong cùng các điều kiện như đối với sơ đồ elíp. Nhưng khi di chuyển máy theo hình số 8 thi năng suất cùa máy cạp sẽ cao hơn so với trường hợp áp dụng sơ đồ elíp. Phần đào và phần đắp đối xứng, song song và gần nhau. Quá trinh thi công (đào - vận chuyển - đồ đất - và quay về vị tri cắt đất) máy di chuyển theo hình số 8, máy cạp phải quay vòng máy 180° nhưng chiều vòng quay thay đổi và chạy chéo nên rút ngắn được thời gian. Theo sa đồ này thì máy cạp có 2 lần xúc đất và 2 lần đồ đất trong một chu kỳ. Vòng quay luôn luôn thay đổi nên nguời vận hành máy luôn thấy thoải mái, đỡ mệt mỏi và máy ít bị mòn lệch. Sơ đồ hình số 8 phù hợp với các công trinh có phần đào đối xứng, song song và gần với phần đắp như các kênh mương. Ưu điểm của sơ đồ di chuyển hình số 8 : với sơ đồ này máy cạp thi công sẽ giảm được 2 0 % thỏi gian so với sơ đồ hình elip đồng thời không xảy ra tình trạng mòn lệch bánh xe một bên như hỉnh elip. Hình 5.8: Sơ đỗ di chuyển hình số 8 59 2.3. Sơ dồ di chuyển theo hình rích rác (hay sơ đồ hình chữ chi) Với sơ đồ di chuyển rích rác phần đào và phần đắp đối xứng và song song nhau. Máy cạp di chuyển trong quá trinh thi công (đào - vận chuyển - đồ đất). Quy trinh vận chuyển đến vị trí đào theo hình chữ chi (rích - rắc). Trong trường hợp này máy có hành trinh không tải ngắn. B — B Jlk Hình 5.9: Sơ đồ di chuyến theo hình rích rác Sơ đồ di chuyền này được áp dụng khi đáp các khối đắp cao tói 6 mét từ các thùng đấu khi chiều dài đoạn thi công từ 200 mét trở lên. Theo sơ đồ này số lượng đoạn phải quay máy và cự ly vận chuyển đất giảm, do đó năng suất máy cạp tàng 15% so với sơ đả elíp. Sơ đồ di chuyển theo hình chữ chi thuận lợi khi thi công các công trinh có phần đào đối xứng và song song vói phần đắp và chạy dài như các kênh mương, nơi có địa hình bằng phẳng.Với sơ đồ này có thể bố tri nhiều máy cạp cùng thi công. 2.4. Stf đồ di chuyển hình con thoi Hình S.10: Sơ đồ di chuyển hình con thoi 60 Sơ đồ được áp dụng khi đáp các khối đắp cao tới 5 - 6 (m) với độ xoài của mái không dốc hơn 1: 2, với sự vận chuyển đất từ các thùng đấu ờ cà hai phía. Theo sơ đồ này đoạn đương di chuyển không tải cùa máy cạp giám tới mức tối thiểu. Trong một vòng chạy lấy đất và đo đất mỗi thao tác hai lần. Máy phải quay 4 lần mỗi một lần quay một góc 90°. Theo kiểu này máy phải lấy đất từ hai bên và theo cách đổ ngang, thích hợp với nền đắp thấp và có lợi cho đầm nén. Sơ đồ này thích hợp khi phải đào các kênh, hố móng rộng hay phải san mặt bàng làm bãi chứa vật liệu, tạo mặt bằng xây dựng.... 3. TÍNH TOÁN Sơ BỘ 3.1. Xác định đoạn điròng đào đất Đoạn đường đào là chiều dài đoạn đường cần thiết để cạp đất cho đầy thùng hay gọi là chiều dài cạp đất cho đầy thùng. Chiều dài đoạn đường đào (chiều dài cạp đất cho đầy thùng) được xác định theo công thức sau: ĩ — n k >l-k ' Li — q — — 7 -------- 0,7.Bk.h|.k| Trong đó: q - dung tích của thùng công tác (m3); 1q - hệ số đầy thùng, thường lấy k V j, V4 - tương ứng là các tốc độ đào đất, chuyển đất, đổ đất, chạy về (m/s); t«, - thời gian một lần quay đầu máy, thường tq = 15 - 2 0 s. Chiều dài quãng đường chuyển đất 12 , chiều dài quãng đường đồ đất Ỉ3 và thời gian quay đầu, có thể chọn theo bảng 5.1; 5.2; 5.3: Bảng 5.1: Chiều dài quãng đường đổ đất 1} của máy cạp (m) Cấp đấtDung tích thùng cạp q (m5) Q < 6 Q « 6 - 10 Q >10 I, II 6-7 6 - 1 0 8 III 8 - 1 0 8 - 1 0 10 IV 10 1 2 15 62 Bàng 5.2: s ố liệu CO' bàn cùa máy cạp STT Loại đất Loại máy kéo cơ sờ Dung tích thùng q (m3) Quãng đường chuyển dát L2 (km) Chiều rộng cắt Bk (m) Chiều sâu h (m) Độ dốc i (%) Khối lượng máy cạp (tan) 1 Cát tơi T-130 7 0,4 2,65 0,3 0,04 7,1 2 Cát ẩm T-4A 4 0,3 2,4 0 ,1 0,05 4,4 3 Á cát T-150K 4 0,5 2,5 0 ,1 0 ,0 2 4,1 4 Á cát T-180 10 0,5 3 0 ,1 0,04 9,5 5 Sét T-330 15 0 ,6 4 0 ,2 0,04 18,6 6 Cát khô T-150K 4 0,4 2,5 0 ,1 0,06 4,1 7 Cát tơi T-130 7 0,5 2 ,6 0,3 0,06 7,1 8 Á cát T-130 7 0,7 2 ,6 0 ,1 0,03 7,1 9 Á cát T-4A 4 0,4 2,4 0 ,2 0,03 4,4 10 Cát tơi T-4A 4 0,8 2,4 0 ,1 0,06 4,4 1 1 Cát khô T-180 10 0,4 26 0,3 0,03 9,5 1 2 Sét 631E(II) 16 0 ,6 3,5 0,4 0 ,0 2 44 13 Cát tơi 631E(n) 16 0,7 3,5 0,4 0,03 44 14 Sét 621E 10,7 0 ,6 3,2 0,3 0 ,0 2 30 15 Cát tơi 621E 10,7 0,5 3,2 0 ,2 0,03 30 16 Á cát 613C 8,4 0,5 2,3 0 ,1 0 ,0 2 14,6 17 Cát ầm 613C 8,4 0,4 2,3 0 ,2 0 ,0 1 14,6 18 Cát khô 615C 1 2 , 2 0,5 2,9 0,4 0 ,0 2 23,8 19 Sét 615C 1 2 ,2 0 ,6 2,9 0,3 0 ,0 2 23,8 2 0 Á cát WS16-2 1 1 0,4 3 0,5 0 ,0 2 33,6 2 1 Cát ẩm WS16-2 1 1 0,5 3 0,4 0,03 33,6 2 2 Sét WS235-1 16 0,5 3,3 0,3 0 ,0 2 35,7 Bàng 5J: Thòi gian hai lần quay đầu máy tq Loại máyThời gian hai lần quay đầu (s) /■“ s II Q < 6m5 Q = (6 - 8)m5 o 00 o 3Q >10m3 Kéo theo t, = 28s t, = 45s tq = 60s tq = 60s ( N IIt, = 30s CA Tự hành t, = 28s tq = 2 0 s Trong khi xác định nàng suất máy cạp theo phương pháp nêu ữên ta xem như máy cạp chuyển động ổn định trong suốt chu ki làm việc, không kể đến điều kiện trượt ừcm của cơ cấu di chuyển máy cạp trong thực tế, hiện tượng này rất hay xẩy ra khi máy cạp thực hiện 63 việc đào đất và chuyển đất trên nền đất yếu. Những yếu tố này có ành hường lớn đến thòi gian chu kỳ làm việc và năng suất máy cạp. 4.2. Các yếu tố ănh hưỏng đến năng suất của máy Theo công thức: 3600.q.kd.klg k,.Tck Và công thức: Tck = t|+ tỉ + 13 + u = — + — + — + — + 2t V, v 2 v3 v4 Như vậy các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất cùa máy cạp đó là: dung tích thùng cạp, hệ số dầy gầu kd, hệ sổ sử dụng thời gian k|g, thời gian một chu kỳ làm việc của máy Tck. Trong khi đó hệ số đầy gầu và hệ số sừ dụng thời gian, thời gian của 1 chu kỳ làm việc phụ thuộc vào tay nghề của ngưòi vận hành và biện pháp tổ chức thi công. 4.3. C íc biện pháp nâng cao năng suất của máy cạp Muốn nâng cao năng suất cho máy cạp trước hết cần phải tăng hệ số làm dầy thùng (kd) và giảm thời gian trong một chu kỳ làm việc (Tck). Điều này phụ thuộc vào yếu tố kết cấu của máy cạp và biện pháp tổ chức kỹ thuật thi công. Ở đây ta chi xét tới khả năng tồ chức kỹ thuật thi công để làm tăng năng suất của máy cạp. Dưới đây là một số kinh nghiệm được áp dụng phố biến để nâng cao năn suất của máy cạp: - Để tăng sức chứa đầy thùng, có thể xới đất tnrớe và chọn phương án đào đất thích hợp; - Để giảm bót thời gian làm việc một chu kỳ, có thể dùng các biện pháp sau đây: + Nếu đất cứng cần xới đất, tưới ẩm trước khi bố trí máy cạp làm việc, chọn phương án dào hợp lý để giảm thỏri gian dào đất; + Chọn phương án di chuyển (sơ đồ di chuyển) hợp lý để rút ngắn cự ly vận chuyển, tăng tốc độ di chuyển, bảo dưỡng sửa chữa đường thi công để máy chạy luôn ở trạng thái tốt, giảm thời gian một chu kỳ làm việc; + Thường xuyên cạo sạch thùng chứa, rút ngắn thời gian đồ đất; + Bố trí máy cạp khi đào đất trên đường xuôi dốc từ 10° - 15° để lợi dụng trọng lượng của máy làm tăng sức kéo, lợi dụng thế xuống dốc để đào đất. Nếu dốc xuống 3° - 9° thì hiệu suất đào nâng cao được 25%. Nhưng độ dốc không nên quá 15° vi khi dốc quá lớn, khi quay về mà phải đi đúng đường đó sẽ khó khăn, làm tăng thời gian của chu kỳ làm việc, dẫn đến năng suất sẽ giảm. Ở nơi mặt bàng bàng phẩng, thì ban đầu nên đào đất ờ đầu gần nền đường trước để tạo độ dốc cho những lần sau, như vậy sẽ làm tăng năng suất; + Đào đất theo hình răng cưa để phân phối hợp lý công suất của máy tảng năng suất và giảm tiêu hao nhiên liệu (hình 5.5). Ban đầu hạ thùng cạp xuống nền đất bắt đầu cho máy 64 đào đất vào thùng chứa 30% - 40% số vòng quay của động cơ máy kéo (máy cạp) giảm xuống, ta sẽ nâng thùng cạp nên ngay. Lúc đó đất bị tẳc và do trọng lượng riêng cùa đất nên đất dồn cả lại thành phía sau khi ta nâng thùng cạp lên. Sau đó lại tiếp tục hạ thùng xuống đào và lấy thêm khoảng 20% - 40% đất nữa lại nâng thùng lên. Ta cứ đào như vậy 3 - 4 lần thi đầy thùng, cách đào nay năng suất khá cao. + Tuỳ theo loại đất mà có thể áp dụng các hình thức cắt đất theo sa đồ nào cho phù hợp để tăng khả năng xúc được đầy thùng. Có thể tiến hành đào tích đất theo sơ đồ cài răng lược (hình 5.11). Theo cách này đất được đào theo từng rânh, rãnh này cách rãnh kia một khoảng bàng chiều dài lưỡi cắt chính của máy cạp. Lượt đầu tiên (I) rãnh đào rộng bàng toàn bộ lưỡi cắt của thùng cạp, còn các lần sau (II, III... ) một nửa quãng đường đào thì lưỡi cắt chính làm việc và chi cắt gờ đất do tạo bởi những rãnh đào lần truớc.... Cách đào này có thể xúc đầy có ngọn mà phù hợp với lực đào giảm dần do công suất động cơ còn phải phân phối cho lực kéo di chuyển ngày càng tăng do tải trọng trong thùng cạp ngày càng tăng. + Bố trí ncri dào và noi đổ đất hợp lý dể đào đất và đổ đất được nhanh chóng không phải chờ đợi, rút ngắn thời gian trong một chu kỳ làm việc; + Khi đào đất rất cửng, máy cạp gặp phải sức cản lớn hoặc khi dào đất cát rời, khô xích máy kéo (cạp kéo theo) hoặc lốp máy cạp (cạp tự hành) không bám chặt được vào đất thi có thể dùng thêm máy ủi để đẩy tăng sức kéo. Theo kinh nghiệm nếu tổ chức công tác này tốt, thì hiệu suất tăng lên đến 30%. + Để nâng cao hệ số sử dụng thời gian cần tổ chức tốt công tác thi công, đảm bảo chế độ bảo dưỡng tốt, chuẩn bị thi công chu đáo, ưánh xảy ra đinh trệ thi công, các công việc phải chờ đợi nhau, dẫm đạp lên nhau; + Lựa chọn sơ đồ đi chuyển hợp lý: căn cứ vào điều kiện thực tế của mặt bằng thi công để lựa chọn sơ đồ dị chuyển hợp lý, nếu thi công công trinh đất có phần đào đối xứng, song song và gần với phần với phần đắp ta chọn sơ đồ di chuyển theo hình số 8 sẽ rút ngán dược thời gian làm việc trong một chu kỳ. Nếu thi công công trinh đất có phần đào và phần đắp đối xửng, song song và chạy dài ta ứng dụng sơ đổ di chuyển theo hỉnh chữ chi cũng rút ngán đuợc thời gian làm việc trong một chu kỳ; + Muốn nâng cao năng suất cho máy cạp (về mặt kinh tế, kỹ thuật) thì phải dùng loại máy có dung tích thùng cạp lớn, phạm vi vận chuyển rộng, khối lượng đào đáp lớn. Điều nảy được xác lập ứên biểu đồ tương quan giữa độ dài vận chuyển với năng suất của máy cạp như ở hình 5.12. Theo đó nếu cự ly vận chuyển dài nên dùng máy cạp có dung tích thùng lớn thì sẽ tăng được năng suất; + Ngoài ra, muốn tăng năng suất máy cạp, cần tăng hệ số sử dụng thời gian bằng cách tăng tối đa giờ làm việc trong ca. 65 Hình 5.11: Phưcmg pháp đào theo hình răng cưa 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Cự ly vện Chuyển (m) Hình 5.12: Biểu đồ biếu thị sự lưcmg quan giữa độ dài vận chuyển và năng suất cùa máy cạp 66 5. ÁP DỤNG 5.1. Dùng máy cạp đào và vận chuyển đắp đập Với tính năng của máy cạp làm việc hiệu quả với nhóm đất I, II. Do vậy, sử dụng máy cạp trong đào và vận chuyển đắp đập đât rất thuận lợi, phát huy được khả năng đào vận chuyển và tự rải đất thành từng lớp của cạp. Sau khi máy cạp vận chuyển đất đến vị trí đắp đập, đất sẽ được rải thành từng lớp dọc theo phương dọc của đập, với chiều dày 25 cm đến 30 cm. Sau đó sử dụng máy ủi hoặc san tự hành san phẳng đạt chiều dày yêu cầu, tiếp đó triển khai công tác đầm nén. 5.1.1. Bãi lẩy đất thẳng với trục độp Trường hợp bãi lấy đất để đắp đập thẳng với trục đập, đó là trường hợp đào nơi cao đấp vào nơi thấp. Với trường hợp này thường áp dụng sơ đồ chạy theo đường thẳng. Máy cạp di chuyển đến chỗ lấy đất tích đất vào thùng chứa rồi di chuyển thẳng xuống vị trí đáp đập, rải đất sau đó lùi không tải đến vị trí lấy đất nếu cự ly vận chuyển ngắn, nếu cự ly vận chuyển dài máy cạp quay vòng quay trở lại vị trí đào lấy đất. Sơ dồ di chuyền thẳng từ nơi đào đất đến nơi rã đất, thòi gian thi công được rút ngấn, tăng năng suất lao động cho máy cạp. Sơ đồ này cho hiệu quả cao khi bố trí máy cạp làm việc phối hợp với ủi hoặc máy san. Để nâng cao năng suất cần bố trí mặt bằng thi công sao cho máy cạp luôn luôn làm việc đào cắt đất xuôi dốc với độ đốc 1 0 % -15 % 67 5.1.2. Bãi lẩy đất vuông góc với trục đập Khi bãi lấy đất để đáp đập vuông góc với trục đập, thì máy cạp khi đào và vận chuyển đất sẽ áp dụng sơ đồ di chuyển theo hình con thoi (sơ đồ lò xo), hình 5.14. Hình 5.14; 5.15 thể hiện máy cạp đào đất từ mỏ đất nằm ờ một đầu cùa đập (đào vùng trên cao đắp xuống đập ờ vùng thấp). Trong trường họp này cho phép đắp đập có chiều cao lớn. Trong quá trình thi công thường xuyên phải tạo các đường dốc từ 10 % đến 15 % dể cạp đào đất có năng suất cao. Hình 5.15: Sơ đồ máy cạp chợy theo hình lò xo đế đào vận chuyển đất đắp đập (bãi đát vuông góc với trục đập) 5.1.3. Bãi lẩy đắt song song với trục độp Khi đáp đập có bãi lấy đất song song với trục đập, quá trinh thi công (đào - vận chuyển - đổ đất - và quay về vị tri cắt đất), mảy có thể di chuyển theo các dạng sau: sơ đồ hình chữ chi, hình elip hay hình số 8 : 68 Hình 5.16: Sơ đồ cạp di chuyến theo hình elip đắp đập A . I 1.1. Illl 1.1. u, 1,1, A-A ^ — Y /////A — Đắp Đập / f l ' l \ / T l f \ -X,-----rm------------- /X-------------rm------ „ r- ^ IV lĩ / T \ lĩ IJT Hình 5.17: Sơ đồ cạp di chuyển theo hình sổ 8 đắp đập Tuỳ theo từng chiều cao của dập, độ rộng và chiều dài của của dập và loại đất thi công đập mà lụa chọn sơ đồ thi công cho phù hợp. Nếu chiều dài của đập lớn thì áp dụng sơ đồ thi công theo hình chữ chi (hình 5.18) là thích hợp nhất vì có thể đắp đập cao lên tới 6m và có chiều dài di chuyển lớn, số lần quay máy và cự ly vận chuyển đất ngắn, do đó năng suất lao động tăng hơn so với sơ đồ hinh elip và sơ dồ số 8 là 15%. Trường hợp chiều dài của đập ngán, chiều cao đáp đập thấp thi nên áp dụng sơ đồ thi công theo hình elip: A. , A-A Hình 5.18: Sơ đồ cạp di chuyển theo hình rích rắc đắp đập 5.2. Dùng máy cạp đào rãnh Sử dụng máy cạp đào rãnh để làm rãnh thoát nước, kênh mương hoặc các rãnh để đặt các đường ống kỹ thuật như: cấp nước, thoát nước hay dẫn khí. Máy cạp làm việc thuận lợi khi rãnh có chiều dài lớn, chiều rộng đáy cùa rãnh tối thiểu > 1,2Bk (chiều rộng lưỡi cắt cùa cạp). Khi làm việc máy cạp chạy dọc theo rãnh, vừa đào, vừa vận chuyển đất sang hai bên hoặc một bên rãnh đào, đất có thể đắp thành từng lớp để đắp thành bờ rãnh, hoặc đổ tải để lấp lại rãnh khi hoàn thành công tác xây dựng lắp đặt các đường ống kỹ thuật. Khi đào rãnh bằng máy cạp thường áp dụng sơ đồ di chuyển dạng hình elip vì nó có thể đào sâu tới 2 m mà không đòi hỏi phải làm các đoạn đường đi vào công trinh hoặc đi từ công trinh ra hoặc khi đất được chuyển dọc từ hố đào vào khối đắp ớ kề đó. Máy phải chạy vòng 180° hai lần mỗi một vòng lấy đất và đồ đất một lần. Hình 5.19: Máy cạp di chuyển theo hình e líp để đào rãnh đất đắp 2 bên 5.3. Dùng máy cạp để đắp đường Sử dụng máy cạp để dào vận chuyển đất để đắp nền đường rất hiệu quả, nhất là trường hợp đất được lấy từ thủng đấu chạy song song với nền đường. Khi cạp vận chuyển đất đáp nền dường thì giảm đáng kể chi phí san ủi và đầm nén. Bởi vì, máy cạp có thể rải từng lớp đất theo chiều dầy lóp đáp yêu cầu và cạp tự đầm nén một phần do ưọng lượng bản thân nặng. Khi đắp nền thì ta cần phân đoạn theo chiều dọc đường để thi công tuần tự từng đoạn một, ưên cơ sở cỏ đoạn đang đắp, có đoạn đang đầm nén, để các thiết bị làm việc liên tục không bị gián đoạn thi công. Khi nền dường đắp cao cần phân tầng (phân đoạn) thi công cả theo chiều cao, mỗi tầng không quá 2 mét. Căn cứ vào điều kiện mặt bàng, vị tri khai thác đất, chiều cao nền đường, cự ly vận chuyển, tính nâng của máy cạp mà lựa chọn sơ đồ chạy cạp cho hợp lý. Các sơ đồ có thể vận dụng khi đáp nền đường đó là chạy theo hình e lip, số 8, hình con thoi, xoán ốc. Chọn sơ đồ nào sao cho có năng suất cao nhất, máy làm được nhiều lần đào, lần đáp nhất, giảm thời gian của một chu kỳ làm việc,... Với trường hợp cạp vận chuyển đất đến để đáp các hố sâu, nền đất yếu mà cạp không di chuyển lên được, hoặc đắp các điểm đầu cầu, đầu cống, thi đất được đổ thành đống và 70 cẩn phải sừ dụng máy ủi hoặc máy san kết hợp để đẩy và san đất cho công tác đắp thực hiện đúng theo yêu cầu thiết kế. CÂU HỎI ÔN TẶP 1. Sơ đồ làm việc của máy cạp? 2. Trinh bày các sơ đồ di chuyển (sơ đồ làm việc) cùa máy cạp? 3. Tính toán (xác định) đoạn đường đào đất, đoạn đường rải đất cùa máy cạp? 4. Năng suất của máy cạp? 5. ứng dụng máy cạp để thi công các công trình đất? Chương 6 KỸ THUẬT THI CÔNG BẢNG MÁY SAN 1. KHÁI NIỆM VỂ CÔNG TÁC SAN ĐẤT Công tác san đất được thực hiện khi phài san địa hình để tạo mật bằng xây dựng các công trinh, cũng như để tạo tiện nghi cho các vùng đất đai ví dụ: San mặt bằng để xây dựng các nhà máy, san đất ở các công trinh đất nhu san nền đường, mặt đường, mặt bằng để cải tạo đồng ruộng, trang trại .v.v. Công tác san đất bao gồm việc đào đất tại một vùng của mặt bằng, chuyền đất và đáp vào vị trí khác. Các công việc chính của san đất đó là: - Đào và vận chuyển đất; - Đổ và san đất thành từng lớp; - Đầm nén theo từng lớp; - San phẳng mặt bằng và các mái dốc theo yêu cầu. San đất có thề đuợc thực hiện bàng máy ủi, máy cạp, máy dào một gầu vạn năng hoặc máy san. Việc đầm nén các lớp đất được thực hiện bàng các máy đầm đất. 1.1. Những công việc máy san làm được Máy san là một trong những máy cơ bản trong công tác làm đất. Máy san được dùng rộng rãi và có hiệu quả ừong việc san mặt bàng và tạo hình nền móng công trinh như nền đường, sân vận động, nền sân bay, mặt bằng các công trình xây dựng .v.v. Ngoài ra máy còn được sử dụng bong nhiều việc khác như: - Đào đắp nền đường thấp, độ dốc nhỏ từ các vị trí lấy đất ở bên cạnh; - Làm công tác chuẩn bị như bóc lớp thực vật, cày xới đất cứng (dùng bộ răng xới) hoặc ủi (dùng bộ lưỡi ủi); - San trộn vật liệu như cấp phối, đá dăm, sỏi; - Đào rãnh thoát nước, bạt ta luy dương và ta luy âm cùa đường; - San gạt lề đường; - Dọn sạch đáy hố móng, thu dọn hiện trường, thu gom các vật liệu phế thải nằm rải rác trên hiện trường sau khi công việc xây dựng các công trinh đã được hoàn thành; - Đối tượng thỉ công chính của máy là các đất loại I, cấp II (với đất cấp cao hơn nên xới đất trước khi máy san làm việc) và các loại vật liệu hỗn hợp có các kính thước vừa và nhỏ; 72 - Tuỳ theo tính chất yêu cầu và dặc điểm cùa công trình đất cần thi công mà người ta chọn sơ đồ thi công cho máy san để đạt được năng suất và chất lượng cao đồng thời giá thành thi công công trinh là thấp nhất. - Cự ly hoạt động có hiệu quả nhất của máy san là địa hình rộng rãi, ít phải quay đầu. 1.2. Nguyên lý cắt đất và đào rãnb 1.2.1. Nguyên lý cắt đất Khi cần cho máy san cát đất, điều khiển quay lưỡi một góc a định trước và hạ lưỡi bập vào nền đường để có một chiều dày vỏ bào thích hợp. Sau đó gài sổ 1 cho máy tiến về phía trước, đất được cắt sẽ chạy dọc lưỡi và đổ ra phía bên ngoài máy. Để san rải vật liệu chi cần nâng lưỡi san lên theo chiều dày muốn rải và tiếp tục cho máy tiến. 1.2.2. Nguyên lý đào rãnh Máy san dùng để đào rành có hình dáng hỉnh học khác nhau điển hình là rãnh hình thang hoặc hình chữ V. Nguyên lý khi dùng máy san đào rãnh là phải đàm bảo đúng kích thước của rãnh và đảm bảo độ dốc theo thiết kế. Để đào rãnh đúng kích thước và đạt năng suất cao có thể lắp thêm lưỡi phụ phù hợp với kich thước của rănh. Để thực hiện đào rãnh ta thực hiện các bưóc sau: - Hạ lưõi san xuống sát đất; - Gài số 1 cát một đường nông, sau đó tiếp tục đào sâu đạt cao độ thiết kế. 1.3. Nguyên lý chuyển đất và gạt đất Sau khi máy san đã đào cắt tích đất đầy ben, để vận chuyển đất về phía trưóc thì phải giữ lưỡi ben vuông góc với hưóng di chuyển, đến vị trí cần đắp thỉ nâng lưỡi ben lên đến chiều cao cần đắp tiến hành rải đất thành lóp. Trường hợp cần dồn đất thảnh đổng thi nâng cao hẳn lưỡi ben lên. Khi cần san gạt đất về một phía thì lưỡi san (bàn san) được quay ứong một phăng ngang và đặt lệch so với trục di chuyển cùa máy san một góc a = 40-ỉ-45°. Vì vậy, mặc dù máy san cắt đất và di chuyển thẳng về phía tnróc nhưng đất chạy dọc theo chiều dài cùa bàn san và được đổ sang bên cạnh máy. Khi máy san được dùng để rải vật liệu làm mặt đường (đả dăm, cuội s ỏ i....) thi nâng bàn san lên khỏi mặt đường, khoảng cách từ mép dưới của bàn san (mẻp dưới của dao cắt) đến mặt đường, hay nền đưồmg chính bằng chiều dày lóp vật liệu cần rải. 2. CÁC Sơ ĐỔ DI CHUYỂN MÁY SAN 2.1. Sơ đồ tiến lùi Máy san di chuyển theo sơ đồ tiến lùi, đây là trường hợp máy san cát đất và vận chuyển đất đến nen đắp sau đó lùi lại vị tri ban đầu tiếp tục chu trinh mới. 73 Pham vị ứng dụng: khi đào rãnh, san mặt đường, bạt ta luy, vun đống vật liệu, đào bóc lớp đất thực vật, san mặt bằng có chiều rộng mặt bằng hẹp không thuận lợi cho quay đầu, chiều dài tuyến < lOOm. 2.2. Sơ đồ cuốn chiếu Hình 6.2: Sơ đồ di chuyển cuốn chiếu Theo sơ đồ này quá trinh cắt đất và vận chuyển đất liên tục kiểu cuốn chiếu, không có giai đoạn di chuyển không tải. Máy san có thể san lần lượt từ trái sang phải hoặc từ phải sang trái. Phạm vi ứng dụng: khi san mật bằng rộng, sân vận đ ộ n g k h ố i lượng phải đào cát đất ít. 2.3. Sor đồ vòng quanh Máy san di chuyển theo sơ đồ vòng quanh, đây quá trinh cắt đất và vận chuyển đất được thực hiện liên tục, máy san chạy vòng và làm việc không quay đầu, không có giai đoạn chạy không tải. Phạm vi ứng dụng: khi san mặt bằng rộng, sân vận động khối lượng đào cắt đất ít, nhiệm vụ chủ yếu ià hoàn thiện mặt bằng, hoặc có thể áp dụng khi dùng máy san để thu dọn mặt bằng. 74 M E Hình 6.3: Sơ đồ di chuyển vòng quanh 3. ÁP DỤNG ĐỂ THI CÔNG 3.1. San mặt đường Máy san là một trong những máy quan trọng, chủ đạo trong làm mặt đường. Trong quá trình thi công mặt dường đòi hỏi có độ chính xác rất cao về cao độ, độ phẳng, độ dốc ngang, độ dốc dọc theo yêu cầu thiết kế. Máy san nhờ hệ thống điều khiển bằng thủy lực, lưỡi san có thể điều chinh dễ dàng theo các góc cả về phương ngang lẫn phương đứng nên máy san đáp ứng được yêu cao về độ chinh xác của mặt đường. Vật liệu làm mặt đường thông thường là cấp phối đá dâm, đất cấp phối, sỏi sạn, dát đá gia cố xi măng.... Cảc vật liệu này được xe vận tải chở về đổ thành từng đống ờ mặt đường (thông thường được đổ ở 1 bên), khoảng cách giữa các đống vật liệu được tính toán trước sao cho khối lượng vật liệu đù cho lớp cần rải để hạn chế phải bù vật liệu. Trước khi san cần tim hiểu kỹ yêu cầu thiết kế, độ dốc ngang, dốc dọc, của đoạn mặt đường cần thi công, độ ẩm và độ tơi xốp của vật liệu để quyết định chiều dày lóp rải sao cho đạt được chiều dày láp vật liệu sau khi đầm nén. Trinh tự san như sau: - Quay lưỡi san 1 góc khoảng 60°; - Điều chinh lưỡi san để đầu lưõi san nằm ờ mép ngoài lốp trước (phải hoặc trái) đuôi lưỡi san nàm ở phía ngoài hai hàng lốp; - Điều khiển chiều cao để san vật liệu đầu trước hạ thấp xuống và được đẩy sang phía có vật liệu; - Khi máy di chuyển vật kiệu sẽ được lưỡi san cẳt, một phần được rải lên mặt đường, số còn lại trào ra phía đuôi lưỡi san; - Cứ tiếp tục dồn vật liệu và rải đều lên mặt đường; 75 - Sau đó quay lưỡi san vuông góc với khung máy điều chinh độ cao san nhẹ đề vật liệu được rải đều trên địa hinh cần thi công; - Trong quá trinh san nếu độ ẩm cùa vật liệu không đảm bảo (quá khô) thỉ khi san sẽ bị phân tầng, khi đầm nén sẽ không đảm bảo độ chặt. Do vậy, nếu độ ẩm thấp hơn độ ẩm cho phép phải tưới nước bổ sung; - Cuối cùng tùy theo địa hình thi công, tùy theo yêu cầu kỹ thuật mà điều khiển lưỡi san để hoàn thiện toàn bộ mặt bằng của đoạn đường cần thi công. Hình 6.4: San vật liệu khi thi công mặt đường Máy san đóng vai trò quan trọng trong sừa chữa lại đường đất, gạt lề của đưcmg nhựa, đường bê tông, đôi khi nó cũng đùng để cày xới đường đá hay đường thấm nhập nhựa. Khi cần gạt lề đường, nhất là lề đường cùa đường nhựa hay đường bê tông cần phải điều chinh lưỡi san về phía vị tri bạt lề, thực hiện như sau: - Để gạt lề đuờng phải đưa khung kéo về 1 phía và chuyển lưỡi san về cùng hướng đó; - Nếu để đưa đất vào trong ta quay 1 góc 45°- 60°đưa đất vào mép đường, nếu gạt đất ra ngoài ta quay ngược lại; - Khi đưa đất vào mép đường phải dùng phương tiện khác xúc đổ đi sau đó lại gạt từ mép đường ra lề đường điều chinh chiều cao cắt đất đúng độ dốc ngang tính từ tim đường tới mép đường. Để sửa chữa tu bổ lại những con đường đất cần phải sừ dụng mọi vị trí cơ bàn cùa lưỡi san để tái lập lại con đường, cụ thể như sau: - Dọn sạch mương: điều chỉnh lưỡi ở vị trí đào mương; - Gạt lề: điều chinh lưỡi ờ vị tri gạt lề; - San lấp ổ gà; - Cuối cùng là hoàn thiện sừa lại hình dáng của toàn bộ con đường. Đe sửa lại mặt đường mà vật liệu được cát tại chỗ: - Tiến hành san đi san lại nhiều lần cho mặt đường bằng phẳng; - Hoàn thiện để đường đàm bảo độ dốc ngang, quay lưỡi san san đất từ 2 mép đường vào tim; 76 - Quay lưỡi san vuông góc với khung máy cắt nhẹ ở tim đường lưỡi cất sẽ cẩt chỗ cao bù vào chỗ thấp, số còn lại làn theo luỡi san tràn ra ngoài 2 đầu lưỡi tạo thành 2 luống đất; - Quay lưỡi san một góc 45°- 50°, điều khiển cho máy lùi lại đề luống đất ờ giữa hàng lốp; - H ạ lưỡi san gạt nhẹ luống đất đó và dồn hết ra ngoài. 3.2. Đào đáp đường Máy san còn có thể đào và đắp các công trinh có khối lượng đào đắp nhỏ, vói loại đất mềm hoặc đất có độ rắn trung bình. Máy san cũng được sử dụng nhiều để san mặt bàng trước khi đầm nén trong khi thi công đắp nền đường, san hoàn thiện nền đường trước khi thi công lớp mặt đường. Có thể dùng máy san để đắp nền đường cao dưới 0,75m, tiến hành bàng cách đào đất ở thùng dấu, vừa đào, vừa chuyển ngang. Khỉ đào đất có thể có hai phương án: đào đất (cát đất) bát đầu từ mép trong và đào đất bất dầu từ mép ngoài. Nhưng thông thường áp dụng phương án đào đất bắt đầu từ mép trong (hình 6.5). Khi thi công theo phương án này thi nhát đào đầu phải đặt cách trục đường một khoảng cách là A (hình 6 .6 ) đánh dấu phạm vi đáp và dào: Hình 6.5: Phương án cắt đất từ thùng đấu lên nền đuờng . B , Lsina , . A = — + mh + — (m) 2 2 Trong đó: B - chiều rộng nền dường; m - độ dốc ta luy; h - chiều cao đáp; L - chiều dài lưỡi san (m). Để đào xong toàn bộ đất ở thùng đấụ phải .mất sổ lần hành trinh đào là: Trong đó: nx - số lần hành trinh đào; Fx - tiết diện thùng đấu (m2); f - tiết diện một lần đào đất (m2); K| - hệ số đào trùng nhau (K| = 1,7; nếu kỹ thuật cao thì Ki = 1,25). 77 Hình 6.6: Sơ đồ xác định phạm vi đào, đắp bằng máy san Đào đất phải đồng thời với công tác chuyển đất đáp vào nền đường, số hành trinh chuyển đất là: nc = n* Ỵ K 2 Trong đó: IÍC - số lần hành trinh chuyền đất cần thiết; nx - số lần hành bình đào đất cần thiết; L - cự ly từ trọng tâm thủng đào đến trọng tâm của nửa tiết diện nền đường (m); 1 - cự ly chuyển đất trong một lần hành trình (m); K2 - hệ số vận chuyển trùng lên nhau (Kỉ = 1,15). Bảng 6.1: Hệ số góc a và tiết diện đào đít Góc a° f (m2) Góc a° f (m2) 30 0,2 + 0,3 55 0,13 + 0,19 35 0,18 + 0,28 60 0 , 1 1 + 0,16 40 0,17 + 0,25 65 0,10-0,14 45 0,16-0,24 70 0,07-0,11 0N>75 0,05 + 0,08 50 0 + Bàng 6.2: Bàng cự ly chuyển đấc trong một lần đi (m) Lưỡi san Chiều dàí lưỡi (m) m o Góc a° o35° 40° 45° o «o o55° 60” 65° Không nối thêm lưỡi san 3,6 1,5 1,7 2,0 2 ,2 2,4 2 ,6 2,8 2,9 Nối thêm một lưỡi 4,5 1,9 1,9 2 ,6 2,9 3,2 3,4 3,6 3,8 Nối thêm hai lưỡi 5,4 2,4 2,4 3,2 3,5 3,8 4,1 4,4 4,6 Khi chuyển đất vào nền đường đế đáp, có thể tiến hành nhiều cách: - Cách rải từng lớp: đất được đưa vào nền đường rồi lấy lưỡi san san thành tùng lớp 25 - 30cm. Cách này có nhựơc điểm là số lần hành trình nhiều, năng suất thấp; - Cách đẩy ép chặt từng lớp: dùng lưỡi san đẩy lần lượt các luồng đất vào nhau, ép chặt với nhau không còn khe hở, cách đáp này tạo nên các lớp đất tuy đã đuợc nén chặt một phần nhung dày tới 0,4 - 0,6m, do đó đòi hỏi phải có máy đầm mạnh tiếp tục đầm chặt; - Cách đẩy ép chặt vừa từng lớp: cách tiến hành giống cách đẩy ép chặt, nhưng các luống không ép chặt như trên, ở giữa các luống còn khe hờ, sau dùng máy san bạt đinh, lấp khe. Các khe đựoc lấp đày 0,25 - 0,30m chưa đựơc nén chặt như trên, rồi tiến hành đầm lèn. Khi dùng máy san đắp nền dường, thường phải lấy đất từ thùng đấu hai bên giáp nền đường, máy chạy vòng quanh nhiều lần đào và đầy đất vào nền đường. Để đảm bảo năng suất máy, mỗi đoạn thi công không nên ngán hơn 150- 2 0 0m, nếu không máy mất thời gian quay vòng nhiều, nhưng nếu quá dài (không nên lón hơn 300m) thì đất sẽ khô vì nưóc bốc hơi, không lợi cho đất lèn. Khi thi công có thể dùng hai ba máy phối hợp tiến hành, có sự phân công giữa các máy theo các thao tác đào, chuyển, rải và san đất. như vậy chi cần đặt vị tri lưỡi san khác nhau ở các máy. Máy san dùng để đắp nền đường thường dễ thi công trong các điều kiện địa hlnh tương đối bằng phăng không đọng nước, có diện tích thi công nhất định để máy hoạt động binh thường. Do vậy, trong công tác xây dựng đường ở nước ta việc sử dụng máy san bị hạn chế nhiều. Sử dụng máy san đề san đất khi đắp nền đường rất thuận tiện, máy san tạo được độ bàng phàng của lớp đắp nền đường, tạo điều kiện đầm nén có hiệu quả. Đất đắp nền được xe vận chuyển đến đổ thành đống sử đụng máy san san trực tiếp hoặc sử dụng máy ủi san sơ bộ sau đó đùng máy san san hoàn thiện lại tạo độ bàng phẳng và đạt chiều dày, độ dốc lớp đắp theo yêu cầu. Thao tác san gạt tương tự như khi thi công san mặt đường Sau khi hoàn thành đào đắp nền đường, trước khi rải lớp mặt đường (thi công lớp mặt đường) cần hoàn thiện nền đường và tiến hành đào khuôn đường. 79