🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Thi Công Công Trình Hạ Tầng Kỹ Thuật Đô Thị Ebooks Nhóm Zalo TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIÊN TRÚC HÀ NỘI ThS- NGUYỄN VĂN THỊNH THI CONG CÔNG TRÌNH HẠ TẦNG KỸ THUẬT Đô THỊ ■ ■ ■ (Tái bản) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG HÀ N Ộ I-2011 LỜI NÓI ĐẦU Đ ể đ á p ứ n g y ê u cầ u v ề tà i liệ u cho m ô n học K ỹ th u ậ t th i cô n g cô n g tr ìn h h ạ tầ n g đ ô th ị/ c h ú n g tôi b iên so ạ n cu ố n g iá o tr ìn h " T h i c ô n g c ô n g t r ì n h h a t ầ n g k ỹ t h u ả t đ ô t h i ", với m o n g m u ố n p h ụ c v ụ k ịp th ờ i cho cô n g tá c g iả n g d ạ y , họ c tậ p củ a s in h viên các trư ờ n g th u ộ c k h ố i x â y d ự n g . Đ à y là tà i liệ u b ổ ích có th ể đ á p ứ n g p h ầ n n à o k iế n th ứ c cho b ạ n đọc q u a n tâ m đ ế n lĩn h vự c n à y. T o à n bộ cu ố n sá c h đ ư ợ c tr in h b à y g ồ m 13 c h ư ơ n g bao g ồ m n ộ i d u n g củ a p h ầ n kỹ th u ậ t th i c ô n g các cô n g tr ìn h h ạ tầ n g tro n g đồ th ị. K h i b iê n so ạ n g iá o tr ìn h n à y , c h ú n g tôi đ ã n h ậ n đư ợ c n h iề u s ự đ ộ n g v iên g ó p ý củ a các đ ồ n g n g h iệ p tro n g bộ m ô n G iao th ô n g đ ô th ị, bộ m ô n c h u ẩ n bị k ỹ th u ậ t và bộ m ô n C ấ p th o á t nước củ a k h o a K ỹ th u ậ t h ạ tầ n g và m ô i trư ờ n g Đ ô th ị, trư ờ n g Đ ạ i học K iế n trú c H à N ộ i. N g o à i ra còn n h ậ n đ ư ợ c n h iề u ý k iế n đ ó n g g ó p q u ý b á u củ a các c h u y ê n g ia có n h iề u k in h n g h iệ m tro n g lĩn h vực x â y d ự n g công tr ìn h h ạ tầ n g đ ô th ị. T u y n h iê n do k iế n th ứ c có h ạ n và k ỹ th u ậ t th i cô n g lu ô n lu ô n p h á t triể n n ê n ch ắ c c h ắ n p h ả i b ổ s u n g th ư ờ n g x u y ê n n ộ i d u n g . C h ú n g tô i x in c h â n th à n h c á m ơn s ự g iú p đ ỡ củ a các b ạ n đ ồ n g n g h iệ p và tin c h ă c ră n g cu ố n s á c h s ẽ đ ư ợ c h o à n t h i ệ n h ơ n , n ế u q u a s ử d ụ n g c á c đ ổ n g n g h i ệ p và b ạ n đ ọ c g ử i c h o c h ú n g t ô i n h ữ n g ý k i ế n đ ó n g g ó p q u ỷ b á u . T á c g iả 3 GIỚI THIỆU GIÁO TRÌNH THI CÔNG CÔNG TRÌNH HẠ TẦNG k ỹ t h u ậ t đ ô t h ị 1. NỘI DUNG GIÁO TRÌNH THI CÔNG CÔNG TRÌNH HẠ TA N G k ỹ t h u ậ t ĐÔ THỊ Thi công công trình hạ tầng đô thị là môn học dùng cho sinh viên khoa "Kỹ thuật hạ tàng và môi trường đô thị" và các ngành liên quan với nội dung nghiên cứu về kỹ thuật thi công các công trình kỹ thuật hạ tầng cơ bản trong đô thị như: san nền công trình, thi công đường sá, các công trình ngầm, thi công đường ống cấp thoát nước, và các công tác kỹ thuật chính trong công việc xây dựng như xây trát, đổ bê tông, làm cốt thép, v.v... là yêu cấu tối thiếu đối với một kỹ sư làm công tác thi công xây dựng nói chung. Ngoài ra tài liệu còn đề cập đến một số kiến thức vể đất đá, vật liệu xây dựng, tổ chức thi công trình, inột số máy móc sử dụng trong từng công việc và tính toán xác định năng suất làm việc của chúng. Khi nghiên cứu môn học này sinh viên dẵ dược trang bị những kiến thức trong các môn học san nền tiêu thuỷ, cấp thoát nước, cơ học đất, vật liệu xây dựng, công trình đô thị và đường đô thị. Trên cơ sở hiểu biết các môn học đó sinh viên có thể tiếp thu tốt nội dung giáo trình này. Là môn học về thi công, môn thi công công trình kỹ thuật hạ tầng đô thị gắn chặt với thực tiễn sản xuất và tổng kết kinh nghiệm xây dựng các công trình thực tế ở nước ta và trên thê' giới. Vì vậy những thu hoạch của sinh viên trong các đợt lao động, thực tập thực tế là cơ sở tạo điều kiện dễ dàng hiểu biết môn học này; đồng thời sinh viên cần dựa vào đó để vận dụng một cách sáng tạo nhũng điểu đã học ở lý thuyết vào thực tế thi công muôn hình, muôn vẻ. Dựa vào tính chất công tác xây dựng các công trình, giáo trình thi công công trình kỹ thuật hạ tầng đô thị chia ra các phần với nội dung cơ bản sau: - Công tác chuẩn bị thi công và công tác vận chuyển. - Công tác đất và thi công công tác đất. - Công tác xây gạch, đá. - Công tác bê tông, bêtõng cốt thép đổ toàn khối và lắp ghép. - Công trình ngầm (thi công đường cấp thoát nước, cáp điện...)- - Thi công nền đường, mặt đường và các công trình phụ trên đường như đường đi bộ, hè phố, cây xanh, chiếu sáng đường phố, hệ thống giếng thu, giếng thăm, cống qua đường, cống kỹ thuật... 5 2. NHŨNG VẨN Đ Ề C H U N G V Ề CÔNG TÁC THÌ CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH HẠ TẦNG K Ỹ THUẬT Đ Ô THỊ 2.1. Những nội dung cơ bản của công tác xảy dựng công trình hạ tầng đô thị M ột đô thị được xây dựng bao gồm các công tác kỹ thuật chủ yếu: - San nền tiêu thuỳ cho công trình, khu dân dụng và công nghiệp, tiểu khu, khu nhà ở và khu vực khác của thành phố... - Thi công công trình đường phố, các công trình phụ liên quan với đường như: đường xe đạp, bó vỉa, lát hè, dải cây xanh, điện chiếu sáng, đường xe điện, tường chắn, công trình phòng hộ... - Thi cồng hệ thống cấp thoát nước trong dô thị. Ngoài ra còn nhiều công tác khác có liên quan tới công tác thi công công trình hạ tầng đỏ thị cũng như thi cống xây dựng nói chung: như công tác đất, công tác xây, trát, bê tông, lắp ghép... 2.2. Những nguyên ỉấc chính trong công tác xây dựng công trình hạ tầng đô thị Công trường xây dựng cấc cồng trình kỹ thuật hạ tầng dồ thì tập trung nhiều nhân công, máy móc và khối lượng lớn các vật liệu xây dựng. Để đạt hiệu quả cao nhất, dùng ít tiền vốn, vật liệu và sức lao động thì công tác thi công công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị cần dựa vào các nguyên tắc sau: a) Khi xây dựng phải đảm bảo tối đa tiết kiệm sức lao động (nhân lực) và công lao động (m áy móc, công cụ, vật liệu...). Đảm bảo năng suất lao động cao, hạ giá thành sản phẩm. b) Các công trình xây dựng phải có chỉ tiêu khai thác nhất định, ổn định, bển vững và kinh tế. c) Các phương pháp thi công và sử dụng vật liệu hợp lý, tận dụng cơ giới hoá đồng bộ, sử dụng biện pháp thi cống theo tổ chức, tiến độ và sơ đồ. d) Áp dụng tiến độ khoa học kỹ thuật, đề ra phương pháp thi công hợp lý có tính toán dựa vào chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật (sử dụng máy tính, tính toán hợp lý, tiến độ thi cống dây chuyền, sơ đồ mạng...) 2.3. Đặc điểm và tính chất khỉ thi cổng cổng trình hạ tầng dô thị a) Đặc điểm - Công tác xây dựng các công trình hạ tầng đô thị là công tác phức tạp theo đặc điểm riêng: - Công trình theo tuyến: Đường thành phố, đường ống cấp, thoát nước, cấp điện... - Công trình tập trung: Công tác xây, công tác bê tông, công tác đất (trừ công tác vận chuyển)... 6 D o đặc điểm thi công nhu vậy nên công tác thí công trở lèn phức tạp, gây khó khăn cho việc kiểm ư a r quản lý, điều độ máỵ móc thi công. M ặt khác nơĩ làm việc của các đơn vị thi công luôn ĩuỏn thay đổi;;kbổi lượng, phân bố khôBrg đểtt và luôn luôn ảnh hưởng bởi điều kiện khí hậu và thời tiết. M ột trong yếu tố quan trọng khi thi công công trình hạ tầng đồ thị ỉẵ yêu cầu thẩm mỹ của công trình yêu cầu cao và rất chặt chẽ: nhưng phải đảm bảo chức năng sử dụng thuận tiện và có hiệu quả cho dân đô thị. V í dụ: hệ thống chiếu sáng đường phố phải đủ độ chiếu sáng cần thiết song bố trí trên đường phố phải đẹp và phù hợp, thiết bị biển báo hiệu cũng vậy, nhiều khi trỏ thành công trình trang trí văn hoá nhưng đầy đủ đặc tính kỹ thuật riêng của công trình. b) Tính chất - Thi công công trình đô thị mang những tính chất: - Diện thi công kéo dài, rộng trên phạm vi đô thị, cho nên việc tổ chức thi công phức tạp, gây khó khăn trong việc tiến hành các khâu công tác cụ thể, - Nơi làm việc thường xuyên gồm nhiều phần việc thường gây ra hiện tượng ảnh hưởng lẫn nhau: Thi công đất vận chuyển ảnh hưởng tới công trình đường dây, đường ống, công trình n g ầ m ... - M ỗi công việc bao gồm nhiều công đoạn mà hầu hết làm viêc ngoài hiêicĩiuờiig nên ảnh hưởng bởi điểu kiện thời tiết, khí hậu, nhiệt độ không khí... - Chính vì vậy để giảm bớt những khó khăn trên, người cán bộ thi công cần phải năng động phối hợp chặt chẽ các công việc như: công tác vận chuyển, công tác xây lắp và tổ chức sao cho đạt hiệu quả kinh tế, tiết kiệm, năng suất và chất lượng tốt. 7 Chương 1 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ KHI THI CÔNG CÔNG TRÌNH HẠ TẦNG KỸ THUẬT ĐÔ THỊ Trước khi tiến hành xây dựng công trình cần phải làm một số công tác chuẩn bị tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thi công, mặt khác giúp cho việc triển khai các công việc dễ dàng. Những công việc đó là dọn mặt bằng thi công: cây cối, đá, chặt cây, dọn cỏ, bóc đất hữu cơ, làm tơi đất, thoát nước, hạ mực nước ngầm,... 1.1. C H U Ẩ N B Ị M Ậ T B Ằ N G TRÊN Đ ỊA ĐIEM t h i c ô n g Trên mặt bằng xây dựng có ít nhiều những bụi cày, cây nhỏ thì dùng sức người chật, các cây tương đối lớn thì dùng cưa tay hoặc cưa máy dể hạ, nếu mặt bằng nhiều cây to và mọc dày; Để chuẩn bị mặt bằng nhanh chóng, việc thu dọn mặt bằng có thể dùng máy ủi mang bàn gạt hoặc máy kéo có trang bị bộ phận cắt cây. Với những bụi cây nhỏ, bàn gạt của máy ủi húc ngập sâu xuống đất 15 - 20cm rồi tiến về phía trước để cày bật chúng và dồn vào một chỗ. Nếu máy kéo có trang bị bộ phận cắt cây thì hạ lưỡi xén sâu mặt đất rồi máy chạy số 1 để xén cắt cây. Với cây có đường kính 15 - 20cm có thể dùng máy ủi húc đổ. Lưỡi máy ủi nâng cao hơn mặt đất 80 - 90cm tỳ vào thân cây. Dùng hết công suất máy đẩy cây nghiêng về phiá trước. Sau đó máy ủi lùi lại phía sau đặt bàn gạt vào bộ rễ đã bật lên rồi lại tiến về phía trước để húc đổ hẳn cây. Nếu những cây có đường kính lớn hơn 30cm thì phải đẩy cây theo 3 phía cho đất tơi ra, chặt hết rễ to sau lại tiến hành húc đổ cây theo thao tác trên. Những địa điểm xây dựng có cây to đã lấy gỗ để lại gốc như vậy cần phải nhổ toàn bộ gốc nếu ta đắp nền cao lm . Nếu ta đắp nền từ 1- 2,5m thì có thể không cần phải nhổ gốc, nhưng phải cưa chúng sát mặt đất. Đánh gốc cây ngoài biện pháp bằng nhân lực có thê dùng máy kéo làm nhiệm vụ nhổ gốc cây. Trước khi dùng máy kéo nhổ gốc cây người ta chặt các rễ cây lớn cách gốc cây 30 - 50cm, chặt khấc vào gốc cây đê buộc cáp kéo. Tuỳ theo công suất của máy, đường kính gốc cây mà có thể nhổ một hoặc nhiều gốc cây cùng một lúc. 8 H.ện nay, người ta còn dùng các biện pháp nổ mìn để bật gốc cây. Người ta chôn mìn ở giCa gốc cây cách mặt đất một khoảng bằng đường kính gốc cây, dùng thuổng, mũi khoan đào lỗ nhồi thuốc vào — chiều dài của lỗ. Cứ lcm đường kính gốc cây thì dùng 20 - 30g thuốc nổ, trung bình lỗ đào (j)6 - 8cm. Chú ý biện pháp an toàn cho ngưci và thiết bị ] .2. THOÁT NƯỚC CHO M Ậ T BẰ N G THI CÔ NG Thoát nước mặt và hạ mực nước ngầm cho công trường xây dựng, đặc biệt trong giai đoạn thi công nền và móng cũng như công trình ngầm (đường dây, đường ống, đường xe đ iện ngầm, hầm đường bộ. ..) là việc làm quan trọng không thể thiếu được. Nước ta nằm tron£ khu vực nhiệt đới, lượng mưa trung bình hàng năm lớn nhất là trong dịp mùa mưa có niiều trận mưa lớn kéo dài nhiều ngày làm cho khu vực xây dựng bị ngập lụt, làm ánỉh hưởng đến tiến độ, chất lượng và năng suất xây dựng công trình. Vì vậy ngay từ khi khiới công công trình ta phải có ngay biện pháp để tiêu thoát nước mặt đảm bảo ngay sau trận nưa công việc trên công trường vẫn tiến hành thuận lợi, mặt khác phải có biện pháp ng ãn chặn không cho nước ở nơi khác tràn vào khu vực xây dựng. Lượng mưa hàng năm lớn nên mực nước ao, hồ, sông ngòi cũng cao vì vậy ở khu vực xây dựng lân cận mực nư'ớc ngầm rất cao, có khi ngay dưới mặt đất, M ặt khác móng của công trình thường đặt sâu hơn nhiều (nhất là công trình nhà cao tầng hoặc công trình ngầm) so với mực nước n g ần ; vì vậy, để thi công công trình đất và xây dựng các công trình ngầm nằm dưới mực nước ngầm có thể tiến hành thuận lợi có nãng suất cao phải có biện pháp hạ mực nước n g ầ n trước khi thi công đào đất. 12.1. Thoát nước mặt cho mật bằng công trình Tuỳ thuộc vào mặt bằng công trình mà đào hệ thống rãnh thoát nước. Thường đào rãinh xung quanh công trường để có thể tiêu thoát nước về một phía (nếu có thể tạo mặt bằ.n£ công trường có độ dốc về một phía) một cách nhanh chóng hoặc đào rãnh về phía tháp của mặt bằng. Nước chảy xuống rãnh thoát nước và được dẫn ra hệ thống cống rãnh íhoá nước của thành phố để ra sông, hồ. Nếu công trình xây dựng ngoài thành phố thì IÌUÍỚC được dẫn ra hộ thống mương, ngòi gần nhất. Kích thước cụ thể của rãnh thoát nước phụ thuộc vào bề mặt công trường và cãn cứ th - 51,/(X|- Nhiều khi để bảo vệ những công trình đất khỏi bị đất, nước mưa tràn vào người đã đà'.o những rãnh ngãn nước mưa về phía đất cao. Đất đào rãnh tạo thành con trạch ngăn nurớc. Rãnh này sẽ thu nước ở trên mặt tràn xuống và dẫn đi nơi khác. 9 0,30-0,60 Hình 1.1: Tổ chức thoát nước ở mặt bằng công trình. Cũng có thể thoát nước mặt bằng cách cho nước chảy xuống hệ thống mương thoát nước rồi chảy về hố ga thu nước, từ đó nước được bơm ra ngoài. Ga thu nước sâu hơn rãnh từ 1 - 2m đảm bảo cho măy bơm có thể làm việc trong điều kiện mực nước trong rãnh thấp nhất (hình 1.2). Đường vận chuyển qua rãnh thoát nước phải làm cống hoặc cầu vượt để người và phương tiện qua lại dễ dàng. Hình 1.2: B ố trí rãnh ngăn nước ở công trường 1.2.2. T h o át nước ngầm Rất nhiều công trình xây dựng trong đó có các công trình ngầm hoặc nhà cao tầng đều có độ sâu đặt móng thấp hơn so với mực nước ngầm. Nước ngầm là trở ngại lớn đến quá trình thi công công trình đất và phần xây dựng ngầm. Vì vậy phạm vi xây dựng công trình cần phải hạ mực nước ngầm xuống thấp hơn độ sâu đặt móng để công tác thi công thuận lợi an toàn và đạt nãng suất cao. 10 Hạ mực nước ngầm có thể tiến hành bằng nhiều cách khác nhau: - Phương pháp thứ nhất là có thể bơm nước trực tiếp ở hố móng. - Phương pháp thứ hai là bơm nước từ những giếng đặc biệt được đào ngoài hố móng (cách hô' m óng từ 2 -ỉ- 5m). - Phương pháp thứ ba là dùng ống kim lọc để hạ mực nước ngầm. a ) P h ư ơ n g p h á p bơm nước trực tiếp tại hô' m óng s ẽ làm đ ấ t ở h ố m ó n g trô i theo nước khi bơ m , n h ư vậy làm hỏng vách m óng và làm sụ t lở hệ thống c h ố n g đ ỡ vách. Phương pháp này chỉ dùng khi lưu lượng nước ngầm không lớn. Tính toán lưu lượng: Lưu lượng nước thấm vào hố móng từ một phía được xác định bằng cồng thức (hình 1.3): (1- 1) Trong đó: z - chiều cao đường cong giảm áp (m); h 0 - c h iế u cao m ực nước eồiì lại, để đỡĩì giản tính tỡấn ta e h o h 0 = B; B - chiều rộng hố đào (m); Q - lưu lượng nước thấm ra từ một phía của hố móng (mVs); k - hệ số thấm (m/s) 1 - 100 m/ngđ X = 300S \ỉk s - chiều cao mực nước ngầm cần hạ (m) S = H - h o H - chiều cao mực nước ngầm ban đầu; L - chiều dài hố móng hẹp (đặt đường dây đường ống ngầm). Thường z < H nhưng để đơn giản tính toán ta lấy z = H và họ = B. Công thức tính toán lưu lượng nước chảy từ một phía của hố móng được trình bày như sau: (H2 - B 2)L x k _ (H2 - B 2)L x V k 2x3000SVk ~ 6000S và lưu lượng nước chảy từ hai phía của hố móng được tính toán như sau: (H 2 - B 2)L xV k ( 1-2) 3000S Q = (1-3) 11 Tính Q để chọn máy bơm thi công. Tốt nhất trong công thức trên ta sử dụng H, B, L, s với đơn vị là m, k là m/s khi đó ta được Q với đem vị là mVs. Hình 1.3: Hạ mực nước ngẩm bằng cách bơm nước trực tiếp từ hô móng M ỗi giếng chỉ có thể hạ mực nước ngầm trong m ột phạm vi giới hạn nào đó. Vì vậy ta phải chia hô' đào ra từng đoạn tính toán iưu lượng nước chảy vào hố móng và chọn m áy bơm có công suất phù hợp. Muốn bơm hết nước trong hố người ta phải đào hố tích nước. Dùng ống sành hoặc bêtông đường kính 40 H- 60cm cao lm . b ) P h ư ơ n g p h á p hạ m ực nước ngầm b ằ n g g iến g th ấ m đ ặ t ngoài p h ạ m vi hô' m ó n g (h ìn h 1 .4 ) Khi bơm nước từ giếng ra thì xung quang giếng mực nước sẽ hạ thấp xuống thành hình phễu. Vì vậy mỗi giếng chỉ có thế hạ mực nước ngầm trong một phạm vi xác định. Do đó các hố đào chạy dài phải chia thành từng đoạn; chiều dài phụ thuộc vào lưu lượng nước chảy, công suất máy bơin lựa chọn Lưu lượng nước chảy vào giếng được xác định bằng công thức (1-4) và tính toán (hình 1.5) như sau: Q = 1,36k.(H2 - h 2) ig R - lg r(1 -4 ) Trong đó: k - hệ số thấm (m/s) 12 H - khoảng cách từ mực nước ngầm ban đầu xuống đáy giếng (lớp đất không thấm nước); lì - khoảng cách từ mặt thoáng nước trong giếng khi đã bơm nước ra để hạ mực nước ngầm đến đáy giếng; R - bán kính miệng giếng, (tham khảo bảng 1-1); r - bán kính giếng (m). Hình 1.5: Sơ dồ tính toán giếng thấm Công thức trên chỉ áp dụng cho những giếng có chiều sâu đặt giếng tới lớp đất không ihíYm nước (giếng hoàn chỉnh). Bảng 1-1: Bảng giá trị miệng phễu đối vói các loại đất thấm nước khác nhau (R) Loại đất thấm nước Đường kính hạt đất (mm) R (m ) Cát hat min 10,05-0,10 2 5 -5 0 Cát hạt nhỏ 0,10-0,25 50- 100 Cát hạt vừa 0,25 - 0,50 100 - 200 Cát hạt to 0,50 - 2 300 - 500 Sỏi hạt to 2 -3 400 - 600 Sỏi hạt vừa 3 -5 500- 1500 Sỏi hat nhỏ 5 - 10 1500-3000 Đối với hố móng có kích thước lớn (hình vuông, chữ nhật hay hình tròn) thì xung quanh hố móng người ta bố trí hệ thống giếng nông gọi là "giếng lớn" (hình 1.6) để hạ mực nước ngầm cho toàn bộ công trình. 13 Mực nước ngấm h /7 7 — 7 7 7 r0 ' R Hình 1.6: Sơ đồ tính toán giếng lớn hạ mực nước ngầm Lưu lượng nước chảy vào giếng được xác định bằng công thức (1-5): (1-5) Trong đó: R0 - bán kính hạ mực nước ngầm của "giếng lớn": R0 = R + r0 R - bán kính hạ mực nước ngầm của những giếng đặt xung quanh công trình (trên chu vi "giếng lớn"); r0 - bán kính giếng lớn. Nhưng r0 chỉ là bán kính tương đương và xác định bằng công thức (1-6): VF r0 = ^ ( m ) (1-6) V 7t Trong đó: F - diện tích hô' đào (m2). Nếu hố móng chạy dài thì r0 được xác định theo công thức (1-7) như sau: (1-7) Trong đó: L - chiều dài hố đào (m); B - chiều rộng hố đào (m); r| - hệ số phụ thuộc hệ số B/L (theo bảng 1-2). Lưu lượng nước chảy vào giếng lớn sau khi xác định là Q; mang chia lưu lượng Q cho số lượng giếng vào quanh hố đào để xác định lưu lượng nước chảy vào mỗi giếng con. Để chọn máy bơm: 14 Qo= - (1-8) n Qo - lưu lượng nước chảy ở mỗi giếng con. n - số giếng con vây quanh hố đào. Bảng 1-2: Giá trị hệ sô r| B L0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 >0,60 n 1,05 1,08 1. 12 1,14 1,16 1.17 1,18 1,18 c ) P hư ơ ng p h á p hạ m ực nước ngẩm người ta dùng ống kim lọc, đ ể h ạ m ực nước ng ẩ m troniị đ ấ t cát, đ ấ t cá t sỏ i có hệ sô' thấm 1 + ỉ 00 m /ngày đêm . Bình thường dùng ống kim lọc để hạ mực nước ngầm trong đất có hộ số thấm k = 4 - 40 m /ngày đêm. Cấu tạo ống kim lọc: là ống đường kính 50 - 68mm, chân ống cấu tạo đặc biệt để có thể hạ xuống dễ dàng bằng cách dùng hệ thống van bi dóng, mở. Thân ống dài tới lOm, phần lọc để nước thấm vào trong ống toàn bộ được nối vào ống tích thuỷ. Phần lọc có khoan lổ bọc 2 màn lưới lọc chân ống có rãnh (hình 1.7). Hạ ống kim lọc bằng 10-3j0cm V ; V • Hỉnh 1.7: Cấu tạo và hạ ống kim lọc phương pháp xói nước. Máy bơm đẩy nước trong thân ống. Van bi bị đẩy xuống nước cháy ra chân ống và theo chân ống đi ngược lèn làm đất xung quanh bị xói hổng. Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân, ống kim lọc dần dần hạ xuống tới độ sâu thiết kế (yêu cầu). Sau khi đổ xung quanh ống kim lọc cát hạt to và sỏi lên cao hơn mực nước ngầm làm thành m ột màng lọc. Khi đổ cát vẫn phải bơm nước nhẹ sao cho hạt cát lắng xuống mà vách đất không bị sụt. Trên miệng lỗ người ta chèn đất sét để giữ cho không khí không bị lọt qua lóp cát to hạt vào ống [ọc (hình 1.7). 15 Áp suất nước khi hạ ống kim lọc như sau: - Đất á cát, đất nhẹ p = 4 -5at. - Đất dính, cát lẫn sỏi: p = 6 - 8at. Sau đó máy bơm chân không hút nước ngầm lên, do tác dụng của chân không phía dưới nước ngầm thấm qua các lỗ của ống ngoài và chui lên ống trong. Van bi lúc này do tác dụng chân không bị m út lên đậy kín miệng ống dưới. Nước ngầm thấm qua lỗ của ống ngoài rồi chui lên ống trong và máy bơm chân không tiếp tục làm việc để nước vào ống tích nước và từ đó được bơm ra ngoài. Dùng ống kim lọc có thể hạ mực nước ngầm từ 4 -5 m. M uốn hạ sâu hơn nữa thì phải đặt nhiều ống kim lọc xuống thấp từng bậc theo chiều sâu hố đào (hình 1.8). H ìn h 1.8: Hạ mực nước ngầm ở chiều sâu lớn Ngoài ra người ta có thể dùng ống kim lọc để hạ nước ngầm ở sâu. ố n g kim lọc húi sâu có đặc điểm khác loại ống kim lọc hút nông ở chỗ đường kính lớn hơn, thân ống và phần lọc dài hơn. Trong ống lọc mang ống thứ hai mang nhiều miệng phun nhằm đưa nước lên cao. Dùng ống kim lọc này có thể hạ mực nước ngầm tới 18m. 1.3 . ĐO ĐẠC VÀ ĐỊNH VỊ CÔNG TRÌNH Khôi phục cọc và định vị trí công trình được tiến hành trước khi thi công. Công tác thi công nền công trình nói chung thường bắt đầu chậm hơn công tác khảo sát thiết kế một thời gian. Trong thời gian đó các cọc định vị trí thi công thường bị hỏng hoặc bị mất; mặt khác muốn thi công tốt cần phải có tài liệu chính xác, đầy đủ. Vì vậy trước khi bắt đầu xây dựng công trình phải làm công tác khôi phục cọc với yêu cầu: - Khôi phục cọc tại thực địa, những cọc chính xác định vị trí công trình đã thiết kế. - Đo đạc, kiểm tra tại các vị trí đặc biệt để tính toán khối lượng đất thêm chính xác hơn. - Kiểm tra cao độ Ihiên nhiên tại các vị trí cọc đo cao cũ, ở các đoạn đặc biệt đóng thêm cọc đo cao tạm thời. 16 Trước khi thi công phải tiến hành bàn giao cọc mốc chuẩn và cao độ giữa bên giao thầu và bên đơn vị thi công. Cọc mốc chuấn thường được làm bằng bê tông đặt ớ vị trí không ảnh hưởng trong quá trình thi công có biện pháp bảo vệ cẩn thận. Mọi cổng việc lên khuôn, định vị trí công trình là sự phối hợp giữa bộ phận trắc địa và đơn vị kĩ thuật tiến hành, có lập hồ sơ cấn thận Đối với công trình tuyến đường, khôi phục cọc ở tuyến đường có thể phải nắn chỉnh tuyến để tạo cho tuyến hợp lý hơn hoặc giảm khối lượng đào đắp. Trên trục tuyến đường thắng có thể đóng cọc nhỏ ờ vị trí lOOm và cọc ở vị trí phụ. Trên các khoảng cách 500m - lOOOm cần đóng cọc to hơn để dễ tìm. Những cọc này còn được đóng ở tại tiếp đầu. tiếp cuối ở vị trí đường cong bằng, đường cong đứng và các điếm đặc biệt. Trên đường cong bằng khi đóng cọc người ta định khoảng cách tuỳ theo bán kính đường cong như sau: - R < lOOm khoảng cách cọc là 5m - R = 100 - 500m - R > 500m lOm 20m Tại đỉnh đường cong, có thể dùng cọc đỉnh. Cọc đỉnh đặt trên đường phãn giác và cách đỉnh đường cong 0,5m (hình 1.9). Trên cọc ghi sô' đỉnh đường cong, bán kính, tiếp tuyến và phân cự mặt ghi hướng về phía đỉnh góc. Ngay tại đính góc và đúng dưới quả dọi cúa máy, đóng thêm cọc khác cao hơn mặt đâì khoảng lOcm nếu góc có phân cự nhỏ, ta đóng trên đường tiếp tuyến kéo dài, khoảng cách giữa chúng là 20m. Hình dang của coc đỉnh Ilìnlỉ 1. 9: Hình dạng cọc (tinh vù cách c ổ định đinh đường cong bằng a) Góc cô phán cự lớn; b) Góc có phán cự nhỏ 17 Trong quá trình khôi phục tuyến còn phải định phạm vi thi công ở những chỗ cần phải chặt cây cối, di dời nhà cửa công trình... Ranh giới của phạm vi thi công cần phải đánh dấu bằng cách đóng cọc hoặc bằng biện pháp khác. Bản vẽ giới hạn thi công là cơ sở cho các cơ quan có trách nhiệm duyệt và thực hiện công tác đền bù, giải phóng mật bằng. 1.3.2. Định tuyến đường đô thị Khi định tuyến đường đô thị trong bản đổ thường được tiến hành theo hai bước: - Định tuyến trên bản đồ. - Định tuyến ngoài thực địa (cắm tuyến). 1.3.2.1. Định tuyến trên bản đồ Sử dụng bản đồ địa hình (tốt nhất có đường đồng mức) có tỷ lệ lớn (thường 1/500 hoặc 1/1000) để định tuyến. Trước khi định tuyến, cần tiến hành khảo sát thực địa, tìm hiểu quy hoạch chung của đô thị và yêu cầu về giao thông. Trên bản đồ địa hình sơ bộ vạch tuyến đường và xác định vị trí tim đường, chỉ giới xây dựng, chỉ giới đường đỏ; cần xác định cụ thể hướng tuyến từng đoạn, điểm ngoặt; bán kính đường vòng, cách nối đường thẳng và đường vòng, các điểm tiếp đầu, tiếp cuối v.v... Sau đây, trình bày một số nguyên tắc cơ bản: 1) Cần nắm vững chủ trương của Nhà nước và chính quyền địa phương. Khi xây dựng mới hay cải tạo tuyến đường hiện có thường đụng chạm tới quyền lợi của người dân như: Phải phá dỡ nhà cửa, rời bỏ ruộng vườn, chiếm đất để làm đường; nên khi thiết kế hay định tuyến cần phải dựa vào điều kiện ít phải phá dỡ công trình hiện có, nhất là những công trình có giá trị, tiết kiệm đất đai, tiến hành thương lượng đền bù cho thỏa đáng. 2) Nắm vững tiêu chuẩn kỹ thuật của đường Khi định tuyến cần xác định cấp hạng đường, nắm vững các tiêu chuẩn kỹ thuật của đường (bán kính đường vòng, độ dốc và chiều rộng của đường, tầm nhìn...) dành cho các loại xe, đồng thời nắm vững các điều kiện tự nhiên công trình hiện có (địa tầng, địa hình địa vật, thổ nhưỡng, điều kiện địa chất thủy văn) của khu vực đường đi qua. 3) Xác định các điểm khống chế về mặt bằng và độ cao các điểm khống chế đó thường là điểm đầu. điểm cuối của tuyến đường, vị trí cầu, chỗ giao nhau với đường sắt và các đường khác, các công trình có giá trị, đoạn đường ven sông, hồ, đoạn đường hiện trạng đã được tận dụng. Khi giao nhau với đường sắt, hoặc đường bộ tốt nhất là đảm bảo góc giao nhau không nhỏ hơn 60", không lớn hơn 120° và chú ý đảm bảo tầm nhìn cho người lái xe từ hai phía. Khi giao nhau với đường bộ, đường sắt góc giao tốt nhất là 90". Khi định tuyến đường phải xác định đầy đủ các điểm khống chế cả mặt bằng và cao độ. Tại các đưởng ven sông, hồ cần chú ý cao độ nền đường phải trên cốt ngập lụt 0,5m 18 và cao hơn mực nước thiết kế cao nhất. Đường ven biển phải chú ý chiều cao sóng và thủy triều. Đường vào ra cầu chú ý quan hệ giữa đường và cầu về độ cao của cầu. Đường trong đô thị chú ý cao độ của các cồng trình hai bên đường. 4) Bố trí hợp lý đường thẳng, đường vòng và cách nối chúng. Tuyến đường phải đảm bảo xe chạy êm thuận, ít phải thay đổi tốc độ, nếu cần thay đổi thì thay đổi một cách từ từ. Về mặt bình đồ, ảnh hưởng xe chạy chủ yếu là chỗ đường giao nhau và đường vòng. Trong đường đô thị, không tránh khỏi các chỗ đường giao nhau. Nên tận dụng chỗ đường giao nhau để xe chạy giảm số lượng đường vòng. Khi góc ngoặt tại chỗ đường giao nhau không lớn (khoảng 3 - 5°) thì không cần phải thiết kế đường vòng. Đoạn đường giữa hai chỗ đường giao nhau cần thẳng và tương đối dài. Trường hợp phải bố trí đường vòng, thì đường vòng nên có bán kính lớn (lớn hơn bán kính tối thiểu để không phải thiết kế siêu cao). Trong trường hợp bắt buộc phải thiết kế siêu cao, thì cần phải bố trí đoạn nối siêu cao, đoạn mở rộng đường hoặc đường cong chuyển tiếp. Đường cong chuyển tiếp có thể bố trí trùng đoạn nối siêu cao cho đơn giản. 5) M ột số yếu tố khác cần xem xét khi định tuyến - Đường có lượng giao thông lớn như đường cấp I, II các đường chính đô thị nên bố trí tuyến thẳng, ngắn. Cần tận dụng các điều kiện tự nhiên thuận lợi (địa hlnh, địa chất, thuỷ văn...) để làm tuyến đường. - Khi chọn hướng tuyến, cần chú ý ảnh hưởng của hướng gió, hướng mật trời và điều kiện chiếu sáng... - Cần tạo mọi điều kiện thuận lợi cho giao thông an toàn, thuận tiện, chú ý trồng cây, thảm cỏ, tổ chức tiêu thoát nước, bố trí công trình ngầm; - Tạo điều kiện thuận lợi cho sự định hướng phát triển của đô thị trong tương lai. 1.3.2.2. Định tuyến đường trên thực địa (cắm tuyến) Cắm tuyến tức là định tuyến tại thực địa: trên cơ sở đã định tuyến trên bản đồ. Công tác cắm tuyến tiến hành đồng thời với công tác đo đạc (hướng tuyến chiều dài, độ cao, góc ngoặt, bề rộng đường, góc phương vị)... Công tác cắm tuyến có thể tiến hành theo ba phương pháp sau: phương pháp đồ giải, phương pháp tọa độ (phương pháp giải tích) và phương pháp hỗn hợp. 1. Phương pháp đồ giải Khi cắm tuyến định vị trí tim đường tại thực địa, có thể dựa vào mối quan hệ giữa tim của đường thiết kế với địa hình, địa vật gần đó như: cột điện, gốc cây, góc nhà, có nghĩa là dựa vào địa hình, địa vật định vị trí tim đường tại thực địa; đóng cọc, rồi tiến 19 hành đo đạc. Phương pháp này được dùng tương đối phổ biến. Đặc biệt ở nhưng khu vực ít chướng ngại vật hoặc khi tuyến đường không đòi hỏi độ chính xác. ơ) C ắ m tuyên trên đường th ẳng: Dùng thước đo tỷ lệ đo khoảng cách giữa các điểm trên tim đường với các địa vật có trên bản đồ như góc nhà, mép nhà kéo dài, đo ngay trên bản đồ, xác định được các vị trí các điểm trên tim đường, như vị trí các điểm 1, 2, 3, 4 (hình 1.10). Sau đó dùng thước đo xác định các điểm đó trên thực địa, dùng cọc tiêu cắm trên tim đường để kiểm tra và điều chỉnh cho đường thẳng. ° r ! Hình 1.10: cắ m tuyến dường thẳng trên thực địa (đơn vị tính là III) b) Xác đ ịn h vị trí đ iểm giao: Để xác định điểm giao Đ, có thể đóng cọc tiêu cắm tại các điểm 1, 2 và 3, 4 để ngắm định vị điểm giao (hình 1.11). Hình 1.11: Xác định vị trí điểm giao nhau trân thực dịu c) Đ á n h s ố các cọc: Các cọc đóng tại các vị trí tim đường thường được đánh số từ đông sang tây hoặc từ bắc xuống nam. Khi đo đạc cần vẽ vị trí các cọc theo sơ đồ đe tiện viêc tìm kiếm. 20 Hình 1.12: Bản vẽ sơ đồ các cọc Khoảng cách các cọc thường là 20m trong nội thị, 50m ở vùng ngoại ô. Nếu địa hình bằng phẳng, khoảng cách các cọc có thể lấy lớn hơn. Trong trường hợp gặp địa hình phức tạp như gặp sông, đường sắt, đường bộ... cần phải đóng cọc phụ. Khi đường qua sông, cầu phải đo mặt cắt lòrg sông, cọc tim thường cách nhau 5 - lOm. Chiều đài đo được ớ thực địa và trên bản đồ phải thống nhất. Tại các điểm quan trọng (điểm tiếp đầu, điểm tiếp cuối, điểm ngoặt của tuyến đường, điểm giao với các đường khác cần đóng cọc to và cỏ' định bằng cách đo khoảng cách tới các địa vật gần đó, cần vẽ sơ đồ vị trí (hình 1.12) để dễ tìm. cl) K iểm tra tuyến dường đ ã cắm : Sau khi cắm tuyến xong cần kiểm tra xem có phù hợp với các điểm, các đoạn khống chế do người thiết kế định ra không; nếu không, cán điều chỉnh cho phù hợp. đ) K iểm tra tuyển đường theo bản thiết kế: Nối một số điểm giao của tuyến đường với điểm khống chế trên bản thiết kế quy hoạch chi tiết. Đo khoảng cách và các góc phương vị của một số đoạn nối đó có thể biết vị trí tuyến đường đã cắm có phù hợp không. Cũng có thể dựa vào toạ độ của các điểm khống chế trên bản đồ quy hoạch chi tiết xác định toạ độ của các điểm giao của tuyến đường, như vậy có thể xác định một cách chính xác vị trí tuyến đường trong đô thị. e) C ắ m tuyến trên đường cong bằng: Dùng máy đo góc ngoặt a tại các điểm giao (đỉnh đường cong bằng), chọn bán kính đường cong, tâm dường cong. Tính toán và xác định các giá trị chiều dài đường cong K, tiếp tuyến T, phân cự p rồi định vị trên thực địa (hình 1.13). g) C ố định tuyến đường: Từ lúc khảo sát đo đạc đến khi thi công ị , ////////////// Hình 1.13: C ố đinh vị trí cọc 21 thường cách nhau một thời gian dài. Trong thời gian đó các cọc có thể bị mất. Để dễ dàng khôi phục khi thi công, tại các điểm tiếp đầu, tiếp cuối, đỉnh đường cong cần đóng các cọc cố định và đánh dấu liên hệ các cọc này với địa hình, địa vật xung quanh để tiện cho việc tìm kiếm. 2. Phương pháp tọa độ (phương pháp giải tích) Sau khi định tuyến trên trên bản đồ, xác định toạ độ các điểm giao và các điểm đặc biệt của tuyến đường sau đó dựa vào toạ độ đó cắm tuyến (định tuyến trên thực địa). Phương pháp cắm tuyến này có thể đạt được độ chính xác cao khi đo đạc bằng m áy toàn đạc điện tử với độ sai số rất nhỏ, có thể áp dụng được trong mọi điều kiện địa hình phức tạp, nơi có nhiều chướng ngại vật, cản trở tầm nhìn. H ìn h 1.14: c ắ m tuyến theo pliương pháp tọa độ a) Lập đường truyền gần tuyến đường (hình 1.14). b) Dùng phương pháp đồ giải xác đinh tại thực đia các điểm đầu, điểm cuối từng đoạn của tuyến đường. c) Dựa vào đường truyền, tính toạ độ các điểm đặc trưng, góc phương vị, chiều dài các đoạn đường của tuyến thiết kế. d) Dựa vào góc phương vị của các tuyến đường cắt qua tuyến thiết k ế tính trị số các góc giao. đ) Tính toán tọa độ và xác định các điểm trung gian tại thực địa. e) Đánh số các cọc. g) Kiểm tra độ chính xác các điểm trên thực địa xem có đạt yêu cầu chưa, nếu chưa cần xác định lại. 3. Phương pháp hỗn hợp Khi cắm tuyến có thể kết hợp đồng thời cả hai phương pháp trên và tận dụng các ưu điểm của tùmg phương pháp để áp dụng. Phương pháp tọa độ với sự hỗ trợ của các máy đo đạc cho kết quả khá chính xác. Đặc biệt trong điều kiện địa hình có nhiều vật cản trở, 22 phương pháp này phát huy được hiệu quả công việc nhưng khối lượng tính toán tương đối lớn và cần có hệ thống tọa độ của khu vực hoàn chỉnh (bản đồ quy hoạch chi tiết của đô thị, có tọa độ gốc của khu vực hoặc tọa độ gốc của quốc gia JPS...). Tuy vậy trong quá trình cắm tuyến ta có thể phân chia từng đoạn độc lập để tiến hành công việc, và tùy từng đoạn áp dụng các phương pháp cho phù hợp. Đối với địa hình đơn giản có thể dùng phương pháp đồ giải, còn địa hình phức tạp có nhiều vật cản có thể dùng phương pháp tọa độ để cắm tuyến. 1.4. CÔ NG TÁC VẬN CH U Y ỂN VÀ LựA CHỌN PHUƠNG TIỆN VẬN CHUYÊN 1.4.1. Ý nghĩa của công tác vận chuyển trong công tác thi công xây láp Trong xây dựng các công trình, vật tư sử dụng khối ỉượng lớn và nhiều chủng loại khác nhau được vận chuyển từ nơi khai thác, các cơ sở sản xuất đến nơi thi công. Trong công tác vận chuyển, nhân lực và phương tiện tập trung khá cao, giá thành vận chuyển chiếm tỉ lệ đáng kể trong giá thành xây dựng công trình. Do việc vận chuyển hợp lý, khoa học, lựa chọn phương tiện vận chuyển phù hợp, tận dụng khả năng vận chuyển của xe có một ý nghĩa rất lớn; nó quyết định trực tiếp đến việc hoàn thành công trình đúng kế hoạch xây dựng đã vạch ra, hạ giá thành và đảm bảo chất lương công trình. 1.4.2. Phân loại vận chuyển Có hai loại vận chuyển 'V ậ n chuyển ngang. - Vận chuyển lên cao. Ở đây ta chủ yếu xét về các phương tiệm vận chuyển ngang. 1.4.3. Các phương tiện vận chuyển Căn cứ vào các tài liệu tổng kết ta thấy trên các công trường xây dựng, chi phí vể vận chuyển chiếm khoảng 10% - 15% giá thành xây dựng công trình. Lực lượng vận chuyển chiếm khoảng 30% tổng số lao động sử dụng cho công trường. Hình thức vận chuyển được quyết định bằng nhiều yếu tố. Trước hết phải đảm bảo cung cấp vật tư, vật liệu theo yêu cầu của kế hoạch thi công. Ngoài ra còn phải chú ý đến điều kiện địa phương và tình hình thực tế của công trình. Nói chung hình thức vận chuyển quyết định bởi: - Khoảng cách vận chuyển. - Thời gian vận chuyển. - Tính chất vật liệu. - Khối lượng cần vận chuyển. 23 Trong các phương tiện vận chuyển ngang người ta có thể sử dụng các loại như: xe cút kít, xe cải tiến, xe súc vật kéo, các loại ôtô, máy kéo, goòng và tàu hoả. a) Xe cút kít - cấu tạo xe có thùng chứa bằng gỗ hoặc tôn đằng trước có một bánh bằng gỗ hoặc sắt đường kính 300 H- 400m m , thể tích vào khoảng 0,05 -ỉ- 0,15 m \ Nếu xe có thùng bằng tôn dày l,5m m , thể tích 0,075m 3 có khung xe và càng xe bằng thép hàn. Xe cút kít có thể chở nặng lOOkg, lực đẩy xe khoảng 15kg. Để giảm lực cản trong vận chuyển người ta thường lát đường cho xe đi bằng các tấm ván dày 3cm, rộng 20cm cho xe chạy. Xe có một bánh nên có thể đi vào chỗ đường hẹp, đường ngoặt và có thể đẩy lên độ dốc 10%. Khoảng cách vận chuyển hợp lý cho xe cút kít là từ 50 + 70m và dùng để vận chuyển vật liệu rời rạc như: cát, sỏi, gạch, đá, vữa bê tông, v ữ a ,... b) Xe ôtô - là phương tiện vận chuyển thông dụng trên các công trường xây dựng khi khoảng cách vận chuyển lớn hơn 5km. Tuỳ theo loại vật liệu mà sử dụng loại xe cho thích hợp. Thuận tiện nhất là ôtô tự đổ có thùng đổ bên hoặc đổ sau. Vật liệu đổ ra từ thùng xe rất nhanh. Loại xe này để trở các vật liệu rời rạc như cát, sỏi, đá, đất, bêtõng tấm, vữa bê tông. Còn loại xe không tự đổ dùng trong việc vận chuyển kính, cấu kiện bêtông và bêtông cốt thép, các loại dụng cụ. Ngoài ra người ta còn chế tạo những rơmoóc kéo bằng ôtô hoặc máy kéo. Rơmoóc có thùng tự đổ thuận tiện cho việc vận chuyển. Rơmoóc kéo có thể chở 30 -ỉ- 40 tấn. Dùng để chở cấu kiện dài có thể sử dụng các xe vận tải chuyên dụng trong xây dựng có trọng tải 1,5 -ỉ- 14 tấn. c) Máy kéo - được sử dụng trong các công trình dùng để vận chuyển. M áy kéo sức chở lớn có thể chạy trên địa hình gồ ghề, không cần làm đường, tốc độ của máy kéo khồng lớn lắm 15 -r 20km/h. M áy kéo bánh xích có thể chạy trên địa hình lầy lội vì áp suất của nó tác dụng lên mặt đường khoảng 0,20 -ỉ- 0,60 kG /cm 2. Xích của máy kéo có khả năng bám vào đất, tạo sức kéo lớn nên có thể kéo theo rơmoóc. Máy kéo rất thích hợp cho việc vận chuyển phục vụ xây dựng theo phương pháp lắp ghép trực tiếp từ xe vận chuyển không qua bốc xếp trung gian. Nhược điểm của máy kéo so với ôtô vận chuyển là tốc độ của nó chậm hơn. d) Vận chuyển bằng đường sắt. Đường sắt có 3 loại: - Loại rộng 1435mm - Loại hẹp lOOOmm - Đường goòng khổ 600 và 760mm 24 Đối với công trường lớn, khối lượng vận chuyển nhiều hoặc những công trường gần đường sắt người ta thường sử dụng phương tiện vận chuyển như: goòng, toa tầu kéo bằng đầu máy hơi nước, đầu máy điezel hoặc điện. + Xe goòng loại xe có thùng chữ V tự đổ. Đây là loại xe chạy trên đường sắt có thể đổ sang hai bên, nó thường được dùng để vận chuyển vật liệu rời vì khi đổ ra rất nhanh và tiện. Loại xe này chạy trên đường sắt rộng 600mm. Loại goòng mặt bằng phẳng dùng để vận chuyển kết cấu lớn, độ dốc của đường ray tối đa 4%. Nếu xe goòng đẩy tay thì quãng đường vận chuyển không lớn hơn 500m. Còn đầu máy hơi nước, điezel, điện thì cụ li vận chuyển lớn hơn 500m. + Toa tàu cấu tạo có nắp ở đáy hai thành nghiêng hình phễu có cửa lật để dỡ hàng. Sức chở của toa từ 10 -í- 60 tấn. 1.4.4. Đ ường vận chuyển Xác định tuyến đường tạm vận chuyển phục vụ quá trình thi công có ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ và mặt bằng xây dựng công trình. Thông thường người ta sử dụng bằng cách lợi dụng tuyến đường vận chuyển chính của công trình để vận chuyển vật liệu. Mặt khác để giảm bớt phí tổn xảy dựng người ỉa thường bỗ trí đường vận chuyển tạm trùng với đường vận chuyển chính thức sau này. Việc bố trí đường vận chuyển chính, phụ thuộc các yếu tố sau: - Có tuyến dỡ hàng dài nhất, nghĩa là dọc đường vận chuyển cung cấp được vật liệu cho nhiều nơi cần dùng. - Không làm trở ngại việc thi công. • - Lợi dụng tốt địa hình, địa chất của công trường. - Đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật về quy phạm xây dựng đường vận chuyển. Tuỳ theo phương tiện mà xây dựng đường vận chuyển cho phù hợp. - Giá thành xây dựng phải rẻ, điều kiện đi lại của xe thuận tiện, không bị tắc nghẽn giao thông. - Tránh các đường giao thông chéo nhau dễ gây tai nạn. Tốt nhất là bố trí được đường một chiều. - Phải chọn tuyến ngắn nhất để đật đường. - ở những chỗ đường vòng phải mở rộng mặt đường thêm từ 1 3m và có độ dốc ngang từ 0,03 đến 0,06 (3% -7- 6%) về phía bụng đường cong để xe quay ổn định. - Đường ốtô phải thoát nước, vì vậy hai bên rìa đường phải có rãnh thoát nước, mặt khác mặt đường và nền đường cũng dốc về phía rãnh. 25 Đường vận chuyển gồm các loại: đường ôtô, đường sắt,. .. Đường ôtô có nhiều loại: đường đất, đường đá dăm, đường bê tông, đường lát bằng các tấm đan bêtông cốt thép đúc sẩn. a ) Đ ư ờng đ ấ t: Là loại đường tạm chỉ dùng trong m ùa khô (hình 1.15). Đất nền đường phải tốt, thường dùng dất nhóm m trở lên. Hình 1.15: Đường vận chuyển là đường đất đắp Sau khi làm đường, phần nền được san phẳng, dùng xe lu 2 -í- 6 tấn lèn chặt. Nếu nền đường là nền đất đắp thì phải để một thời gian cho lún rồi mới dùng lu lèn chặt để sử dụng. Để đảm bảo chất lượng sử dụng của đường, trên mặt có thể rải một lớp đất cấp phối có thành phần như sau: 6 f 14% đất dính, 70 -ỉ- 75% cát còn lại là sỏi sạn. b) Đ ư ờng đ á d ă m : Chất lượng tốt hơn đường đất, được sử dụng rộng rãi trên các công trường xây dựng đường đá dăm có thể sử dụng quanh năm. Nếu đất sau khi đã được lu lèn kĩ rải một lớp đá dăm dày từ 10 -H 20cm. Rải hai lần mỗi lần cho xe lu [ăn 0 4-7 lần/chỗ. Trên mặt rải một lớp cấp phối gồm: đá vụn, cát, đất sét có tưới nước cho đạt độ dẻo thích hợp. Ngoài ra có thể phủ một lớp cát to hoặc sỏi sạn dày 0,5 H- lcm để quá trình xe đi lấp vào lỗ rỗng (hình 1.16). Hình 1.16: Cẩu tạo dường vận chuyển bằng dá dăm 26 c) Đ ư ờng bêtông: Trên nền đường đất đá đầm chặt rải một lóp cát đệm sau đó lớp trên dải một lớp bêtông dày 20cm khi rải bêtông phải chia ô; giữa các ồ để khe co dãn ngang, dọc. Loại đường này chất lượng tốt song giá thành xây dựng cao (hình 11.7). Lớp đất cỏ xanh Rãnh xương cá \ 2m i=1,5% ^ ___ i=1,5-2% Lớp bê tông J V%llịllUJu2ịUlLUUiLLLùù- ■sumụ Lớp cất |ót ^ N é n đất đắm chặt H ìn h 1.17: Cấu tạo đường vận chuyển bằng bê tông Đường lát bằng tấm đan bêtông cốt thép đúc sẵn, loại đường này được sử dụng ở các công trường xây dựng lớn. Mặt đường lát bằng tấm đan bêtông cốt thép có kích thước 3x lm dày 12 4- 15cm cho loại ôtô tải trọng lớn đến 10T và dày 18 -r 20cm cho ôtô có tải trọng tới 25T. Loại đường này sử dụng tiện lợi, khi công trình xây dựng xong có thể tháo dỡ để sử dụng cho nơi khác. d) Đường sắt: Cố 3 loại khổ đưồng: đưởng khổ 1435mm, đường khổ lOOOmm và đường goòng 600mm -4- 700mm. Sử dụng vận chuyển đường sắt được tiến hành ở các công trình lớn và gần hộ thống đường sắt có sẩn. Vật liệu được chuyển thẳng đến công trường không qua khâu trung gian. Vận chuyển đường sắt nhanh, nhiều và giá thành rẻ nhưng giá thành đầu tư công trình cao. Vận chuyển trong nội bộ công trường thì thường sử dụng đường goòng 600mm vì yêu cầu nến đường hẹp, bán kính cong nhỏ, chi phí làm đường và khai thác đường nhỏ. Thiết kế đường goòng theo sô' liệu sau: a) Bán kính đường vòng nhỏ nhất: - Đoàn xe kéo bằng đầu máy hơi nước R = 15m - Đoàn xe kéo bằng đầu máy diezel R = 30m ' - Đoàn xe kéo bằng súc vật hoặc đẩy tay R = lOm - Xe goòng có thùng lật R = 7m b) Độ dốc cho phép của đường goòng i < 0,03 -r 0,04. Đường ray có thể liên kết với tà vẹt bằng bu lõng dễ tháo dỡ để di chuyển đi nơi 600-750mm Đơởng ray Tà vẹt gỗ (bê tống) Nén đường đẩm chặt khác (hình 1.18). Hình 1.18: Đường vận chuyển bằng đường sắt 27 1.4.5. Tính toán vận chuyển a) Tính lực cản và sức chở khi vận chuyển bằng ôtô + Công thức tính tổng lực cản (kg): w = (P + Q)(W0 + Wj) (1-9) + Công thức tính sức chở của ôtô: Q = ----- ^ --------p (1-10) (W0 + W ,) N Tk = 270ti^ - Trong đó: Tk - lực kéo của xe (kg); N - công suất máy; V - vận tốc xe (km/giờ); TỊ = 0,80 -ỉ- 0,85 (hiệu suất chuyển động); Q - trọng lượng hàng hoá vận chuyển (T); p - trọng lượng bản thân của ôtô (T); w 0 - lực cản đon vị khi xe chạy trên đường bằng (kg/T); Wj - lực cản đơn vị do độ dốc mặt đường (kg/T) (bảng 1.3): W; = 1000Ĩ i - độ dốc mật đường tính bằng % 0. (ví dụ: i = 0,002; i = 0,005...). Bảng 1-3: Lực cản đơn vị do độ dốc mật đường Loại đường w 0 của ôtô và ôtô rơ mooc Đường nhựa 20 Đường đá trơn 40 Đường đá mịn, đá dăm 80 Đường đất chất lượng kém 150 Đường đất cứng 200 Đường đất xốp 300 b) Tính năng suất tải của xe: + Thời gian một chu kì công tác gồm các bước: 28 Xếp hàng hoá lên xe, vận chuyển đến địa điểm, bốc dỡ hàng và quay xe trở lại vị trí lấy hàng được thể hiện bằng công thức: L L Tc - tx + td+ — + — + lqc đ V Trong đó: tx - thời gian xếp hàng lên xe (phút); td - thời gian dỡ hàng khỏi xe (phút); v đ - tốc độ xe chạy đi (km/phút) (có tải); Vv - tốc độ xe chạy về (km/phút) (không tải); L - chiều dài quãng đường vận chuyển (km); t . - thời gian quay xe và chờ đợi. Khi tính toán ta thường lấy tốc độ trung bình (km/phút) xác định bằng công thức: L _ v„ Vy ( 1- 12) VIb 2 (1-13) (1-14) (1-15) Trong đó: N - năng suất xe vận chuyển trong một kíp (T/kíp); T - thời gian công tác mỗi kíp (giờ); q I - sức chở cúa xe (T); K, - hệ số sử dụng thời gian (Kt = 0,8 -4- 0,95); Kc - hệ số sử dụng sức chở của xe (Kc = 0,8 ~ 0,9). c) Tính số lượng xe vận chuyển: Muốn tính số lượng xe vận chuyển thì phải đảm bảo các yêu cầu sau: 29 - Bảo đảm số lượng hàng vận chuyển; - Bảo đảm cho xe và các phương tiện phục vụ làm việc liên tục. + Với yêu cầu hoàn thành số lượng hàng vận chuyển ta có thể tính số xe theo công thức sau: (1-16) X - số xe cần thiết để vận chuyển; Q - sô' hàng cần vận chuyển trong một kíp, (T/kíp); N - năng xuất của mỗi xe, toa xe hoặc rơmoóc trong mỗi kíp, (T/kíp). Điều kiện thiết lập quan hệ: + Với yêu cầu đảm bảo xe và các phương tiện phục vụ làm việc liên tục thì thời gian cần thiết để cho một xe chuyển hàng đến địa điểm, dỡ xong hàng và quay về phải bằng thời gian xếp hàng hoá lên xe cho tổng số xe tham gia vận chuyển trừ đi một chiếc. Gọi Xo ỉà tổng số xe tham gia vận chuyển, ta tính được: (1-17) (1-18) Mặt khác ta lại có (theo 1-14): Tc - ( — + tx + td + tqc) (1-19) Do đó: ( 1-20) Nếu dùng xe ôtô vận chuyển thì: ( 1-2 1 ) Thay vào (1-15) có: ( 1-2 2 ) hay: Q X(1-23) X Từ công thức này ta có thể tính được sức chở của xe (tính bằng tấn) để lựa chọn xe có sức chở phù hợp: 30 q, = -----^ ----- (1-24) (60T.Ktg.Kc) Trong đó: Klg - hệ số sử dụng thời gian; Kc - hệ sô' lợi dụng sức chở của xe. Ví dụ tính toán: Một cơ sở cần cung cấp mỗi ca (8 giờ) 100T sỏi để sản xuất cấu kiện bêtông và bêtông cốt thép. Khoảng cách từ nhà máy đến bãi lấy sỏi là 5km. Độ dốc mặt đường là i = 0,05 loại đường đất mịn. Dùng ôtô tự đổ kiểu KAZ - 600 vận chuyển, biết rằng: - Sức chở của xe chạy trên đường đất là 3T - Trọng lượng bản thân ôtô p = 4,525T - Dung tích thùng xe V = 2,401^ - Tốc độ trung binh của xe Vtb = 20km/h - Hệ số sử dụng thời gian Ktg = 0,9 - Hệ sô' sử dụng sức chở của xe Kc = 0,85 - Thời gian bốc sỏi lên xe tx = 12 phút - Thời gian dỡ mỗi xe td = 1 phút - Thời gian quay xe và chờ đợi tqc = 2 phút Yêu cầu: - Kiểm tra sức chở của xe. - Tính sô lượng xe cần thiết. - Kiểm tra khả năng chứa của thùng xe. Bài giải 1) Tính thời gian hoàn thành một chu kỳ vận chuyển của xe ôtô: 2L Tc = tx + td + ~ + tqc (phút) tb Tc = 12 + 1 + — X--° + 2 = 45 (phút) 20 F 2) Kiểm tra sức chở của xe: q - Q - V - 100*12 = 2 9 8 T 1 (60T.K,g.Kt ) (6 0 x 8 x 0 ,9 x 0 ,8 5 ) 2,98T < 3T (đạt yêu cầu) 31 3) Tính năng suất của 1 xe (sau một kíp làm việc): M _ 60T V V N = ^ q i - K t.Kc N = ^ ^ x 3 , 0x0,9x0,85 = 27,06 T/kíp 4) Số lượng xe cần thiết: X = Xo > ^ = 3,65 xe N 27,06 Ta chọn 4 xe 5) Kiểm tra sức chở của thùng xe: Q H = Q - Sức chở của xe lợi dụng được: Q| = QH xKc Q | = 3,00x0,85 = 2,55 T - Lấy dung trọng của sỏi Yo = 1,65 T/m 3 Thể tích chở thực tế của thùng xe là: w _ Q. _ 2’55 Yo l-65 = l,7 m 3 < V = 2,4nv Như vậy thể tích thùng xe đảm bảo yêu cầu 6) Sơ đồ vận chuyển của đoàn xe (hoặc 1 xe) H ình 1.19: Sơ đồ di chuyển cùa xe vận chuyển a) Cách xây dựng biểu đồ di chuyển của nhiều xe cùng làm việc tiên tuyến đường. Để nắm được hoạt động của nhiều đoàn xe hoặc nhiều chiếc xe cùng làm việc trong một tuyến đường và bố trí những chỗ tránh nhau, ta có thể vẽ biểu đồ di chuyển của chúng (hình 1.19) như sau: 32 - Trên trục toạ độ vuông góc ta chọn trục hoành biểu diễn thời gian hoạt động của đoàn xe hoặc chiếc xe (phút). Trục tung biểu diễn khoảng cách vận chuyển. - Dùng đường biểu diễn kí hiệu khác nhau để phản ánh tình hình làm việc của từng đoàn xe (hoặc chiếc xe). Giao điểm của hai đường xiên là nơi gặp nhau của hai đoàn xe đi và về. Đối với vận chuyển bằng tàu hoả, bằng gòng thì tại vị trí gặp nhau của 2 xe phải đặt thêm đường tránh đê khi tránh nhau xe không (về) dừng lại, còn xe chở hàng (đi) vẫn chạy. Đường vận chuyển bằng ôtô thì vẽ thẳng không cần làm trạm tránh nhau. Nhìn trên biểu đồ ta thấy: đường biểu diễn dốc thì tốc độ xe càng lớn b) Thí dụ: Biểu đồ đường vận chuyển 4 xe ôtô chở vật liệu cùng làm việc trên một tuyến đường (hình 1.20) Số trạm tránh nhau ở giữa đường và số đoạn đường trong cả khoảng cách vận chuyển phụ thuộc vào số lượng đoàn xe (hoặc sô' lượng xe) cùng hoạt động trên tuyến đường (hình 1-21). Thời gian hoạỉ động của xe [Phút] H ình 1.20: Sơ đồ hoạt động của nhiêu xe vận chuyển Gọi: T - số trạm tránh nhau giữa đường. N ’ - số đoàn xe (hoặc số xe) tham gia vận chuyển, m - số đoạn đường trong cả khoảng cách vận chuyển Ta có công thức tính toán như sau: T = N ’ + 2 m = T + 1 = (N ’ - 2) + 1 => m = N’ - 1 (1-25) (1-26) 33 Hình 1.21: Biểu đồ vận chuyển của 4 đoàn xe goòng cùng hoạt động trên một tuyến c) Tính giá thành vận chuyển Để xét điều kiện kinh tế trong công tác vận chuyển ta phải xét giá thành vận chuyển tính theo giá thành 1 tấn/km vận chuyển. Trong vận chuyển bằng ô tô và xe hoả giá 1 tấn/km là GTâ-n/km tính toán như sau: ^Tấn/km = ~Q (1 -2 7 ) Trong đó: C - giá khai thác phương tiện vận chuyển trong 1 ngày (đồng); Q - khối lượng hàng hoá lưu thông trên đường đó trong 1 ngày (tấn). Giá thành khai thác phương tiện vận chuyển trong 1 ngày tính như sau: C = § + H + P (1-28) T Trong đó: E - chi phí về việc làm đường (đồng); T - thời gian khai thác đoạn đường đó (ngày); H - chi phí về việc khai thác hàng ngày (đồng); p - chi phí về việc bốc xếp xe tải hàng ngày (đồng). 34 Chương 2 CÔNG TÁC ĐẤT 2.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÔNG TÁC ĐẤT Muốn xây dựng công trình trước hết phải làm công tác đất như: san mặt bằng, đào móng, đắp nền, đắp đường.., Tuỳ theo công trình mà khối lượng cống tác đất nhiều ít khác nhau. Khối lượng công tác đất tương đối lớn: công việc làm đất nặng nhọc cho nên người ta không ngừng cải tiến phương pháp thi công để tăng năng suất thi công và giảm dần sức lao động của con người. Biện pháp thi công cơ giới càng ngày càng được áp dụng trong công tác đất là nhằm mục đích trên. Tỷ lệ bình quân sử dụng biện pháp thi công cơ giới chiếm khoảng 70%-80% (cống trình lởn). Vì vậy việc tổ chức và sử dụng hợp lý các công cụ và phương tiện máy móc làm đất đê’ nâng cao năng suất lao động, hạ giá thành và đảm bảo chất lượng công trình là việc hết sức cần thiết và nghiêm túc. 2.2. CÁC DẠNG CÔNG TRÌNH BẰNG ĐẤT v à c ô n g t á c t h i c ô n g c á c CÔNG TRÌNH BẰNG ĐẤT 1. C ác công trình bằng đất chia làm 2 loại - Loại vĩnh cửu gồm các công trình: nền đường bộ, nền đường đắp, đập đất, kênh đào, dê điều.. - Loại tạm thời: chỉ phục vụ trong thời gian thi công ví dụ: đường tạm, rãnh đặt đường óng, hố móng.. Trong đó có thể chia công trình làm đất thành: - Loại chạy dài: nền đường, kênh mương, đê... - Loại tập trung: móng nhà, tường chắn... 2. C ác d ạ n g thi công công trìn h đất Tiến hành như sau: - Đào: đào hố móng, đào đường hầm, kênh, mương... 35 - Đắp: nền, đắp đập, đường... - San: san mặt bằng, san nền đường, san đắp đất... - Bóc: lớp đất thực vật, bề mặt đất hữu cơ... - Lấp: hô' móng, lấp rãnh, lấp ao hồ, kênh, sông... - Đầm: đầm đất mới đắp, đầm chống thấm... 2.3. PHÂN LOẠI ĐẤT TRONG THI CÔNG Có 2 cách phân loại: - Phân loại đất theo thi công thủ công: 9 cấp (bảng 2-1) - Phân loại đất theo thi công bằng máy: 4 cấp (bảng 2-2) Bảng 2-1: Bảng phân cấp đất theo thi công thủ công Cấp đất Tên đất I Đất cát, phù sa đất trồng trọt, đất đào để đống chưa đẩm nén II Đất pha sét lẫn cát, đất cát lẫn sỏi vụn. xỉ mùn, đất dổ đống bị nén sơ bộ III Đất cát pha sét, đất sét mềm Đất cát lẫn sỏi đá, gạch vụn IV Đất thịt, đất gan gà mềm Đất sét lẫn sỏi vụn mùn rác 10-25% Đất cát lẫn sỏi, gạch vụn gốc cây từ 25-50% V Đất gan gà cứng, đất thịt cứng, đất lẫn sỏi, đá gạch vụn trên 50% Đất cao lanh trắng, đất đỏ đổi núi VI Đất sét, đất thịt cứng lẫn sỏi, mảnh sành, rễ cây từ 25-50% Đất mật đường lẫn đá, gạch vụn dày 10-20cm Đất đỏ đồi núi hoặc đất cao lanh trắng lẫn 10% sỏi Đất phong hoá già, còn nguyên tảng cuốc vỡ ra từng mảng nhỏ VII Đất sét, đất đá ong sỏi nhỏ trên 50% Đất mặt đường nhựa có đá dăm dày 10-20cm Đất mặt đường sỏi đá dày > 20cm VIII Đất đồi núi, đất sỏi ít, đất nhiều sỏi, đất rắn (50% lẫn đá vụn) Đất lẫn mặt đường nhựa có đá dăm dày > 20cm Đất lẫn sỏi dày > 30cm IX Đá phong hoá còn cứng phải dùng 36 2.4. NHŨNG TÍNH CHẤT c ơ BẢN CỦA ĐẤT c ó l iê n q u a n đ ế n q u á t r ì n h THI CÔNG Những tính chất cơ bản của đất gồm: độ đặc chắc, độ chống cắt (trượt), độ tơi, độ lèn chặt, độ ẩm, độ ngậm nước, độ thấm nước, khả năng chống xói mòn... là những yếu tố ảnh hướng trực tiếp đến kỹ thuật thi công các công trình làm đất. Năng suất lao động của thú công và máy móc cũng phụ thuộc vào tính chất của đất. - Đát ớ nguyên vị tri của nó trong vỏ trái đất gọi là "đất nguyên thể". - Đất được đào lên thường chiếm một khối lượng lớn hơn gọi là "đất tơi xốp". 2.4.1. Độ tơi xốp Giả sử ta đào một thể tích V| đất nguyên thể, sau khi đào ta được v 9 thể tích đất tơi xốp. Sau đó la đem đầm chặt lại và xác định được thể tích v 3. Thực tế dù có đầm chặt đến đâu ta cũng khó đạt được độ đặc chắc ban đầu khi nó ở trạng thái "nguyên thể". Nghĩa là: v , < v 3< v 2 (2-1) Bẩng 2-2: Phân cấp đất theo thi công cơ giới Cấp đất Tên đất Cát sỏi cuội < 80mm Đất trồng trọt I 1 II Đất hoàng thổ có dộ ấm thiên nhiên Cát các loại ke cả cát lẫn sỏi nhỏ Cát pha sét Đất bùn khổng rẻ cây Cát sỏi cuội > 80 mm Đất sét quánh Đất trổng trọt lẫn sôi, rác xây dựng Đất sét pha cát, lần sỏi Đất hùn có rề cây j 1 Đất sét có lẩn sỏi cuội 1 III IV Đất sét nặng chắc Rác xây dựng dính kết lại Thạch cao mềm Đất sét rán Đất hoàn" thố rán chác Các loại dất đá làm tơi V-IX ---- --- -------------Các loạidá 37 Người ta phân ra 2 trạng thái tơi xốp: - Trạng thái tơi xốp ban đầu: nghĩa là đất ở trong gầu máy đào, hoặc trong xe vận chuyển. - Trạng thái tơi xốp cuối cùng: là đất ở trạng thái sau khi đã đầm. Cấp đất càng cao độ tơi xốp càng lớn (theo bảng 2-3). Bảng 2-3: Độ tơi xốp của đất Loại đất Độ tơi xốp ban đầu Độ tơi xốp cuối cùng Đất cát sỏi 8 - 15% 1 - 2,5% Đất dính I-IV 20 - 30% 3 - 4% Đất đá 30 - 45% 10-30% 2.4.2. Độ ẩm của đất Độ ẩm của đất là tỷ sô' giữa trọng lượng của nước trong đất trên trọng lượng hạt của đất tính theo phần trăm (%). Độ ẩm xác định bằng công thức: w = G ,nr G— ■ 100 = 100 (2-2 ) G kh G kh Trong đó: G ln - trọng lượng mẫu đất ớ trạng thái tự nhiên; Gkh - trọng lượng mẫu đất ở trạng thái đã sấy khỏ; Gn - trọng lượng nước trong mẫu đất. Theo độ ẩm, người ta phân loại đất thành 3 loại: - Đất khô w < 5% - Đất ẩm 5% < w < 30% - Đ ất ướt w > 30% Và còn phân ra các loại đất: - Đất hút nước: đất bùn, á sét, đất mầu. - Đất ngậm nước: đất sét, hoàng thổ. - Đất thoát nước: đất cát, sỏi, cuội. 2.4.3. K hả nãng chỏng xói lở Đó là khả năng những hạt đất không bị dòng nước chảy cuốn đi. Muốn vậy lun tốc của dòng nước chảy trên mặt đất không vượt quá trị số mà ở đấy hạt đất bắt đầu bị cuốn đi. - Cát: lưu tốc cho phép: 0,15 - 0,80m /s - Sét chắc: lưu tốc cho phép: 0,80 - l,80m /s - Đá: lưu tốc cho phép: 2,00 - 3,50m/s 38 2.4.4. Độ dốc mái đất Cấu tạo dạng đất khi đào và đắp thì phải đào đắp íheo một mái dốc nhất định. Độ dốc cùa mái đât phụ thuộc: loại đất, trạng thái ngậm nước và cụ thể phải phụ thuộc: - Góc ma sát trong của đất (ọ) - Độ dính của hạt đất (c) - Độ ẩm của đất (W) Xác định tốt độ dốc mái đất có ý nghĩa rất lớn trong thi công đảm bảo an toàn, mặt khác làm cho khối lượng đào và đắp ít nhất (hình 2.1). B ảng 2-4: Độ dốc mái H ì n h 2,1: Góc ma sát trong của đất ất của hô đào tạm thời Loại đất Chiều sâu hố đào < 3m 3 -ỉ- 6m Đất đắp, đất cát sỏi 1: 1,25 1: 1,5 Đất cát pha sét 1:0,67 1: i Đất sét pha cát 1: 1,67 1:0,75 Đất sét 1: 0.50 1:0,67 Đất rời rạc 1: 0,10 1:0,25 Đất rời 1: 0 (Vách thảng đứng) 1:0,1 Hố đào càng sâu, nền đất càng cao thì mái dốc càng ỉớn. Thường đối với công trình dất vĩnh cửu hoặc ở nơi đất xấu dễ sụt lở hoặc độ sâu hay độ cao của công trình đất lớn thì a < q> để đảm bảo an toàn khi thi công và cho công trình. Đối với công trình tạm thời ta tham khảo số liệu qua bảng (2-4). Bảng 2-5: Góc ma sát trong của đ ấ t [ Các loại đấtTrạng [hái đất Khô Â m Ucrt 035° Sòi, đá dãm •40° o Cát hạt to ? 0 ° 32° 27° Cát hạt trung :8° 35° 25° o không chênh nhau nhiều (độ <0,5m ) thì dùng công thức: B = b + m ] .h ị + m 2.h2 (2-1.^) 42 Sau khi xác định được tiết diện ngang của công trình đất chạy dài ta nhân với chiều dài công trình sẽ được khối lượng đất cần đào hoặc đắp. Nếu diện tích các mặt cắt ngang cùa công trình không bằng nhau thì ta dùng công thức tính khối lượng (Flb). V = ỈL ± fi..L = Flb.L (2-14) d) Tính khối lượng san bằng mặt đất: Có 2 trường hợp: - San bằng mặt đất theo cao trình cho trước. - San bằng mặt đất theo diều kiện cân bằng khối lượng đào đắp. Người ta ihường tính theo trường hợp đầu. Phương pháp tiến hành như sau: + Vê 1 lưới ô vuông trên bình đồ, nếu là thiết kế sơ bộ 50-100m, thiết kế kỹ thuật 10-20m (hình 2.8). Tại các góc ghi các cao trình thiên nhiên và cao trình thiết kế và vẽ đường ranh giới đào đắp (đường số 0). + Tính khối lượng đào (đắp) từng ô riêng biệt. + Tính khối lượng đất ở các mái dốc và lập bảng tổng kết khối iượng đào đắp. H ình 2.8: Tính kliói ỉượiiíỊ đất ílieo lưới ỏ vuông - Cao trình thiên nhiên tại các góc à lưới ó vuông xác định theo đường đồng mức. Theo hình 2.8b ta xét hai tam giác đồng dạng n^B h và n2ri|A. n 1 n -) ‘d - , _ / X = „ <2“15> x.(n, - n ? ) a = —L_L—11 (2.16) x.(n, - n - ,) h = n-,+a = n -,+ —— ---— (2-17) b 43 Độ cao thi công là hiệu số của cao trình thiên nhiên và cao trình thiết kế. Nếu hiệu số (+) là đào, nếu hiệu số (-) là đắp. Trong m ột ô vuông mà có các cao độ thi công khác dấu thì đường số 0 là đường nối giữa điểm có độ cao thi công bằng nhau. Khối lượng đào (hoặc đắp) của mỗi ô có các độ cao thi công cùng dấu được xác định bằng công thức: V = htb.F (2-18) Trong đó: hlb - độ cao trung bình của các góc ô; F - diện tích của ô. Ở những ỏ có độ cao thi cổng khác dấu thì xác định riêng khối lượng đào và khối lượng đắp. Ví dụ: xác định khối lượng đào đắp (hình 2.9). c c c c D Sơ đó xảc đinh khói lượng (hình lăng trụ) 44 Sơ dỏ xàc đinh khối lượng (đất hỉnh tháp) (2-19) - Khối lượng đất đào xác định theo công thức: Vđto = V2+ V J V = dào0 + + 0 a 9 + / - hc + ho 4-h} + 0 //\ . f_ . 1- . rt\ .b, +—----—— ------.l.b> 2 1 4 : = h4 + h5 ag_+/ + h5 + h , + h2 b 4 2 1 4 2 Để đơn giản cho việc tính toán ta xác định diện tích đào đất như sau: F l,5 m dùng máy xúc chuyển - Khoảng cách vận chuyển: máy ủi <100 m - Máy xúc chuyển loại dung tích 6 -ỉ- 10 thì L > 500m - Cự ly vận chuyển lớn thì dùng máy đào phối hợp với xe ô tô tự đổ. b) Điều kiện thi công bao gồm: loại đất, địa chất thuỷ văn, điểu kiện thoát nước mặt, điều kiện vận chuyển (độ dốc mặt đất, trạng thái mặt đường, địa hình, địa vật...) và điều kiện cung cấp vật liệu cho máy làm việc. Điều kiện thi cống có ảnh hưởng đến việc chọn máy, nhất là máy tính. - Thi công đất đá là sét, đất cứng có thể dùng máy đào, nếu dùng máy xúc chuyển thì phải có máy xới tơi đất trước. - Thi công đất ngập nước có thể dùng máy đào gầu dây và ô tỏ tự đổ. c) Điều kiện máy hiện có - Trong thi công chú ý giảm số loại máy khác nhau trong cùng một đội máy đê tiện việc cung cấp nhiên liệu mỡ, dầu và biện pháp bảo quản. - Có thể chọn máy sao cho khi lấp thêm thiết bị phụ là có thể làm công việc khác nhau. Ví dụ máy ủi: lắp thiết bị nhổ cây, bạt ta luy... Tất cả các công tác thi công đất. Nếu trong cùng một điều kiện thi công và thi công công trình như nhau có thể có hai, ba loại máy thi công được. Như vậy ta phải tiến hành so sánh điều kiện kinh tế và kỹ thuật để chọn máy thi công sao cho hợp lý. Chỉ tiêu kinh tế là giá thành của một đơn vị sản phẩm của từng phương án được xác định theo công thức: 52 S = I M S„ K ,+ S > S ,K 2 (đổne/mJ) Trong đó: s - giá thành đào đắp lm 3 đất; ZM .Sm - tổng tích số kíp máy và giá thành một kíp máy; Z m - tổng số cống làm bằng thủ công; st - mức lương bình quân lcông làm bằng thủ công; . K ị, K2 - hệ số gián tiếp phí khi thi công làm bằng máy và bằng thủ công (K>1). K-l+Ị 100 N - tỷ lệ %gián tiếp phí. 3.2.2. Sử dụng máy thi công Khi sử dụng máy phải tìm mọi biện pháp để nâng cao nãng suất máy ở mức cao nhất. Nãng suất máy tính theo công thức tổng quát như sau: n=i v q t Trong đó: T - thời gian làm việc trong một kíp; K, - hệ số sử dụng thời gian; Q - khối lượng công việc hoàn thành trong một chu kỳ làm việc (m2 hay m 3); T - thời gian một chu kỳ làm việc của máy là: a) Số kíp làm trong một ngày (trong điều kiện bình thường nên chọn 2 kíp) b) Sô' ngày làm việc trong một nãm. Sô' ngày này được quy định đối với từng loại máy, thời tiết khí hậu ảnh hưởng rất lớn đến sô' ngày làm việc. Trong một năm, số ngày làm việc vào mùa mưa ít hơn mùa khô. c) Số giờ làm việc trong một kíp, số giờ này biểu thị bằng hệ số sử dụng thời gian Klhj, hệ số sử dụng toàn bộ máy 1 trong 1 kíp là: K = a .K thg Klhg- hệ số sử dụng thời gian dừng máy và thời gian của máy trong một kíp; cc - hệ số sử dụng máy công suấl máy trong một kíp; Kị - hệ số, nó quyết định ớ thời gian dừng máy và thời gian máy không được sứ dụng hoàn toàn trong đó bao gồm thời gian máy đi tới địa điểm làm việc, thời gian quay về nơi đổ máy, thời gian nghỉ của công nhân lái, thời gian điều máy trong quá trình làm việc, thời gian cho dầu, mỡ vào máy... 53 Theo kinh nghiệm của Liên Xô hệ số K^g thay đổi từ 0,78 - 0,83 khi tính toán lấy Klhg = 0,8 trường hợp khi phối hợp 2 máy cùng làm việc (máy đào và ô tô vận chuyển) thì Kt bị giảm. Ta lấy như sau K thg = 0,8 X 0,8 = 0,64 a - hệ số, đối với m áy chính a = 1 còn máy phụ a <1. Nói chung việc chọn và sử dụng máy, việc tổ chức máy làm việc ở hiện trường có ảnh hưởng lớn đến năng suất làm việc của máy. 3.3. THI CÔNG ĐẤT BẰNG M ÁY MÓC 3.3.1. Thi công đất dùng máy xới Năng suất của các máy ủi, xúc chuyển.....phụ thuộc loại đất, trạng thái và tính chất của đất. Muốn nâng cao hiệu quả làm việc của các máy, khi phải thi công gặp đất cứng thì phải xới đất cho tơi trước khi các máy khác làm việc, để tiến hành xới đất, thường dùng loại máy xới kéo theo do máy kéo bánh xích kéo. Máy xới có 5 rãng có thể tháo lắp được, đất cứng dùng 3 loại răng, đất mềm dùng 5 loại răng (hình 3.1). 3 H ìn h 3.1: Thi công đất dùng máy xới. I- M áy xới; 2- Đất đ ã xới; 3- M áy kéo a) Chiểu sâu xới đất từ 0,15 - 0,50 m có thể dùng phương pháp thí nghiệm, cũng có thể dùng công thức sau: h= — ±2- (m) b.K Trong đó: h - chiều sâu xới đất (m); F - sức kéo của máy kéo (kg); f - hệ số ma sát của đất đối với đất (kg/t); g - trọng lượng của m áy xới (t); b - chiều rộng xới đất (thường là 2,5 m); K - hệ số cản của đất (kg/m 2), đối với đất sét cứng K = 8000 kG/m 2. 54 b) Nãng suất máy xới. Tính bàng công thức sau: T.h.b./.Kt. , = ĩ — / p (m V ca) ------— + t .n ỰOOOv T ro n g đó: T - số giờ làm việc ttrong một kíp (8 giờ); / - chiều dài đoạn xới (m); h - chiều sâu xới đất (m); K, - hệ số sở dụng thời gian; b - bề rộng xới đất (m) sau một lần chạy; p - hệ số giảm nãng suất do phải cạo đất ở bánh răng xới; t - thời gian một lần quay đầu; V - tốc độ m áy chạy; n - số lần xới đất. Năng suất của máy xới liên quan chặt chẽ với máy chính. Đất xới ngày nào phải dọn xong ngày đó đế tránh bị bốc hơi hoặc mưa. 3.3.2. T h i công đ ấ t bằng máy ủi a ) C ấ u tạo: M áy ủi là loại máy làm đất được sử dụng khá phổ biến trên các công trường xây dựng. Nó có thể làm việc độc lập hoặc phối hợp với các máy khác. Các công việc có thê’ thực hiện bằng máy ủi: - Đắp nền đất cao 1,0 - 1,5 m - Đào hố, rãnh, bóc lớp đất thực vật - Dồn, san vật liệu, đất đá - Lấp chỗ trũng, hố móng, mương, rãnh.... - San m ặt đất, san nền đường Ngoài ra nó có thể sửa taluy, kéo hoặc đẩy máy xúc chuyển, đầm đất sơ bộ, kéo máy sa lầy, nhổ cây ...... Máy ủi đào đất cấp I, II, III. Máy ủi có công suất từ 25 4- 100 mã lực bề rộng của lưỡi ủi có thể tới 4,5 m và có thể quay trong mặt phẳng thẳng đứng và mặt phắng nằm ngang gọi là m áy ủi vạn nãng (hình 3.2). 55 H ìn h 3.2: M áy ủi vạn năng b) C á c s ơ đ ổ là m việc củ a m á y ủi (h ìn h 3 .3 ). Lượt vé khỏng i T T T l c = m Nơi đào đất Lươt đi đào đất n 11 11 I n I I I I I I T T T T T 7 T T T \ \ v \ \d= u V Mặt bằng r n rlT 1 rỉT Nơi I I I I I I I I I I I I đổ đất H ìn h 3.3: Các sơ dồ đào đất bằng máy ủi - Sơ đồ đào thẳng về lùi Dùng sơ đồ máy này thì chiều dài công tác khoảng 10 - 50m. M áy ủi đào đất - vận chuyển và đổ đất, chạy lùi về vị trí ban đầu, dùng sơ đồ này để lấp hố, vũng, rãnh đào. - Sơ đồ đào đổ bên Máy ủi đào đất, chạy dọc đến nơi đổ đất rồi quay sang bên để đổ đất. Sau khi đổ xong chạy lùi trở về. 56 - Sơ đồ này áp dụng trong việc san đồi, làm đường lấp các vũng sâu, các rãnh đào, san bằng mặt đất khi địa điểm hẹp. - Sơ đồ đào bậc Bậc hẹp: chạy dọc theo bậc Bậc rộng: chạy ngang theo bậc Sau khi đào đất, vận chuyển san đất thì chạy lùi trở về. - Sơ đồ số tám: Áp dụng nơi đắp nằm giữa 2 nơi đào hoặc nơi đào nằm giữa nơi đắp. Sơ đồ này máy ủi chỉ tiến, không đi lùi người lái máy chóng mệt vì phải quay máy luôn, vì vậy chỉ áp dụng sơ đồ này khi quãng đường vận chuyển > 50m c) B iện p h á p đ à o đ ấ t b ằ n g m á y ủi - Đào kiểu rãnh. Máy ủi đào vận chuyển đất bằng bàn ủi nên đất bị tản sang 2 bên dễ mất đất. Muốn khắc phục hiện tượng đó người ta dùng biện pháp đào kiểu rãnh Mỗi rãnh có chiều rộmg bàng chiều rộng lưỡi ủi (hình 3.4). 31 1 máy ủi đất c) 30.50cm õ n ũ ' ,i.-ộ • b, • . o - ^ - . :ó « - o ■'.? H ình 3.4: Phương pháp đào đất tlìeo rãnh của máy ủi Chiều cao (sâu) 0,6 - l,0m . Giữa 2 rãnh là bờ đất rộng 0,4 - 0,6m. Sau khi đào rãnh xong 1 lượt thì máy ủi sẽ san bờ Chạy một góc 35 - 45° chéo khi nào đầy đất ở bàn ủi lại cho máy chạy xuống rãnh để vậm chuyên đến nơi đổ, phương pháp này thao tác khó khãn và phức tạp, khi đào phải tãng sức đẩy, khi lùi vướng bờ nên tốc độ bị chậm. - Đào xuống dốc: Đào xuống dốc tốc độ dị chuyển của máy ủi tăng lên, lực đẩy tăng, sức cản di chuyển giầm . So với nãng suất của máy ủi chạy trên đường bằng đào xuống dốc 10 - 20 % nãng suất có thể tâng gấp 2 - 2,5 lần. - Đào ghép nhiều máy ủi Để giảm lượng đất rơi vãi sang hai bên trong quá trình đào và vận chuvển đất, người ta cho máy ủi chạy theo kiểu ghép song song 2-3 máy hoặc chạy so le máy nọ cách máy kiai 0,3 - 0,5 m (hình 3.5). 57 40-60cffl| I ^ ?77777%'777777777/777777777//, 0 w 77777777//77777777//77777777///777777////777^ y, T H ìn h 3.5: Đào đất bằng cách ghép nhiều máy - Biện pháp dồn đống: Khi vận chuyển ở cự li 20 - 30 m ta cho m áy chạy dồn 1 + 2 lượt đào đến mép bãi đổ đất, lượt thứ 3 thì cho máy ủi dồn thành đống lớn và đẩy tiếp đến nơi cần đổ (hình 3.6). Đống đất trung gian H ìn h 3.6: Phương pháp dổ dồn đống 3. Một số dạng thi công bằng máy ủi a) B óc lớp đ ấ t thực vật Dùng sơ đồ đào thẳng về lùi để bóc lớp đất thực vật. b) Đ ắ p nền từ h a i b ã i lấ y đ ấ t đ ổ ha i b ên, đ à o h ố với đ ấ t đ ổ ha i b ê n b ờ ịìù n h 3.7). Sơ đồ đắp nền lấy đất ở hai bên, dùng khi nền đắp cao không quá 2 m và mái dốc cúa nền và của hố đào không dốc quá 0,5 có thể sử dụng cách đào này ở hố sâu tới 2m, đổ đống ở hai bên bò nếu chiều rộng đáy hỗ đảm bảo máy ủi đào ngang đươc (12 - lổm ). 58 H ình 3.7: Phương pháp đắp đất ở hai bên a) Rải lớp thứ nhất; b) Rái lớp thứ hai c ) L ấ p rãnh đường ống, vũng... Địa hình hẹp máy chạy chéo với rãnh để lấp đất có thể dùng máy ủi vạn nãng lấp rãnh tiện hơn cả. Nếu lấy hố có mái dốc đứng thì lấp thành từng đống đứng nghiêng. 4. Tính lực cản và năng suất của máy ủi (hình 3.8) i = tgO = f H ình 3.8: Sơ đồ tính toán lực cản của m áy ủi Tính tổng lực cản w (kg): w = G f + Kbh + Q (fl s in a + f|f2 sinP cosa + f|f2 sinPcosị3sina) + (G +Q)i Trong đó: G - tổng trọng lượng của máy (kg); f - hệ số ma sát đường bằng (f = 0,1 - 0,2); 59 K - lực chống cắt của đất: Đất cấp I: K = 0,16 - 0,7 kg Đất cấp II: K = 0,6 - 1,30 kg Đất cấp III: K = 1,15 - 1,95 kg b - chiều rộng của lưỡi ủi (m); h - chiều sâu lớp đất cắt (m); f I - hệ sô' ma sát giữa đống đất ở lưỡi ủi với đất nguyên (cát: 0,58 - 0,75 ; sét: 0,7 -1,0); f2 - hệ số ma sát giữa đống đất trước lưỡi ủi với lưỡi ủi (f2: 0,5 - 0,7); a - góc nghiêng của bàn ủi ở mặt phẳng ngang; i - độ dốc của đường đi (lên +, xuống -): i = t g 0 = £ b Q - trọng lượng (kg) của đống đất trước lưỡi ủi: Q - ^ 2tgcp Ỵ - dung trọng của đất; b - chiều rộng bàn ủi; H - chiều cao bàn ủi; (p - góc nội ma sát của đất. Gọi F là sức kéo của máy thì điều kiện máy làm việc được: w < F K - Thường tính toán ra lực cản trong trường hợp bất lợi nhất của máy kéo thường không quá 6500 - 7000 kg và có thể xác định theo công thức: w = Q mf[ + f2hb + f3q (kg) Trong đó: Qm - trọng lượng của máy ủi (kg); f, - hệ số lực cản khi máy chạy trên đất bằng (f, = 0,1 - 0,2); ĩf - hệ số lực cản khi xén đất, đất nặng lấy bằng 8000 kG/cm2; h - chiều sâu xén đất (m); b - chiều rộng lưỡi ủi (m); f3 - hệ số lực cản lăn của đất trên mặt đường bằng lấy bằng 0,5; q - trọng lượng đất đào được (kg). 60 Nếu ta gọi Fk là sức kéo của máy thì điều kiện máy làm việc là: W < F k (Fk = 8800 kG) - N ãng suất của máy ủi: (m /h hoặc rn Vkíp) Trong đó: T - thời gian làm việc của máy ủi T = l(lgiờ): T = 8 (1 kíp); kT - hệ sô' sử dụng thời gian (0,7 - 0,75); Kx- hệ số tơi xốp của đất (1,05 - 1,35); Kr - hệ số tổn thất đất dọc đường tính theo công thức: Kr = 1 - 0,005L L - chiều dài vận chuyển trung bình của máy ủi (m); V - thể tích đống đất trước lưỡi ủi. l.tg ọ b - chiều rộng lưỡi ủi; H - chiều cao lưỡi ủi; cp - góc ma sát trong của đất (lấy theo đất); t - thời gian làm việc một chu kỳ cúa máy ủi, tính theo cống thức: t=in +k +k + 1 Y, V. V, 1- thời gian đổi số: Thời gian nâng hạ lưỡi ủi Thời gian chuyển hướng đào. Lj, Lc, Lị - chiều đoạn đường đào vận chuyển, lùi của máy ủi trong đó: (Lị = Lđ + Lc) v d. Vc, V, - tốc độ đào, chuyển và lùi của máy ủi. - Năng suất san đất của máy ủi: XI 60.T.kT.F N = -----— 1— (mVkíp T = 8 ; rrvVh T = 1) Trons đó: F - diện tích san được trong một chu kỳ (m2); Muốn nâng cao nãng suất cần phải: + Nâng cao hệ số sử dụng thời gian; 61 + Giảm lượng đất tổn thất trong quá trình vận chuyển; + Lợi dụng xuống dốc đẩy đất; + Giảm thời gian 1 chu kỳ làm việc của máy (xới trước khi đào đất). 3.3.3. Thi công đất bằng máy cạp chuyển (xúc chuyển) 3.3.3.1. Máy xúc chuyển Là loại máy làm đất rất phổ biến và thông dụng vì nó khoẻ, kết cấu đơn giản và năng suất cao. Máy có thể đào đất nhóm I, II còn nhóm III, IV cần đào xới tơi trước. Có 2 loại: - M áy xúc chuyển kéo theo cự ly chuyển đất 500 m - M áy xúc chuyển tự hành cự ly vận chuyển tới 1000 m. Dung tích của thùng máy từ 1,5 -15 m 1 (25 m 3 cá biệt) thông thường từ 6 - 8 rrr M áy xúc chuyển làm việc độc lập rất thích dụng trong việc san bằng mặt đất diện tích lớn. 3.3.3.2. Các sơ đồ làm việc của máy xúc chuyển Nãng suất làm việc của máy xúc chuyển phụ thuộc chiều dài vận chuyển và iơ đồ làm việc của máy. Quãng đường dài cần dùng loại máy xúc chuyển có dung tích thùng lớn. Đi không 4-----—— — Đi chở đát ^^7^77777777777^7^^77777777777777^^' 7 ^ r7'~r.~r7frn ^>7777Tr77 77 r7 777 c) H ìn h 3.9: Các sơ đồ làm việc của mấy xúc chuyển a) Sơ đồ eỉíp; b) Sơ (lồ s ố túm; c) Sơ đồ sổ 8 dẹt; d) Sơ đồ zíc lắc 62 Sơ đồ làm việc của máy xúc chuyển có rất nhiều. Ta chỉ đề cập đến một số các sơ đồ cơ bản thường áp dụng trong công tác xây dựng (hình 3.9). a) Sơ đồ elíp - Sơ đồ chạy vòng kín, đào chạy dọc công trình. M ỗi chu kỳ gồm một lần xúc đất, hai lần quay 180° tại quãng dốc. Thi công ở chiều cao nền đắp nhỏ hơn l,5m . Chiểu dài đoạn thi công 50-200m. b) Sơ đồ số 8 - Sơ đồ gồm 2 lần xúc đất 2 lần đổ đất. M áy lên xuống theo đường xiên 45” để đổ và đào đất. Sơ đồ này là sơ đồ tiên tiến nhất. M ỗi chu kỳ giảm từ 15 - 20 % ihời gian so với chu kỳ elip. Sơ đồ này dùng cho vận chuyển đất ở đoạn đường xa từ 200 - 500 m. Ngoài ra còn sơ đồ số 8 dẹt, zic-zắc... 3.3.3.3. Những biện pháp sử dụng hợp lý máy cạp - Sử dụng ở độ dốc 5° - 7° thì thời gian đào giảm từ 2 - 3 lần, khả năng xúc đầy gầu tãng 1,2 - 1,3 lần. - Có 3 cách xúc đất vào gầu (hình 3.10). a) Xén lớp mỏng đoạn đường đào dài nàng suất cạp thấp. b) Xén hình răng cưa: dễ đẩy gầu nhưng thao tác mấy phức tạp c) Xén hình nêm: rút ngắn đoạn đường đào là cách xén đất cho năng suất đất cao nhất không quá 30 cm. ai L = 20 4- 25m \ 0,08 -ĩ- Q,10m -ỰTỊTỴ-ĨĨT7— c) H ình 10-3: Các phương pháp xén đất của máy xúc chuyển a) Xén lớp mỏng; b) Xen hình rùng cưa; c) Xén hình nêm - Có thế dùng máy kéo đê đẩv máy cạp tảng nãng suấí 20 -30 %. - Năng suất làm việc phụ thuộc vào quãng đường vận chuyển (bảng 3-1). 63 Bảng 3-1: Năng suất máy cạp và đoạn đường vận chuyển Đoạn đường vận chuyển (m) Năng suất (%) 80-100 100 200 72 300 56 400 48 500 43 3.3.3.4. Tính lực cản và năng suất của máy xúc chuyển a) Tính tổng lực cản (W): w = w , + w 2 + w 3 + w 4 + w 5 Trong đó: W | - lực cản do chuyển đất lúc thùng đầy đất; w 2 - lực cản do đào đất; W 3 - lực cản do đất di chuyển trong thùng; W4 - lực cản do đất chất trước cửa thùng; w 5 - lực cản do lên dốc. Các lực cản này tính theo phương pháp E.R. Pechiexơ (E.p. ĩletepe). Lực cản do chuyển đất lúc thùng máy đầy đất: w , = ( G x + G đ). f0 (k g ) Gx - trọng lượng của máy xúc chuyển (kg); Gd - trọng lượng của đất trong thùng (kg); fu - hệ số lực cản khi chuyển động: - Đối với đất cứng f0 = 0,1 - Đối với đất xốp f0 = 0,2 Lực cản do đào đất: w 2 = k.b.h k - lực cản đào đất đơn vị (kG/m2) - Đôi với đất sét: 10.000 - 12.000 kG/m 2. - Đối với á s é t : 8000 kG/m2. - Đối với đất sét: 5000 kG/m2. 64 b - chiều rộng đào đất (m); h - chiều dày đào đất (m); w 3 - lực cản khi đất đi lên trong thùng máy gồm: - Lực cản khi đất đi lên, quyết định ở trọng lượng của cột đất đi ỉên: w 3’ = b.h.H .y (kg) II - chiểu cao chứa đất của thùng, quyết định ở kích thước thùng máy. Thùng có dung tích 2,25 m ' thì H = 1,2 m Thùng có dung tích 6 m ’ thì H = 1,5 m y - dung trọng của đất. - Lực ma sát giữa đất không di chuyển và đất chuyển động lên trong thùng máy: w 3” = x.b. H 2.y (kg). Trong đó: X - hệ số cản ma sát của đất khi chuyển động trong thùng máy thường dựa vào số liệu kinh nghiệm mà xác định, X - - 1 + tg tp - Đối với đất sét X = 0,24 - 0,31 - Đối với đất á cát X = 0,37 - 0,44 - Đối với đất cát X = 0,46 - 0,50. w 3 = b.H .y.(h + H) . — (kg) 1 + t g zcp

)- i - lấy trị số (-) xuống dốc (°/(X))- Gọi Fk là lực kéo của máy xúc chuyển. Điều kiện để máy làm việc được là: Fk>w Trong đó w chỉ phát sinh khi đào đất. Còn khi di chuyển và rải đất lực cản nhỏ hơn rất nhiều. Nếu tính toán như trên mà chọn máy thì thừa công suất. Cho nên chỉ tính với sức kéo khi vận chuyển và rải đất còn đào đất thì dùng thêm máy kéo để đẩy. b) Tính năng suất của máy xúc chuyển: N = 60 T q 'k ,'kd (m7h với T = 1; mVkíp với T = 8) t.k x Trong đó: q - dung tích hình học của gầu (m); kt - hệ số chứa đầy gầu máy (cát: 0,6 - 0,7; cát ướt: 0,7 - 0,9; sét pha cát: 1,1 - 1,2 ; sét: 1 - 1,1); kx - hệ số tơi xốp của đất (1,05 - 1,35); t - thời gian 1 chu kỳ làm việc của máy (phút): t = ^ - + - ^ + ^ - + 1 vx vc vd 66 Trong đó: Lx và Lđ - chiều dài xúc đất và đổ đất qua một lần chạy được tính bằng công thức: q .(U m ).k „ b.h.k, q.kd L “ M (m ) Trong đó: h - chiều dày đào đất; b - chiều rộng đào đất; q, kđ, b, h, kx - đã chú thích ở trên; h| - chiều cao đổ đất; m - hộ số đất không vào thùng máy (phụ thuộc loại đất và dung tích thùng máy xúc chuyển) (bảng 3-3). Bảng 3-3: Hệ sô m Loại dất Dung tích thùng 6 m1 10 m' - Đất có tính dính 0,10 0,05 - Đất á sét, á cát 0,20 0,16 -Cát 0,26 0,25 3.3.4. T hi công đ ất bằng máy san /. Máy san Là loại máy dùng trong công tác thi công đất với phạm vi sử dụng như sau: - San bằng bãi đất rộng. - Đắp nền đường nhỏ hơn 0,75 m và đào nền đường sầu 0,50 - 0,60m , thi công nền đường nửa đào nửa đắp. - Đào rãnh thoát nước. - Đ ánh cấp bậc trên sườn dốc. - Rẫy cỏ, trộn vật liệu. M áy san có 2 loại: loại tự hành và loại kéo theo. 2. C á c th a o tá c và vị tr í lưỡi san Các thao tác: đào - vận chuyển - san và rải đất. Để làm tốt công tác này việc bố trí hợp lý lưỡi san chiếm vị trí quan trọng. Vị trí lưỡi san quyết định ở góc đẩy a , góc nghiêng (p và góc cắt y (hình 3.11). 67 H ình 3,11: Các thao tác của lưỡi máy san Để thưc hiện các thao tác khác nhau, vị trí lưỡi san bô' trí theo (bảng 3-4). - Khi đào rãnh thoát nước máy san lắp thiết bị phụ. - Đào khuôn đường bằng máy san: tiến hành đào từ trục đường và mép đường. Sau cùng san lòng đường và lể đường. B ảng 3-4. Góc lưỡi san theo các th ao tác Thao tácGóc độ a 7

X. Bảng 3-5: Mội sô chỉ tiêu kỹ thuật của các máy đào gầu nghịch (Hãng Kubota) Model KH-8 KH-8N KH-1 KH-10 KH-1D KH-14KH 1411 1 2 3 4 5 6 7 8 Trọng lượng (tấn) 1,45 1,45 2,3 2,4 2,3 2,6 2,5 Kích thước giới hạn (m) • Cao 2,37 1,63 2,34 2,32 2,34 2,33 2,34 • Rộng 1,2 1,455 1,515 1,515 1,515 1,45 1,45 72 ỉ 2 3 4 5 6 7 8 Áp lực lên đất (kG/cm2) 0,29 0,29 0,37 0,27 0,28 0,32 0,31 Tốc độ quay của bàn quay (v/ph) 9,7 9,7 7,5 7,5 7,5 8,5 8,5 Vận tốc di chuyển (km/h) 1,8 1,8 2,0 2,0 2,0 2,6 2,6 Chiều rộng bản xích (m) 0,25 0,25 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Model động cơ Z85l-BH Z85ì BH1 DI 100- BH D1301- BH Công suất động cơ (CV) 15 18 18 18 18 26 26 Thiết bị công tác gầu sấp: - Dung tích (m1) 0,08 0,Ọ8 0,1 0,1 0,1 0,14 0,14 - Bán kính đào nhỏ nhất (m) 4,1 4,1 4,53 4,53 4,53 4,67 4,67 - Trọng lượng làm việc (tấn) 2,0 2,0 2,6 2,6 2,6 3,20 3,4 ModelKH 18KH 18LKH 25KH-40- 2 KH 40M-2 KH 15 KH 70-3 Trọng lượng (tấn 3,5 3,6 5,1 9,1 10,0 9,7 15,12 Kích thước giới hạn (m) • Cao 2,35 2,35 2,45 2,6 2,7 3,6 2,81 • Rộng 1,98 2,055 2,095 2,46 2,64 2,49 2,76 Áp lực lên đất (kG/cm2) 0,27 0,196 0,35 0,41 0,27 0,41 0,45 Tốc độ quay của bàn quay (v/ph) 8,3 8,3 13,0 13,4 13,4 11,3 11,5 Vận tốc di chuyển (km/h) 1,5 1,5 2,5 2,6 1,9 2,9 3,3 Chiều rộng bản xích (m) 0,4 0,55 0,4 0,51 0,71 0,51 0,61 Model động cơ A2200-D D330 6BB1 6BD1 DS50 Công suất động cơ (CV) 35 35 48 83 83 90 97 Thiết bị công tác gầu sấp: - Dung tích (m3) 0,18 0,18 0,25 0,4 0,4 0,45 0,7 - Bán kính đào nhỏ nhất (m) 5,77 5,77 6,0 7,22 7,22 7,82 9,7 - Trọng lượng làm việc (tấn) 4,5 4,6 6,2 10,8 11,7 11,8 18,5 Thiết bị công tác gầu ngoạm: - Dung tích (m1) 0,3 0,3 0,3 0,3 - Trọng lượng làm việc (tấn) 10,8 11,7 12,0 13,7 73 4. Năng suất của máy đào và biện pháp nâng cao năng suất Năng suất 1 giờ làm việc: Nh = 6 0 .n .q .- ^ .k thg (m7h) Trong đó: q - dung tích gầu (m3); n - số lần đào đất trong một phút; n =60 t - thời gian một chu kỳ làm việc của m áy đào (giây); kc - hệ số chứa đầy gầu; kr - hệ số rời rạc của đất. Năng suất làm việc trong một ca: N = 0,8.Nh.kt kt - hệ số sử dụng thời gian của máy đào khi đổ đất vào xe vận chuyển: kt = 0,68 - 0,72 khi đổ vào xe vận chuyển. k( = 0,78 - 0,88 Jchi đổ đống. Biện pháp nâng cao năng suất là: - Giảm thời gian quay cần gầu (ở góc 90° là 100% năng suất thì góc quay 130" - 180° năng suất giảm dần 87 - 77 %, tốt nhất là ở 60°. - Tãng hệ số chứa đầy gầu bằng cách xác định chiều cao đào hợp lý, sự điều khiển của người cồng nhân. 3.3.6. Thi công bằng máy đào gầu nghịch (gầu sấp) Máy đào gầu nghịch (hình 3.14b) gồm: bệ xe (1), cabin (2), và tất cả thiết bị vận hành đặt trên khung (3) quay quanh trục thẳng đứng. Bô phận đào đất gồm: gầu xúc (4) cố định với tay gầu số (5); cần xúc (6) liên kết khớp với khung ở điểm A. Góc nghiêng của gầu xúc với mặt phẳng nằm ngang thay đổi trong mỗi chu kì làm việc của máy. Tay gầu có dạng đòn bẩy liên kết IIin h 3.14b: Máy đào gầu nghịch 14 khớp ớ điểm B ở cuối cần xúc, nó chỉ quay quanh khớp đó. Cáp (7) chạy quanh puli (9), (10) cuộn vào tời số (8). Dây cáp gây ra chuyển động của tay gầu và kéo cần gầu lên. Dây cáp kéo gàu xúc (11) chạy qua puli hướng động (13), (14) cuộn vào chống tời (12). M áy xúc gầu nghịch có dung tích gầu 0,25 - l,5 m \ Chiều cao nâng gầu thấp và độ với của cần xúc nhỏ hơn so với máy đào gầu thuận vì vậy phạm vi sử dụng của máy cũng bị hạn chế. Năng suất của máy đào gầu nghịch khi đào các hô' móng có kích thước rộng thường nhỏ hơn từ 20 - 25 % nãng suất của máy đào gầu thuận khi có cùng dung tích. M áy đào gầu nghịch thường sử dụng khi đào những hố m óng có kích thước nhỏ, những rãnh hẹp và sâu. Đặc biệt hay sử dụng để đào các mương đặt tuyến đường ống cấp, thoát nước và cáp điện. M áy đào gầu nghịch sử dụng thích hợp trong những trường hợp: - Hố đào hẹp, việc đi lại của xe vận chuyển trong lòng hố đào là không thể thực hiện được. - Đất ở đáy hố đào yếu, có mực nước ngầm, máy đào và ôtô không thể di chuyển trên nó được 3.3.6. Thi công đất bằng máy đào gầu dây 1. C ấ u tạ o Gồm bệ xe, ca bin và hệ thống dây kéo gầu với dung tích tới 4 m \ Bán kính hoạt động, chiều sâu đào và chiều cao đổ đất lớn hơn so với máy đào một gầu khác có cùng dung tích 2. Phương thức đào đất bằng máy đào gầu dây Người ta dùng máy đào gầu dây để đào các hố lớn và sâu ở đó có mực nước ngầm. Các thông sô' kỹ thuật của máy đào gầu dây: Rị - bán kính gầu lớn nhất (bán kính đào đất lớn nhất); Hj - chiều sâu lớn nhất mà máy đào đào được; R2 - bán kính đổ đất; H2 - chiều cao đổ đất lớn nhất, (chiều cao đào đất lớn nhất). - Bước dịch chuyển của máy đào: a = R l - R m i n Rị - bán kính đào đất lớn nhất ở cao trình đáy hố đào. R min - bán kính đào đất nhỏ nhất ở cao trình đáy hố đào. 75 - Trị số R min phụ thuộc vào Romin - là bán kính đào đất nhỏ nhất ở cao trình mặt đứng và chiều sâu đào Hị và góc mái dốc cp. - Bán kính đào đất nhỏ nhất ở đáy hố đào: Rlmin = Romin + Hl cotg

ỉ - a 2 - Khi đào đất bằng máy đào gầu dây có thể đào ngang hoặc đào dọc. Khi cho máy đào dọc thì chiều sâu hố đào lớn hơn chiều sâu hố đào khi bố trí máy đào ngang (H2 > H ị) (hình 3.15). - Khi đào đất bằng máy đào gầu dây thì cao trình dứng của máy là ở trên hố thì bố trí đường xe vận chuyển nằm dưới khoang đào. - Máy có thể đào hố sâu từ 10 - 20 m. nước không cản trở máy làm việc. - Năng suất máy đào gầu dây nhỏ hơn so với gầu thuận hoặc gầu nghịch. 3.4. CÔNG TÁC LÀM CHẶT ĐẤT b ằ n g c ơ g i ớ i 3.4.1. Lý luận cơ bản về công tác làm chặt đất 1. Độ chặt yêu cầu Mục đích của công tác đầm nén đất là đảm bảo đất đạt được độ chặt yêu cầu, nâng cao cường độ, tăng cường sức kháng cắt, nâng cao độ ổn định, giảm tính thấm nuớc... Việc đầm nén đất đạt độ chặt yêu cầu là độ chặt đặc trưng cho trạng thái của đất sau lchi đã tìm được bằng phép đầm nén tiêu chuẩn tương ứng độ chặt lớn nhất có thể đạt được trong thực tế. 2. Phương pháp xác định độ chặt yêu cầu Tiêu chuẩn để đánh giá độ chặt là dung trọng của đất (hạt đất). Để đơn giản h/Q.R w0 81 Trong đó: w0 - độ ẩm tốt nhất của đất (%); w - độ ẩm thực tế của đất khi đầm (%);ì q - áp lực trên một đơn vị chiều dài (kg/cm); R - bán kính quả lăn (cm). Ví dụ: Chọn đầm lăn mặt nhẵn để đầm sét pha cát có độ ẩm tự nhiên 10 % (độ ẩm thực tế khi đầm). Biết chiều dầy lớp đất rải ho = 13 cra. Bán kính đầm lăn R = 90 cm. Chiều rộng quả lăn B = 1,1D, (D là đường kính quả lăn) và trọng lượng Q = qB Giải: Tra bảng ta có độ ẩm tốt nhất của đất sét pha: w0 = 12 %. Tra cường độ cực hạn của đất dính sét pha: ơ đ = 10 kG/cm 2 và E = 200 kG/cm2. + Áp suất tuyến tính của quả lăn tác dụng lên mặt đất q: ho = 0,28, — Ự Õ R w<> Thay số ta có: 13 = 0,28. — -y/90.q => q = 35 kg/cm. + ứng suất lớn nhất tác dụng trên nền đất: ơ~ ' =J ¥ =' f W =8'8