Thi công nền mặt đường phần 2 pdf

Trang 26
v
t
- Tốc độ lùi lại (m/ph),
t
q
- Thời gian chuyển hướng (ph),
t
h
- Thời gian nâng hạ lưỡi ủi (ph),
t
d
- Thời gian đổi số (ph).
- Năng suất san đất có thể tính theo công thức sau:
/ca)(m .F
t
K.T.60
N
2
t
=

F - Diện tích san được trong một chu kỳ (m
2
),
T, K
t,
t - ý nghĩa giống như trên.
- Để nâng cao năng suất làm việc của máy cần chú ý mấy điểm sau:
+ Tăng khối lượng trước lưỡi ủi Q: giảm lượng rơi vãi đất dọc đường khi chuyển
đất; tăng chiều cao lưỡi ủi; lợi dụng xuống dốc đẩy đất.

+ Nâng cao hệ số sử dụng thời gian kt
+ Giảm thời gian chu kỳ làm việc của máy: có thể lắp thêm các răng xới, khi máy
lùi lại thì có thể làm tơi xốp đất.
4.4. THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY XÚC CHUYỂN
Máy xúc chuyển hay còn gọi là máy cạp chuyển, là một loại máy đào và vận chuyển
đất có năng suất tương đối cao, có thể đào được các loại đất, trừ đất lẫn đá to. Máy này được
sử dụng khá phổ biến trong công tác xây dựng nền đường.
Máy xúc chuyển có ưu điểm sau:
- Tự đào và vận chuyển đất với cự ly tương đối lớn nên thuận lợi cho việc tố chức thi
công,
- Rất linh hoạt, cơ động, di chuyển dễ dàng,
- Sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa đơn giản,
- Năng suất cao, giá thành thi công hạ.
Tuy nhiên máy xúc chuyển có nhược điểm sau:
- Cần một hệ thống đường công vụ, đường tạm khá tốt.
- Không thích hợp với địa hình đồi núi, thường thích hợp với những địa hình bằng
phẳng, khối lượng đào đắp lớn.

Trang 27


4.4.1. Phân loại máy xúc chuyển.
- Theo khả năng di chuyển có thể chia làm hai loại:
+ Máy xúc chuyển kéo theo: thường do máy kéo bánh xích kéo, có thể chạy trên địa
hình phức tạp, thường không cần phải máy khác giúp sức khi đào đất, nhưng tốc độ
vận chuyển tương đôi thấp nên cự ly vận chuyển không lớn.
+ Máy xúc chuyển tự hành: thường không đủ sức kéo khi đào đất nên cần nhờ máy ủi
tăng sức đẩy, nhưng nó có tốc độ vận chuyển rất lớn, tới 50km/h, do vậy có thể vận
chuyển với cự ly lớn.
- Theo cấu tạo:

+ Theo dung tích thùng chia thành 3 loại; loại nhỏ (V < 6m
3
); loại vừa (V = 6 ÷ 18m
3
)
và loại lớn (V > 18m
3
).
+ Theo hệ thống điều chỉnh chia làm loại điều khiển bằng thủy lực và loại điều khiển
bằng hệ thống dây cáp.
+ Theo số trục của bánh xe mà chia loại một trục và loại hai trục.
+ Dựa vào phương thức đổ đất có thể chia làm loại đổ tự do, loại đổ cưỡng bức dùng
sức máy đẩy đất ra và loại nửa cưỡng bức.
Trong công tác làm đường dùng nhiều loại máy xúc chuyển tự hành loại vừa, đổ
cưỡng bức hoặc nửa cưỡng bức.
4.4.2. Phạm vi sử dụng của máy xúc chuyển.
Máy xúc chuyển có thể làm được công tác sau:
- Lấy đất từ thùng đấu đắp nền đường, cao hơn l.5m (không dùng máy ủi, vì năng suất
máy ủi trong trường hợp này rất thấp, thi công khó khăn).
- Dùng làm máy chủ đạo để đắp nền đường, san lấp mặt bằng với khối lượng lớn tập
trung cần phải vận chuyển đất tương đối xa, từ nền đào hay từ bãi lấy đất.
Trang 28
- Máy làm việc thích hợp với đất thuộc nhóm I và II, với chiều dày phoi cắt 0.15m –
0.3m. Khi làm việc với đất cứng hơn thì cần phải xới trước, chiều dày phoi cắt có thể
đạt 0.45m - 0.5m.
4.4.3. Các thao tác của máy xúc chuyển.
Khi thi công, máy xúc chuyên tiến hành theo 4 thao tác sau:
- Đào đất và đưa đất vào thùng
- Vận chuyển đất
- Đố đất

- Quay lại.
4.4.3.1. Đào và đưa đất vào thùng cạp.
4.4.3.1.1. Khi đào đất, máy xúc chuyển có thể đào theo ba phương thức sau:
Đào đất theo lớp mỏng:
Đào đất theo lớp mỏng không tận dụng hết sức máy, vào cuối quá trình đào này chỉ
đạt 80% ÷100% sức máy, nhưng có thể đào được đất cứng mà không cần xới trước.
Đào đất theo hình nêm:
Phù hợp với đất á sét, á cát. Chiều dày đào giảm dần theo mức độ dầy của thùng
máy, chiều dài đào ngắn nhất, độ chứa đầy thùng cao.
Đào đất theo hình răng cưa:
Phương thức đào này áp dụng tốt đối với cát khô và đất sét. Khi đào thì lưỡi dao
cắm xuống đất rồi lái nâng lên, độ 3, 4 lần, những lần dao cắm xuống đất sau nông hơn
lần trước. Như vặy để giảm nhẹ điều kiện làm việc của máy, vì về sau thùng máy chứa
nhiều đất hơn, trọng lượng máy lớn hơn.
Cách đào
Thể tích đào
được (m
3
)
Thời gian
đào (s)
Năng suất đào
(m
3
/s)
Sử dung sức kéo
(%)
Lớp móng 4,2 45 0,09
Lúc đầu: 50
Lúc cuối 80 ÷ 100

Hình răng cưa 4,5 40 0,11
Lúc đầu: 80
Lúc cuối:100
Hình nêm 4,75 24 0,20
Lúc đầu: 100
Lúc cuối:100
4.4.3.1.2. Về trình tự đào đất thì máy xúc chuyển có thể đào theo ba sơ đồ sau:
Đào theo đường thẳng:
+ Đào xong dải này thì tiếp tục đào dải bên cạnh,
+ Đào theo cách này sức cản của đất đối với dao trong qúa trình đào như nhau,
+ Mức độ xúc đầy thùng thấp.
Đào cài răng lược:
Trang 29
+ Giữa các dải đào chừa các bờ đất rộng l,0m ÷ l,3m để đào sau. Đối với
những lượt đào sau thì sức cản của đất đối với dao nhỏ, mức độ chứa đầy
thùng lớn hơn cách đào trên.
Đào theo hình bàn cờ: mức độ đầy thùng cao, tăng được năng suất đào.
1
27
6
38
4
5
1 2 3
54 6
4
21
5
3
6

21 3
§µo kiÓu bµn cê §µo kiÓu r¨ng l−îc

SO SÁNH HIỆU QỦA CÁC SƠ ĐỒ ĐÀO ĐẤT
Sơ đồ đào đất
Hệ số
chứa đầy
Chiều
dài đào
Tốc độ
máy
Thời gian
đào(s)
Năng suất tương
ứng
Theo đường thẳng
Cài lăng lược
Hình bàn cờ
0,79
0,95
1,09
34
19
22
0,47
0,42
0,42
77
45
52

1,0
1,8
1,8

Hai phương pháp đào sau cho năng suất cao hơn và đào được cả đất tương đối cứng
mà không cần phải xới trước.
Để nâng cao năng suất đào, cần lợi dụng thế xuống dốc đào đất. Nếu dốc xuống 3
o
÷
9
o
thì hiệu suất đào nâng cao được 25%. Nhưng độ dốc không nên quá 15
o
vì dốc quá
lớn, khi quay về khó khăn.
4.4.3.2. Vận chuyển đất.
- Sau khi chứa đầy đất, thùng cạp được nâng lên và máy xúc chuyển bước vào giai
đoạn vận chuyển. Khi vận chuyển cần nâng cao tốc độ nhằm rút ngắn thời gian trong
một chu kỳ công tác:
+ Đối với máy kéo bánh xích có thể đạt tới 8km/h - l0km/h
+ Đối với bánh lốp tốc độ có thể đạt tới 30km/h - 50km/h.
- Để đảm bảo tốc độ cao, cần phải chuẩn bị tốt đường vận chuyển
+ Độ dốc đường vận chuyển của máy xúc chuyển thường không nên quá l0%
+ Bán kính đường cong R
min
= 4m - 5m
4.4.3.3. Đổ đất.
Khi đổ đất có thể tiến hành theo hai cách:
- Đổ thành đống: dùng để đắp đầu cầu, cống hay đắp nền đường qua vùng lầy. Đất đổ
thành đống, rồi dùng máy ủi san ra.

- Đổ thành từng lớp: khi đổ thành từng lớp cũng có thể tiến hành đổ dọc hay đổ ngang
đối với trục đường.
+ Đổ ngang thường áp dụng đối với nền đường rộng hơn chiều dài đổ đất và đất
đắp lấy từ thùng đấu ở hai bên, cũng có khi áp dụng để đắp đầu cầu, cống vì bị
hạn chế bởi địa hình.
Trang 30
+ Đổ dọc thường áp dụng khi lấy đất theo hướng dọc từ nền đào hay thùng đấu.
Khi đổ dọc phải đổ đất từ hai bên mép vào giữa đồng thời chú ý đến đường
chạy của máy để tận dụng lèn ép.
4.4.3.4. Quay lại. Khi quay lại máy nên chạy nhanh để rút ngắn thời gian của một chu kỳ.
4.4.4. Phương pháp đào đắp nền đường bằng máy xúc chuyển.
4.4.4.1. Phương pháp đắp nền:
- Khi đắp nền đường bằng máy xúc chuyển
thường chia nền đường thành từng đoạn
và tiến hành đắp lần lượt hết đoạn này
sang đoạn kia, phần nối giữa các đoạn tiến
hành đắp sau,
- Trường hợp nền đường cao thì chia thành
nhiều lớp để đắp.
I I
II
II

- Khi đắp, cố thể tiến hành theo hai cách:
+ Đắp từng đoạn nhất định: Đất được đắp từng lớp lên cao dần ở hai đầu đoạn có
đường ngang để máy lên xuống. Cách đắp này đảm bảo công tác đầm nén tốt, nhưng
không lợi dụng được máy xuống đổ đất, thường dùng để đắp nền đường cao dưới
2m và đắp nơi có diện tích lớn
+ Đắp kéo dài dần dần
* Theo cách này đất được đắp kéo dài theo trục và nền đường được nâng lên dần.

Dùng cách đắp này có thể lợi dụng xuống dốc đổ đất.
* Phương pháp đắp này thường được áp dụng ở nơi địa hình dốc về một phía, có thể
từ phía cao đắp dần sang phía thấp.
- Khi đắp nền đường, máy xúc chuyển có thể chạy theo nhiều kiểu tuỳ thuộc vào địa hình,
tính năng máy, cự ly vận chuyển để đảm bảo năng suất làm việc cao nhất.
+ Chạy theo đường elíp:
§¾p
§µo

Dạng đường chạy này thích hợp với chiều cao nền đắp dưới l,0 ÷ 1,5 m, chiều
dài đoạn thi công 50m ÷ l00m. Số lần quay đầu nhiều nên tốn thời gian.
+ Chạy theo hình số 8.
§µo
§¾p
§µo

Số lần quay đầu ít nên rút ngắn được thời gian.
+ Chạy theo kiểu hình chữ chi
Trang 31
§µo
§¾p
§µo
§¾p
§µo
§µo

Áp dụng được với điều kiện địa hình bằng phẳng, đoạn thi công dài.
+ Chạy theo hình xoắn ốc
§ µo
§ ¾p

§ µ o
§ ¾p

4.4.4.2. Thi công nền đào và đắp kết hợp bằng máy xúc chuyển.
- Máy xúc chuyển được dùng nhiều để thi công trên những đoạn đường mà nền đào,
đắp xen kẽ nhau. Khi đào nền đường không sâu (dưới 3m) và vận chuyển dọc đắp
nền đường hay đổ vào đống đất bỏ với cự ly không quá 100m-150m, thì dùng máy
xúc chuyển làm máy thi công chính.
- Trong điều kiện công tác đó máy xúc chuyển có nhiều ưu điểm hơn so với máy đào
ở chỗ nó có thể độc lập làm được hoàn toàn cả một chu kỳ công tác:
+ Xúc chuyển đất,
+ Đổ đất,
+ Đầm lèn sơ bộ đất.
- Ngoài ra máy xúc chuyển rất cơ động, di chuyển nhanh từ nơi này sang nơi khác,
bước vào thi công nhanh chóng, tận dụng được thời gian, không cần phải chờ đợi xe
vận chuyển.
- Trước khi đào, cần phải rẫy cỏ trên mặt đất bằng máy xúc chuyển. Những lớp cỏ này
có thể dùng để gia cố ta luy sau này.
- Sau đó, chuẩn bị đường vận chuyển cho máy xúc chuyển làm việc theo yêu cầu như
trước đã trình bày (thường do máy ủi làm).
- Đào đất và vận chuyển sang đắp ở phần nền đường đắp. Khi lấy đất từ nền đào đắp
nền đường, máy phải tiến hành đào, đắp và chạy theo hướng dọc và có thể tiến hành
theo nhiều phương án:
+ Từ một đoạn đào đắp một đoạn đắp.
+ Từ hai đoạn đào đắp một đoạn đắp ở giữa
+ Từ một đoạn đào đắp hai đoạn đắp ở hai đầu đoạn đào
§¾p
§µo

Trang 32

4.4.5. Tính năng suất máy xúc chuyển và biện pháp nâng cao năng suất.
- Năng suất của máy xúc chuyển có thể tính theo công thức sau:
/ca)(m K .Q
tK
K.T.60
N
3
d
r
t
=
T - Thời gian làm việc trong một ca (8 giờ),
Kt - Hệ số sử dụng thời gian (Kt = 0,8 ~ 0,9),
Q - Dung tích thùng (m
3
),
Kd - Hệ số chứa đầy thùng (Kc = 0,8 ~ l,0)
Kr - Hệ số rời rạc của đất,
t - Thời gian của một chu kỳ làm việc của máy (phút).
t t2
v
L

v
L

v
L

v

L
t
dq
1
1
c
c
d
d
x
x
+++++= (phút)
L
x
- Chiều dài đào đất (m),
L
d
- Chiều dài đổ đất (m),
L
c
- Chiều dài chuyển đất (m),
L
l
- Chiều dài quay lại (m),
v
x
- Tốc độ đào đất (m/ph),
v
c
- Tốc độ chuyển đất (m/ph),

v
l
- Tốc độ quay lại (m/ph),
t
đ
- Thời gian đổi số (ph), t
đ
= 0,4 ÷ 0,5 phút,
t
q
- Thời gian quay đầu (ph), t
q
= 0,3 phút;
- Biện pháp để nâng cao năng suất làm việc của máy xúc chuyển:
+ Giảm thời gian làm việc của máy bằng các biện pháp sau: xới đất trước; chọn
phương án đào hợp lý; chuẩn bị tốt đường vận chuyển; đảm bảo máy làm việc
trong điều kiện tốt nhất.
+ Tăng hệ số chứa đầy thùng cạp: có thể xới đất trước; chọn phương án chọn đào
đất hợp lý; thường xuyên làm sạch thùng cạp.
+ Nâng cao hệ số sử dụng thời gian: đảm bảo chế độ bảo dưỡng máy tốt; cung cấp
nhiên liệu kịp thời; làm tốt công tác chuẩn bị, tránh hiện tượng các công việc dẫm
đạp lẫn nhau.
4.5. THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY XÚC (MÁY ĐÀO)
4.5.1. Phân loại máy xúc:
- Theo số gầu có thể chia máy xúc một gầu và nhiều gầu.
+ Máy xúc một gầu làm việc có tính chu kỳ bao gồm các thao tác: hạ gầu đào đất,
nâng gầu, quay gầu đến chỗ đổ đất và đổ đất. Máy xúc này có thể làm việc độc lập,
cự ly vận chuyển không lớn, thường dùng nhiều trong công tác làm đường.
Trang 33
+ Máy xúc nhiều gầu làm việc có tính chất liên tục, đất được đào và đồ vào nơi quy

định. Do vậy năng suất rất lớn. Máy xúc này phải thích hợp vối đất mềm, không
thích với đất lẫn nhiều đá cứng, đất có độ dính cao; chủ yếu được dùng trong các
công trình đặc biệt: đào hào, kênh mương, khai thác mỏ
- Phân loại theo dung tích gầu gồm các loại có dung tích gầu 0,25; 0,5; l,0; l,5; 2,0; 3,0…
m
3
; có loại dung tích gầu tới 6m
3
.
Trong công tác làm đường thường dùng các loại 0,50; l,0m
3
.
- Phân loại theo cấu tạo: chia máy xúc thành đào gầu thuận, gầu ngược, gầu dây, gầu
ngoạm, máy bào đất.
+ Máy xúc gầu thuận thường dùng đào đất, đá ở mức cao hơn nơi máy đứng (taluy
dương).
+ Máy xúc gầu ngược thường dùng đào đất, đá ở mức thấp hơn nơi máy đứng (đào
rãnh, hố móng ).
+ Máy xúc gầu ngoạm thường dùng để bốc xúc vật liệu lên phương tiện hoặc nạo vét
bùn.
+ Máy xúc gầu dây thường dùng nạo vét bùn ở kênh mương.
- Phân loại theo bộ phận di động: máy xúc bánh xích, bánh lốp hoặc đi trên ray.
+ Bánh xích: có khả năng làm việc trên các địa hình khó khăn nhưng tính cơ động
không cao.
+ Bánh lốp: tính cơ động cao, nhưng cần bộ phận giữ ổn định trong quá trình đào
(chân vịt).
+ Loại đi trên ray: cho năng suất lớn, thường chỉ áp dụng trong hầm mỏ.
- Phân loại theo cơ cấu truyền động: truyền động bằng thuỷ lực hoặc truyền động cáp.

Máy xúc gầu nghịch điều khiển bằng thuỷ lực

4.5.2. Phạm vi sử dụng của máy xúc.
Máy xúc là một trong những loại máy chủ yếu trong xây dựng nền đường.
- Đào nền đường và kết hợp với ô tô chuyển đến đắp ở nền đắp hoặc đổ đi.
- Thi công nền đường nửa đào nửa đắp, đào hoặc lấp hố móng
- Bốc xúc vật liệu đất đá lên phương tiện.
- Đào bùn (đặc biệt là máy xúc gầu dây).
Trang 34
- Làm công tác dọn dẹp: đào gốc cây, đào đá mồ côi.
- Thi công cống: đào móng cống, lắp cống.
- Làm công tác hoàn thiện nền đường.
4.5.3. Thi công bằng máy xúc gầu thuận.
- Máy xúc gầu thuận được sử dung rộng rãi trong công tác làm đường, có thể đào được
các loại đất.
- Khi chọn máy xúc gầu thuận, phải xét đến chiều sâu đào đảm bảo xúc một lần là đầy
gầu, nhưng không quá lớn để đảm bảo an toàn.
- Để nâng cao năng suất của máy khi đào đất, cần phải quyết định phương thức đào và
bố trí hướng đào cho hợp lý.
4.5.4. Năng suất của máy xúc và biện pháp nâng cao năng suất.
- Năng suất của máy xúc:
r
c
h
K
K
nq60N =
)h/m(
3

q - dung tích gầu (m
3

),
n - Số lần đào trong một phút
t
60
n =

t - là thời gian làm việc trong một chu kỳ đào của máy (s),
K
c
- Hệ số chứa đầu gầu,
K
r
- Hệ số rời rạc của đất.
Năng suất làm việc của máy trong một ca là:
N = 8N
h
. K
t
(m
3
/ca)
Kt - Hệ số sử dụng thời gian của máy.
- Biện pháp tăng năng suất:
+ Rút ngắn thời gian đào bằng cách tăng chiều dày đào đất
+ Giảm góc quay của máy tới mức có thể.
+ Tận dụng thời gian làm việc của máy, tăng Kt: thưỡng xuyên bảo dưỡng,
cung cấp vật tư nhiên liệu kịp thời và đầy đủ.
+ Công nhân lái máy phải có trình độ cao.
+ Phối hợp tốt công tác đào với công tác vận chuyển đất.
4.6. THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY SAN

4.6.1. Phạm vi sử dụng của máy san.
Máy san là một loại máy được dùng khá nhiều trong công tác làm đường, máy san có
thể làm được công tác sau:
Trang 35



Máy san
- San bằng bãi đất rộng, san rải vật liệu,
- Tu sửa bề mặt nền đường, làm mui luyện theo yêu cầu thiết kế,
- San taluy nền đường và thùng đấu,
- Đắp nền đường cao dưới 0,75m, đào nền đường sâu 0,50m - 0,60m, thi công nền
đường nửa đào nửa đắp,
- Đào rãnh thoát nước,
- Đánh cấp bậc trên sườn dốc.
Trang 36
- Ngoài ra còn có thể dùng máy san để xới đất, rẫy cỏ, bóc hữu cơ, trộn vật liệu,
duy tu đường đất.
Máy san thi công được với đất xốp, còn đất cứng thì phải xới trước.
Do máy san có khả năng làm tốt công tác hoàn thiện, nên hầu hết các đội thi công cơ
giới đều có loại máy này.
Máy san thường có hai loại: máy san tự hành và máy san kéo theo. Hiện nay chủ yếu
dùng loại máy san tự hành với động cơ có công suất lớn.
4.6.2. Thao tác và vị trí lưỡi san.
Khi thi công, máy san thường tiến hành ba thao tác chủ yếu: đào, vận chuyển và rải san
đất. Để làm tốt công tác này, thì cần bố trí hợp lý vị trí của lưỡi san. Vị trí của lưỡi san quyết
định ở các góc đẩy α và góc cắt (xén) γ và góc nghiêng ϕ của lưỡi san:
α
γ
ϕ

+ Góc đẩy α: là góc hợp bởi lưỡi san và hướng tiến của máy; góc α có thể thay đổi
từ 30
0
– 90
0
, thay đổi góc α có thể thay đổi được cự ly vận chuyển ngang của đất
và thay đổi chiều rộng hoạt động của máy.
+ Góc cắt γ: là góc hợp bởi mặt nằm ngang với mặt nghiêng của lưỡi dao góc này
có thể thay đổi từ 35
o
- 70
o
.
+ Góc nghiêng ϕ là góc hợp bởi trục giữa lưỡi san và mặt đất nằm ngang. Góc ϕ
thay đổi từ 0
o
đến 65
o
. Dựa vào chiều rộng, chiều, sâu đào đất và độ khum nền
đường mà điều chỉnh góc ϕ cho thích hợp.
4.6.3. Đào đắp nền đường bằng máy san.
Dùng máy san để đắp nền đường cao dưới 0,75m, tiến hành bằng cách đào đất ở thùng
đấu, vừa đào, vừa chuyển ngang.
4.6.4. Đào rãnh thoát nước bằng máy san.
Máy san có thể đào rãnh thoát nước hình chữ V và hình thang. Khi đào theo hình thang
thì phải lắp thêm thiết bị phụ.
4.6.5. Đào khuôn áo đường bằng máy san.
Máy san có thể đào khuôn áo đường. Khi đào khuôn áo đường thì máy phải tiến hành
đào đất bắt đầu từ trục đường và chuyển đất gần ra lề đường. Sau cùng san phẳng lòng

đường và lề đường, tạo mui luyện.
4.6.6. Năng suất máy san và biện pháp nâng cao lượng suất.
Trang 37
- Năng suất của máy san khi đào và vận chuyển đất, có thể tính theo công thức:
t
K.L.F.T60
N
t
= (m
3
/ca)
T - Thời gian làm việc trong một ca (8 giờ);
K
t
- Hệ số sử dụng thời gian;
F - Tiết diện công trình thi công m
2
(ví dụ tiết diện nền đường hay khuôn áo
đường);
L - Chiều dài đoạn thi công (m);
t - Thời gian làm việc của một chu kỳ để hoàn thành một đoạn thi công L(ph).
- Biện pháp tăng năng suất:
+ Nâng cao hệ số sử dụng thời gian,
+ Tăng tốc độ máy chạy, giảm số lần xén và chuyển đất: tăng diện tích một lần
xén và tăng cự ly vận chuyển ngang, giảm các hệ số trùng phục khi xén và
chuyển đất.
+ Giảm thời gian quay đầu.

Trang 38
CH¦¥N
CH¦¥NCH¦¥N
CH¦¥NG 5.

G 5.G 5.
G 5.


ĐẦM NÉN ĐẤT NỀN ĐƯỜNG

5.1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ ĐẦM NÉN
5.1.1. Mục đích của công tác đầm nén.
- Cải thiện kết cấu của đất, đảm bảo nền đường đạt độ chặt cần thiết, làm cho nền
đường ổn định dưới tác dụng của trọng lượng bản thân, của tải trọng xe chạy và của các
nhân tố khí hậu thời tiết.
- Nâng cao cường độ của nền đường, tạo điều kiện giảm được chiều dày của kết cấu
mặt đường.
- Tăng cường sức kháng cắt của đất, nâng cao độ ổn định của taluy nền đường, tránh
làm cho nền đường bị phá hoại như: sụt, trượt.
- Giảm nhỏ tính thấm nước của đất, nâng cao độ ổn định của đất đối với nước, giảm
nhỏ chiều cao mao dẫn, giảm nhỏ độ co rút của đất khi bị khô hanh.


5.1.2. Hiệu quả đầm nén.
Hiệu quả đầm nén phụ thuộc vào:
Trang 39
- Loại đất (chủ yếu là thành phần hạt đất).
- Trạng thái của đất (độ ẩm của đất).
- Phương tiện đầm nén (loại phương tiện đầm nén, tải trọng đầm nén).
5.1.3. Bản chất vật lý của việc đầm nén đất.
Đất là hỗn hợp gồm 3 pha, pha rắn (hạt đất), pha lỏng (độ ẩm hay lượng nước chứa
trong đất) và pha khí. Dưới tác dụng của tải trọng đầm nén, trong lớp vật liệu sẽ phát sinh
sóng ứng suất – biến dạng. Dưới tác dụng của áp lực lan truyền đó, trước hết các hạt đất và
màng chất lỏng bao bọc nó sẽ bị nén đàn hồi. Khi ứng suất tăng lên và tải trọng đầm nén tác

dụng trùng phục nhiều lần, cấu trúc của các màng mỏng sẽ dần dần bị phá hoại, cường độ
của các màng mỏng sẽ giảm đi. Nhờ vậy các hạt đất có thể di chuyển tới sát gần nhau, sắp
xếp lại để đi đến các vị trí ổn định (biến dạng không hồi phục tích luỹ dần), đồng thời không
khí bị đẩy thoát ra ngoài, lỗ rỗng giảm đi, mức độ bão hoà các liên kết và mật độ hạt đất
trong một đơn vị thể tích tăng lên và giữa các hạt đất sẽ phát sinh các tiếp xúc và liên kết
mới. Kết quả là làm cho đất chặt lại, cường độ của đất tăng lên, biến dạng của đất giảm.
Để đầm nén đất có hiệu quả thì tải trọng đầm nén phải lớn hơn tổng sức cản đầm nén
của đất. Sức cản đầm nén của đất bao gồm:
+ Sức cản cấu trúc: sức cản này là do liên kết cấu trúc giữa các pha và thành phần có
trong hỗn hợp vật liệu gây ra. Liên kết cấu trúc giữa các thành phần càng được tăng
cường và biến cứng thì sức cản cấu trúc càng lớn và nó tỷ lệ thuận với trị số biến
dạng của vật liệu. Cụ thể là, trong quá trình đầm nén độ chặt của vật liệu càng tăng
thì sức cản cấu trúc càng lớn.
+ Sức cản nhớt: sức cản này là do tính nhớt của các màng pha lỏng bao bọc quanh các
hạt đất hoặc do sự bám móc nhau giữa các hạt đất khi trượt gây ra. Sức cản nhớt tỉ lệ
thuận với tốc độ biến dạng tương đối của vật liệu khi đầm nén và sẽ càng tăng khi
cường độ đầm nén tăng và độ nhớt của các màng lỏng tăng.
+ Sức cản quán tính: sức cản này tỷ lệ thuận với khối lượng vật liệu và gia tốc khi đầm
nén.

Đất

Tổng sức cản đầm nén
Cường độ giới hạn của đất (daN/cm
2
)
Khi lu bằng lu
Khi đầm
Bánh cứng Bánh lốp
Á cát,á sét,đất

bụi
Á sét
Á sét nặng
Sét
3 - 6
6 - 10
10 -15
15 -18
3 - 4
4 - 6
6 - 8
8 -10
3 - 7
7 - 12
12 - 20
20 -23
Trang 40
Ban đầu đất còn ở trạng thái rời rạc, chỉ cần đầm nén với tải trọng nhỏ (lu nhẹ) sao cho
áp lực đầm nén thắng được tổng sức cản ban đầu của đất nhằm tạo ra biến dạng không hồi
phục trong lớp vật liệu. Trong quá trình lu lèn, sức cản đầm nén sẽ tăng dần do vậy, tải trọng
lu cũng phải được tăng lên tương ứng để thắng được sức cản đầm nén mới của lớp đất. Tuy
nhiên, không được dùng lu nặng ngay từ đầu để tránh hiện tượng trượt trồi, lượn sóng bề mặt
do áp lực lu quá lớn so với cường độ giới hạn của đất. Chính vì vậy, trong quá trình đầm nén
cần dùng nhiều loại lu khác nhau trên nguyên tắc tăng dần áp lực lu.
Với các loại đất rời, khi tải trọng đầm nén tác dụng thì các hạt đất sẽ chuyển vị và độ
chặt của đất sẽ tăng lên. Độ chặt của đất sẽ tiếp tục tăng lên nếu ứng suất xuất hiện trong khu
vực tiếp xúc giữa các hạt đất lớn hơn trị số giới hạn của lực ma sát và lực dính.
Với các loại đất dính, các hạt đất được ngăn cách bởi các màng nước. Nếu như đất đã
có một độ chặt ban đầu nhất định và lượng không khí còn lại trong đất rất ít thì quá trình
đầm nén chặt đất xảy ra chủ yếu do sự ép các màng nước và do sự ép không khí trong đất.

Khi đó, sự tiếp xúc giữa các hạt đất không tăng lên bao nhiêu nhưng lực dính và lực ma sát
giữa các hạt đất tăng lên rất nhanh do chiều dày của màng mỏng giảm đi.
Các màng nước có tính nhớt, vì vậy việc ép mỏng chúng đòi hỏi phải có thời gian nhất
định. Thời gian tác dụng của các công cụ đầm lèn thường rất ngắn (thường không quá 0.05-
0.07s trong một lần tác dụng), vì vậy muốn tăng độ chặt của đất thì cần phải tác dụng tải
trọng lặp trên đất nhiều lần. Khối lượng thể tích khô (độ chặt của đất) tăng lên theo số lần tác
dụng N của phương tiện đầm nén theo công thức:
δ = δ
1
+ αlg(N+1)
Trong đó:
δ
1
: độ chặt ban đầu của đất.
α : Hệ số đặc trưng cho khả năng nén chặt của đất.
Khi số lần tác dụng của tải trọng N lớn thì dùng qua hệ sau
δ = δ
max
(δ
max
- δ
1
)e
-αN

Trong đó
δ
max
: độ chặt cực đại của đất
o

k
max
W1
)V1(
∆+
−
∆
=δ với V
k
=0
Từ các công thức trên ta thấy, giữa độ chặt và công tiêu hao để đạt được độ chặt đó có
mối quan hệ logarit, nghĩa là khi vượt quá một độ chặt nhất định nào đó thì dù có tăng số lần
đầm nén độ chặt của đất hầu như cũng sẽ không tăng lên nữa. Trong trường hợp này, cần
phải tăng trọng lượng của phương tiện đầm nén.
Một lần nữa ta thấy rằng, trong quá trình đầm nén cần dùng nhiều loại lu khác nhau
trên nguyên tắc tăng dần áp lực lu.

Trang 41
5.2. THÍ NGHIỆM PROCTOR
5.2.1. Mục đích và quy định chung về thí nghiệm.
Mục đích:
Xác định độ ẩm đầm nén tốt nhất (W
o
) và khối lượng thể tích khô lớn nhất (δ
o
) của một
loại đất ứng với một công đầm nén cho trước.
Quy định chung:
Tuỳ thuộc vào công đầm nén (loại chày đầm), việc đầm nén được thực hiện theo hai
phương pháp sau:

- Đầm nén tiêu chuẩn (thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn –Phương pháp I): sử dụng chày
đầm 2.50kg với chiều cao rơi là 305mm.
- Đầm nén cải tiến (thí nghiệm Proctor cải tiến – Phương pháp II): sử dụng chày đầm
4.54kg với chiều cao rơi là 457mm.
Tuỳ thuộc vào cỡ hạt lớn nhất khi thí nghiệm và loại cối sử dụng khi đầm mẫu mà mỗi
phương pháp đầm nén lại được chia thành hai kiểu đầm nén, nếu dùng cối nhỏ thì ký hiệu là
A và cối lớn thì ký hiệu là D. Tổng cộng có 4 phương pháp thí nghiệm ký hiệu là I-A, I-D,
II-A, II-D.
- Phương pháp I-A và II-A áp dụng cho các loại vật liệu có không quá 40% lượng hạt
nằm trên sàng 4.75mm. Trong phương pháp này, các hạt nằm trên sàng 4.75mm gọi
là hạt quá cỡ và hạt lọt sàng 4.75mm gọi là hạt tiêu chuẩn.
- Phương pháp I-D và II-D áp dụng cho các loại vật liệu có không quá 30% lượng hạt
nằm trên sàng 19mm. Trong phương pháp này, các hạt nằm trên sàng 19mm gọi là
hạt quá cỡ và hạt lọt sàng 19mm gọi là hạt tiêu chuẩn.
Việc lựa chọn phương pháp thí nghiệm nào trong bốn phương pháp trên có thể tham
khảo bảng sau:
TT Phương pháp thí nghiệm Phạm vi áp dụng
1 Phương pháp I-A
Đất hạt mịn, đất cát (cát đen), đất sét, đất hạt thô (cỡ
hạt D
max
<19mm, lượng hạt có đường kính >4.75mm
chiếm không quá 50%)
Trong trường hợp lấy số liệu đầm nén để đầm tạo mẫu
CBR thì dùng phương pháp I-D.
2 Phương pháp I-D
Đất sỏi sạn (kích cỡ hạt D
max
<50mm, lượng hạt có
đường kính >19mm chiếm không quá 50%).

3 Phương pháp II-A
Đất hạt mịn, đất cát (cát đen), đất sét, đất hạt thô (cỡ
hạt D
max
<19mm, lượng hạt có đường kính >4.75mm
chiếm không quá 50%)
Trong trường hợp lấy số liệu đầm nén để đầm tạo mẫu
CBR thì dùng phương pháp II-D.
Trang 42
4 Phương pháp II-D
Cấp phối tự nhiên, đất sỏi sạn, cấp phối đá dăm (kích
cỡ hạt D
max
<50mm, lượng hạt có đường kính >19mm
chiếm không quá 50%).
Trên thực tế, vật liệu tại hiện trường có chứa một lượng hạt quá cỡ nhất định, nếu
lượng hạt này không quá 5% thì không phải hiệu chỉnh còn nếu lượng hạt quá cỡ này lớn
hơn 5% thì phải hiệu chỉnh khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất.
5.2.2. Thiết bị thí nghiệm.
- Cối đầm nén: Có hai loại cối:
+ Cối Proctor (cối nhỏ) : D = 101.6mm; H = 116.43mm.
+ Cối CBR (cối lớn) : D = 152.4mm; H = 116.43mm.
- Cối gồm ba bộ phận chính:
+ Thân cối: được chế tạo bằng kim loại, hình trụ rỗng.
+ Nắp cối (đai cối): bằng kim loại hình trụ rỗng, cao khoảng 60mm, có đường
kính trong bằng đường kính trong của thân cối để cho việc đầm nén được dễ
dàng hơn.
+ Đế cối: chế tạo bằng kim loại và có bề mặt phẳng.
- Thân cối cùng với đai cối có thể lắp chặt khít vào đế cối.
- Chày đầm nén: gồm có chày đầm thủ công (đầm tay) và chày đầm cơ khí (đầm máy).

+ Chày đầm tay: có hai loại:
* Chày đầm tiêu chuẩn: khối lượng quả đầm 2.5kg và chiều cao rơi là 305mm.
* Chày đầm cải tiến: khối lượng quả đầm 4.54kg và chiều cao rơi là 407mm.
Chày đầm được chế tạo bằng kim loại, mặt dưới chày phẳng, hình tròn có đường
kính 50.8mm. Chày được luồn trong một ống kim loại để dẫn hướng và khống chế
chiều cao rơi. Ở hai đầu ống dẫn hướng có lỗ Φ10mm để thông khí.
+ Chày đầm máy:
* Chày đầm máy cũng có hai loại là chày đầm tiêu chuẩn và chày đầm cải tiến và
có các thông số như chày đầm tay.
* Chày đầm máy có khả năng tự động đầm mẫu, xoay chày sau mỗi lần đầm đảm
bảo đầm đều mặt mẫu đồng thời có bộ phận đếm số lần đầm, tự động dừng khi
đầm đến số lần đầm quy định.
 Tổ hợp của 2 loại cối đầm nén, 2 loại công đầm nén ta sẽ có được các phương pháp
đầm nén khác nhau.






Trang 43
TT Thông số kỹ thuật
Phương pháp đầm nén
Đầm nén tiêu chuẩn
(Phương pháp I)
- Chày đầm: 2.5kg
- Chiều cao rơi:
305mm
Đầm nén cải tiến
(Phương pháp II)

- Chày đầm: 4.54kg
- Chiều cao rơi:
407mm
Cối nhỏ Cối lớn Cối nhỏ Cối lớn
1 Ký hiệu phương pháp I-A I-D II-A II-D
2 Đường kính cối đầm (mm) 101.6 152.4 101.6 152.4
3 Chiều cao cối đầm (mm) 116.43 116.43 116.43 116.43
4 Cỡ hạt lớn nhất khi đầm (mm) 4.75 19 4.75 19
5 Số lớp đầm 3 3 5 5
6 Số chày đầm một lớp 25 56 25 56
7 Khối lượng mẫu lấy để xác định độ ẩm (g) 100 500 100 500
- Cân: một chiếc cân có thể cân được đến 15kg có độ chính xác đến 1g (để xác định
khối lượng thể tích ướt của mẫu), một chiếc có thể cân được đến 800g với độ chính
xác tới 0.01g (để xác định độ ẩm của mẫu).
- Thiết bị xác định độ ẩm: Tủ sấy khống chế được nhiệt độ đến 110±5
o
C, hộp lấy mẫu.
- Dụng cụ làm tơi mẫu: Cối sứ, chày cao su, vồ gỗ.
- Sàng: 2 sàng lỗ vuông loại 19mm và 4.75mm.
- Thanh thép gạt cạnh thẳng, dài khoảng 250mm, một cạnh vát để hoàn thiện bề mặt
mẫu.
- Dụng cụ trộn mẫu: bay, khay đựng đất, bình phun nước


Trang 44

Cấu tạo cối đầm

1- Chày đầm 2- Ống dẫn hướng 3- Lỗ thoát khí 4- Cán đầm 5-Tay cầm
Cấu tạo chày đầm

5.2.3. Trình tự thí nghiệm.
- Chuẩn bị mẫu đất: Mẫu đất phải tương đối khô, nếu ẩm quá thì phải đem phơi ngoài
không khí hoặc cho vào trong tủ sấy ở nhiệt độ không quá 60
o
C cho đến khi có thể làm tơi
vật liệu. Dùng vồ gỗ đập nhẹ để là tơi vật liệu, dùng chày cao su nghiền các hạt nhỏ để tránh
làm thay đổi thành phần hạt của cấp phối tự nhiên của mẫu.
- Sàng mẫu: mẫu thí nghiệm phải được sàng để loại bỏ hạt quá cỡ. Tuỳ theo phương
pháp đầm nén mà dùng sàng thích hợp:

1
3
4
5
1
2
4
5
3
1-Nắp cối (đai cối)
2-Thân cối.
3-Đế cối
4-Bu lông để cố
định thân cối, đế
cối và nắp cối
5-Tai để cố định
thân cối, nắp cối
Trang 45
+ Với phương pháp I-A và II-A: vật liệu được sàng qua sàng 4.75mm
+ Với phương pháp I-D và II-Đ: vật liệu được sàng qua sàng 19.0mm

- Khối lượng mẫu: chuẩn bị 5 mẫu với khối lượng mỗi mẫu như sau:
+ Với phương pháp I-A và II-A: 3kg.
+ Với phương pháp I-D và II-D: 7kg.
- Tạo ẩm cho mẫu: Mỗi mẫu được trộn đều với một lượng nước thích hợp để được
một loạt mẫu có độ ẩm cách nhau một khoảng nhất định, sao cho giá trị độ ẩm tốt nhất nằm
trong khoảng giữa của 5 giá trị độ ẩm tạo mẫu. Đánh số mẫu vật liệu từ 1 đến 5 theo thứ tự
độ ẩm mẫu tăng dần. Cho các mẫu đã trộn ẩm vào thùng mẫu để ủ, thời gian ủ mẫu khoảng
12 giờ. Với đất cát hoặc cấp phối đá dăm thì thời gian ủ mẫu khoảng 4 giờ. Có thể tham
khảo độ ẩm của mẫu đầu tiên như sau:
+ Với đất loại cát: bắt đầu từ độ ẩm 5%, các mẫu có độ ẩm chênh nhau 1-2%.
+ Với đất loại sét: bắt đầu từ độ ẩm 8%, các mẫu có độ ẩm chênh nhau 2% đối
với á sét, 4-5% với đất sét.
+ Với cấp phối đá dăm: bắt đầu từ độ ẩm 1.5%, các mẫu có độ ẩm chênh nhau 1-
1.5%.
- Với mỗi mẫu đất tiến hành theo trình tự sau:
+ Chuẩn bị cối: lắp cối vào đế cối, cân được khối lượng P
2i
sau đó lắp nắp cối
trên và cố định chắc chắn.
+ Cho lớp đất thứ nhất vào cối, dàn đều mẫu dùng chày đầm hoặc các dụng cụ
tương tự đầm rất nhẹ đều khắp mặt mẫu cho đến khi vật liệu không còn rời rạc
và mặt mẫu phẳng.
+ Đầm nén lớp đất theo quy định (chày và số lượt đầm tuỳ theo thí nghiệm). Khi
đầm thì đầm dần từ xung quanh vào giữa, đảm bảo lớp đất được đầm đồng đều
trên khắp bề mặt.
+ Các lớp tiếp theo tiến hành tương tự.

Trang 46
+ Khi đầm xong lớp cuối cùng, thì bề mặt lớp đất chỉ được nhô cao hơn mép thân
cối 1cm. Tháo nắp cối ra, dùng thanh gạt gạt bằng bề mặt mẫu và cân được

khối lượng P
1i
.
+ Tháo mẫu, lấy 2 mẫu đất nhỏ ở mặt bên và mặt đáy để thí nghiệm xác định độ
ẩm W.
- Lặp lại trình tự thí nghiệm trên với các mẫu còn lại.
5.2.4. Kết quả thí nghiệm.
- Với mỗi mẫu đất sau khi đầm nén ta xác định được khối lượng thể tích ẩm γ
ω
theo công
thức:

V
PP
i2
i
1
i
−
=γ
ϖ

Với:
P
1
- Khối lượng toàn bộ mẫu đất, thân cối dưới và đế cối xác định ở trên.
P
2
- Khối lượng của thân cối dưới và đế cối.
V - Thể tích của thân cối dưới.

- Từ khối lượng thể tích ẩm và độ ẩm đã tìm được, xác định khối lượng thể tích khô của
từng mẫu theo công thức:
i
wi
ki
W01.01+
γ
=γ

- Với các tập giá trị (W
i
, γ
ki
) ta vẽ được đường cong quan hệ giữa khối lượng thể tích khô
và độ ẩm. Trên đồ thị ta xác định điểm cao nhất của đường cong và dóng xuống các
trục toạ độ ta thu được W
o
và γ
o
của mẫu đất đó.

Biểu đồ quan hệ giữa khối lượng thể tích khô và độ ẩm
- W
o
: độ ẩm tốt nhất của mẫu đất. Đó là lượng nước cần thiết chứa trong đất làm cho ma
sát giữa các hạt đất giảm, khi đầm nén đất ở độ ẩm này ta tốn ít công nhất mà vẫn cho
ta độ chặt tốt nhất.
- γ
o
: Độ chặt lớn nhất (hay khối lượng thể tích khô lớn nhất) của mẫu đất tương ứng với

một công đầm tiêu chuẩn khi đầm nén ở độ ẩm tốt nhất.
Khối lượng thể tích khô (g/cm
3
)

M
2

M
3

M
4

M
5

M
0

γ
0
W
0

Độ ẩm (%)
Trang 47
- Độ chặt yêu cầu: là độ chặt cần thiết của đất đảm bảo cho nền đường ổn định γ
yc
. Nếu

có điều kiện thì nên đầm nén cho độ chặt yêu cầu bằng hoặc xấp xỉ với độ chặt lớn
nhất. Tuy nhiên để đầm nén đất đến độ chặt lớn nhất phải tốn rất nhiều công, vì vậy
thông thường chỉ cần đằm nén nền đường đến độ chặt yêu cầu γ
yc
nhỏ hơn độ chặt tốt
nhất γ
o
một ít. Như vậy cường độ và độ ổn định cường độ của đất sẽ giảm xuống một ít.
Trị số δ
yc
tính theo công thức:
γ
yc
= K δ
o

- K được gọi là hệ số đầm nén. Trị số K được quy định trên cơ sở khảo sát độ chặt của
đất trong những nền đường cũ đã sử dụng lâu năm mà vẫn ổn định, trong các điều kiện
khác nhau về địa hình, loại đất, loại mặt đường và khu vực khí hậu. Tuỳ thuộc vào tính
chất, tầm quan trọng của mỗi công trình cũng như vị trí của mỗi tầng lớp trong nề
đường mà lựa chọn trị số K khác nhau.
- Tuỳ thuộc vào tính chất, tầm quan trọng của mỗi công trình cũng như vị trí của mỗi
tầng lớp mà lựa chọn trị số K khác nhau. Hệ số đầm nén có thể tham khảo bảng sau:
(theo TCVN4054-05).
Loại nền đường
Độ sâu tính từ
đáy kết cấu áo
đường xuống
Độ chặt (theo Proctor tiêu chuẩn)
Đường ô tô có

V ≥ 40km/h
Đư
ờng ô tô có
V < 40km/h
Đắp
Khi kết cấu áo đường dày
trên 60cm
30cm
≥ 0.98 ≥ 0.95
Khi kết cấu áo đường dày
dưới 60cm
50cm
≥ 0.98 ≥ 0.95
Bên dưới chiều sâu kể trên
≥
0.95
≥
0.90
Nền đào và không đào không đắp 30cm
≥ 0.98 ≥ 0.95

5.3. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC ĐẦM NÉN ĐẤT NỀN ĐƯỜNG
5.3.1. Độ ẩm của đất.
- Độ ẩm hay lượng nước chứa trong đất là một trong những nhân tố quan trọng nhất ảnh
hưởng đến hiệu quả của công tác đầm nén đất đắp nền đường.
+ Khi độ ẩm trong đất nhỏ, sức cản đầm nén lớn do ma sát giữa các hạt đất còn lớn
ngăn cản sự di chuyển tới vị trí ổn định của các hạt đất.
+ Khi tăng độ ẩm trong đất: lượng nước bao quanh các hạt đất tăng lên làm giảm ma
sát giữa các hạt đất do vậy sức cản đầm nén giảm, các hạt đất dễ dàng được sắp
xếp chặt lại.

+ Nếu cứ tiếp tục tăng độ ẩm thì nước có thể chiếm dần các lỗ rỗng trong đất, khi đó
áp lực của công cụ đầm nén sẽ không trực tiếp truyền lên các hạt đất mà lại được
nước tiếp nhận làm cho các hạt đất khó sắp xếp lại gần nhau.
Trang 48
Vì vậy, khi lu lèn cần phải chú ý độ ẩm của đất. Độ ẩm của đất đắp càng gần độ ẩm tốt
nhất càng tốt (từ 90% đến 110% của độ ẩm tối ưu W
o
). Nếu đất quá ẩm hoặc quá khô thì nhà
thầu phải có các biện pháp xử lý như phơi khô hoặc tưới thêm nước.
Đối với từng loại đất, khi chưa có số liệu thí nghiệm chính xác, muốn biết độ ẩm khống
chế và khối lượng thể tích tương ứng có thể đạt được tham khảo bảng dưới đây:
Độ ẩm khống chế và khối lượng thể tích lớn nhất của một số loại đất
Loại đất
Độ ẩm khống chế
(%)
Khối lượng thể tích lớn nhất của đất khi
đầm nén (T/m
3
)
Cát
Đất pha cát
Bụi
Đất pha sét nhẹ
Đất pha sét nặng
Đất pha sét bụi
Sét
8 - 12
9 - 15
14 - 23
12 - 18

15 - 22
17 - 23
18 -25
1,75 - 1,95
1,85 - 1,95
1,60 - 1,82
1,65 - 1,85
1,60 - 1,80
1,58 - 1,78
1,55 -1,75
5.3.2. Công đầm nén, phương tiện đầm nén, tốc độ đầm nén.
- Công đầm nén:
+ Khi thay đổi công đầm nén thì trị số ẩm tốt nhất và độ chặt lớn nhất của cùng một loại
đất cũng thay đổi. Nếu tăng công đầm nén: độ ẩm tốt giảm xuống, độ chặt lớn nhất
tăng lên.
Ở độ ẩm tốt nhất: nước trong đất ở dạng nước liên kết, khi đầm nén ở W
o
thì đất khó
thấm nước, nền đường ổn định hơn dưới tác dụng của nước.
Khi màng nước bao bọc các hạt đất càng mỏng (ứng với độ ẩm nhỏ) thì cường độ
của nó càng cao (do lực hút phân tử), khi màng nước càng dày thì cường độ của nó
càng nhỏ và khả năng biến dạng của nó càng lớn. Điều đó giải thích vì sao khi tăng
công đầm nén lên thì độ ẩm giảm đi và độ chặt tăng lên, cũng như vì sao khi độ ẩm của
đất tăng lên thì cường độ kháng cắt, và môđun biến dạng của đất sẽ giảm xuống.
+ Thay đổi công đầm nén bằng cách: thay đổi số lần đầm nén hoặc thay đổi tải trọng đầm
nén. Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng có thể tăng số lần đầm nén để tăng công đầm
nén vì giữa độ chặt và công đầm nén có quan hệ Logarit: nếu đất đã đạt được độ chặt
nào đó thì dù có tăng số lần đầm nén lên nhiều độ chặt của đất cũng tăng không đáng
kể. Trong trường hợp này cần tăng tải trọng lu. Ví dụ những con đường đất, người đi
bộ qua lại nhiều năm, tạo ra một công đầm nén lớn làm cho một lớp mỏng ở trên rắn

chắc lại, song nếu ô tô đi vào thì đường sẽ lún.
- Thời gian tác dụng của phương tiện đầm nén:
Cùng một loại đất, cùng một độ ẩm, cùng một công đầm nén song tốc độ lu nhanh hay
chậm thì hiệu quả đầm nén cũng sẽ khác nhau. Tốc độ lu càng chậm thì thời gian tác dụng
Trang 49
của tải trọng đầm nén càng lâu, sẽ khắc phục được sức cản đầm nén tốt hơn (nhất là với loại
đất có tính nhớt cao như đất sét hay á sét), đồng thời tạo điều kiện thuận lợi để hình thành
cấu trúc mới trong nội bộ vật liệu có cường độ cao hơn. Nhưng như vậy năng suất công tác
của lu sẽ giảm.
Ngược lại, tốc độ lu nhanh quá có thể gây nên hiện tượng lượn sóng trên bề mặt vật
liệu (nhất là vật liệu dẻo khi chưa hình thành cường độ).
Do vậy tốc độ lu phải phù hợp với từng giai đoạn đầm nén: Trong giai đoạn đầu, vật
liệu mới rải, nên dùng lu nhẹ với tốc độ chậm, sau đó tăng đàn lên khi vật liệu đã chặt hơn.
Cuối cùng lại giảm tốc độ lu ở một số hành trình cuối cùng nhằm tạo điều kiện củng cố, hình
thành cường độ cho lớp vật liệu đầm nén.
- Phương tiện đầm nén:
Mỗi loại phương tiện đầm nén khác nhau có những đặc trưng nhất định và phù hợp với
những loại đất nhất định. Nếu sử dụng đúng thì hiệu quả của công tác đầm nén sẽ cao. Ví dụ:
lu bánh lốp có diện tích tiếp xúc lớn hơn lu bánh cứng nên tốc độ lu có thể cao hơn mà vẫn
đảm bảo thời gian tác dụng tải trọng tương đương. Đây là một ưu điểm của lu lốp.
5.3.3. Thành phần hạt của đất
- Ngoài độ ẩm ra, thành phần hạt của đất cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến
quá trình đầm nén đất đắp.
- Theo sự lớn nhỏ của hạt đất, người ta phân các hạt đất thành:
+ Cát : đường kính hạt từ 2 - 0,05mm
+ Bụi : 0,05 - 0,002mm
+ Sét : < 0,002mm
Trong ba loại hạt trên, các hạt sét có ảnh hưởng lớn nhất đến tính chất của đất cũng như
đến công tác đầm nén. Các hạt sét có màng keo nước, nên ở trạng thái tự nhiên, nó có khả
năng dính kết các hạt đất riêng rẽ lại với nhau hợp thành nhóm hạt gọi là liên kết nguyên

sinh. Khi đầm nén, phải thắng được lực liên kết nguyên sinh đó, để các hạt sét dịch chuyển
lại gần nhau hơn nữa và hình thành một khối liên kết mới bền vững hơn, lúc này biến dạng
của đất sẽ nhỏ đi nhiều, nền đường sẽ bị lún rất ít. Điều đó cũng giải thích vì sao muốn cho
đất có hàm lượng sét cao được ổn định thì phải tốn công lu lèn và phải đầm nén đến độ chặt
yêu cầu cao.
- Thành phần cấp phối của các hạt đất cũng ảnh hưởng đến tính ổn định của đất:
+ Nếu các hạt đất có kích thước gần bằng nhau, tỷ lệ khe hở trong đất sẽ lớn và
khó lèn chặt (giả thiết khi đất chỉ gồm những hạt có đường kính bằng nhau thì
khi nén chặt nhất, độ rỗng của nó là 26%).
+ Đất có thành phần cấp phối tốt (chặt, liên tục): sau khi đầm nén các hạt nhỏ sẽ
chèn vào khe hở của các hạt lớn hình thành một cấu trúc chặt, ổn định.
Trang 50
+ Thực tế đất gồm các hạt đường kính rất khác nhau nên sau khi đầm nén và
dưới tác dụng của nhiều lần khô ẩm tuần hoàn, đất có khả năng đạt được độ
chặt cao và ổn định.
5.3.4. Bề dày lèn ép và cường độ của lớp vật liệu bên dưới.
- Bề dầy lèn ép không quá lớn để đảm bảo ứng suất do áp lực lu truyền xuống đủ để khắc
phục sức cản đầm nén ở mọi vị trí của lớp vật liệu. Nhằm tránh hiện tượng khi lu lèn ở
trên chặt nhưng ở dưới không chặt, bảo đảm hiệu quả đầm nén tương đối đồng đều từ
trên xuống dưới. Bề dày lèn ép lớn nhất phụ thuộc vào loại phương tiện đầm nén, theo
tính chất của đất. Việc lựa chọn được bề dày lèn ép hợp lý không những để đảm bảo
chất lượng đầm nén mà còn làm tốn ít công đầm nén nhất.
- Bề dầy lèn ép không nhỏ quá để đảm bảo ứng suất do áp lực đầm nén truyền xuống đáy
không lớn hơn khả năng chịu tải của tầng móng phía dưới.
σ
h
≤ [σ]
cp

- Cường độ của lớp đất bên dưới cũng ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả của công tác

đầm nén. Nếu cường độ của lớp vật liệu bên dưới yếu, thì không tạo ra được “hiệu ứng
đe” để làm chặt lớp đất bên trên.
5.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẦM NÉN ĐẤT VÀ KỸ THUẬT ĐẦM NÉN.
5.4.1 Lu lèn đất bằng lu tĩnh.
- Nguyên tắc: dùng tải trọng tĩnh của bản thân lu để lèn ép làm cho đất chặt lại.
- Đây là phương pháp đầm nén phổ biến hiện nay và được thực hiện bằng các loại lu
bánh cứng, lu bánh lốp và lu chân cừu.
5.4.1.1. Lu bánh cứng
- Ưu điểm:
+ Áp lực bề mặt lớn.
+ Bề mặt lớp đất sau khi lu rất bằng phẳng, nhẵn, mịn.
+ Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ.
- Nhược điểm:
+ Chiều sâu tác dụng không lớn do áp lực lu tắt nhanh theo chiều sâu (<25cm).
+ Tốc độ nhỏ, tính cơ động kém, năng suất thấp.
+ Bề mặt lớp đất sau khi lu rất bằng phẳng, nhẵn, mịn nên lớp đất đắp sau dính
bám với lớp đất đắp dưới không tốt.
+ Diện tiếp xúc giữa bánh lu và lớp đất được lu lèn ngày càng giảm đi khi đất đã
chặt lại nên thời gian tác dụng của lu lên lớp đất ngày càng ít đi.
- Phân loại:
+ Theo tải trọng:
* Lu nhẹ 3-5T.
* Lu vừa 6-9T.