XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ part 5 ppt

- 83 -
Năng suất và giá thành lu lèn chủ yếu phụ thuộc vào việc sử dụng lu theo thời gian
có hiệu quả hay không. Năng suất lu N, (m
3
/ca) xác định theo công thức:
N=
)t
V
L
(n)t
V
L
(n)t
V
L
(n
H)pB(LK.T
3
3
32
2
21
1
1
t
+++++

(5-13)
Trong đó:
T - Số giờ trong một ca (h)
K

t
- Hệ số sử dụng thời gian (=0,9-0,95)
L - Đoạn thi công mà máy lu đi lại để lu lèn (m)
B - Bề rộng dải đất đợc lu (m)
p - Chiều rộng của vệt bánh lu sau đè lên vệt lu trớc (m)
H - Chiều dày cho phép của lớp đất đầm nén trong trạng thái chặt (m) tính theo
công thức 5-10.
n
1
, n
2
, n
3
Số lợt lu ứng với các tốc độ V
1
, V
2
, V
3
(km/h)
t
1
, t
2
, t
3
Thời gian quay vòng lu ở cuối đoạn thi công hoặc thời gian sang số của
tự hành (h).
Nếu tăng chiều dài đoạn lu lèn thì năng suất của lu cũng tăng lên tuy nhiên nếu
đoạn lu lên quá dài đất dễ bị khô, phải tăng số lần lu hoặc tới nớc cho đất sinh ra tốn

kém. Vì vậy chiều dài hợp lý của doạn lu lèn phải đợc quyết định sau khi đã tính toán so
sánh về kinh tế kỹ thuật.
Tốc độ lu ảnh hởng rất lớn đến chất lợng, năng suất và giá thành công tác lu lèn.
Khi tăng tốc độ thì năng suất lu sẽ tăng và giá thành lu trên 1m
3
đất sẽ giảm. Tuy nhiên
tăng tốc độ lu thì thời gian tác dụng của lu trên đất sẽ ngắn lại và hiệu quả của công tác lu
lèn bị giảm. Trong những lần lu cuối cùng khi mà sức cản nhớt của đất tăng lên, ảnh
hởng của tốc độ lu đặc biệt rõ. Vì vậy, theo kiến nghị của V.M.Xiđencô, những lần lu
cuối cùng nên chạy với tốc độ thấp.
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các loại lu của nớc ngoài dùng để tham khảo
cho ở bảng 5-7. Các chỉ tiêu này tính toán để đầm nén loại đất dính đến K=(0,95-0,98)
Max

với chiều dài đoạn lu lèn là 500-600m và chiều dày lớp đầm lèn tốt nhất.
Bảng 5-7a
Các loại lu của Liên Xô trớc đây
Loại lu
Trọng
lợng
lu (T)
Chiều dày
của lớp
đất đầm
nén (m)
Năng
suất
(m
3
/ca)

Giá thành
lèn 10m
3

đất (rúp)
Tiêu hao năng
lợng để đầm
1m
3
đất (ngựa)
Lu bánh lốp kéo theo
D-219 10 0,3 550 0,29 0,10
D-263 25 0,4 750 0,25 0,11
D-326 50 0,6 1400 0,16 0,10
- 84 -
Lu b¸nh lèp lo¹i nöa
moãc

D-551 30 0,5 1500 0,15 0,11
Lu b¸nh lèp lo¹i tù
hµnh

D-472 26 0,4 900 0,18 0,11
Lu ch©n cõu lo¹i kÐo
theo

D-130 (2 con l¨n) 2x6 0,12 580 0,27 0,11
D-220 30 0,25 1000 0,47 0,11
Lu b¸nh cøng
D-211B 10 0,12 190 0,70 0,21

D-399A 12 0,15 200 0,72 0,20
D-400 15,5 0,20 210 0,75 0,20

- 85 -
Bảng 5-7b
Đặc tính kỹ thuật của một số máy lu (đầm) của các nớc
Kích thớc toàn
bộ (inch)
Trọng lợng (lb)
áp lực lên mặt đất
(lb/inch)
Loại
máy
Dài
Rộn
g
Cao
Khôn
g chất
tải
Có
nớc
Có
cát
ớt
Khôn
g chất
tải
Có
nớ

c
Có
cát
ớt
Ghi chú
Lu chân
cừu kéo
theo 1
ống
12
8
56 59 3060 5400 7250 488 300
28
7
Lu chân
cừu kéo
theo 2
ống
thẳng
hàng
17
5
115 58 6040
1024
0
1344
0
150 255
33
3

Lu 5T
song
hành,
chạy
xăng,
2cầu,
bánh có
thể rút
lên
đợc,
điều
khiển
bằng
dầu
15
0
99 52 8200 8450 1200
Lu 10T,
3 bánh
chạy
xăng
20
7
76 120
2005
0

335 lb mỗi
inch dài ở
bánh

sau150lb
mỗi inch dài
ở bánh trớc

Trang bị
vối lốp cao
su để đổi
thành xe
mốc hậu
di chuyển
đến công
trờng
Khoảng
cách 2 cầu
xe:
128inch
Tốc độ: số
chậm
1,4m/phút
Số trung
bình
2,9m/phút
Số nhanh
5,0 m/phút
Trọng
lợng toàn
bộ
14000lb
Chiều
rộng lu

84inch
Tốc độ sử
dụng
15m/phút
- 86 -
Lu 5-
8T,
bánh
song
hành 2
cầu
chạy
xăng
17
7
36
(2)
75
1165
0
1763
0

140
(3)

93
(3)
219
(3)

78
(3)

224
(
3)
129
(
3)
331
(
3)
117
(
3)


Lu 9-
14T.
bánh
song
hành 2
cầu
chạy
xăng
26
8
63
(2)
87

1880
0
2835
0

Lu
bánh
lốp, kéo
theo 13
bánh.
17
5
89 46 3600
Đá dăm chất
lên 25911lb

Chất đầy
50T
Lu
bánh
lốp kéo
theo 4
bánh có
thùng
dung
lợng
85000lb

Chú thích: (1) Bề rộng bằng bề rộng đầm nén
(2) Bề rộng đầm nén là 50inch

(3) áp lực trên mỗi inch dài
5.4.2. Đầm đất bằng đầm rơi tự do.
Đầm là một phơng pháp nén chặt đất có hiệu quả. Khi đầm tiếp xúc với mặt đất
thì bắt đầu hiện tợng va chạm và trong đất sẽ xuất hiện trạng thái ứng suất biến dạng.
Sau khi va chạm, động lợng của đầm sẽ mất đi trong khoảnh khắc còn ứng suất ở mặt
tiếp xúc giữa đầm và đất sẽ phát triển nhanh và lan truyền trong khối đất làm cho đất chặt
- 87 -
lại. Tốc độ lan truyền của sang ứng suất biến dạng trong đất đạt đến 200 - 350m/sec và tác
dụng trên chiều sâu 10-12m (với loại đầm trọng lợng 0,5- 1T). Nh vậy quá trình đầm
đất là một quá trình động học, xẩy ra nhanh chóng, đợc đặc trng bằng thời gian tác
dụng ứng suất rất ngắn và chiều sâu lan truyên trạng thái ứng suất biến dạng thì lại rất
sâu.
Phơng trình cơ bản của quá trình đầm đất có thể tìm đợc từ định luật cân bằng
động lợng và xung lợng xuất hiện khi đầm va chạm tới mặt đất:

)VV(MPdt
21
0
=


(5-14)
Trong đó:
P- Lực phát sinh va chạm (kg)
M- Khối lợng đầm (kg)
V
1
, V
2
- tốc độ của đầm lúc bắt đầu và lúc kết thúc hiện tợng va chạm (cm/sec)

-Thời gian va chạm (sec), có thể tra bảng 5-8
Chia hai vế của phơng trình trên cho diện tích đầm F và xem tốc độ V
2
lúc kết thúc va
chạm bằng 0, ta có:

gF
gH2Q
F
MV
i
F
Pdt
d
1
0
===


(5-15)
Trong đó:
i- Xung lợng đơn vị (kgsec/cm
2
)
g- Gia tốc trọng trờng (cm/sec
2
)
Q- Trọng lợng đầm (kg)

H
đ
- Chiều cao thả đầm (cm)
Bảng 5-8
Trọng lợng đầm, kg
Đất rời Đất dính
Trạng thái
của đất
500 500 965 1210 1465
Xốp 0,035 0,035 0,065 0,076 0,110
Chặt 0,017 0,017 - - -

Xung lợng đơn vị là đặc tính cơ bản của quá trình đầm. Qua nghiên cứu thực
nghiệm ngời ta thấy sự nén chặt của đất khi đầm tỉ lệ thuận với trị số xung lợng đơn vị.
Để đảm bảo độ chặt yêu cầu thì trị số xung lợng đơn vị phải lớn hơn trị số xung
lợng đơn vị giới hạn i
gh
một giá trị nào đó tuỳ theo loại đất;
Trị số xung lợng đơn vị giới hạn của đất có độ ẩm tốt nhất nh sau:
Cát và á cát bột 0,05-0,07 kgsec/cm
2
á sét 0,07-0,12
á sét nặng 0,12-0,20
- 88 -
sét 0,20-0,27
Đã biết trị số xung lợng đơn vị giới hạn và các thông số của đầm thì có thể xác
định đợc chiều cao rơi đầm từ công thức tính xung lợng đơn vị i đã nêu ở trên.
áp suất cực đại
Max

tác dụng trên mặt đất khi đầm va chạm với đất có thể xác
định theo công thức thực nghiệm sau đây của N.YA Khacrkhuta:


=

=
gF
gH2Q
7,1
i
7,1
d
max
(5-16)
Trị số ứng suất cực đại này phải không nhỏ hơn cờng độ giới hạn của đất khi
đầm.
Chiều dày cho phép H của lớp đất dính khi đầm bằng máy đầm có thể xác định
theo công thức:
H= K
1
H
0
(5-17a)
Trong đó:
H
0
- Chiều dày tốt nhất của lớp đất đầm nén, bằng chiều sâu khu vực tác dụng của
đầm.

=

gh
i
i
7,3
0
Min0
e1
W
W
B1,1H (cm) (5-17b)
Với:
B
Min
Cạnh ngắn của bản đầm, (cm)
Các ký hiệu khác nh trên.
K
1
- Hệ số phụ thuộc vào độ chặt yêu cầu của đất
nếu
yc

= (0,98 1)
max

thì K
1
= 0,5
nếu
yc

= 0,5
max

thì K
1
= 1
Khi đầm nén đất không dính thì có thể tăng chiều dày tốt nhất tìm đợc theo công
thức trên lên 1,2-1,5 lần. Nếu chiều dày lớp đất đầm nén dới 1m thì tăng 1,5 lần, chiều
dày từ 1-1,2m thì tăng lên 1,2 lần.
Số lần đầm cần thiết của máy đầm tại chỗ để đạt đợc độ chặt yêu cầu xác định
theo công thức:
n =
iH
Khi
o
gh
(5-18)
Với : n Số lần đầm cần thiết
h - Chiều dày thực tế của lớp đất đầm nén(cm)
H
o

Chiều dày tốt nhất của lớp đất đâm nén, (cm) tính theo công thức
(5-17b).
k-hệ số phụ thuộc vào độ chặt yêu cầu và loại đất,trị số của nó cho ở bảng (5-9).
- 89 -
Bảng 5-9
Độ chặt yêu cầu Đất dính Đất rời
0,95
max


0,98
max


1,00
max


4
7
14
2
4
10
Ví dụ: Hãy xác định chế độ làm việc hợp lý của máy đầm khối lợng 1800kg, kích
thớc 100x100cm, chiều cao đầm 1m để đầm đất á sét nặng ở độ ẩm tốt nhất với i
gh
= 0,15
sec/cm
2.

Tính xung lợng đơn vị:
i =
2
cm/kgSec08,0
10000.981
100.981.2
1800
gF
gh2Q
F
Mv
===

Chiều dày tốt nhất của lớp đất đầm nén khi

yc
=0,95

max
:
H
0
= 1,1B
min

gh
i
i
7,3
0
e1
W
W
= 1,1.100.










15,0
08,0
7,3
e1
= 90 cm

Khi cần đầm nén đến độ chặt yêu cầu (0,98-1)

max:
thì chiều dày tốt nhất của lớp
đất đầm nén phải lấy bằng 45cm.
Số lần đầm để đạt đợc các độ chặt khác nhau là:
a)Với độ chặt 0,95

max
:

n =
8
08,0.90
15,0.90.4
i.H
i.h.K
0
gh
==
lần

b)Với độ chặt (0,98-1)
max
:
n =
19
08,0.45
15,0.45.10
= lần

Dùng máy đầm thì có thể đầm nền đờng đắp bằng các loại đất khác nhau, kể cả
đất cục và có thể đầm đợc các lớp có chiều dày lớn. Phơng pháp đầm đất sử dụng thích
hợp ở những nơi chật hẹp khó sử dụng các phơng tiện đầm nén khác, nhng năng suất
thấp giá thành thì lại cao hơn so với phơng pháp lu lèn.
Bản đầm lắp trên máy đào là loại đầm phổ biến nhất. Quá trình thao tác của bản
đầm này nh sau: máy đào có mắc bản đầm di chuyển dọc theo tim đờng (hình 5-14) và
đầm chặt với số lần đầm tính toán tại một chỗ đứng của máy. Những lần đầm đầu tiên
thờng chỉ nâng bản đầm lên độ cao bằng nủa độ cao tính toán vì đất còn xốp rời nên
cờng độ còn thấp. Tại một chỗ đứng của máy cho cần máy đào có mắc đầm tuần tự quay
và đầm chặt một dải đất bằng chiều rộng của bản đầm.
Để đảm bảo đầm nén đợc đều, nên lấy góc hợp thành giữa hai vị trí ngoài cùng
của cần máy đào không nhỏ hơn 90
o
và tiến hành quá trình đầm bằng cách cho cần máy
- 90 -
đào quay dần từ mép vào tim đờng, bảo đảm cho vệt đầm sau đè lên vệt đầm trớc một
chiều rộng quy định.


Hình 5-14: Sơ đồ đầm nén đất bằng bản đầm (2T)
Lắp trên máy đào kiểu E-505
1. Bản đầm; 2. Lớp đất đầm nén; 3. Bớc đi của máy;
4. Hớng đi của máy; 5. Dải đất lu lèn; a) Mặt chính; b) Mặt bằng
Năng suất của bản đầm, m
3
/ca, tính theo công thức:

=
n
H.K.F.K.T.3600

N
trt
(5-19)
Trong đó:
T Thời gian trong một ca. (h)
K
t
Hệ số sử dụng thời gian trong
một ca, bằng 0,85;
F Diện tích bản đầm, (m
3
)
K
tr
- Hệ số trùng khi đầm lèn,
bằng 0,9;
H Chiều dày của lớp đất
đầm lèn (m) xác định theo
công thức (5-17a)
- Toàn bộ thời gian của một lần đầm, bằng
6-10 sec;
n Số lần đầm xác định theo công thức (5-
18);
Ngoài bản đầm ngời ta còn dùng các
loại máy đầm tự hành và máy đầm hơi nhỏ
đẩy tay để đầm đất. Loại máy đầm tự hành
kiểu D-471 dùng để đầm đất với khối lợng lớn và di chuyển theo sơ đồ ở hình (5-15).
Năng suất của máy đầm này cũng tính theo công thức (5-19). Khi dùng máy đầm yêu cầu
các vật đầm sau phải đè lên các vật đầm trớc khoảng 0,1-,15 m và lần đi đầu tiên phải
các vai đờng 0,6 m để đảm bảo sự ổn định của máy. Loại máy đầm hơi nhỏ đẩy tay (đầm

cóc) dùng để đầm đất ở những nơi hẹp và khối lợng ít.
1
1
3
3
2
1

Hình 5-15: Sơ đồ đầm đất bằng máy đầm
tự hành 1-3 trình tự nén đất

- 91 -
5.4.3. Đầm nén đất bằng chấn động.
Chấn động là phơng pháp thích hợp để đầm nén đất rời. Khi chấn động các hạt và
các cục đất bị dao động, phân ly, lực ma sát và lực dính giữa các hạt và các cục đất giảm
xuống. Dới tác dụng của trọng lợng bản thân và trọng lợng của bộ chấn động, các hạt
đất sẽ di chuyển theo hớng thẳng đứng và sắp xếp lại chặt chẽ hơn. Chấn động thích hợp
để đầm nén đất rời, vì tác dụng tơng hỗ giữa các hạt của đất rời chủ yếu là do lực ma sát.
Khi chấn động các hạt đất đợc tách rời làm cho lực ma sát động xuất hiện khi các hạt đất
chuyển vị sẽ nhỏ hơn nhiều so với lực ma sát tĩnh. Với đất dính thì lực dính do các màng
nớc giữa các hạt sinh ra trong khi chấn động giảm rất ít, vì vậy sức kháng của đất khi
chấn động giảm xuống không đáng kể, do đó hiệu quả đầm nén bằng chấn động rất thấp.
Hiệu quả của việc đầm nén bằng chấn động phụ thuộc vào các thông số sau đây:
tần số và biên độ dao động, gia tốc, tải trọng tác dụng lên đất.
Theo lý thuyết của viện sĩ P.A.Rebin-đi thì mỗi cỡ hạt tơng ứng với một tấn số
dao động nhất định, chấn động với tần số này thì hiệu quả đầm nén sẽ cao nhất. Hạt càng
nhỏ thì tần số đó càng lớn. Vì trong đất có các hạt và các cục kích cỡ khác nhau cho nên
chấn động với các tần số khác nhau thì hiệu quả đầm nén sẽ cao nhất.
Khi chấn động một phần năng lợng của máy chấn động hao phí vào việc di
chuyển các hạt và các cục đất, một phần khác thì phân tán đi và cuối cùng sẽ biến thành

nhiệt. Tăng trị số gia tốc khi chấn động thì sẽ giảm bớt sự phân tán năng lợng và làm cho
việc đầm nén có hiệu quả. Theo N.Y.A.Khackhuta, biên độ dao động chỉ ảnh hởng đến
quá trình đầm nén trong một mức độ nào đó so với ảnh hởng của việc gia tốc. Vì vậy
trong quá trình chấn động cần phải thay đổi gia tốc
Khi đầm nén đất bằng máy chấn động, bộ phận chấn động sinh ra một áp suất
tơng đối nhỏ: bằng 0,5-0,8 KG/cm
2
, nhng áp lực đó lại có một hiệu quả đầm nén cao do
lực kích thích xuất hiện khi dao động
Hiệu quả của việc đầm nén đợc xác định bằng tỷ số của lực kích thích P
k
trên
trọng lợng của bộ chấn động Q. Trị số của lực kích thích tỷ lệ với biên độ dao động còn
trọng lợng của bộ chấn động phải đủ để cho áp lực tĩnh đơn vị, (bằng tỷ số Q/F, với F là
diện tích đáy của bộ chấn động) không nhỏ hơn các trị số sau:
Cát ẩm ớt 300-400 kg/cm
2

Cát có độ ẩm tốt nhất 600-1000kg/cm
2

Đất á cát có độ ẩm tốt nhất 1000-2000kg/cm
2
Quan hệ giữa độ chặt của đất và tỷ số P
k
/Q vẽ ở hình 5-16.
Nhìn hình vẽ ta thấy trong phần đầu
do biên độ dao động tăng nên lực kích thích -
P
k

và tỷ số P
k
/Q đều tăng: hiệu quả đầm nén
tăng lên, độ chặt đạt trị số cực đại ở điểm A.
Sau đó nếu tăng biên độ lên nữa, dao động sẽ
từ trạng thái điều hoà chuyển sang trạng thái
p
k
Q
C
A
B
0


max
Hình 5-16: Quan hệ giữa độ chặt tơng đối
với tỷ số Pk/Q
- 92 -
hỗn loạn và hiệu quả đầm nén sẽ giảm xuống (đoạn AB). Nếu tiếp tục tăng biên độ lên
nữa, bộ chấn động sẽ rời khỏi mặt đất và khi đó quá trình chấn động thực tế sẽ trở thành
quá trình chấn động - đầm và hiệu quả đầm nén sẽ tăng lên (đoạn BC). Thời gian mà bộ
chấn động có thể rời khỏi mặt đất bị giới hạn bởi tấn số dao động, vì vậy việc tăng biên độ
dao động chỉ có thể làm tăng chiều cao đầm đến một giới hạn nào đó (điểm C) và khi đó
hiệu quả đầm nén sẽ ổn định.
Các máy chấn động đợc tính toán với tỷ số P
k
/Q tơng ứng với điểm A, còn các
máy chấn động đầm thì tơng ứng với điểm C. Tỷ số P
k

/Q tốt nhất có những giá trị số
khác nhau phụ thuộc vào tần số dao động (xem bảng 5-10)
Bảng 5-10
Tần số dao động 750-1500 1500-3000 3000-5000
Tỉ số
Q
P
k
tốt nhất
0,9-1,0 1,0-1,4 1,4-2,3
Nếu tỉ số
Q
P
k
nhỏ hơn tỉ số tốt nhất,biên độ dao động của máy chấn động sẽ giảm
do đó hiệu suất đầm nén sẽ giảm. Nếu tỉ số
Q
P
k
lớn thì máy chấn động sẽ trở thành máy
chấn động - đầm và trong giai đoạn đầu (ứng với giai đoạn AB trên hình 5-16) hiệu suất
đầm nén cũng giảm.
Khi tần số dao động của máy chấn động trùng hoặc gần trùng với tần số dao động
riêng của hệ thống máy chấn động - đất sẽ xuất hiện cộng hởng và đạt đợc hiệu xuất
đầm nén tốt nhất. Hiện nay cha có phơng pháp tính toán tần số giao động riêng của hệ
thống máy chấn động - đất nào đáng tin cậy nên việc chọn tần số dao động của máy chấn
động chỉ có thể dựa trên cơ sở thực nghiệm. Theo kết quả thí nghiệm, tần số tần số dao
động tốt nhất của máy chấn động phụ thuộc vào áp lực tĩnh đơn vị, áp lực càng nhỏ thì tần
số dao động cần phải cao (bảng 5-11)
Bảng 5-11

áp lực tĩnh đơn vị, (kg/cm
2
) 500-1000 1000-2000
Tần số dao động trong một phút, lần 2000-1200 1200-900
Thời gian chấn động cần thiết xác định theo công thức:
t=
m
C
(5-20)
Trong đó:
C Số lần đặt tải trọng cần thiết khi trấn động để đợc độ chặt quy định
m tần số giao động của máy (lần/phút).
Với đất rời trị số thay đổi từ 1,5 x 10
3
đến 5 x 10
3.
Giới hạn dới ứng với máy chấn
động có thông số tốt nhất, giới hạn trên tơng ứng với máy chấn động có trọng lợng nhỏ
- 93 -
có thông số tốt nhất, giới hạn trên tơng ứng với máy chấn động có trọng lợng nhỏ hoặc
với đất có độ ẩm nhỏ.
Độ ẩm của đất khi chấn động phải lớn hơn độ ẩm tốt nhất từ 10-20%
Chiều dày của lớp đất đầm nén bằng chấn động H xác định theo công thức:
lg H=
min
Blgn1,0
425p
25,5p85,0
+
+

(5-21)
Trong đó:
p - áp lực tĩnh trên đất, (kG);
n -Thành phần của nhóm hạt sét trong đất,(%)
B
min
- Cạnh ngắn của bàn chấn động, (cm)
Năng suất của bàn chấn động có thể xác định theo công thức
N=
n
K.H.v)2,0B(
t


Trong đó:
(B-0,2) - Chiều rộng của bản chấn động kể đến vệt đầm trùng lên nhau, (m)
v - Tốc độ di chuyển của máy, (m/h)
H - Chiều dày của lớp đất đầm bằng chấn động xác định theo công thức (5-21)
n - Số lần đầm cần đi qua một chỗ, thờng n=2
K
t
Hệ số sử dụng thời gian, thờng bằng 0,7-0,8
ở nớc ngoài khi xây dựng nền đờng ngời ta thờng dùng loại lu chấn động và
máy chấn động tự hành để đầm nén đất.
Lu chấn động thích hợp để đầm các lớp đất chiều dày dới 1,5m và chiều dài đoạn
lu lèn là 200-300m, còn loại máy chấn động tự hành thì để đầm các lớp đất có chiều dày
dới 0,8m trên các đoạn thẳng chiều dài 50-100m. Độ dốc dọc của đoạn lu lèn không
đợc quá 10
%, độ dốc ngang không quá 5%.

Các loại lu chấn động kiểu kéo theo thờng làm việc theo sơ đồ lu khép kín,các lu
tự hành thì làm việc theo sơ đồ con thoi. Năng suất của lu chấn động và của máy chấn
động tự hành có thể xác định theo công thức xác định năng suất của lu.
5.5. Các phơng pháp kiểm tra độ chặt và độ ẩm của đất ở hiện
trờng
Công tác kiểm tra chất lợng đàm nén đất ở hiện trờng gồm có hai nội dung
chính: xác định độ ẩm thực tế của đất (nhằm đảm bảo đầm nén đất ở độ ẩm gần độ ẩm tốt
nhất) và xác định độ chặt thực tế của đất (nhằm kiểm tra xem đất đã đầm nén đến độ chặt
yêu cầu nh thiết kế quy định hay cha). Yêu cầu với công tác kiểm tra là phải xác định
chính xác và kịp thời hai chỉ tiêu trên để đảm bảo tiến độ thi công và có những biện pháp
xử lý thích đáng trong trờng hợp cần thiết.
Sau đây là một số phơng pháp thờng dùng:
- 94 -
5.5.1. Phơng pháp dao đai, đốt cồn:
Dung trọng khô của đất (là chỉ tiêu để
đánh giá độ chặt) đợc xác định bằng cách lấy
mẫu đất không phá hoại kết cấu trong một dao
đai có miệng vạt nhọn, đã biết trớc thể tích
(hình 5-17).
Kỹ thuật lấy mẫu nguyên dạng nh sau:
đặt dao đai trên mặt đất nơi định lấy mẫu kiểm
tra để cho đầu vạt nhọn xuống, úp mũi dao lên
đầu kia rồi dùng búa đóng qua mũ dao để dao
đai lún sâu vào đất cho đến khi mặt dao đai thấp hơn mặt đất. Sau đó đào đất xung quanh
dao đai, bứng dao đai và đất trong dao lên khỏi mặt đất rồi gọt phần đất thừa cho ngang
bằng với mặt dao đai. Đem cân cả dao đai lẫn đất trong đó, chính xác đến 1g. Dung trọng
của đất ẩm tìm đợc theo công thức:
V
PP

21
w

=
(g/cm3)
Trong đó :
P
1
- Trọng lợng dao đai và đất ẩm (g).
P
2
Trọng lợng dao đai (g).
V Thể tích đất trong dao đai (cm
3
).
Sau khi cân xong thì chọn một mẫu đất có độ ẩm trung bình, đổ ra đĩa trộn cẩn thận và lấy
chừng 50-80g bỏ vào ống nhôm có nắp đậy để sấy khô (hoặc đổ cồn đốt khô) cho đến khi
trọng lợng không đổi để tìm độ ẩm.
Sau khi xác định đợc độ ẩm thì tìm đợc dung trong khô thực tế theo công thức:
W1
W
+

=

Trong đó:
w - độ ẩm theo trọng lợng của đất, tính đến hai số lẻ (%)
Đem so sánh

đã tính với độ chặt tiêu chuẩn tìm đợc bằng thí nghiệm đầm nén tiêu

chuẩn để xem đã đầm nén đến độ chặt yêu cầu hay cha.
5.5.2. Phơng pháp xác định nhanh độ chặt và độ ẩm của đất ở hiện trờng bằng phao
Côvalep (hình 5-18).
Việc xác định độ ẩm bằng cách sấy khô hoặc đốt cồn có một nhợc điểm rất lớn là
mất nhiều thời gian hoặc tốn kém. Vì vậy hiện nay ngời ta thờng dùng phao Côvalep để
xác định nhanh độ chặt và độ ẩm của đất ở hiện trờng.
Nguyên tắc làm việc của phao Côvalep là dựa vào sức đẩy của nớc để xác định
trọng lợng. Dùng dao đai lấy mẫu nguyên dạng nh ở trên đã nêu sau đó đổ đất vào phao
rồi thả phao vào thùng nớc. Căn cứ vào ngấn nớc mà phao chìm xuống ta đọc đợc
dung trong ẩm của mẫu đất


ở thang B

.

Hình 5-17:
D
ao đai cắt đất
- 95 -
Để xác định dung trọng khô của mẫu thì phải tìm trọng lợng của các hạt đất (pha
cứng) ở trong mẫu đất. Muốn vậy phải lấy đất trong phao ra đem nghiền nhỏ với nớc rồi
đổ vào bình treo ở đáy phao và thả cả bình treo và phao vào nớc. Do trọng lợng bản
thân của các hạt đất, phao sẽ chìm xuống, lợng hạt đất càng nhiều và tỉ trọng của nó
càng lớn thì phao chìm xuống càng nhiều. Trên phao có vạch ba thang đo

ứng với ba
loại đất đặc trng: Cát (thang
), sét (thang ) và đất đen (thang 4). Tuỳ theo loại đất mà
đọc đợc dung trọng khô

của nó căn cứ vào ngấn nớc ở thang đo tơng ứng. Độ ẩm
của đất sẽ tìm theo công thức:
%100.W
w




=

Hình 5-18: Phao Côvalep
- 96 -
5.5.3. Phơng pháp rót cát.
Phơng pháp rót cát chủ yếu dùng để kiểm tra
độ chặt của mặt đờng và nền đờng làm bằng đất sỏi
ong, đất dăm sạn và đất gia cố các loại (vì những vật
liệu này có cỡ hạt lớn, cứng không thể dùng dao để lấy
mẫu).
Các dụng cụ cần thiết:
-Phễu rót cát có dạng hình nón với kích thớc
nh hình 5-19. Góc nghiêng giữa đờng sinh với đáy
phải lớn hơn góc nghỉ của cát.
-ống đo có dung tích 500-1000cm
3
với khấc đo
5-10cm
3

-Cân đĩa có thể cân đợc 2-5kg với độ nhạy 1-2g

-Rây cỡ 1mm và 0,5mm dùng để chuẩn bị cát tiêu chuẩn.
Vật liệu khác:
-Cát tiêu chuẩn đợc chọn từ cát thô đều hạt có cỡ 0.5-1mm, sạch và khô.
-Bao nilông để đựng đất.
Cách tiến hành:
1. Chuẩn bị cát tiêu chuẩn.
-Rang hoặc sấy cát rồi cho qua rây để nhận đợc cát có đờng kính cỡ hạt 0.5-
1mm với khối lợng cần khoảng 2000-3000 cm
3
. Cát tiêu chuẩn chuẩn bị tại phòng thí
nghiệm nhng phải sạch và phải qua rây tiêu chuẩn đã nêu.
-Để kiểm tra chất lợng cát, lấy khoảng 500-1000cm
3
rồi đổ từ từ vào trong ống
đo không thay đổi qua nhiều lần thử là cát đạt yêu cầu.
2. Các bớc tiến hành.
-Dùng cuốc xẻng san phẳng một khoảng nhỏ tại vị trí cần kiểm tra. Đào một hố
tròn với đờng kính nhỏ hơn đờng kính miệng lớn của phễu và có chiều sâu bằng bề dày
lớp đất cần kiểm tra. Đem cân tất cả lợng đất đào ở hố lên ta có khối lợng Q
W
. Chỉ nên
cân 1 lần, vì nếu cân nhiều lần dễ dẫn đến sai số.
-Cân xong lấy đất để xác định độ ẩm. Số lợng đất cần khoảng 100-150g, trong đó
chứa đủ các cỡ hạt theo tỉ lệ của chúng.
-Sau khi đã sửa sang thành hố cho nhẵn (nhớ rằng phần đất do sửa sang hố thí
nghiệm cũng thuộc về lợng Q
W
) thì đặt phễu lên miệng hố. Miệng phễu phải áp sát kín
với mặt đất để cát khong chảy ra ngoài.
-Bằng ống đo, rót cát đã chuẩn bị trớc vào hố qua miệng phễu, không rót thẳng

vào giữa lỗ phễu mà rót lên thành phễu(hình 5-20). Rót cát từ từ, tránh va chạm mạnh lên
phễu. Khi cát đầy tới cổ phễu thì dừng lại và ghi lấy số cát còn thừa.

2cm
5cm
6cm15-20 cm


18-24 cm

Hình 5-19:
P
hễu rót cá
t

- 97 -
3. Kết quả thí nghiệm.
Khối lợng thể tích tự nhiên đợc tính
toán theo công thức:
WƯ
WƯ
W
V
Q
=
(g/cm
3
)
Trong đó:
Q

W
: khối lợng đất lấy từ hố
đào.
V
W
: thể tích hố đào.
V
W
=V-V
0
-V


V: thể tích mẫu cát chuẩn bị
trớc
V
0
: thể tích phễu
V

: thể tích cát còn thừa
Khối lợng thể tích khô đợc tính theo công thức:
W1
WƯ
k
+

=
(g/cm
3

)
Ghi chú:
-Đất đào ở hố không đợc làm vơng vãi ra ngoài.
-Tại mỗi vị trí phải làm từ 2 cho đến 3 hố thí nghiệm và dùng trị số kết quả
trung bình cộng.
5.5.4. Xác định độ chặt và độ ẩm của đất bằng phơng pháp dùng chất đồng vị phóng
xạ.
Hiện nay ở các nớc tiên tiến ngời ta đã áp dụng phơng pháp dùng chất đồng vị
phóng xạ để xác định độ ẩm và độ chặt của đất mà không cần lấy mẫu đất để kiểm tra. Để
xác định độ chặt của đất có thể dùng hai phơng pháp đo: Phơng pháp đo phóng xạ trực
tiếp và phơng pháp đo phóng xạ phân tán. Với phơng pháp đo phóng xạ trực tiếp, độ
chặt của đất đợc xác định trên cơ sở sự giảm yếu tốc độ của chùm tia

phóng qua đất.
Sơ đồ của thiết bị đo độ chặt theo phơng pháp đo phóng xạ trực tiếp đợc trình bày trên
hình vẽ 5-21.
Với phơng pháp thứ hai độ chặt của đất đợc xác định theo sự ghi nhận các tia


phân tán(hình 5-22). Dụng cụ của cả hai phơng pháp đo này đều đợc cắm vào trong đất
đến độ sâu 1,5m. Dựa trên phơng pháp đo phóng xạ phân tán, V.G.Phiaxtop dới sự
hớng dẫn của giáo s N.N.Ivanop ở trờng đại học cầu đờng Matxcơva (MADI) đã thiết
kiế dụng cụ đo độ chặt của đất gới thiệu ở hình 5-23. Nguồn phóng xạ là chất đồng vị
Co
60
. Ưu điểm của dụng cụ này là không phá hoại cấu tạo đất, đo đợc nhiều điểm do đó
biết đợc mức độ đồng đều của công tác đầm nén đất.

Hình 5-20:
R

ót cát vào hố đào qua phễu
- 98 -
1
3
2
1
2
3
4

Hình 5-21: Sơ đồ nguyên tắc thiết bị đo độ chặt bằng phơng pháp phóng xạ trực tiếp.
Hình 5-22:
Sơ đồ nguyên tắc thiết bị đo độ chặt bằng phơng pháp phân tán.
Cả hai phơng pháp trên đều dùng trong trờng hợp độ ẩm thay đổi ít.
Để xác định độ ẩm của đất thì phải dùng tia phóng xạ nơtron. Những nơtron hoạt tính
dới ảnh hởng của nguyên tử hydro của nớc sẽ trở nên chậm chạp. Điều đó tạo khả
năng xác định dung trọng ẩm lẫn độ ẩm của đất.
1
2
3
4
a)


Hình 5-23: Thiết bị đo độ chặt của trờng ĐH cầu đờng Matxcơva (MADI)
a/ Sơ đồ nguyên tắc đo 1 Máy đềm 2 Tấm chắn 3 Nguồn phóng xạ 4 Các tia
b/ Sơ đồ thiết bị đo độ chặt MADI 1 Máy khuếch đại tần số 2 ô tô 3 Máy đo tia
gama 4 - ắc quy 5 Dây kéo và dây dẫn 6 Máy đếm 7 Bánh xe có lá điện trở
8 Tấm chắn 9 Nguồn phóng xạ 10 Bàn trợt.

- 99 -
Chơng 6
Thi công nền đờng bằng phơng pháp nổ phá
Khi xây dựng nền đờng ở vùng núi hoặc ở vùng đồi thờng cần phải đào đá. Đào
nền đá phải dựa chủ yếu vào kỉ thuật nổ phá, tức là lợi dụng hiện tợng nổ phát sinh trong
một khoảnh khắc nhờ phản ứng hoá học cực kì nhanh của thuốc nổ để phá vở và làm đá
tung đi. Công tác phá đá làm nền đờng bao gồm các bớc dới đây:
1. Xác định phơng pháp nổ phá (hình dạng gói thuốc nổ), chọn vị trí đặt thuốc nổ (vị trí
mìn) đối với mặt cắt nền đờng dự định phải đào;
2. Khoan đào lỗ, đờng hào và hầm đặt thuốc nổ;
3. Đặt thuốc nổ và bố trí vật liệu gây nổ vào lỗ mìn hoặc hầm thuốc nổ; lấp lỗ (hoặc hầm),
bố trí mạng lới gây nổ;
4. Bố trí cảnh giới, gây nổ bằng cách đốt hoặc đóng điện;
5. Xử lí nếu gặp mìn câm, dọn sạch đá vở bằng các loại công cụ; đo đánh giá hiệu quả nổ
phá.
Các bớc nói trên đợc thực hiện lặp lại nhiều lần cho đến khi hình thành toàn bộ
nền đờng.
Hiệu quả việc áp dụng kỹ thuật nổ phá để đào đá sẽ khác nhau tuỳ thuộc vào nhiều
nhân tố, trong đó chủ yếu là: tính năng của thuốc nổ, điều kiện địa hình và địa chất, mức
độ nắm vững phơng pháp thi công (bố trí và sử dụng lợng thuốc nổ, chất lợng lấp kín,
cách bố trí nối tiếp các loại vật liệu gây nổ và phơng pháp gây nổ)
6.1.Vật liệu nổ.
Vật liệu nổ dùng trong phơng pháp thi công nổ phá gồm có hai loại chính: thuốc
nổ và vật liệu gây nổ.
6.1.1. Thuốc nổ.
Thuốc nổ là một loại hoá chất không ổn định, dới tác dụng của năng lợng bên
ngoài (nh năng lợng ma sát, va đập, nhiệt lợng, lửa đốt) có thể ngay tức khắc phát sinh
các phản ứng hoá học mạnh, đồng thời giải phóng một nhiệt lợng lớn, tạo ra một lợng

khí lớn, có áp lực cao gây tác dụng xung kích và đẩy ép rất mạnh đối với vật chất xung
quanh, làm cho chúng bị phá hoại. Qúa trình giải phóng năng lợng nh vậy đợc gọi là
nổ phá.
Các tính năng của thuốc nổ thờng đợc biểu thị bằng tốc độ nổ, sức nổ, độ mạnh,
độ nhậy và độ ổn địnhTốc độ nổ chỉ tốc độ lan truyền phản ứng hoá học trong khối
thuốc nổ (tính bằng m/s). Sức nổ là chỉ năng lợng công phá đối với vật chất xung quanh
của thuốc nổ, thông thờng đợc tính bằng thể tích mở rộng đo đợc sau khi gây nổ một
lợng thuốc nổ theo phơng pháp nổ mở rộng lỗ trong một khối chì (tính bằng mm). Độ
mạnh chủ yếu quyết định bởi tốc độ nổ của thuốc nổ và nhiệt lợng sản sinh khi nổ. Sức
nổ, độ mạnh và tốc độ nổ có thể dùng để đánh giá năng lực nổ phá của thuốc nổ, độ nhạy
biểu thị mức độ khó, dễ nổ của thuốc nổ dới tác dụng của các dạng năng lợng bên
- 100 -
ngoài. Độ ổn định biểu thị khả năng duy trì đợc các tính chất vật lý, hoá học vốn có của
thuốc nổ trong quá trình cất giữ. Độ nhậy và độ ổn định của thuốc nổ có ảnh hởng rất lớn
đối với việc sử dụng thuốc nổ.
Có rất nhiều loại thuốc nổ; các loại chủ yếu thờng dùng để nổ phá đá gồm có:
Amônít, nitrat amôn trộn dầu, đinamit và thuốc đen. Dới đây lần lợt giới thiệu thành
phần và tính năng của chúng.
1. Amônít: Là loại thuốc nổ đợc sử dụng rộng rãi nhất và đợc sản xuất nhiều
nhất trong công nghiệp thuốc nổ hiện nay. Đó là một loại hỗn hợp thuốc nổ loại nitrat
amôn, màu vàng, dạng bột mịn, tạo thành do phối hợp NH
4
NO
3
+ tolit (thờng gọi là
TNT: C
6
H
2
(NO

2
)
3
CH
3
) + bột gỗ. Trong xây dựng nền đờng thờng dùng loại amônit số 2
với tỷ lệ phối hợp ba thành phần nói trên là 85:11:4. NH
4
NO
3
là một loại phân bón hoá
học dùng trong nông nghiệp, là một loại thuốc nổ chậm (dùng làm chất oxi hoá), uy lực
không cao, độ nhạy thấp, rất dễ bị ẩm kết hòn, bột gỗ là chất tơi xốp dễ cháy, dùng để làm
chậm xu thế kết hòn của thuốc nổ, đồng thời còn để điều chỉnh mật độ thuốc; TNT là loại
thuốc nổ mạnh; sau khi trộn thêm TNT có thể tăng năng lực đột phá và độ nhạy của
NH
4
NO
3
. Amônit là loại thuốc nổ tơng đối an toàn nhng sau khi bị ẩm, kết hòn thì các
tính năng nổ phá giảm đi, lợng khí độc sinh ra tăng lên; nếu độ ẩm của nó quá 3% thì có
thể không nổ. Thờng quy định: nếu đô ẩm của thuốc nổ lớn hơn 0,5% thì không đợc
dùng để nổ phá ngầm dới đất, độ ẩm lớn hơn 1,5% thì không đợc dùng để nổ phá lộ
thiên. Khi sử dụng thuốc nổ, không nên để thuốc nổ quá lâu trong lỗ mìn để tránh thuốc
bị ẩm.
2. Nitrat amôn trộn dầu cũng là một loại thuốc nổ nitrat amôn mới phát triển từ
những năm 1950 trở lại đây. Nó là hỗn hợp NH
4
NO
3

trộn với dầu hoả (hoặc có thêm bột
gỗ); thông thờng tỷ lệ trộn giữa hai loại trên là 94,5:5,5 (gọi là thuốc nổ nitrat amôn trộn
dầu số 3); nếu trộn thêm bột gỗ thì tỷ lệ của hỗn hợp là 92:4:4(gọi là thuốc nổ nitrat amôn
trộn dầu số 1). Dầu hoả trong loại thuốc nổ này là chất dễ cháy, có thể làm cho thuốc nổ
sinh ra càng nhiều nhiệt lợng và khí nổ, có lợi cho việc tăng thêm sức nổ của thuốc. Loại
thuốc nổ này năng lực nổ gần bằng thuốc nổ amônít dùng nổ lộ thiên, lại là loại vật dễ
kiếm, phối chế đơn giản giá thành rẻ, sử dụng an toàn, nên trớc mắt đợc dùng khá nhiều
để nổ phá nền đờng. Khuyết điểm chính của nó là không chịu đợc nớc, tính hút ẩm kết
hòn mạnh, do đó nên dùng đến đâu trộn đến đấy tại hiện trờng, không nên để quá lâu.
3. Đinamít: Thuộc loại thuốc nổ có thành phần chính là C
3
H
5
(ONO
2
)
3
và nitrat
kali (hoặc nitrat natri) mầu vàng, thể dẻo, các thành phần khác còn có bột gỗ và các hợp
chất hữu cơ khác. C
3
H
5
(ONO
2
)
3
là loại chất nổ mạnh, có thể nổ ở cả trong nớc, đặc biệt
nhạy cảm đối với sự va đập của kim loại nhng dễ đông kết (điểm đóng băng là 13,2
0

C),
một số hợp chất hữu cơ khác cũng là chất nổ mạnh nhng có tác dụng chống đóng băng,
sau khi trộn thêm vào có thể làm cho thuốc nổ giữ đợc tính dẻo ở nhiệt độ thấp. Nitrat
kali (hoặc nitrat natri) dùng làm chất oxy hoá trong thuốc nổ. Một số chất độn dạng sợi
khác cho vào để làm thuốc nổ có tính dẻo. Bột gỗ có tác dụng hấp thụ để C
3
H
5
(ONO
2
)
3

không rò rỉ ra (nhằm tăng mức độ ổn định của thuốc nổ). Điamít chống đóng băng thờng
- 101 -
dùng loại 62% và 35%, đó là các loại có tổng hàm lợng C
3
H
5
(ONO
2
)
3
và các hợp chất
khác bằng 62% và 35%. Các loại thuốc nổ này tơng đối nhạy, dễ phân giải, hay thấm rỉ
dầu và bay hơi làm tăng độ nhậy, sau khi đông kết chỉ cần động tay là có thể nổ nên rất
nguy hiểm; nhng năng lực nổ của nó lớn, không hút ẩm, có mật độ lớn và tính dẻo, thích
hợp với việc nổ phá đá cứng và nổ phá dới nớc.
4.Thuốc đen: Là loại thuốc nổ địa phơng, dân gian thờng dùng rộng rãi, lâu đời.
Đó là hỗn hợp tạo thành bằng cách trộn nitrat kali (diêm tiêu), lu huỳnh và than củi theo

tỷ lệ nhất định (tốt nhất là với tỷ lệ 75:10:15). Thuốc đen loại tốt là loại đồng đều, không
chứa các hạt bụi mạt màu lam thẫm hoặc màu tro, có ánh lóng lánh. Loại thuốc nổ này có
tốc độ nổ chậm (không đén 1000m/s); khi phân giải, lợng khí sinh ra chủ yếu chỉ tạo nên
áp lực tĩnh đối với môi chất xung quanh, làm đá nứt vỡ. Thuốc đen rất nhậy cảm đối với
tia lửa và tác dụng va đập, hút ẩm rất mạnh, năng lực nổ thấp, thích hợp với việc dùng để
khai thác đá (phá đá tảng lớn).
6.1.2.Vật liệu gây nổ.
Trong công tác nổ phá, để thuốc nổ có thể nổ một cách an toàn, đúng lúc và tin
cậy, thì phải nhờ vào vật liệu gây nổ, đồng thời phải cung cấp đủ năng lợng gây nổ theo
đúng quá trình gây nổ quy định. Các vật liệu gây nổ thờng dùng gồm có: dây cháy, kíp
mìn, dây dẫn nổ.
Dây cháy (còn gọi là dây dẫn lửa) có thể dùng để truyền lửa trực tiếp làm nổ thuốc
đen hoặc làm nổ kíp mìn. Dây có lõi làm bằng thuốc đen, giữa lõi có sợi dẫn bằng dây
gai, bên ngoài lõi đợc quấn chặt bằng giấy phòng nớc rồi đến dây gai hoặc dây chất
dẻo, ngoài cùng quét bitum phòng ẩm, đờng kính dây cháy là 5-6mm. Tuỳ theo tốc độ
cháy, dây cháy đợc phân thành hai loại: loại phổ thông có tốc độ cháy 100-120s/m và
loại cháy chậm có tốc độ cháy 180-210s/m hoậc 240-350s/m. Khi sử dụng dây cháy phải
cháy bình thờng, tốc độ cháy phải ổn định để đảm bảo chắc chắn gây đợc nổ và phải có
độ dài đủ để bảo đảm an toàn cho ngời đốt mìn, cũng nh có thể khống chế đợc thứ tự
nổ của các khối mìn. Dây cháy đợc sử dụng tơng đối đơn giản, thời gian gây nổ khó
khống chế đợc chuẩn xác, sổ lỗ mìn gây nổ một lần không đựoc nhiều; do vậy, thờng
chỉ đợc dùng cho các nơi nổ phá phân tán với khối lợng nhỏ.
Kíp mìn dùng để truyền dẫn nổ cho khối thuốc nổ chủ yếu hoặc cho dây dẫn nổ;
thông qua thuốc gây nổ nằm trong kíp.Thuốc gây nổ là một loại thuốc nổ mạnh, có tốc độ
nổ cực cao và có hai loại: loại thuốc nổ chính và thuốc nổ phụ. Độ nhậy của thuốc gây nổ
chính cao, có thể dùng cách đốt hoặc dùng điện trực tiếp dẫn nổ; loại thờng dùng là
Fulminat thuỷ ngân Hg(ONO)
2
và Adít chì Pb(N
3

)
2
; loại thuốc nổ gây nổ phụ lại phải do
thuốc gây nổ chính dẫn nổ; năng lực của loại này lớn, có thể làm tăng năng lợng gây nổ
của kíp; loại thờng dùng nh terin hoặc pentin. Kíp mìn phân thành hai loại: Kíp lửa và
kíp điện. Kíp lửa phải có dây cháy dẫn lửa và gồm ba bộ phận cấu tạo nh hình 6-1: Vỏ
kíp, thuốc chính và phụ, mũ kíp. Vỏ kíp làm bằng đồng, nhôm, giấy hoặc chất dẻo v.v
Kíp có một đầu để hở để sau cắm dây cháy dẫn lửa; còn một đầu kín có dạng lõm có tác
dụng tập trung điểm hoả điện ở phía đầu hở (hình 6-2); sau khi thông điện, dây điện trở ở
- 102 -
đoạn cuối (thờng là dây đồng) sẽ phát sinh nhiệt lợng cao làm cho thuốc cháy,dẫn đến
làm nổ thuốc chính và phụ ở trong ống. Có nhiều loại kíp điện, tính năng mỗi loại tơng
đối phức tạp; thờng dùng có các loại kíp điện nổ ngay và kíp điện nổ chậm (bao gồm loại
nổ chậm lâu và loại vi sai). Đặc điểm của kíp điện nổ chậm là giữa bộ phận điểm hoả và
khối thuốc gây nổ chính phụ có thêm một đoạn thuốc cháy chậm, khiến cho sau khi thông
điện có thể chậm một thời gian mới gây nổ. Thời gian chậm của các kíp này gồm có mấy
cỡ 2, 4, 6 và 8sec đợc điều chỉnh bằng cách thay đổi chính xác độ dài của dây cháy
(hoặc thuốc cháy chậm). Kíp điện vi sai có thời gian chậm tính bằng ms (phần nghìn
giây); thuốc cháy chậm của nó dùng loại cực dễ cháy, chế tạo bằng hỗn hợp silicát và adít
với tỷ lệ 1:3, yêu cầu chê tạo rất chặt chẽ. Ngoài ra, tuỳ theo lợng thuốc gay nổ có trong
vỏ kíp nhiều hay ít, ta chia kíp thành các loại từ số 1 đến số 10. Thông thờng sử dụng hai
loại kíp số 6 và số 8 với lợng thuốc gây nổ lắp trong kíp lần lợt vào khoảng 1g và 2g
(loại thuốc nổ fulminat thuỷ ngân).

Hình 6.1 Cấu tạo kíp lửa Hình 6.2 Cấu tạo kíp điện
a) Kíp điện nổ ngay; b)Kíp điện nổ chậm
Khi sử dụng amônít trộn dầu, do tính nhạy cảm của loại này thấp nên phải dùng
đến khối gây nổ.Thuốc nổ của khối gây nổ tốt nhất là dùng loại thuốc nổ mạnh nhng
phần lớn vẫn hay dùng thuốc amônít, vì giá thành loại này tơng đối rẻ. Nếu dùng amônít
làm khối gây nổ thì khối lợng sử dụng vào khoảng từ 5 - 10% khối lợng thuốc nạp cần

gây nổ (khi lợng thuốc nạp ít thì dùng trị số giới hạn trên). Vẫn dùng kíp để gây nổ khối
thuốc nổ.
Dây nổ (hoặc dây dẫn nổ) có bề ngoài giống nh dây cháy, nhng lõi lại dùng
thuốc nổ mạnh cao cấp, bề ngoài có mầu đỏ hoặc đỏ vàng xen kẽ (để phân biệt với dây
cháy), tốc độ nổ đạt tới 6800-7200 m/s. Bản thân dây nổ không cần thông qua kíp, khi nổ
có thể sinh ra một năng lợng trực tiếp gây nổ thuốc nổ, do đó thao tác thi công tơng đối
đơn giản và an toàn. Ngoài ra, so với phơng pháp gây nổ bằng kíp điện, gây nổ bằng dây
nổ còn có u điểm là không sợ kíp bị kích thích, không sợ bị ảnh hởng của việc cho
thông điện nhầm. Thực tiễn chứng tỏ các dây nổ sẽ không còn tác dụng nếu chúng bị
ngấm nớc hoặc dầu quá lâu. Do đó, khi sử dụng dây nổ gây nổ loại amônít trộn dầu thì
phải dùng loại vải nhựa bọc kín đầu dây đặt trong khối thuốc. Bản thân dây nổ khó bắt
lửa, khi dùng thờng lại phải mắc kíp vào (thờng dùng kíp số 8) để gây nổ dây nổ. Do
tốc độ nổ rất nhanh nên dây nổ thích hợp với các trờng hợp nổ phá lỗ sâu và nổ phá hầm
- 103 -
thuốc, cũng nh trờng hợp nổ phá dới nớc; đối với các trờng hợp này, có thể tăng
đợc hiệu quả nổ phá.
Những năm gần đây thờng dùng ống dẫn nổ bằng vật liệu chất dẻo dể thay thế
cho tác dụng truyền gây nổ của dây nổ.
ống dẫn nổ chất dẻo là một ống mềm bằng
pôlime có đờng kính trong là 1,4mm và đòng kính ngoài là 3,0mm bên trong quét hỗn
hợp thuốc nổ mạnh với khối lợng là 14-10mg/m, tốc độ nổ là 1600-2000s/m; loại này
cần dùng kíp hoặc các loại khí tài có khả năng sinh ra sóng xung kích để kích nổ; việc sử
dụng ống dẫn gây nổ này tơng đối an toàn, tin cậy và giá thành hạ.
6.2 Nguyên lý tính toán thuốc nổ
6.2.1. Tác dụng nổ phá của gói thuốc nổ
Gói thuốc nổ là một lợng thuốc nổ nhất định, đợc đặt bên trong môi chất (nh
đá ) hoặc bên trong môi chất để chuẩn bị nổ phá. Khi gói thuốc nổ nổ bên trong môi
chất đồng nhất bán vô hạn (tơng đơng ở một chỗ rất sâu dới mặt đất) thì áp lực tĩnh và
sóng xung kích sản sinh ra sẽ khuếch tán đều theo 4 phía xung quanh, làm cho môi chất
xung quanh bị chấn động và phá hoại ở các mức độ khác nhau. Hiện tợng này càng giảm

dần, khi càng xa trung tâm gói thuốc. Do vậy có thể chia môi chất xung quanh gói thuốc
thành một số vùng, tuỳ thuộc mức độ bị phá hoại khác nhau, nh thể hiện trên hình 6-3.
ở
chỗ gần gói thuốc môi chất chịu trực tiếp sức nổ rất lớn, nếu là loại đất dẻo thì vùng này
có thể bị đẩy ép hình thành một khoảng trống, còn nếu là đá dòn, cứng thì sẽ bị vỡ vụn; do
đó vùng này đợc gọi là vùng ép co (hay vùng vỡ vụn).Môi chất nằm sát ngoài vùng ép co
vẫn chịu sức nổ rất lớn, ngoài việc làm môi chất vỡ vụn, nếu có mặt thoáng tự do thì
có thể làm tung văng các hòn đá vỡ vụn do đó vùng này đợc gọi là vùng nổ tung.
ở
ngoài phạm vi vùng nổ tung, sức nổ đã giảm yếu đến mức không phát sinh hiện tợng
tung văng đá đợc nữa, nhng vẫn có thể làm két cấu đá bị phá hoại ở các mức độ khác
nhau,làm đá vở, nứt và mất liên kết, và có thể sụp đổ xuống; vùng này đợc gọi là vùng
nổ om (hoặc vùng nứt sụp). Ngoài vùng nổ om, sức nổ yếu đến mức chỉ có thể gây ra hiện
tợng chấn động bên ngoài gọi là vùng chấn động. Ngoài vùng chấn động, năng lợng nổ
trong môi chất hầu nh hoàn toàn bị tiêu tan. Giới hạn các vùng tác dụng nổ phá nói trên
có thể đợc biểu thị bằng các bán kính tơng ứng.
Khi gói thuốc nổ trong một môi chất hữu hạn, tức là môi chất có một hoặc nhiều
mặt thoáng (mặt giới hạn tiếp xúc với không khí hoặc nớc), thì do ảnh hởng của các
vùng tác dụng sẽ có thể gây ra các loại hình thái phá hoại khác nhau. Nếu môi chất đồng
nhất, tác dụng nổ phá trớc tiên nhằm vào các chỗ có lực cản của môi chất nhỏ nhất, tức
là phát sinh tác dụng trớc hết ở các chỗ có khoảng cách từ trung tâm gói thuốc đến mặt
thoáng ngắn nhất, khoảng cách này đợc gọi là đờng kháng nhỏ nhất W.