quy trình thi công công trình giao thông

BÀI GIẢNG MÔN HỌC
THI CÔNG CÔNG TRÌNH
Tên môn học: THI CÔNG CÔNG TRÌNH
Mã số môn học: TN357
Số tín chỉ: 4 TC
Phân phối tiết học: 45 tiết lý thuyết
15 tiết bài tập
Các môn học tiên quyết: Cơ Học Ðất, Vật Liệu Xây Dựng, Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép, Kết Cấu
Thép Gỗ, Nền Móng Công Trình, Kinh Tế Xây Dựng và một số môn khác. Môn này là môn tổng hợp,
nên sinh viên được nghiên cứu sau cùng.
Hình thức đánh giá:
CBGD đăng ký giảng:
- GV-KS Nguyễn Văn Tâm
- GV-KS Trần Hoàng Tuấn
Tài liệu tham khảo
Mục đích và nội dung môn học:
Môn thi công công trình gồm hai phần:
A. Kỹ thuật thi công giới thiệu cho sinh viên những công tác về đất, cách thi công, tính toán khối lượng
đào đắp, công tác nổ mìn, đóng cọc, cừ, công tác cốp pha, cốt thép, công tác đúc bê tông, công tác
lắp ghép cấu kiện, công tác hoàn thiện công trình.
B. Tổ chức thi công giúp sinh viên lập tiến độ (ngang, dây chuyền, sơ đồ mang). Thiết kế tổng bình đồ
công trình, tổ chức cung ứng vật tư, bố trí kho bãi, điện nước, lán trại phục vụ thi công.
Khi học xong môn này sinh viên thực hiện đồ án môn học có hai phần: kỹ thuật thi công và tổ chức thi
công.
Nội dung:
CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VÀ TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG ĐẤT
1.1
1.2

Những dạng công trình đất
Dạng tạm thời: hố móng, rãnh đặt đường ống kỹ thuật (nước, điện, cáp quang...)

Dạng vĩnh cửu: nền đường, nền công trình
Dạng tập trung: hố móng
Chạy dài: nền đường ô tô, đường ngầm, kênh...
Những dạng thi công đất
Thi công hạng mục đất là định hình và làm tăng độ chặt của đất. Thường chúng ta đào, đắp, san,
lấp, đầm ... trong điều kiện trên bờ hay dưới nước.
1.3
Phân cấp đất trong thi công
Đất trong thi công bằng thủ công phân làm 09 cấp
Đất trong thi công bằng cơ giới thi phân làm 04 cấp.
Tham khảo trong định mức xây dựng cơ bản hay thủy lợi.
Mục đích của việc phân cấp đất?
1.4
Tính khối lượng hố móng
Nguyên tắc tính khối lượng đất là phân chia thành nhiều khối có hình dạng hình học đơn giản
để dễ tính khối lượng, sau đó cộng những khối đó lại.
Khối lượng hố móng có mặt trên và mặt dưới hình chữ nhật thì tính như sau: phân thành các
hình lăn trụ và các hình tháp để tính thể tích rồi cộng dồn lại.

Tổng quát:
Trong đó:
a,b: là chiều dài và chiều rộng mặt đáy


c,d: chiều dài và chiều rộng mặt trên
Xác định đúng độ dốc của mái đất cá ý nghĩa gì trong thi công?
1.5
Tính khối lượng công trình đất chạy dài

1.6

1.6.1
-

-

1.6.2
-

- Tính khối lượng san bằng khu đất
- San bằng khu đất theo một cao trình cho trước
Các bước tiến hành:
Trên bình đồ diện tích cần san bằng vẽ hệ thống lưới ô vuông có cạnh (10-100m). tại mỗi
góc lưới ghi cao trình đen( cao trình đất tự nhiên), cao trình đỏ ( cao trình thiết kế ) thường thì
không cần ghi vì nó cố định.
Cao trình đen được xác định theo hai cách:
+ Nếu bình đồ được xây dựng bằng trắc đạc theo lưới thì hiển nhiên chúng ta đã có cao trình tại
các mắt lưới.
+ Nếu chỉ có các đường đồng mức thôi thì cao trình đen được xác định bằng phương pháp nội
suy.
Chia khu đất thành các khối lăng trụ có dạng tam giác. Khi đó có hai trường hợp:
+ Tất cả ba cao trình đen đều lớn hơn hay nhỏ hơn cao trình đỏ
+ Có một hay hai cao trình đen lớn hơn hay nhỏ hơn cao trình đỏ.
- San bằng với điều kiện thể tích đào bằng thể tích đắp
Trước hết tìm cao trình trung bình H, cũng là cao trình của khu đất sau khi san bằng.
Dùng lưới ô vuông để chia khu đất và sau đó chia các hình vuông thành hai tam giác.
Tính cao trình san bằng H

Ho : cao trình san bằng
(Hn : cao trình đen tại các đỉnh có các nút ma ở đó có n đỉnh tam giác
n:

số lượng ô vuông trên khu đất
Cách tính khối lượng san lấp tham khảo sách kỹ thuật thi công.
1.8- Phân bố khối lượng đất đào đắp và xác định khoảng cách vận chuyển
đất trung bình
Trong công tác thiết kế và thi công công tác đất, yếu tố hướng và khoảng cách vận chuyển
có ý nghĩa quan trọng. Nắm chắc hai yếu tố này ta sẽ lập được phương án thi công hợp lý và có
hiệu quả kinh tế cao. Co nghĩa là chúng ta sẽ tìm ra khoảng di chuyển ngắn nhất, rồi từ đó tính số
ca máy it nhất cho san lấp.


Hướng vận chuyển đất từ vùng đào đến vùng đắp, nhưng chúng ta rất khó xác định
bằng trực quan được mà phải tính toán cụ thể.
Thông thường khoảng cách vận chuyển tính từ trọng tâm khối đất đào và vùng đất đắp.
Chúng ta có thể áp dụng (cách 1) để thi công đất khi bạt mái đồi phục vụ làm đường
Cách 1:

;

;

Cách 2:
Diện tích giới hạn bởi hai đường cong đào và đắp chính là công vận chuyển khối đất từ nơi
đào sang nơi đắp, ký hiệu là W.

Vì:




Cách 3: áp dụng cho công trình chạy dài

CHƯƠNG 2: CÔNG ĐẤT
2.1- Dọn dẹp và khai quang mặt bằng

2.1.1-

Giải phóng mặt bằng
Dọn cây nhỏ
Khi đào: cần chặt các cây nhỏ ra ngoài khu đất, chúng ta có thể dùng sức người để
giải phóng bụi rậm. Ngoài ra, sử dụng máy ủi mang bàn gạt hoặc máy kéo có trang bị bộ phận cắt
cây. Khi dùng máy ủi thì cho lưỡi dao của bàn gạt húc sâu xuống đất khoảng 15 cm đến 20 cm.
Nếu dùng máy kéo thì hạ lưỡi dao ở bộ phận cắt xuống sát mặt đất và cho máy chạy số một.
Khi đắp: trong trường hợp mặt đất đắp thấp hơn thì có thể để nguyên và đắp bình
thường, nếu bụi rậm to và dày thì nên làm vệ sinh như trên rồi đắp.
b)
Dọn cây lớn
Khi đào: thường dùng sức người cưa tay hay cưa máy để hạ cây. Sau đó nhổ gốc
cây bằng máy ủi, máy kéo, dùng mìn hay dùng tời.
Khi đắp: chúng ta quan tâm đến bề dày lớp đất đắp.
a)
-


Đắp nền cao xâp xỉ 1 m thì cần


nhổ cây.

Đắp nền cao 2 đến 2,5 m thì
chỉ cần phải cưa sát mặt đất.

2.1.2- Tiêu nước bề mặt
Việc tiêu nước bề mặt để hạn chế không cho nước
chảy vào hố móng công trình. Kết cấu mương thoát
nước phụ thuộc vào đặc tính của đất, đặc điểm công
trình đất củng như điều kiện thủy văn. Tất cả đều đáp
ứng yêu cầu thoát hết nước sau mỗi cơn mưa không
để ngập và xói lở. Nếu không thoát nước tự chảy được
thì dùng máy bơm tháo nước.
hố móng
2.2- Định vị vị trí công trình
Trước khi thi công bên giao thầu phải bàn giao
cọc mốc chuẩn, hướng công trình và độ cao cho bên
thi công. Cọc mốc chuẩn thường làm bằng bê tông đặt
ở vị trí không vướng vào công trình và được bảo vệ



•
•
•
•

trong quá trình thi công.
2.3- Chống tường hố đào
Trong quá trình đào đất, tùy vào đặc tính cơ lý của đất mà mà quyết định đào thẳng đứng
hay theo độ dốc tự nhiên. Nhưng khi đào với độ dốc tự nhiên, khối lượng đất đào cũng như đất
đắp lại tăng lên nhiều. Ngoài ra, có một số trường hợp chúng ta cần bảo vệ công trình xung quanh
thì phải có vách chống bảo vệ hố đào.
Sau đây có một vài giải pháp chống vách phổ biến:
Chống bằng ván lát ngang

Chống bằng ván lát đứng
Chống bằng ván cứ thép hay ván cừ
gỗ
Hình 2-1. tiêu nước
Giằng chéo giữ mái đất
Tất cả các phương pháp neo nói trên đều phải được tính toán kiểm tra theo từng diều kiện
cụ thể.

Hình 2-2. Phương pháp neo gia cố thành hố móng


Hình 2-3. Chống tường bằng ván lát
ngnag

Hình 2-4. Dùng thanh chống chéo tăng
cường cho thanh chống đứng

2.4- Các biện pháp hạ mực nước ngầm để đào đất


Hình 2-5. Dùng kết hợp hai tầng kim lọc


Hình 2-6- Thiết bị hạ lọc nông
1- Ống tập trung nước; 2- đoạn ống ngắn;
3- Khớp nối; 4- Ống hút nước

2.5- Tổ chức đào đất thủ công
Công tác đào đất bằng thủ công thường được áp dụng cho những hạng mục làm đất với
khối lượng nhỏ hay những điều kiện không thể dùng máy thi công được.

Phương pháp thủ công, nghĩa là dùng sức người, được trang bị những dụng cụ: cuốc,
xẻng, búa... để đào đắp đất đá.
2.6Đào, vận chuyển đất bằng cơ giới
Phương pháp cơ giới, dùng máy làm đất để cắt phá đất ra khỏi khối nguyên thể của
nó.
Phương pháp cơ giới thủy lực, dùng súng bắn nước phun ra những tia nước có áp
lực lớn, xói lỡ đất, hoặc dùng tàu hút bùn để đào vét những lớp đất ở dưới nước.
Phương pháp nổ mìn, dùng thuốc nổ để phá vở đất và bắn văng đi xa.
Phương pháp cơ giới, dùng máy làm đất để cắt phá đất ra khỏi khối nguyên thể của
nó.
Phương pháp cơ giới thủy lực, dùng súng bắn nước phun ra những tia nươc có áp
lực lớn, xói lỡ đất, hoặc dùng tàu hút bùn để đào vét những lớp đất ở dưới nước.
Phương pháp nổ mìn, dùng thuốc nổ để phá vở đất và bắn văng đi xa.
2.6.1Đào đất bằng máy đào gầu thuận (gầu ngửa)
2.6.1.1- Đặc điểm:
Máy đào gầu thuận có tay cầm và tay gầu khá ngắn nên chắc, khoẻ, đào được hố sâu và
rộng. Máy chỉ làm việc trong điều kiện đất khô, dùng có hiệu quả nhất khi đất đào cần chuyển đi
xa.
Ngược lại, nhược điểm của của máy đào gầu thuận phải đào những đường lên xuống cho máy
cho máy đào di chuyển và đườg đi cho xe vận chuyển đất đi. Nơi có mạch nước ngầm thì không
dùng được máy đào gầu thuận.
2.6.1.2. Các kiểu đào
Thông thường có hai cách đào là đào ngang và đào dọc.
a)
Đào dọc
Trong trường hợp này máy đào và ôtô chạy dọc theo khoang đào. Đào thành từng khoang dài. Khi
đào đất được đầy gầu thì máy quay đổ đất vào xe ôtô và chuyển đi nơi khác. Đào dọc thông
thường áp dụng cho những hố móng lớn, kênh mương hay lòng đường. Ngoài ra chúng ta có thể
chia đào dọc ra hai loại là đào dọc đổ bên và đổ sau.
Đào dọc đổ bên: xe ôtô đứng ngang với máy đào và chạy song song với đường đi

của máy đào. Cách này được sử dụng cho mọi loại xe.
Đào đổ sau: xe ô tô dừng sau máy đào. Khi vào lấy đất ô tô phải chạy lùi ra phía sau
trong rãnh đào. Ta dùng cách này khi thi công các rãnh hẹp. Khược điểm của phương pháp này là
khi đổ đất vào ô tô thì máy đào phải quay nửa vòng do đó tăng thời gian làm việc của máy đào.
b)
Đào ngang
Đào ngang là đường di chuyển của xe chở đất vuông góc với trục của máy đào. Nếu hố móng sâu
quá chiều cao đào đất lớn nhất của máy đào thì phải chia ra làm nhiều tầng để thi công.
2.6.2Đào đất bằng máy đào gầu nghịch (gầu xấp)


2.7- Đắp, đầm lèn đất bằng thủ công, cơ giới
Đắp đất và đầm đất là một công việc nặng nhọc và phức tạp. Chất lượng công trình đất
ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng công trình đặt trên nó. Đắp đất phải đảm bảo nền đất đạt độ
chặt thiết kế và lún đều.
Do đó tùy theo công trình cụ thể mà đề ra yêu cầu đắp đất và đầm đất khác nhau. Đắp đất
và đầm đất không đúng kỹ thuật dẫn đến lãng phí vật liệu, nhân công , máy móc và tiến độ thi
công.
2.7.1- Đất dùng trong san lấp đất
a.
Những tính chất của đất ảnh hưởng đến thi công đất
Độ ẩm

+ Khối lượng riêng
+ Công đào đắp
+ Ổn định mái dốc
w(5%
5%(w(30%
30%(w
Độ chặt

Hệ số đầm chặt:

-

đất khô
đất ẩm vừa ( thi công tốt)
đất ướt

Đất càng chặt thì các tính chất cơ học cũng tăng theo như góc ma sát trong ((), lực dính(C),
sức chịu tải.
Độ dốc mái đất phụ thuộc vào các yếu tố sau:
Góc ma sát trong
Lực dính
Độ ẩm
Mực nước ngầm
b.
Đất dùng để đắp
Đất dùng để đắp phải đảm bảo về cường độ, độ ổn định lâu dài và độ lún đồng đều cho công trình.
c.
Đất không dùng để đắp
Đất phù sa, cát chảy, đất bùn, đất bụi, đất mùn. Khi gặp ẩm thì các loại đất vừa nêu giảm khả
năng chịu lực đi rất nhiều.
Đất thịt và đất sét ướt, vì nó khó thoát nước trong quá trình đầm.
Đất chứa hơn 5% thạch cao, đất thấm muối mặng. Những loại đất này dễ hút nước và ẩm ướt.
Đất chứa nhiều rễ cây, rơm rác, đất thực vật (đất trồng trọt) vì nhựng loại này theo thời gian
xác thực vật phân hủy làm độ lún theo thời gian của công trình rất lớn. Nhiều khi là nguyên nhân
lún lệch của một số công trình xây dựng.
2.7.2- Những yêu cầu kỹ thuật về đắp đất
-

+
+
+
+

a.

Công tác chuẩn bị
Mặt đất cần đắp phải được dọn sạch cỏ, rễ cây, rác bẩn, cũng như các chất hửu cơ khác. Tiến
hành tiêu nước, vét bùn. Trước khi đắp phải sới bề mặt lớp đất củ lên, nếu quá khô cần tưới ẩm
để lớp đất củ và mới liên kết tốt với nhau.

b.

Trình tự đắp
Đất đắp phải đổ thành từng lớp nằm ngang với chiều dày đã tính toán trước. Chỗ thấp đắp
trước (phù hợp cho loại máy thi công và loại đất đắp), chỗ cao đắp sau.
Nếu đất lầy từ nhiều nguồn khác nhau, tức khác loại đất. Nên đắp thành từng lớp khác nhau và
đảm bảo thoát nước trong đất tốt. Đất khó thoát nước được đắp bên đưới, còn đất dể thoát nước
được đắp bên trên thì bề mặt mỗi lớp san phẳng ngang được. Trường hợp ngược lại thì mặt mỗi
lớp đất phải có độ dốc từ giữa ra hai bên.

-


Hình 2-7. Các cách đắp đất
Lấp móng, đường ống phải lấp theo từng lớp đều hai bên để tránh áp lực đất chủ động sinh ra khi đầm
đất từ một phía làm dịch chuyển cấu kiện của công trình.

c.

-

Khống chế chiều cao đất đắp
Khi đắp nền rộng, sân bải phải chia thành từng ô. Tại các gốc ô có các cọc gỗ với vạch sơn
ứng với chiều dầy từng lớp đắp.

Chúng ta

dùng máy bình chuẩn hay máy kinh vĩ đễ theo dõi quá trình san lấp.


Hình 2-8. Bố trí lưới cao độ trong quá trình san lấp

-

2.7.3- Những yếu tố ảnh hưởng đến công tác đầm đất
Khả năng chịu lực của đất phụ thuộc vào độ chặt của nó ( độ chặt của đất được thể hiện qua
dung trọng khô của đất). Nếu dung trọng khô của đất tăng lên có nghĩa là khả năng chịu lực của
đất tăng lên. Nhiều kết quả thí nghiệm và thực nghiệm cho thấy:
Đối với nhiều loại đất khác nhau, nếu chế độ đầm giống nhau ( cùng năng lượng đầm) thì dung
trọng khô cực đại (k max của chúng khác nhau. Điều đó chứng tỏ khả năng chịu lực của chúng
cũng khác nhau.

Hình 2-9. Đồ thị thí nghiệm đầm chặt
-

Đối với một loại đất, nếu chiều dày lớp rải là cố định và cùng độ ẩm thì dung trọng khô cũng
tăng lên theo số lần đầm.

Hình 2-10. Quan hệ giữa dung trọng khô và số lần đầm

-

Nếu chiều dày lới rải khác nhau, mà muốn đạt được một dung trọng xác định nào đó thì số lần
đầm cũng thay đổi. Chiều dày lớp đầm càng lớn thì số lần đầm cũng tăng theo. Nhưng chiều dày
này cũng có giới hạn, vì chiều sâu mà ở đó ứng suất của thiết bị đầm tạo ra là có gới hạn.


Hình 2-11. Quan hệ giữa dung trọng khô và số lần đầm

-

Để đạt được độ chặt thiết
kế, hệ số đầm chặt K (tỷ số giữa dung tọng khô sau khi đầm và dung trọng khô lớn nhất tiêu
chuẩn) thì độ ẩm là nhân tố ảnh hưởng đến công tác đầm đất.đất tơi xốp có ba thành phần chính:

+Các hạt rắn
+Nước
+Không khí

Hình 2-12. Sơ đồ đầm chặt
Khi đầm các hạt đất bị ép xít lại gần nhau, đồng thời đẩy khí ra ngoài làm các lỗ hổng giảm
xuống. Tiếp tục đầm thì nước bị đẩy ra ngoài, nhưng đối với các loại đất dính thì việc đó không
thực hiện được trong thời gian ngắn (thời gian đầu).
Đất khô, lực ma sát giữa các hạt đất lớn, muốn đầm chặt phải tốn nhiều công, đôi khi không
thực hiện được.
Đất đủ ẩm, ma sát giữa hạt đất giảm làm chúng chuyển dịch dễ dàng,công đầm ít, hiệu qủa
đầm cao.
Nếu lượng nước quá thừa, nghĩa là chiếm chỗ toàn bộ trong các lỗ hở, lúc này lực ma sát
giảm đi nhiều, lực ma sát không còn nữa, lực dính kết giữa các hạt không còn,đất chảy, không thể
đầm chặt được.

Bảng 2.1: Độ ẩm tối thuận của một số loại đất
Loại đất
Độ ẩm tối thuận (op
Đất cát hạt to
7÷ 10
Đất cát hạt nhỏ và đất cát pha sét
12 ÷ 15
Đất sét pha cát xốp
15 ÷ 18
Đất sét pha cát chặt và đất sét
18 ÷ 25


-

Nếu đất quá khô thì phải tăng độ ẩm.
+ Xác định độ ẩm tự nhiên của đất (o
+ Lượng nước tưới ngay trên bãi lấy đất cần đầm

để đạt (op

V = (wop - wo ) . h . γ (lít/m2)
(1.1)
+ Lượng nước tưới vào mặt đất khô ở trên
V = (wop - wo ) .(h/a). γ
(lít/m2)
(1.2)
V: lượng nước cần cho mỗi m2 trong khoảng đất tưới (lít/ m2)
wop : độ ẩm sau khi tưới (độ ẩm tối thuận).
wo : độ ẩm đất tự nhiên (trước khi thưới nước).

h: chiều dày lớp cát có thể tưới được ( hoặc chiều dày lớp đất rải đổ) (dm).
γ : dung trọng khô của đất trước khi đầm đạt độ chặt.
a: hệ số xốp của đất a = 1.2 --- 1.3
Nếu đất quá ẩm phải làm khô (phơi đất).
Thí dụ1:
Tính thể tích nước để tưới trong khi đầm trên diện tích D = 1500m2, h = 4.5 dm,
2.7.4- Công cụ sử dụng trong công tác đầm đất
Khi tiến hành đầm đất bằng thủ công hay bằng máy đều có cùng mục đích là cung cấp cho
đất đắp một năng lượng nhất định. Thông thường bao gồm hai loại chính là năng lượng tạo động
và tĩnh.

Hình 2-13. Sơ đồ tác dụng
các
a.

2.7.4.1- Đầm xung lực
Đầm thủ công
Thông thường ở công trường dùng các loại đầm: đầm gỗ, đầm bê tông, đầm gang
đúc...
+ Đầm gỗ
Đầm hai người thường nặng từ 20 ( 25 kg, d = 25 ( 30 cm, 4 chuôi cầm dài 60 cm, hoặc 4
dây kéo buộc vào giữa thân đầm.
Đầm 4 người nặng 60 ( 70 kg.
Đầm gang đúc có hình tròn nặng từ 5 ( 8 kg một người đầm, dùng để đầm những lớp đất
mỏng trên diện tích hẹp, góc cạnh ...
Đầm bê tông: d = 35 ( 40 cm; 40 ( 60 cm; nặng 70 ( 140 kg; 4 cán gỗ; 4 ( 8 người đầm.


Hình 2-14. Các loại đầm gỗ
a): đầm gỗ bốn người đầm; b) và c): đầm gỗ hai người đầm

Bảng 1-2. Chiều dày lớp đất cần đầm phụ thuộc vào trọng lượng đầm
Trọng lượng đầm (kg)
Chiều dày lớp đất đầm (cm)
10
5 ÷ 10
15
30 ÷ 40
20
60 ÷ 70
25
70 ÷ 100
b.
Đầm bằng cơ giới
Dùng giá búa đóng cọc, máy đào đất, cần trục có sức nâng 5 tấn, treo chày nặng 2 - 4
tấn bằng thép hay bê tông.
Nâng cao lên 3 - 4 m, cho rơi tự do xuống.
Loại đầm này có thể đầm những lớp đất dày đến 2 m.
Có thể đầm được cho mọi loại đất.
Lúc đầu đầm nhẹ, giảm chiều cao đi 4 lần, sau đầm mạnh, mỗi dãy đầm lấy bằng 0.9
đường kính đầm.
Đầm loại này thường gây chấn động mạnh, không nên đầm gần công trình (>2 m).
Sau khi kết thúc đầm, một lớp khoảng 15 cm trên mặt bị tơi xốp do đó phải đầm nhẹ
lại.
Thường lớp đất đầm dày từ 0.6 - 1m

Hình 2-15. Đầm chầy lắp trên máy đào đất

•
•

-

2.7.4.2- Dầm lăn
Thường dùng cho khu đất rộng và dài.
Có ba loại đầm lăn:
+ Đầm lăn mặt nhẵn (chấn động, không chấn động)
+ Đầm lăn có vấn (đầm chân cừu).
+ Đầm lăn bánh hơi.
a. Đầm lăn (không chấn động) mặt nhẵn:
Chiều dày lớp đầm phụ thuộc vào trọng lượng của quả đầm
3 - 4 tấn => h = 10 - 20 cm
15 tấn => h = 30 cm
Khi đầm thì vết đầm sau phải đè lên lớp đầm trước theo phương 10 - 15 cm.
Tại mỗi vị trí đầm phải lăn từ 8 - 16 lượt
Khi đầm lăn thì lớp đất mỏng phía trên trở thành một lớp vỏ cứng có khả năng chịu tải
trọng của đầm làm hạn chế sự truyền lực xuống các lớp bên dưới. Vậy trước tiên lăn nhẹ vài lượt
rồi mới tăng tải trọng lên.


-

−
−
−
−

Thực tế không nên dùng đầm quá nặng, đất bị trạng thái vượt quá cường độ giới hạn
và đất sẽ trượt (Rth).
Thường nên đầm với ứng suất trên mặt
σmax = (0.8 ÷ 0.9) σd

(1.3)
σmax =
Trong đó:
R: bán kính của qủa lăn (thường R = 80 ( 90 cm).
E: mođun biến dạng của đất.
Đất dính E = 200 kg/cm2
Đất rời E = 150 ( 200 kg/cm2
q: áp suất tuyến tính (kg/cm).
Tốc độ đầm 2 ( 2.5 km/h
Chiều dày lớp đất đắp tốt nhất
+ Đối với đất dính: Ho = 0.28Ġ
(1.5)
+ Đối với đất rời : H0 = 0.35Ġ
(1.6)
Chú Ý: công thức nầy chỉ đúng khi W0< Wop

(1.4)


Hình 2-16. Các loại máy sử dụng cho công tác đầm

Bảng 1-3. Cường độ cực hạn (d (kg/cm2)
Loại đất
- Đất ít dính (đất cát pha sét nhẹ)
- Đất dính trung bình (đất cát pha sét, đất sét
pha cát nhẹ)
- Đất khá dính ( đất sét pha cát chặt)
- Đất dính

Cường độ cực hạn (d (kg/cm2)

Đầm lăn
Đầm chày
5÷7

6÷8

7 ÷ 10
10 ÷ 14
14 ÷ 18

8 ÷ 11
11 ÷ 16
16 ÷ 20

Ví dụ 2:
Chọn đầm lăn nhẵn để đầm đất cát pha sét có Wo = 10%, Ho = 13 cm, bán kính ống lăn R
= 90 cm, chiều rộng ống lăn B = 1,1 D ( D: đường kính ống lăn).
Ví dụ 3:
Một quả lăn nhẵn nặng 7 tấn, có R = 80 cm, dùng để đầm đất sét pha cát có độ ẩm thích
hợp Wo ( Wop. Xác định chiều dày lớp đất rải?
−
−
−
−

−

b. Đầm chân cừu
Tạo áp lực lớn trên nền đất vì diện tích tiếp xúc của nó với đất là những vấn đầm.
Thích hợp cho những loại đất dính, đất cuội, ( đầm đất rời hiệu qủa kém.)

Khi đầm thì đất dưới vấn là được đầm chặt nên phải đầm nhiều lần.
Đầm đạt hiệu qủa tốt , đồng đều không bị lỗi, tạo mặt nhám nên liên kết giữa lớp trên
và lớp dưới rất tốt.
Trọng lượng đầm lăn chân cừu được xác định:
Q = p.F.n
(1.7)
p: áp suất ở mặt dưới vấn đầm (kg/cm2).
F: Diện tích mặt đáy vấn đầm (cm2).
n: số vấn trong một hàng ngang trên đường sinh của qủa đầm.
Bảng 1-4. Aïp suất thích hợp nhất dưới vấn đầm chân cừu p (kg/cm2 )
Loại đất
Aïp suất thích hợp nhất p
−
Đất sét pha nhẹ, một số đất sét pha loại trung
7 ÷ 15
bình
− Đất sét pha cát loại trung bình
15 ÷ 40
− Đất cát pha sét loại nặng, đất sét chắt nặng
40 ÷ 60
Độ sâu đầm tốt nhất bằng 1,5 lần chiều dài vấn đầm, nên chiều dày lớp đất rải:
Ho = 1,5 l,
(1.8)
Với l: chiều dài vấn đầm.
− Số lượt đầm thích hợp tại 1 vị trí :
n=k
(1.9)
Trong đó:
n: số đầm
k: hệ số xét tới sự phân bố các vết vấn đầm không đều trên mặt đất

k = 1,2
S: diện tích một vòng qủa lăn (cm2)
F: diện tích mặt đáy vấn đầm (cm2)
m: tổng số vấn đầm
Ngoài ra số lượng đầm có tùy thuộc loại đất, yêu cầu thiết kế. Nên trước khi đầm phải xây
dựng bằng thực nghiệm.
2.8- Nghiệm thu hạng mục thi công đất


2.8.1- Nghiệm thu cao trình ( chiều dày lớp đất đắp)
Công trình đất đắp theo cao độ, cao trình thì việc kiểm tra cần thực hiện các bước sau:

Kiểm tra lại cao độ, độ tin cậy của mốc cao độ.

Kiểm tra cao trình đất đắp theo cao độ hay cao trình.

Kiểm tra độ bằng phẳng, mái dốc, kích thước khu đất đắp.
2.8.2- Nghiệm thu độ chặt đất đắp
khoan lấy mẫu đất để xác định độ chặt. Nếu khu đất rộng thì chúng ta làm lưới ô vuộng để
lấy mẫu ngẫu nhiên. Thông thường áp dụng phương pháp kiểm tra độ chặt theo qui phạm hiện
hành.
2.8.3- Xác định thể tích đất tự nhiên cần đắp tại công trường ( bài tập thảo luận)
Công việc này giúp đơn vị thi công hay chủ đầu tư định ra giá thi công của công trình đất
đắp.

Xác định thể tích cần đắp

Xác định thể tích đất tự nhiên cần chuyển đến lấp đầy thể tích trên.

CHƯƠNG 3: CÔNG TÁC GIA CỐ NỀN

Hiện nay việc gia cố nền nhằm khắc phục điều kiện nền đất yếu trong khu vực đồng bằng
sông Cửu Long, hay các vùng đất yếu khác. Tất cả các biện pháp gia cố nền nhầm để tăng sức chịu
tải của đất nền như dùng cọc gỗ tiết diện nhỏ, đệm cát, cọc cát...
3.1- Gia cố nền bằng cọc gỗ tiết diên nhỏ
3.1.1- Các yêu cầu kỹ thuật
Gia cố nền bằng cọc gỗ (có thể là cừ tràm, tre...), được xử dụng cho một số điều kiện sau:
−

Công trình nhỏ (nhà từ 3 ( 4 tầng).

−

Ở những nơi mực nước ngầm cách mặt đất vào khoảng 1 ( 1.5 m.

−

Cọc phải tương đối thẳng, đường kính không nhỏ hơn 4 cm, l = 2 ( 8 m.

−

Số cọc trên một m2 có thể thay đổi tùy theo điều kiên của đất nền, đường kính và chiều
dài cọc, thông thường vào khoảng: 15; 20; 25; 30; 35 cây.

3.1.2- Thi công
Cọc gỗ được đóng bằng vồ gỗ, bằng máy với lực đóng thích hợp để giữ cọc luôn thẳng cũng
như không bị vỡ đầu cọc.
Trình tự đóng được chọn tùy theo điều kiện thi công. Đóng theo hình xoắn ốc (spiral) từ ngoài
vào trong.

3.2- Đệm cát
Lớp đệm cát dùng có hiệu quả nhất khi lớp đất yếu ở trạng thái bão hòa nước và chiều dày của
nó nhỏ hơn 3m. Việc thay thế lớp đất yếu kể trên bằng lớp đệm cát có những tác dụng chính như sau:
-

Đệm cát đóng vai trò là một lớp chịu lực, truyền tải xuống tầng đất chịu lực phía dưới.

-

Làm tăng ổn định khi công trình có tải trọng ngang ( do lực ma sát của cát rất lớn).

-

Giảm bớt độ lún toàn bộ và độ lún không đều, đồng thời giúp rút ngắn thời gian cô kết
của nền (vì cát trong đệm cát có hệ số thấm lớn).

-

Kích thước và chiều sâu chôn móng giảm vì áp lực tiêu chuẩn truyền lên lớp đệm cát
tăng lên.
Thi công đơn giản vì không cần các thiết bị phức tạp.

-

3.2.1- Yêu cầu kỹ thuật
−

Thường dùng cát đen hoặc cát vàng.

−

Chiều dày lớp cát, chiều rộng và độ chặt của đệm cát do nhà thiết kế qui định.

−

Chiều dày lớp đất không quá 3 ..5 m.

−

Đầm lèn đúng độ chặt thiết kế

−

Nhưng đệm cát thường bị hiện tượng lún không đều do đầm chặt không tốt

3.2.2- Thi công
Thi công đệm cát cũng như thi công đầm chặt đất cát trong san lấp nền. Chúng ta chỉ quan
tâm đến độ chặt của đệm cát. Nên chia đệm cát làm nhiều lớp và lu lèn sau đó kiểm tra độ chặt cho
đến khi đạt độ chặt rồi mới lấp lớp kế tiếp. Theo kinh nghiệm thì chiều dày mỗi lớp từ 25 đến 40 cm, lu
bằng xe bánh xích, các phương tiện khác. Đồng thời cũng kiểm tra độ ẩm của cát.

3.3-

Cọc cát

Nén chặt đất bằng cọc cát là một phương pháp có hiệu quả khi xây dựng các công trình chịu
tải trọng lớn trên nền đất yếu dày và trải rộng như nền đường, đường dẫn lên cầu cầu. Tác dụng cọc
cát là làm cho lỗ rỗng, độ ẩm của đất nền giảm đi, trọng lượng thể tích, môđun biến dạng, lực dínhvà
gó ma sát trong tăng lên. Do đó sức chịu tải của nền tăng lên về nhiều phương diện như: độ lún và
biến dạng không đồng đều giảm đáng kể, đất xung quanh cọc và cọc cùng làm việc đồng thời; đất

được nén chặt đồng đều trong khoảng cách giữa các cọc.
3.3.1. Yêu cầu kỹ thuật
−

Cọc cát chỉ thích hợp với đất dính

−

Đất có hệ số thấm k lớn (đất cát pha, sét pha, bùn pha cát).

−

Tác dụng của cọc cát là làm chặt đất để tăng khả năng chịu tải của nền. Khả năng tăng
tải từ 2 ( 2.5 lần.

3.3.2- Thi công


Qui trình thi công cọc cát được áp dụng rộng ở khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long (đất
yếu). Thiết bị phục vụ chi đóng cọc cát thường sử dụng thiết bị đóng cọc bê tông và đổi bộ
phận công tác là ống thép.
−

Dùng ống thép đóng xuống đất sau đó rút lên đổ cát hoặc cát pha sỏi xuống từng lớp rồi
tiến hành đầm chặt.

−

Thường dùng đường kính ống thép 30 ( 35 cm, khoảng cách và sơ đồ bố trí xác định
theo thiết kế.

3.4- Bấc thấm
Trình tự thi công và nghiệm thu bấc thấm căn cứ theo tiêu chuẩn TCVN 4447-87. Bấc thấm
bao gồm nhiều ống mao dẫn giúp nước thấm từ những lớp đất sâu lên trên với chiều dài đường thấm
ngắn giúp đất cô kết nhanh. Phạm vi áp dụng và tính toán như cọc cát.

CHƯƠNG 4: CÔNG TÁC ĐÓNG CỌC VÀ VÁN CỪ

4.1- Các Loại Cọc
Cọc gỗ: trong khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long cọc gỗ thường dùng là cọc tràm. Chế
tạo cọc: chọn cây thẳng, đẽo mũi cọc (mũi cừ phải thật đối xứng qua trục của cọc). Mũi cọc dài 1,5 - 2
lần đường kính cọc gỗ. Cọc gỗ hay bị hỏng ở vùng độ ẩm thay đổi, nên đóng cọc thấp hơn mực nước
ngầm để cọc luôn ở trong nước.

Ván cừ thép: Ván cừ thép đóng liền nhau tạo thành một tường chắn đất và chống thấm
bền chắc, bảo vệ hố móng, ngăn cát chảy. Ván cừ có nhiều loại hình dáng tiết diện ví dụ như: cừ
phẳng, cừ khum, cừ lacsen ...


Hình 4-1. Mặt cắt ván cừ

Hình 4-2. Ván cừ dùng chắn đất

Hình 4-3. Ván cừ thép làm tường chắn trong công trình cảng biển

−

Ván cừ nhập về nước ta sử dụng có chiều dài từ 8-15 m, chiều dày từ 12-16 mm, khoảng
cách giữa hai mép thanh ván cừ 320-450 mm.
−

Các móc nối có tác dụng như bản lề, tạo những góc quay từ 15 - 24o, điều này cần thiết
để tạo nên những bức tường hình vòng cung. Ván cừ thép ngăng được nước thấm qua là
vì khi nước luồn qua các khe trong mốc nối cừ sẽ phải chạy vòng vèo và để lắng lại
những hạt đất nhỏ, sau một thời gian các hạt này sẽ bịt kín khe trong móc nối, không để
nước thấm qua được. Ngoài ra, hiện nay với công nghệ mới hỗ trợ thi công như sau.

−

Dọc theo móc nối được bôi chất chống thấm như mỡ bò, vừa có tác dụng chống thấm
vừa có tác dụng bôi trơn trong quá trình hạ cọc cũng như lấy cọc lên.

Cọc bê tông cốt thép: Cọc bê tông cốt thép thường có dạng vuông, tròn, tam giác...phổ
biến nhất là hình vuông.


−
−
−

Cọc bê tông có thể chịu được tải trọng từ 10 tấn đến 60 tấn tùy theo
tiết diện, cường độ bê tông (vật liệu) và sức chịu tải của đất.
Chiều dài một đoạn cọc từ 6 ( 20 m.
Chiều dài và tiết diện cọc thường bị giới hạn bởi các thiết bị vận
chuyển, thiết bị hạ cọc vào nền đất. Tiết diện cọc còn phụ thuộc vào
chiều dài của tim cọc bê tông, độ mảnh của cọc.

Bảng 4-1. Một số loại cọc

−

Chiều dài cọc
(m)
5

Tiết diện cọc Mác bê tông
(cm)
(kg/cm2)
20x20
170

5÷9

25x25

170

10 ÷ 12

30x30

170 ÷ 200

13 ÷ 16

35x35

200 ÷ 250

17 ÷ 20

40x40

250 ÷ 300

> 20

45x45

300 ÷ 350

Phần đầu cọc và mũi cọc chịu lực trực tiếp nên phân bố dày hơn phần còn lại trên thân
cọc, thường dùng đai có ????( ??? và do nhà thiết kế quyết định.

−

Thép chủ thường dùng ????(???????nhóm thép CII, CIII.

−

Lớp bảo vệ (bê tông): 2,5 cm.

−
−

Các cọc được nối với nhau bằng hộp thép, liên kết bằng hàn điện.
Kết cấu thép cọc vuông

Hình 4-4.

Cọc được hạ xuống đất bằng: xối nước, chấn động, búa, gia tải (ép cọc).

Trong quá trình hạ cọc để đầu cọc không bị phá hoại nên đệm đầu cọc bằng gỗ tốt,
vải bố, để búa không đóng trực tiếp vào bê tông. Ngoài ra còn phải thiết kế lưới thép ở đầu
cọc.
Cọc ống thép: Cọc ống thường có đường kính từ 30 đến 60 cm, thành ống dày từ 12 14 mm. Mũi cọc nhọn để dễ đóng. Sau khi đóng xong thì đúc bê tông kín ống cọc. Thép dùng
làm cọc ống có pha thêm cơ-rôm để ít bị gỉ sét (rust).

Cọc ống bê tông cốt thép: làm bằng bê tông cốt thép ứng suất trước mác lớn hơn 300.
Cọc ống thường có đường kính từ 400 - 5000 mm, chiều dày thành ống 80 đến 150 mm. Mỗi
đoạn ống dài từ 12 đến 20 m. Chiều dài tổng cộng của tim cọc dài từ 30 - 50 m. ở đầu mỗi
mặt bích thép dùng để nối các đoạn ống với nhau bằng hàn điện hoặc bulông. Ở chổ mối nối
phục vữa mác cao bao quanh chu vi.


Hình 4-5. Kết cấu thép cọc ống bê tông cốt thép
4.2-

Chế tạo, vận chuyển, cất chứa cọc bê tông cốt thép
Có rất nhiều loại cọc dùng trong ngành xây dựng. Đặc biết là cọc bê tông cốt thép được dùng
rộng rãi, nên chúng ta đi sâu vào công tác chế tạo cọc. Tuy nhiên một số loại khác chúng ta
cũng tham khảo sau.

4.2.1−

−

Chế tạo cọc bê tông cốt thép

Sân bải, làm phẳng, bố trí sơ đồ đúc cọc và bải vật liệu để nâng năng suất đúc cọc.

Những công trường mới san lấp thì phải đầm
chặt thật nhẵn.

Hình 4-6. Sơ đồ thi công nhiều lớp cọc
−

Cường độ cho tách và di chuyển cọc là 70% mác thiết kế.

−

Cường độ bê tông cọc để tháo cốp pha là 25% mác thiết kế.

−

Bố trí cọc nhiều lớp để thi công được nhiều cọc trên cùng một diện tích sân.

−

Sử dụng phụ gia đông kết nhanh, nhưng phải bảo dưỡng cọc hết sức cẩn thận.

−

Thép cọc, cốp pha phải thẳng để trách sự cố gẩy cọc do lệch tâm khi đóng.


4.2.2- Vận chuyển và
cất chứa cọc bê tông

Hình 4-7. Vị trí các điểm cẩu cọc bê tông cốt thép

Trong khi di chuyển cọc cần lưu ý vị trí buộc cáp phải đúng vị trí móc thi công của cọc. Để
việc bố trí cốt thép thuận lợi nhất, người thiết kế chọn điểm cẩu cọc sao cho mô moment uốn nhỏ
nhất ( nghĩa là M1=M2 hình 4-7.)
Khi chứa cọc trong công trường hay chuyển cọc đi thì dùng cây đệm phía dưới cọc tại vị trí
móc thi công và vị trí đệm gỗ trùng với móc cẩu.

Hình 4-8. Vận chuyển cọc bằng xe ô tô
4.3-

Hạ cọc bê tông

4.3.1- Các vấn đề cần lưu ý khi đóng cọc


Xác định vị trí cọc trên mặt bằng và theo dỏi độ nghiên thì dùng hai máy kinh vĩ đặt vuông góc
với nhau hay dùng dây dọi (plumb-line).



Những nhát búa đầu tiên phải đóng nhẹ, cho đến khi cọc vào đúng vị trí mới đóng mạnh.



Ở những nơi đất yếu cọc bê tông nặng khi đóng có thể xuống nhanh dễ bị lệch hướng hay
âm sâu vào trong đất, gây khó khăn cho việc nối cọc.



Sơ đồ đóng cọc được bố trí sao cho tiện cho việc di chuyển hệ thống búa.

4.3.2- Các thiết bị hạ cọc
−

Hạ cọc bằng xối nước