BÀI GIẢNG XÂY DỰNG NỀN MẶT ĐƯỜNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (11.43 MB, 245 trang )
Ch−¬NG
h−¬NG 1.
1.
CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG
1.1. KHÁI NIỆM, YÊU CẦU ĐỐI VỚI NỀN ĐƯỜNG VÀ CÔNG TÁC THI CÔNG NỀN
ĐƯỜNG.
1.1.1. Khái niệm
Nền ñường là bộ phận chủ yếu của công trình ñường, có tác dụng khắc phục ñịa hình
thiên nhiên, nhằm tạo nên một tuyến ñường có các tiêu chuấn kỹ thuật phù hợp với một cấp
hạng ñường nhất ñịnh, nhiệm vụ của nó là ñảm bảo cường ñộ và ñộ ổn ñịnh của áo ñường.
Nó là nền tảng của áo ñường; cường ñộ, tuổi thọ và chất lượng sử dụng của áo ñường phụ
thuộc rất lớn vào cường ñộ và ñộ ổn ñịnh của nền ñường.
1.1.2. Yêu cầu ñối với nền ñường.
+ Đảm bảo ổn ñịnh toàn khối,
+ Nền ñường phải ñảm bảo có ñủ cường ñộ nhất ñịnh,
+ Đảm bảo ổn ñịnh cường ñộ trong suốt thời kỳ khai thác.
Yêu tố chủ yếu ảnh hưởng tới cường ñộ và ñộ ổn ñịnh của nền ñường bao gồm:
+ Tính chất của ñất nền ñường. (vật liệu xây dựng nền ñường).
+ Phương pháp thi công ñặc biệt là chất lượng ñầm lèn.
+ Biện pháp thoát nước và biện pháp bảo vệ nền ñường.
Trong từng ñiều kiện cụ thể, có thể xảy ra các hiện tượng hư hỏng sau ñối với nền ñường :
+ Nền ñường bị lún:
+ Nền ñường bị trượt: do nền ñường ñắp trên sườn dốc mà không rẫy cỏ, ñánh
bậc cấp...
+ Nền ñường bị nứt
+ Sụt lở mái ta luy:
a)Lún
b) Trượt trên sườn dốc
c) Sụt ta luy
1.1.3. Yêu cầu với công tác thi công nền ñường.
Trong xây dựng ñường, công tác làm nền ñường chiếm tỷ lệ khối lượng rất lớn, nhất
là ñường vùng núi, ñòi hỏi nhiều sức lao ñộng máy móc, xe vận chuyển, cho nên nó còn là
một trong những khâu mấu chốt ảnh hưởng tới thời hạn hoàn thành công trình. Mặt khác
chất lượng của nền ñường cũng ảnh hưởng nhiều ñến chất lượng chung của công trình nền
ñường.
Trang 1
Vì vậy trong công tác tổ chức thi công nền ñường phải bảo ñảm:
1. Chọn phương pháp thi công thích hợp,
2. Chọn máy móc thiết bị thi công hợp lý,
3. Có kế hoạch sử dụng tốt nguồn nhân lực, máy móc, vật liệu và tận dụng triệt ñể
công tác ñiều phối ñất,
4. Các khâu công tác thi công phải ñược tiến hành theo kế hoạch thi công ñã ñịnh,
5. Tuân thủ chặt chặt chẽ quy trình, quy phạm kỹ thuật và quy tắc an toàn trong thi
công.
1.2. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH NỀN ĐƯỜNG VÀ PHÂN LOẠI ĐẤT NỀN ĐƯỜNG.
1.2.1. Phân loại công trình nền ñường:
Đối với công tác thi công nền ñường, thường căn cứ vào khối lượng thi công của công
trình, chia làm hai loại:
+ Công trình có tính chất tuyến: khối lượng ñào ñắp không lớn và phân bố tương ñối
ñều dọc theo tuyến.
+ Công trình tập trung: là công trình có khối lượng thi công tăng lớn ñột biến trên một
ñoạn ñường có chiều dài nhỏ, ví dụ: như tại các vị trí ñào sâu, ñắp cao.
Việc phân loại này giúp ta xác ñịnh ñược tính chất của công trình, từ ñó ñề ra giải pháp thi
công thích hợp.
1.2.2. Phân loại ñất xây dựng nền ñường:
Có nhiều cách phân loại ñất nền ñường:
1.2.2.1. Phân loại theo mức ñộ khó dễ khi thi công:
-
-
Đất: ñược phân thành 4 cấp: CI , CII , CIII , CIV (cường ñộ của ñất tăng dần theo cấp
ñất). Đất cấp I, II thường không ñược dùng ñể ñắp nền ñường mà chỉ dùng ñất cấp III
và cấp IV.
Đá: ñược phân thành 4 cấp: CI , CII , CIII , CIV (cường ñộ của ñá giảm dần theo cấp ñá).
Đá CI : Đá cứng, có cường ñộ chịu nén >1000 daN/cm2.
Đá CII : Đá tương ñối cứng, có cường ñộ chịu nén từ 800-1000 daN/cm2.
Đá CIII : Đá trung bình, có cường ñộ chịu nén từ 600 - 800 daN/cm2.
Đá CIV : Đá tương ñối mềm, giòn, dễ dập, có cường ñộ chịu nén < 600 daN/cm2.
Trong ñó ñá CI, CII chỉ có thể thi công bằng phương pháp nổ phá, còn ñá CIII và
CIV có thể thi công bằng máy.
Cách phân loại này dùng làm căn cứ ñể chọn phương pháp thi công hợp lý từ ñó ñưa
ra ñược ñịnh mức lao ñộng tương ứng và tính toán ñược giá thành, chi phí xây dựng công
trình. (Ví dụ: ñất ñá khác nhau thì ñộ dốc ta luy khác nhau → khối lượng khác nhau, ñồng
thời phương pháp thi công cũng khác nhau → giá thành xây dựng khác nhau).
1.2.2.2. Phân loại theo tính chất xây dựng:
Trang 2
Cách phân loại này cho người thiết kế, thi công biết ñược tính chất, ñặc ñiểm và ñiều
kiện áp dụng của mỗi loại ñất. Theo tính chất xây dựng người ta phân thành:
- Đá: các loại ñá phún xuất, trầm tích, biến chất ở trạng thái liền khối hoặc rạn nứt.
Đá dùng ñể ñắp nền ñường rất tốt ñặc biệt là tính ổn ñịnh nước. Tuy nhiên do có giá
thành cao nên nó ít ñược dùng ñể xây dựng nền ñường mà chủ yếu dùng trong xây
dựng mặt ñường.
- Đất: là vật liệu chính ñể xây dựng nền ñường; ñất có thể chia làm hai loại chính:
+ Đất rời: ở trạng thái khô thì rời rạc, chứa không quá 50% các hạt >2mm, chỉ số
dẻo Ip < 1; gồm các loại như: cát sỏi, cát hạt lớn, cát hạt vừa, cát hạt nhỏ và cát
bột.
+ Đất dính: nhỏ hạt ở trạng thái khô thì dính kết, chỉ số dẻo Ip > 1, gồm các loại
như: ñất á cát, á sét, sét.
Có rất nhiều loại ñất khác nhau, tuy nhiên trong xây dựng nền ñường thì vấn ñề
quan trọng nhất là phải chọn ñược loại ñất phù hợp với từng công trình nền ñường,
ñặc biệt là phù hợp với chế ñộ thuỷ nhiệt của nền ñường.
* Đất cát: Là loại vật liệu rất kém dính (c=0), trong ñó không hoặc chứa rất ít hàm
lượng ñất sét. Do vậy ñất cát là loại vật liệu có thể dùng cho mọi loại nền ñường
ñặc biệt các ñoạn chịu ảnh hưởng nhiều của nước.
* Đất sét: Trong ñất chứa nhiều thành phần hạt sét, có lực dính C lớn. Khi ñầm chặt
cho cường ñộ khá cao. Tuy nhiên do có nhiều hạt sét nên ñất sét là vật liệu kém
ổn ñịnh với nước, khi bị ngâm nước hoặc bị ẩm, cường ñộ của nó giảm ñi rất
nhiều. Do ñó, ñất sét thường chỉ dùng ở những nơi không hoặc ít chịu ảnh hưởng
của nước.
* Đất cấp phối, sỏi ñồi: Là loại cấp phối tự nhiên, có nhiều ở vùng trung du, ñồi núi
thấp. Trong thành phần hạt, sỏi sạn chiếm tỷ lệ tương ñối lớn, khi ñầm chặt cho
cường ñộ rất cao (E0 ≈ 1800daN/cm2). Tuy nhiên trong thành phần của nó cũng
*
chứa một hàm lượng sét nhất ñịnh nên nó cũng là loại vật liệu kém ổn ñịnh với
nước. Do vậy, vật liệu này chỉ sử dụng ở những nơi ít chịu ảnh hưởng của nước,
hoặc ñể làm lớp trên cùng của nền ñường.
Đất á sét, á cát: Là loại ñất có tính chất ở mức ñộ trung bình giữa ñất cát và ñất
sét, do vậy nó cũng ñược dùng phổ biến trong xây dựng nền ñường.
τ
τ
τ σ
τ
φ
τ σ
φ
τ
σ
a) Đất sét
σ
b) Đất cát
σ
c) Đất á cát, á sét
Trang 3
*
Các loại ñất sau không dùng ñể ñắp nền ñường: Đất chứa nhiều chất hữu cơ, ñất
than bùn, ñất chứa nhiều lượng muối hoà tan, ñất có ñộ ẩm lớn.
1.3. TRÌNH TỰ VÀ NỘI DUNG THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG.
Khi tổ chức thi công nền ñường phải căn cứ vào ñiều kiện thiên nhiên, tình hình máy
móc, thiết bị, nhân lực ñể phối hợp thực hiện theo một trình tự thích hợp.
1.3.1. Công tác chuẩn bị trước khi thi công.
1.31.1. Công tác chuẩn bị về mặt kỹ thuật:
-
Nghiên cứu hồ sơ,
Khôi phục và cắm lại tuyến ñường trên thực ñịa,
Lên ga, phóng dạng nền ñường,
Xác ñịnh phạm vi thi công,
Làm các công trình thoát nước,
Làm ñường tạm ñưa các máy móc vào công trường.
1.3.1.2. Công tác chuẩn bị về mặt tổ chức:
-
Tổ chức bộ phận quản lý chỉ ñạo thi công,
Chuyển quân, xây dựng lán trại,
Điều tra phong tục tập quán ñịa phương, ñiều tra tình hình khí hậu thủy văn tại
tuyến ñường v.v...
1.3.2. Công tác chính.
+
+
+
+
Xới ñất
Đào vận chuyển ñất.
Đắp ñất, ñầm chặt ñất.
Công tác hoàn thiện: san phầng bề mặt, tu sửa mái dốc ta luy, trồng cỏ.
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG.
Khi chọn các phương pháp thi công nên ñường phải căn cứ vào loại tính chất công
trình, thời hạn thi công, ñiều kiện nhân vật lực, thiết bị hiện có. Sau ñây là các phương pháp
thi công nền ñường chủ yếu.
1.4.1. Thi công bằng thủ công.
-
Dùng dụng cụ thô sơ và các công cụ cải tiến, dựa vào sức người là chính ñể tiến hành
thi công.
Có chất lượng và năng suất thấp.
Phương pháp thi công này thích hợp với công trình có khối lượng công tác nhỏ, cự ly
vận chuyển ngắn trong ñiều kiện không sử dụng ñược máy móc (diện thi công quá
hẹp, không ñủ diện tích cho máy hoạt ñộng).
1.4.2. Thi công bằng máy.
Trang 4
-
Sử dụng các loại máy làm ñất bao gồm: máy xới, máy ủi, máy ñào, máy xúc chuyển,
máy lu v.v... ñể tiến hành thi công.
Phương pháp này cho năng suất cao, chất lượng tốt, là cơ sở ñể hạ giá thành xây
dựng.
Phương pháp thi công này thích hợp với công trình có khối lượng ñào ñắp lớn, yêu
cầu thi công nhanh, ñòi hỏi chất lượng cao.
1.4.3. Thi công bằng nổ phá.
-
-
Sử dụng năng lượng lớn sinh ra từ phản ứng nổ của thuốc nổ ñể ñào ñắp ñất ñá xây
dựng nền ñường, bên cạnh ñó dùng các thiết bị phụ trợ cần thiết: như thiết bị khoan lỗ
mìn, ñào buồng mìn, kíp nổ, mồi nổ...
Thi công bằng thuốc nổ có thể ñảm bảo nhanh chóng, không ñòi hỏi nhiều nhân lực,
máy móc nhưng yêu cầu phải tuyệt ñối an toàn.
Phương pháp này thường dùng ở những nơi ñào nền ñường qua vùng ñá cứng hoặc
các trường hợp phức tạp mà các phương pháp khác không thi công ñược.
1.4.4. Thi công bằng sức nước
-
Thi công bằng sức nước là lợi dụng sức nước xói vào ñất làm cho ñất tở ra, hòa vào
với nước, ñất lơ lửng ở trong nước rồi ñược dẫn tới nơi ñắp.
- Như vậy, các khâu công tác ñào và vận chuyển ñất ñều nhờ sức nước.
Nhận xét:
Các phương pháp thi công chủ yếu trên có thể ñược áp dụng ñồng thời trên các ñoạn
khác nhau, hay phối hợp áp dụng trên cùng một ñoạn tuỳ theo ñiều kiện ñịa hình ñịa chất,
thủy văn, ñiều kiện máy móc, thiết bị, nhân lực, ñiều kiện vật liệu mà áp dụng các phương
pháp trên với mức ñộ cơ giới hoá khác nhau. Hiện nay ở nước ta chủ yếu kết hợp giữa thi
công bằng máy và thủ công, trong những trường hợp gặp ñất ñá cứng thì kết hợp với phương
pháp thi công bằng thuốc nổ.
Trang 5
CH−¬ng 2.
CÔNG TÁC CHUẨN BỊ THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG
2.1. CÔNG TÁC KHÔI PHỤC CỌC.
Nhận xét: Giữa thiết kế và thi công thường cách nhau một khoảng thời gian nhất ñịnh
có thể dài hay ngắn; trong quá trình ñó các cọc ñịnh vị trí tuyến ñường khi khảo sát có thể bị
hỏng hoặc mất do nhiều nguyên nhân.
Do ñó cần phải bổ sung và chi tiết hoá các cọc ñể làm cho việc thi công ñược dễ dàng,
ñịnh ñược phạm vi thi công và xác ñịnh khối lượng thi công ñược chính xác.
Nội dung công tác khôi phục cọc và ñịnh phạm vi thi công gồm:
- Khôi phục cọc ñỉnh: Cọc ñỉnh ñược cố ñịnh bằng cọc bê tông ñúc sẵn hoặc ñổ tại chỗ.
Khi khôi phục cọc ñỉnh xong phải tiến hành giấu cọc ñỉnh ra khỏi phạm vi thi công. Để
giấu cọc có thể dùng các biện pháp sau:
+ Giao hội góc.
+ Giao hội cạnh.
+ Giao hội góc cạnh.
+ Cạnh song song (thường dùng những nơi tuyến ñi song song với vách ñá cao).
- Khôi phục tại thực ñịa những cọc chủ yếu xác ñịnh vị trí tuyến ñường thiết kế:
+ Điểm ñầu, ñiểm cuối.
+ Cọc lý trình (cọc H, cọc kilomét).
+ Cọc chủ yếu xác ñịnh ñường cong (NĐ, NC, TĐ, TC, P).
+ Cọc xác ñịnh vị trí các công trình (Cầu, cống, kè, tường chắn…)
- Khôi phục cọc chi tiết và ñóng thêm cọc phụ:
+ Trên ñường thẳng: khôi phục như thiết kế.
+ Trên ñường cong: khoảng cách giữa các ñiểm chi tiết tuỳ thuộc vào bán kính
ñường cong:
R < 100m
: khoảng cách cọc 5m
R = 100 - 500m : khoảng cách cọc 10m
R > 500m
: khoảng cách cọc 20m
+ Có thể ñóng thêm cọc phụ ở những ñoạn cá biệt ñể tính khối lượng ñược chính
xác hơn (Thiết kế kỹ thuật: 20-30m/cọc, khi cần chi tiết có thể 5-10m/cọc):
* Các ñoạn có thiết kế công trình tường chắn, kè...
* Các ñoạn có nghi ngờ về khối lượng.
* Các ñoạn bị thay ñổi ñịa hình.
- Kiểm tra cao ñộ mốc và có thể thêm các mốc cao ñộ mới ñể thuận tiện trong quá trình
thi công (các mốc gần công trình cầu cống ñể tiện kiểm tra cao ñộ khi thi công).
Thông thường khoảng cách giữa các mốc ño cao như sau:
+ 3km : vùng ñồng bằng,
Trang 6
+ 2km : vùng ñồi,
+ 1km : vùng núi.
+ Ngoài ra còn phải ñặt mốc ño cao ở các vị trí công trình: cầu, cống, kè, ở các
chỗ ñường giao nhau khác mức v.v...
Tuỳ thuộc tầm quan trọng của công trình mà cao ñộ có thể ñược xác ñịnh theo
mốc cao ñộ quốc gia hay mốc cao ñộ giả ñịnh.
- Kiểm tra ñộ cao thiên nhiên ở tất cả các cọc chi tiết trên tuyến.
2.2. CÔNG TÁC LÊN KHUÔN ĐƯỜNG (LÊN GA) VÀ ĐỊNH PHẠM VI THI CÔNG
-
Mục ñích: Công tác lên khuôn ñường (còn gọi là công tác lên ga) nhằm cố ñịnh những
vị trí chủ yếu của mặt cắt ngang nền ñường trên thực ñịa ñể ñảm bảo thi công nền
ñường ñúng với thiết kế.
Tài liệu dùng ñể lên khuôn ñường là: bản vẽ mặt cắt dọc, bình ñồ và mặt cắt ngang nền
ñường.
Đối với nền ñắp, công tác lên khuôn ñường bao gồm việc xác ñịnh ñộ cao ñắp ñất tại
trục ñường và mép ñường, xác ñịnh chân ta luy.
Đối với nền ñào các cọc lên khuôn ñường phải rời ra khỏi phạm vi thi công, trên các
cọc này phải ghi lý trình và chiều sâu ñào ñất: sau ñó phải ñịnh ñươc mép ta luy nền
ñào.
Khi thi công cơ giới, các cọc lên khuôn ñường có thể bị mất ñi trong quá trình thi công
cần phải dời ra khỏi phạm vi thi công.
Xác ñịnh phạm vi thi công, phạm vi giải phóng mặt bằng ñể tiến hành giả phóng mặt
bằng.
Nhận xét: Công tác GPMB thường rất phức tạp, tốn kém, ảnh hưởng nhiều ñến tiến ñộ thi
công công trình. Do ñó, ngay từ khâu thiết kế cần lưu ý tới vấn ñề này: có các phương án
chỉnh tuyến cho hợp lý và trong quá trình thực hiện thì phải kết hợp nhiều cơ quan tổ chức.
2.3. CÔNG TÁC DỌN DẸP TRƯỚC KHI THI CÔNG
Để ñảm bảo nền ñường ổn ñịnh và có ñủ cường ñộ cần thiết thì trước khi thi công nền
ñường ñặc biệt là các ñoạn nền ñường ñắp phải làm công tác dọn dẹp. Công tác này bao
gồm:
- Bóc ñất hữu cơ.
- Nạo vét bùn.
- Phải chặt các cành cây vươn xoè vào phạm vi thi công tới ñộ cao 6m, phải ñánh gốc
cây khi chiều cao nền dắp nhỏ hơn 1,5m hoặc khi chiều cao gốc cây cao hơn mặt ñất tự
nhiên 15-20cm. Các trường hợp khác phải chặt cây (chỉ ñể gốc còn lại cao hơn mặt ñất
15cm).
- Các hòn ñá to cản trở việc thi công nền ñào hoắc nằm ở các ñoạn nền ñắp có chiều cao
nhỏ hơn 1,5m, ñều phải dọn ñi. Thường những hòn ñá có thể tích trên 1,5m3 thì phải
Trang 7
Cần xử lý
H (1.5m)
dựng mỡn ủ phỏ n, cũn nhng hũn ủỏ nh hn cú th dựng mỏy ủ ủa ra khi phm
vi thi cụng.
- Cỏc hũn ủỏ tng nm trong phm vi hot ủng ca nn ủng cn phỏ b ủ ủm bo
nn ủng nht, trỏnh lỳn khụng ủu.
Vùng hoạt động của nền đờng
Không cần xử lý
- Trong phm vi thi cụng nu cú cỏc ủng rỏc, ủm ly, ủt yu, ủt mui, hay hc
ging, ao h... ủu cn phi x lý tho ủỏng trc khi thi cụng. Tt c mi chng ngi
vt trong phm vi thi cụng phi phỏ d v dn sch.
+ Trong phn nn ủp, cỏc h ủo b cõy ci hoc cỏc chng ngi vt ủu phi ủc
lp v ủm cht bng cỏc vt liu thớch hp nh vt liu ủp nn ủng thụng
thng.
+ Vic ủ b, hu b cỏc cht thi do dn dp mt bng phi tuõn th phỏp lut v cỏc
quy ủnh ca ủa phng. Nu ủt (cõy, c) phi ủc phộp v phi cú ngi trụng
coi ủ khụng nh hng ủn dõn c v cụng trỡnh lõn cn.
+ Cht thi cú th ủc chụn lp vi lp ph dy ớt nht 30cm v phi bo ủm m
quan.
+ V trớ ủ cht thi nu nm ngoi phm vi ch gii gii phúng mt bng thỡ phi cú
s cho phộp ca ủa phng (qua thng lng).
+ Vt liu tn dng li phi ủc cht ủng vi mỏi dc 1:2 v phi b trớ nhng ni
khụng nh hng ủn vic thoỏt nc; phi che ph b mt ủng vt liu.
2.4. BO M THOT NC TRONG THI CễNG
Trong sut quỏ trỡnh thi cụng phi chỳ ý v ủm bo thoỏt nc ủ trỏnh cỏc hu qu
xu cú th xy ra phi ngng thi cụng mt thi gian, phi lm thờm mt s cụng tỏc do ma
gõy ra hoc cú khi phi phỏ cụng trỡnh ủ lm li v.v...
ủm bo thoỏt nc trong thi cụng, cn chỳ ý t chc thi cụng ủu tiờn cỏc cụng
trỡnh thoỏt nc cú trong thit k, ủng thi cú th phi lm thờm mt s cụng trỡnh ph nh
mng rónh tm ch dựng trong thi gian thi cụng, cỏc cụng trỡnh ph ny cn ủc thit k
trong khi lp thit k t chc thi cụng ủng.
Ngoi ra trong mi cụng trỡnh c th cng cn phi cú nhng bin phỏp k thut v t
chc ủ bo ủm thoỏt nc:
- Khi thi cụng nn ủp, phi ủm bo cho b mt ca nú cú ủ dc ngang. ủm
bo an ton cho mỏy lm ủng v ụ tụ chy, tr s ủ dc ngang khụng quỏ 10%.
Trang 8
-
Khi thi công nền ñường ñào hoặc rãnh thoát nước phải thi công từ thấp lên cao.
2.5. CHUẨN BỊ XE MÁY THI CÔNG.
-
-
Trong quá trình chuẩn bị, nhà thầu phải chuẩn bị và vận chuyển ñến công trường các
máy móc thiết bị ñáp ứng ñược các yêu cầu thi công theo ñúng các quy ñịnh trong hợp
ñồng thầu, phải ñào tạo công nhân sử dụng các máy móc thiết bị ñó và tổ chức bảo
dưỡng sửa chữa chúng trong quá trình thi công.
Trong quá trình chuẩn bị, nhà thầu phải bố trí một xưởng sửa chữa cơ khí ñể tiến hành
công tác sửa chữa và bảo dưỡng máy trong khi thi công.
Phải thực hiện tốt phương châm “phân công cố ñịnh người sử dụng máy, ñịnh rõ trách
nhiệm, vị trí công tác”.
Trang 9
Chơng 3.
CC PHNG N THI CễNG NN NG O V NN NG P
Khi thi cụng nn ủng ủo v nn ủng ủp, cú th cú nhiu phng ỏn thi cụng
khỏc nhau.
Chn phng ỏn thi cụng no, phi xut phỏt t tỡnh hỡnh c th v phi tha món ủc
yờu cu sau: Mỏy múc v nhõn lc phi ủc s dng thun li nht, phỏt huy ủc ti ủa
cụng sut ca mỏy, phi cú ủ din thi cụng, ủm bo mỏy múc v nhõn lc lm vic ủc
bỡnh thng v an ton.
3.1. CC PHNG N THI CễNG NN NG O
3.1.1. Phng ỏn ủo ton b theo chiu ngang.
- Trờn ton b chiu di ủon nn ủng ủo, tin hnh chia thnh nhiu ủon nh, trờn
mi ủon nh tin hnh ủo trờn ton b mt ct ngang nn ủng (chiu rng v chiu
sõu) h xung cao ủ thit k, cú th ủo t mt ủu hoc t c hai ủu ủon nn ủo,
tin dn vo dc theo tim ủng. (hỡnh 3-l).
Hớng đào
Nền đắp
1: m
Nền đào
A-A
1: m
A
a)
A
B
b)
Bậc thứ 1
B-B
Hớng đào
Đờng vận chuyển đất
Bậc thứ 1
Nền đào
Bậc thứ 2
Bậc thứ 2
Phn ủo sau cựng
Nền đắp
B
a) o trờn ton mt ct
b) o theo bc
Hỡnh 3.1. o ton b theo chiu ngang.
- Cú th dựng cỏc gii phỏp thi cụng sau:
+ S dng mỏy xỳc (mỏy ủo), l loi mỏy thớch hp nht ủ thi cụng. Tuy nhiờn, ủ
nõng cao nng sut ca mỏy thỡ chiu cao mi bc phi ủm bo mỏy xỳc ủy gu
(3- 4m, tu theo loi ủt v dung tớch gu).
+ Thi cụng bng th cụng: Bin phỏp ny ch dựng khi nn ủo cú khi lng nh
hoc khụng th thi cụng bng mỏy. Chiu cao ủo ca mi bc ủ l,5 ủn 2,0m ủ
ủm bo an ton lao ủng v thi cụng thun li
Trang 10
- Nếu nền ñường sâu, có thể chia làm nhiều bậc ñể ñồng thời tiến hành thi công, ñể tăng
diện thi công nhưng phải ñảm bảo mỗi bậc có ñường vận chuyển ñất và hệ thống thoát
nước riêng tránh tình trạng nước ở bậc trên chảy xuống bậc dưới, ảnh hưởng tới công
tác thi công ở bậc dưới.
- Phương án này thích hợp với những ñoạn nền ñào sâu và ngắn.
3.1.2. Phương án ñào từng lớp theo chiều dọc.
- Tức là ñào từng lớp theo chiều dọc trên toàn bộ chiều rộng của mặt cắt ngang nền
ñường (hình 3-2) và ñào sâu dần xuống dưới.
NÒn ®µo
1
3
5
2
4
6
7
NÒn ®¾p
NÒn ®¾p
Hình 3.2. Đào từng lớp theo chiều dọc
- Có thể dùng các loại máy sau ñể thi công:
+ Nếu cự ly vận chuyển ngắn (<100m) thì có thể dùng máy ủi.
+ Nếu cự ly vận chuyển dài (100
chuyển hoặc máy ủi ñể ñào kết hợp máy xúc và ô tô vận chuyển.
- Để ñảm bảo thoát nước tốt, bề mặt ñào phải luôn luôn dốc ra phía ngoài.
- Phương án này thích hợp khi ñịa chất của nền ñào gồm nhiều tầng lớp vật liệu khác
nhau mà có thể tận dụng vật liệu ñào ñể ñắp nền tuy nhiên, phương án này không thích
hợp với nơi ñịa hình dốc và bề mặt gồ ghề không thuận tiện cho máy làm việc.
3.1.3. Phương án ñào hào dọc.
- Khi dùng phương án này, thì ñào một hào dọc hẹp trước rồi lợi dụng hào dọc ñó mở
rộng sang hai bên hình (3-3), như vậy có thể tăng diện thi công, có thể lợi dụng hào dọc
ñó ñể làm ñường vận chuyển và thoát nước ra ngoài.
- Để ñào hào dọc có thể dùng một trong hai phương trên.
- Sau khi ñào hào dọc xong, có thể dùng máy xúc hay nhân lực ñể thi công nền ñường
theo phương án này.
3
1
2
9
8
4
7
6
5
10
11
Hình 3.3. Đào hào dọc
- Có thể lắp ñường ray, dùng xe goòng ñể vận chuyển ñất.
- Phương án này thích hợp với các ñoạn nền ñào vừa dài vừa sâu.
3.1.4. Phương án ñào hỗn hợp.
Trang 11
Có thể phối hợp phương án l và 3, tức là ñào một hào dọc trước rồi ñào thêm các hào
ngang ñể tăng diện tích thi công (hình 3-4). Mỗi một mặt ñào có thể bố trí một tổ hay một
máy làm việc.
Hµo ®µo däc
Hµo ®µo ngang
Hình 3.4 Đào hỗn hợp
Nhận xét:
Khi chọn phương án thi công, ngoài việc xét tính chất của công trình, loại máy móc và
công cụ thi công ra, còn phải xét tới mặt cắt ñịa chất của nền ñào. Nếu ñất của nền ñào dùng
ñể ñắp mà có nhiều loại khác nhau, phân bố theo nhiều lớp nằm ngang thì dùng phương pháp
ñào từng lớp theo chiều dọc là hợp lý hơn (vì nó thoả mãn các yêu cầu ñối với việc ñắp nền
ñắp.
Khi ñổ ñống ñất bỏ của nền ñào về phía trên sườn dốc thi cần ñổ liên tục thành ñê ngăn
nước, dẫn nước ra ngoài không ñể chảy vào nền ñường. Nếu ñổ phía dưới sườn dốc, thì phải
ñổ gián ñoạn ñể ñảm bảo nước có thể thoát ra ngoài một cách thuận lợi .
Khi ñổ ñất ở ven sông suối, không ñược chắn ngang hay làm hẹp lòng sông suối.
Đường ñào hoàn thành ñến ñâu phải làm ngay hê thống cống rãnh thoát nước ñến ñó,
ñảm bảo mặt ñường luôn luôn khô ráo.
3.2. PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP
3.2.1. Xử lý nền ñất thiên nhiên trước khi ñắp.
Trước khi ñắp ñất làm nền ñường, ñể bảo ñảm nền ñường ổn ñịnh, chắc chắn không bị
lún, trụt, trượt, thì ngoài việc ñảm bảo yêu cầu về ñắp ñất ra, phải xử lý tốt nền ñất thiên
nhiên.
a. Nền thông thường: căn cứ vào ñộ dốc sườn tự nhiên
- Nếu ñộ dốc sườn tự nhiên is < 20% chỉ cần tiến hành rẫy cỏ, bóc ñất hữu cơ ở phạm vi
ñáy nền tiếp xúc với sườn dốc. Nếu không rẫy hết cỏ thì mùa mưa, nước chảy trên
sườn sẽ thấm theo lớp cỏ mục rũa ñó, lâu dần làm xói ñáy nền, làm giảm sức bám của
nền với mặt ñất tự nhiên và sẽ làm cho nền bị trượt.
- Nếu ñộ dốc sườn tự nhiên is = 20 - 50% : cần ñánh bậc cấp theo quy ñịnh sau:
+ Nếu thi công bằng thủ công thì bề rộng bậc cấp b = 1.0m
Trang 12
+ Nếu thi công bằng máy thì chiều rộng bậc cấp phải ñảm bảo ñủ diện thi công
cho máy làm việc, thường b = 2 - 4.0m.
+ Mỗi cấp cần dốc vào phía trong từ 2% ñến 3%.
- Nếu ñộ dốc sườn tự nhiên is > 50% : cần có biện pháp thi công riêng, làm các công
trình chống ñỡ như : tường chắn, kè chân, kè vai ñường...
20%
< is <
1:m
1 :m
2 - 3%
50 %
b
Hình 3.5. Cấu tạo bậc cấp
b. Nền có ñất yếu: Có thể dùng một số biện pháp sau:
- Xây dựng nền ñắp theo giai ñoạn,
- Tăng chiều rộng của nền ñường, làm bệ phản áp,
- Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ ñất yếu,
- Giảm trọng lượng nền ñắp,
- Phương pháp gia tải tạm thời,
- Thay ñất hoặc làm tầng ñệm cát,
- Đắp ñất trên bè,
- Sử dụng ñường thấm thẳng ñứng (cọc cát, giếng cát, bấc thấm),
- Cột ba lát, cọc bê tông cốt thép…
c. Các trường hợp ñịa chất ñặc biệt khác như: Karst, hang ñộng ngầm phải có giải pháp xử
lý phù hợp.
3.2.2. Chọn vật liệu ñắp.
Vật liệu ñắp: Để ñảm bảo nền ñường ổn ñịnh, không phát sinh hiện tương lún, biến
dạng, trượt v.v... thì cần chọn loại ñất ñắp thích hợp vì vậy, phải xét tính chất cơ lý của ñất.
Dùng ñất thoát nước tốt ñể ñắp nền ñường là tốt nhất, do ma sát trong lớn, tính co rút
nhỏ, ít chịu ảnh hưởng của nước.
Đất dính thoát nước khó, kém ổn ñịnh ñối với nước nhưng khi ñảm bảo ñầm chặt, thì
cũng ñạt ñược ñộ ổn ñịnh tốt, do ñó nó thường ñược dùng ở những nơi nền ñường khô ráo,
không bị ngập, chân ñường thoát nước nhanh, hoặc dùng ñắp bao nền cát…
Những loại ñất sau ñây không thể dùng ñể ñắp nền ñường: ñất dính có ñộ ẩm lớn, ñất
có lẫn nhiều chất hữu cơ, ñất có chứa muối hòa tan và thạch cao (tỷ lệ muối và thạch cao
trên 5%), ñất cát bột, ñất bùn.
3.2.3. Nguyên tắc ñắp nền ñường bằng ñất.
a. Nguyên tắc ñắp ñất nền ñường mới:
Trang 13
-
Đất khác nhau phải ñắp thành từng lớp nằm ngang khác nhau, không ñắp lẫn lộn
(Tránh hiện tượng lún không ñều làm hư hỏng mặt ñường).
Nếu ñất thoát nước tốt (ñất cát, á cát) ñắp trên ñất thoát nước khó (sét, á sét) thì bề
mặt lớp thoát nước khó phải dốc nghiêng sang hai bên với ñộ dốc không nhỏ hơn 4%
ñể ñảm bảo nước trong lớp ñất trên thoát ra ngoài dễ dàng.
§Êt tho¸t n−íc tèt
4%
§Êt khã tho¸t n−íc
4%
§Êt khã tho¸t n−íc
-
§Êt tho¸t n−íc tèt
Nếu ñất thoát nước tốt ñắp dưới lớp thoát nước khó, thì bề mặt lớp dưới có thể bằng
phẳng.
§ Êt khã tho¸t n−íc
§ Êt khã tho¸t n−íc
§ Êt tho¸t n−íc tèt
§ ¾p ®óng
§ Êt tho¸t n−íc tèt
§ ¾p sai
-
Không nên dùng ñất thoát nước khó (ñất sét) bao quanh, bít kín loại ñất thoát nước tốt
(ñất cát, á cát).
- Khi dùng ñất khác nhau ñắp trên những ñoạn khác nhau, thì những chỗ nối phải ñắp
thành mặt nghiêng (dạng hình nêm) ñể chuyển tiếp dần từ lớp này sang lớp kia và dễ ñầm
chặt, tránh hiện tượng lún không ñều .
§Êt khã tho¸t n−íc
§Êt tho¸t n−íc tèt
b. Nguyên tắc ñắp ñất nền ñường nâng cấp mở rộng:
+ Đất dùng ñể mở rộng tốt nhất là cùng loại với ñất nền ñường cũ. Trường hợp không
có, thì dùng ñất thoát nước tốt.
+ Trước khi mở rộng thì phải rẫy cỏ và ñánh cấp.
+ Khi ñắp ñất, cần ñắp từng lớp và ñầm ñạt ñộ chặt cần thiết.
+ Trong trường hợp thi công bằng máy mà chiều rộng mở thêm không ñủ cho máy làm
việc thì chuyển sang thi công bằng thủ công hoặc mở rộng thêm nền ñường ñủ diện
cho máy hoạt ñộng , sau ñó thì bạt ñi.
+ Tuỳ theo ñiều kiện cụ thể mà có thể mở rộng 1 bên hoặc 2 bên (mở rộng 2 bên thì mặt
ñường mới nằm trọn trên nền ñường cũ
tăng ñộ ổn ñịnh, bù vênh ít. Nếu phần mở
rộng quá hẹp, không ñủ diện thi công cho máy thì tiến hành mở rộng 1 bên).
Trang 14
3.2.4. Các phương pháp ñắp nền ñường bằng ñất.
Căn cứ các ñiều kiện ñịa hình, ñiều kiện vận chuyển và chiều cao ñắp nền ñường mà
có thể dùng phương án sau:
3.2.4.1. Phương pháp ñắp từng lớp ngang.
-
Đất ñược ñắp thành từng lớp, rồi tiến hành ñầm chặt.
Chiều dày mỗi lớp phụ thuộc vào:
+ Loại ñất ñắp: tuỳ theo loại ñất ñắp mà chiều dày của lớp vật liệu có thể khác
nhau. Ví dụ: cát thì chiều dày có thể lớn, còn ñất sét thì chiều dày mỏng.
+ Loại lu (áp lực lu, chiều sâu, thời gian tác dụng của lu...)
+ Độ ẩm của ñất: Ví dụ ñộ ẩm lớn thì chiều dày lớp ñất lớn và ngược lại
A
A -A
3
2
1
3
2
1
A
Thường chiều dày mỗi lớp từ 0.1m ñến 0.3m. Trước khi ñắp lớp bên trên phải ñược tư
vấn giám sát nghiệm thu ñộ chặt.
Đây là phương pháp ñắp nền ñường tốt nhất, phù hợp với những nguyên tắc ñắp ñã
trình bày ở trên, tạo ñiều kiện ñảm bảo chất lượng thi công.
3.2.4.2. Phương án ñắp từng lớp xiên (ñắp lấn):
-
Áp dụng khi ñắp nền nền ñắp qua khu vực ao hồ, vực sâu, hay ñịa hình dốc.
Đất ñược ñắp thành từng lớp xiên và kéo dài dần ra ngoài.
Do chiều dày mỗi lớp là lớn nên ñể ñảm bảo ñộ chặt thì :
+ Dùng lu có áp lực và chiều sâu tác dụng lớn.
A
A -A
3
2
1
A
+ Dùng ñất cát hoặc á cát.
3.2.4.3. Phương án ñắp hỗn hợp:
A
A -A
5
4
5
4
1
2
3
A
-
Nếu nền ñường tương ñối cao và ñịa hình cho phép thì có thể ñắp lớp dưới theo
phương án 3.2.4.2 còn lớp trên ñắp theo phương án 3.2.4.1.
3.2.5. Phương án ñắp ñất ở cống:
Trang 15
-
Yêu cầu : ñắp ñất ñể cống không bị dịch chuyển
phải ñồng thời ñắp ñối xứng từng
lớp mỏng (15 - 20cm) ở hai bên cống và ñồng thời ñầm chặt.
Đất ñắp phía trên cống phải ñầm chặt ñảm bảo lún ñều, tốt nhất là dùng ñất cát có hàm
lượng sét là 10%.
Nếu ñắp bằng ñá: Để ñảm bảo cống chịu lực tác dụng ñều thì dùng ñá có d<15cm trong
phạm vi sau:
+ Từ ñỉnh cống lên phía trên là 1m.
6
5
4
4
3
3
2
2
1
1
>=2d
+ Từ trục cống ra hai bên một ñoạn ít nhất bằng hai lần ñường kính cống.
3.2.6. Phương án ñắp ñất ở ñầu cầu:
-
Đắp từng lớp mỏng, 15 - 20cm và ñầm chặt ñạt ñộ chặt yêu cầu ñể tránh lún và giảm
chấn ñộng gây ra khi chạy xe vào cầu.
Để ñảm bảo nền ñường ổn ñịnh, việc ñắp ñất ở sau lưng mố cầu ñược tiến hành theo
sơ ñồ sau:
Cần ñầm chặt và bảo ñảm thoát nước tốt:
H+2m
8
7
6
5
H
4
3
hi
2
1
2m
-
Sơ ñồ ñắp ñất ở ñầu cầu
Việc ñắp ñất ở góc tư nón, phải tiến hành ñồng thời với ñắp ñất sau mố, cách ñắp
giống trên, ñảm bảo không có hiện tượng trượt ở mái dốc.
Đất dùng ñể ñắp tốt nhất là ñất á cát hay ñất thoát nước tốt.
Trang 16
Ch−¬NG
h−¬NG 4.
THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY
4.1. NGUYÊN TẮC CHỌN VÀ SỬ DỤNG MÁY THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG.
Khi thi công nền ñường thì phải tiến hành công tác: xới, ñào, vận chuyển, san, ñầm nén
và hoàn thiện nền ñường phù hợp với thiết kế, cho nên thường phải dùng nhiều loại máy
khác nhau phối hợp với nhau.
+ Với các công tác chính như: ñào, ñắp, vận chuyển, ñầm lèn… thì cần dùng các loại
máy chính.
+ Với các công tác phụ có khối lượng nhỏ như: máy xới, san, hoàn thiện… thì dùng máy
phụ.
Từ ñó ñưa ra các nguyên tắc chọn và sử dụng máy như sau:
1). Khi chọn máy phải chọn máy chính trước, máy phụ sau, trên nguyên tắc máy phụ phải
ñảm bảo phát huy tối ña năng suất của máy chính.
Ví dụ: Thi công nền ñào chữ L
- Công tác chính: ñào ñất. → Máy chính: máy xúc, ủi.
- Công tác phụ: xới ñất, vận chuyển ñất, lu lèn → máy phụ: xới, san, lu.
2). Khi chọn máy, phải xét một cách tổng hợp: tính chất công trình, ñiều kiện thi công khả
năng cung cấp máy móc ñồng thời phải tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật.
Tính chất công trình bao gồm:
- Loại nền ñường (ñào hay ñắp),
- Chiều cao ñào ñắp,
- Cự ly vận chuyển: L < 100m: máy ủi; L < 500m: xúc chuyển có công suất nhỏ
(3-6m3) hoặc L<1000m nếu máy xúc chuyển có dung tích lớn; L>1000m: dùng
máy xúc + ôtô vận chuyển,
- Khối lương công việc và thời hạn thi công.
Điều kiện thi công bao gồm:
- Loại ñất (mềm hay cứng, lẫn ñá hay không...),
- Điều kiện ñịa chất thủy văn,
- Điều kiện thoát nước mặt,
- Điều kiện vận chuyển (ñộ dốc mặt ñất trạng thái mặt ñường, ñịa hình ñịa vật...)
- Điều kiện khí hậu (mưa, nắng, gió, nhiệt ñộ, sương mù v.v...),
- Điều kiện cung cấp vật liệu cho máy làm việc.
Điều kiện thi công có ảnh hưởng rất lớn tới việc chọn máy, nhất là ñối với máy
chính. Đối với ñất sét lẫn ñá hay ñất tương ñối cứng có thế dùng máy ñào. Máy xúc
chuyển chỉ có thể thi công ñất ứng với năng suất cao sau khi ñã ñược xới tơi. Đối với
công tác ñào ñất ngập nước, dùng máy ñào gầu dây thì thích hợp hơn các loại máy
khác.
Trang 17
Trong cùng một ñiều kiện thi công và tính chất công trình như nhau, có thể có
nhiều phương án chọn máy khác nhau thì phải tiến hành so sánh kinh tế ñể chọn từng
phương án thích hợp nhất.
3). Khi chọn máy, nên giảm số loại máy khác nhau trong cùng một ñội máy và nên dùng
loại máy làm ñược nhiều công việc khác nhau.
4). Khi sử dụng máy thì phải tìm mọi biện pháp ñể máy làm việc với năng suất cao nhất.
Năng suất của máy trong một ca có thể xác ñịnh theo công thức tổng quát sau:
N=
TK1Q
t
T - Thời gian làm việc trong một ca (8 giờ).
Kt - Hệ số sử dụng thời gian: xét ñến thời gian dừng máy và thời gian máy
không ñược sử dụng hoàn toàn gồm thời gian ñi ñến ñịa ñiểm làm việc, thời
gian quay về nơi ñể máy, thời gian nghỉ của công nhân lái máy, thời gian
ñiều máy trong quá trình làm việc, thời gian cho dầu, nước vào máy.
Q - Khối lượng công việc hoàn thành ñược trong một chu kỳ làm việc (m; m2
hay m3).
t - Thời gian của một chu kỳ làm việc ñể hoàn thành khối lượng công việc Q.
۞ Muốn tăng năng suất có thể có các biện pháp sau:
-
-
-
Tăng số ca làm việc trong một ngày ñể tăng năng suất làm việc trong một ngày (2 hoặc
3 ca).
Tăng hệ số sử dụng thời gian Kt; thông thường người ta nên tận dụng tối ña thời gian
làm việc của máy thi công ñể tăng hiệu suất làm việc của máy trong một ca và có thể
có các giải pháp sau:
+
Phải bảo dưỡng sửa chữa và cung cấp vật tư, kỹ thuật tốt, bảo ñảm máy móc làm
việc ở trạng thái bình thường, tận dụng thời gian làm việc của máy.
+
Bố trí mặt bằng tập kết máy móc hợp lý, gần công trường thi công nhằm làm
giảm thời gian ñi và về của máy.
Tăng khối lượng công việc hoàn thành ñược trong một chu kỳ làm việc Q: giá trị này
càng lớn thì năng suất máy càng lớn, vì vậy cần căn cứ vào khối lượng thi công thực tế
ñể lực chọn máy có năng suất phù hợp ñồng thời với mỗi loại máy, có thể lắp thêm các
thiết bị phụ trợ ñể làm giảm rơi vãi trong quá trình làm việc...
Rút ngắn thời gian của một chu kỳ làm việc ñể hoàn thành khối lượng công việc Q.
Muốn tăng năng suất thì phải cố gắng làm giảm thời gian làm việc của một chu kỳ
bằng cách:
+
Công nhân lái máy cần ñược huấn luyện thành thạo, có kỹ thuật cao,
+
Nâng cao tinh thần trách nhiệm của người lái máy,
+
Xác ñịnh phương pháp thi công hợp lý,
+
Chọn sơ ñồ làm việc của máy hợp lý,
Trang 18
4.2. SỬ DỤNG MÁY XỚI TRONG CÔNG TÁC XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG.
-
-
Năng suất của các loại máy làm ñất như máy ủi, máy xúc chuyển, máy san phụ thuộc
rất nhiều vào loại ñất, trạng thái và tính chất của nó. Đối với ñất cứng, ñất lẫn sỏi, lẫn
rễ cây, máy làm ñất ñào khó khăn, có khi không ñào ñược, năng suất rất thấp, cho nên
ñể nâng cao năng suất của máy, cần phải xới tơi ñất trước khi máy bắt ñầu làm việc,
Tùy từng loại máy mà có yêu cầu mức ñộ xới khác nhau. Đối với máy san yêu cầu xới
lên toàn bộ, ñối với máy ủi thì yêu cầu thấp hơn, có khi không cần xới cũng ñược.
Hình 4-1. Máy ủi có bộ phận răng xới
Chiều sâu xới thường từ 0,15m - 0,50m; có thể xác ñịnh bằng phương pháp thí nghiệm,
cũng có thể tính theo công thức sau:
h=
-
F − f .g
bK
(m)
h - Chiều sâu xới ñất, (m),
F - Sức kéo của, máy kéo, (kG);
f - Hệ số ma sát của sắt ñối với ñất, (kG/t);
g - Trọng lượng máy xới, (t);
b - Chiều rộng xới ñất, (m);
K - hệ số lực cản của ñất (kG/m2), ñối với ñất sét cứng K = 8.000 kG/m2.
Máy xới thường ñược ñùng ñối với các loại ñất cấp III và IV trở lên.
Khi tiến hành xới ñất, tùy theo yêu cầu và phạm vi xới ñất mà có những phương án thi
công khác nhau.
Năng suất của máy xới có thể tính theo công thức sau:
N=
T.H.B.L.K t β
1
+ t .n
1000 v
(m 3 /ca)
T - Số giờ làm việc trong một ca;
L - Chiều dài ñoạn xới (m);
H - Chiều sâu xới ñất (m);
Trang 19
B - Chiều rộng xới của một lần chạy (m);
Kt - Hệ số sử dụng thời gian;
β - Hệ số giảm của năng suất ño phải cạo ñất bánh ở răng máy xới;
v - Tốc ñộ chạy của máy (km/h);
t - Thời gian của một lần quay ñầu;
n - Số lần xới cần thiết.
4.3. THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY ỦI.
Máy ủi hay còn gọi là máy gạt, máy húc, là loại máy có năng suất cao, thi công ñược
trong ñịa hình khó khăn, phức tạp do ñó ñược dùng phổ biến trong các công trường làm
ñường. Máy ủi thuộc loại máy chủ ñạo trong công tác ñào và vận chuyển ñất.
4.3.1 Phân loại máy ủi.
Máy ủi thực chất là máy kéo ñược lắp lưỡi ủi ở phía trước. Phân loại máy ủi thường
dựa vào cấu tạo của máy.
Dựa vào kích thước của lưỡi ủi, chia làm 3 loại:
+
Máy ủi loại nhỏ (nhẹ) có chiều dài lưỡi ủi 1,7m - 2,0m; công suất ñộng cơ 35 75ml; lực kéo từ 2,5 - 13,5 tấn.
+
Máy ủi loại vừa có chiều dài lưỡi ủi 2,0 - 3,2m; công suất 75 - 150ml; lực kéo từ
13,5 - 20 tấn.
+
Máy ủi loại lớn (nặng) có chiều dài lưỡi ủi 3,2 - 4,5m; công suất > 300ml; lực kéo
30 tấn.
Dựa vào phương thức cố ñịnh của lưỡi ủi trên máy kéo, chia làm hai loại:
+
Máy ủi thường: lưỡi ủi chỉ có thể di chuyển theo phương vuông góc với trục dọc
của máy.
+
Máy ủi vạn năng: lưỡi ủi có thể ñặt chéo hay nghiêng, do ñó máy có thể vừa ủi,
vừa chuyển ñất sang một bên, thường ñược ñùng nhiều trong thi công nền ñường
ñào hình chữ L, ñào rãnh...
Dựa vào cấu tạo của bộ phận di ñộng, chia thành:
+
Máy ủi bánh xích: có khả năng làm việc trên các ñịa hình khó khăn do có sức bám
tốt nhưng tính cơ ñộng không cao.
+
Máy ủi bánh lốp: có ưu ñiểm là cơ ñộng, tiêu hao ít năng lượng hơn.
Dựa vào hệ thống ñiều khiển nâng hạ lưỡi ủi, chia làm hai loại: loại ñiều khiển bằng
dây cáp và loại ñiều khiển bằng thủy lực.
Tuỳ thuộc vào ñiều kiện cụ thể mà chọn loại máy ủi cho phù hợp, nhưng nên ưu tiên
chọn máy ñiều khiển bằng thuỷ lực.
Trang 20
Máy ủi bánh xích ñiều khiển bằng thuỷ lực
4.3.2 Phạm vi sử dụng của máy ủi
-
-
Máy ủi có thể làm ñược các công tác sau:
Đào và vận chuyển ñất trong cự ly 100m, tốt nhất là cự ly 10-70m với các nhóm ñất từ
cấp I – IV.
+ Lấy ñất từ thùng ñấu ñắp nền ñường cao không quá l,5m, tối ña không quá 3m, với
cự ly vận chuyển nhỏ hơn 50m
+ Đào ñất ở nền ñào ñem ñắp ở nền ñắp với cự ly vận chuyển không quá l00m.
+ Đào nền ñường hình chữ L trên sườn dốc lớn.
San lấp mặt bằng, hố móng công trình.
Ủi hoặc san rải vật liệu như ñá dăm, cát, sỏi...
Làm công tác chuyển bị mặt bằng thi công: mở ñường tạm, bóc ñất hữu cơ, rãy cỏ,
ñánh cấp, nhổ rễ cây, ñào khuôn áo ñường, tăng sức kéo cho máy khác, thu dọn vật
liệu...
4.3.3. Các thao tác cơ bản của máy ủi
Khi làm việc, máy ủi thường tiến hành bốn thao tác: xén ñất, vận chuyển ñất, rải và
san ñất.
4.3.3.1. Xén (ñào) ñất:
Có thể tiến hành theo 3 sơ ñồ làm việc sau:
- Đào ñất theo lớp mỏng: (Khi dùng máy ủi D - 271 , thể tích ñào 2m3)
8-10cm
L = 6-8m
Trang 21
+ Thao tác: Điều khiển cho lưỡi ủi cắm sâu vào ñất 8 ~ 10cm sau ñó cho máy tiến
về phía trước khoảng 6-8 m cho ñến khi ñất ñầy trước lưỡi ủi.
+ Tận dụng ñược 50% công suất máy.
+ Áp dụng trong trường hợp ñào ñất cứng, ñặc biệt là trên ñoạn dốc ñể tận dụng thế
xuống dốc.
+ Thời gian ñào khoảng 20s.
- Đào ñất theo hình thang lệch (nêm):
20-30cm
L=3-4m
+ Thao tác: ñầu tiên lưỡi ủi cắm sâu vào ñất với ñộ sâu khoảng 20 ~ 30cm, rồi nâng
dần lên ñồng thời tiến dần về phía trước khoảng 3 ~ 4m cho ñến khi ñất ñầy trước
lưỡi ủi.
+ Tận dụng ñược tới 100% công suất máy.
+ Áp dụng trong trường hợp ñào ñất xốp, mềm.
+ Thời gian ñào khoảng 5s.
- Đào ñất theo hình răng cưa.
8-10cm
10-14cm
12-16cm
L = 5-7m
+ Thao tác: Cắm lưỡi ủi xuống 12 ~ 16 cm, cho máy tiến về phía trước một ñoạn,
tiếp tục cắm lưỡi ủi xuống 10 ~ 14 cm, máy tiếp tục tiến về phía trước sau ñó lại
cắm lưỡi ủi xuống 8 ~ 10cm và tiến về phía trước cho ñến khi ñất ñầy trước lưỡi
ủi. Chiều dài ñào theo hình răng cưa khoảng 5 ~ 7m.
+ Tận dụng ñược 95-100% công suất máy.
+ Áp dụng trong ñiều kiện ñịa hình ở mức trung gian.
+ Thời gian ñào khoảng 15s.
- Thể tích ñất trước lưỡi ủi khi xén và vận chuyền ñất là:
L.H 2 K t
Q=
2.K r .tgϕ
(m 3 )
Q - Thể tích ñất ở trạng thái ñất chặt trước lưỡi ủi (m3).
L - Chiều ñài lưỡi ủi (m)
H - Chiều cao lưỡi ủi (m)
ϕ
- Góc ma sát của ñất, phụ thuộc vào trạng thái của ñất.
Trang 22
Kr - hệ số rời rạc của ñất.
Kt - Hệ số tốn thất ñất khi vận chuyển, phụ thuộc vào cự ly vận chuyển vào
khoảng 0,7 ÷ 0,95.
Khi xuống dốc xén ñất, năng suất tăng lên rất nhiều, nên khi chọn phương án xén
ñất cần ñặc biệt chú trọng ñiểm này. Theo thí nghiệm khi xuống dốc 20% xén ñất, thì
năng suất ñạt 172%. Độ dốc càng lớn, năng suất xén càng cao, nhưng theo kinh nghiệm
nếu ñộ dốc lớn hơn 15o thì máy lùi lại khó khăn, thời gian làm việc trong một chu kỳ
tăng, do ñó mà năng suất lại giảm.
4.3.3.2. Vận chuyền ñất:
- Khi vận chuyển ñất thường rơi vãi sang hai bên hay lọt xuống dưới, cự ly càng xa,
lượng ñất rơi vãi càng nhiều, năng suất sẽ càng thấp. Do vậy cự ly vận chuyển của máy
ủi thường quy ñịnh không quá l00m.
- Để nâng cao năng suất, có thể dùng những biện pháp sau:
+
Đặt lưỡi ủi sâu dưới mặt ñất 0,5 - 2cm ñể tránh ñất lọt xuống dưới,
+
Lắp tấm chắn ở hai bên lưỡi ủi ñể giảm ñất rơi vãi sang hai bên,
+
Sử dụng hai hay ba máy ủi song song chuyển ñất (2 lưỡi ủi cách nhau: 0,2-0,5m).
Khi dùng hai máy ủi chuyển ñất, khối lượng vận chuyển tăng ñược 15- 30%, khi
sử dụng ba máy ủi, thì khối lượng vận chuyển tăng ñược 30 - 50%
+
Khi ñào, tạo thành các bờ ñể giữ ñất. Chiều rộng bờ thường 0,5 - l,0m, chiều cao
bờ thường không lớn l/2 chiều cao lưỡi ủi ñể ñảm bảo sao cho thể tích của một bờ
ñất bằng thể tích một lần ñào. Theo cách này khối lượng vận chuyển tăng ñược
l0% - 30%.
4.3.3.3. Rải ñất và san ñất:
Khi rải ñất và san ñất có thế tiến hành theo hai cách:
- Máy ủi tiến lên phía trước ñồng thời nâng lưỡi ủi lúc ñó ñất ñược rải theo từng lớp.
- Khi chuyển ñất tới nơi ñổ ñất, máy dừng lại rồi nâng cao lưỡi ủi, sau ñó cho máy tiến
về phía trước l,0m ÷ l,5m rồi hạ lưỡi ủi xuống và lùi lại, ñất ñược san ñều. Theo cách
rải này ñất ñược ép chặt một phần do lưỡi ủi ñê lên và giảm ñược khối lượng công tác
lèn chặt sau này.
4.3.4. Các phương pháp ñào ñắp nền ñường bằng máy ủi
4.3.4.1. Lấy ñất từ thùng ñấu nền ñường.
- Máy ủi thường ñắp nền ñường cao l,0 - l,5m.
+
Nếu chiều cao nền ñường nhỏ hơn 0,75m: bố trí thùng ñấu cả hai bên có chiều
rộng 5-7m (bằng chiều dài ñào ñất của của máy ủi) và chiều sâu ñộ 0,7m.
+
Nếu nền ñường cao hơn 0,75m, ñể ñảm bảo thoát nước tốt, không nên ñào quá
sâu, cần phải mở rộng thùng ñấu, khi chiều rộng thùng ñấu vượt quá 15m, thì nên
tiến hành phương pháp phân ñoạn ñào ñất ñào phần giáp nền ñường trước rồi tiến
dần ra phía ngoài ñể tạo ñộ dốc nghiêng thuận lợi cho việc ñào những lần sau.
Trang 23
- Khi lấy ñất từ thùng ñấu ñắp nền ñường có thể tiến hành theo hai cách:
+
Đắp ñất theo từng lớp:
- Trước hết máy ủi chạy dọc vạch rõ phạm vi ñắp nên ñường ñể làm mốc. Sau
ñó máy chạy sang phía thùng ñất ñào theo sơ ñồ.
- Mỗi lớp rải dày 0,2m - 0,3m khống chế bằng khe giữa lưỡi ủi và mặt ñất, rải
xong máy ủi tiến lền phía trước l,5m - 2,0m ñể lợi dụng bánh xích lèn ép lớp
ñất vừa rải xong.
- Đắp xong ñược một lớp, máy ủi chạy sang ñoạn khác, máy lu ñến ñầm lèn ở
ñoạn này.
- Nếu dùng bản thân máy ủi ñế ñầm thì sau khi rải ñược một lớp trên một ñoạn
dài tối thiều là 20m sẽ cho máy ủi chạy dọc 3-5 lượt ñể ñầm sau ñó lại tiếp tục
ñắp phần trên.
- Đắp nền ñường xong, ñất còn lại ở thềm ñường có thể dùng máy ủi chạy dọc ở
thềm ñường san bằng, bảo ñảm tốc ñộ dọc và dốc ngang ñể thoát nước ở thềm,
sau ñó dùng máy ủi tu sửa thùng ñấu theo yêu cầu cần thiết ñể ñảm bảo thoát
nước tốt..
+
Đắp theo từng ñống:
Theo phương pháp này có thể ñố thành từng ñống ép chặt với nhau rồi tiến
hành san bằng và lèn ép. Chiều dày mỗi lớp quyết ñịnh ở lượng ñất của mỗi lần
ñổ và ñộ ép chặt của mỗi ñống, thường bằng 0,7m – 1,0m.
Vì mỗi lớp ñầm tương ñối dày, nên chỉ thích hợp với ñất ñắp thuộc loại cát
vì máy ñầm có khả năng ñầm ñược chiều dày lớn. So với phương pháp trên,
phương pháp này tiết kiệm ñược thời gian san ñất, và giữ ñược ñộ ẩm ñất tốt
hơn, nhưng nếu dùng ñất sét ñắp, thì chất lượng ñầm lèn kém, không nên dùng.
Chú ý:
Khi ñánh bậc cấp thì máy ủi thường tiến hành từ dưới lên trên, có thể tiến hành theo hai
cách:
Máy ủi ñào xong một bậc, thì ñắp ñất ngay, cao tới bậc ñó. Sau khi ñánh cấp
xong, thì về cơ bản nền ñường cũng ñược ñắp xong.
Máy ủi ñào xong bậc một, chuyển lên ñào bậc hai và cứ như vậy tới bậc cuối
cùng sau ñó mới tiến hành ñắp nền ñường.
4.3.4.2. Đào nền ñường.
4.3.4.2.1. Đào và vận chuyển ngang.
-
-
Đối với nền ñường ñào hình chữ U, nếu chiều cao không lớn, thì có thể dùng máy
ủi ñào và vận chuyển ngang, ñất ñổ lên ñống ñất bỏ tại vị trí quy ñịnh, cách thi
công gần giống như phương pháp ñào ñất từ thùng ñấu ñắp nền ñường.
Nếu ñộ dốc nghiêng của mặt ñất không lớn, thì nên ñổ ñất sang cả hai bên ñể
giảm cự ly vận chuyển. Nếu ñộ dốc nghiêng của mặt ñất tương ñối lớn, thì nên ñổ
Trang 24
ñất về phía thấp ñể tránh máy phải ủi ñất lên dốc, năng suất thấp. Để ñổ ñất dễ
dàng cứ 50-60m lại ñào một lối ra ñể ñẩy ñất ra ngoài. Làm lối ra như vậy tuy có
tăng khối lượng ñất ñào, nhưng máy không phải ủi ñất lên dốc, ñồng thời có lợi
cho việc thoát nước trong thi công cũng như trong khai thác ñường sau này.
4.3.4.2.2. Đào và vận chuyển dọc:
-
Dùng máy ủi ñào ñát ở nền ñường vận chuyển dọc ñổ ñất ra ngoài ở hai ñầu nền
ñào hoặc lợi dụng ñể ñắp nền ñường.
Do vận chuyển dọc lợi dụng ñược ñộ dốc lúc ủi ñất xuống, nên năng suất tương
ñối cao. Nếu chiều dài nền ñào trong phạm vi l00m thì thường dùng máy ủi thi
công theo phương pháp này.
4.3.4.3. Thi công nền ñường trên sườn dốc.
Mặt cắt ngang thiết kế nền ñường trên sườn dốc thường là mặt cắt ngang ñào hình chữ
L hay nửa ñào nửa ñắp do ñó, máy ủi thi công nền ñào trên sườn dốc thuận tiện hơn các
máy khác nên nó thường ñóng vai trò máy chủ ñạo.
Để thi công trên sườn dốc có thể sử dụng máy ủi thường hay máy ủi vạn năng. Máy ủi
vạn năng có ưu ñiểm hơn vì có thể vừa ñào vừa chuyến ñất sang ngang.
Khi thi công nền ñào trên sườn dốc, thì thường ñặt chéo lưỡi ủi ñể máy chạy dọc và
chuyển ñất ngang về phía cuối dốc.Trước hết phải làm ñường cho máy leo tới ñỉnh của
nền ñào rồi tiến hành ñào từng bậc trên toàn chiều dài của ñoạn thi công. Chiều rộng
của ñoạn phải ñảm bảo máy làm việc an toàn và trong trạng thái bình thường.
3.5 Tính năng suất máy ủi – Biện pháp nâng cao năng suất.
-
Năng suất của máy ủi khi xén và chuyển ñất là:
N=
T
Kt
Q
Kd
Kr
t
- Thời gian làm việc trong một ca (8 giờ)
- Hệ số sử dụng thời gian (0,72 - 0,75)
- Khối lượng ñất trước lưỡi ủi khi ñào và chuyển ñất ở trạng thái chặt.
- Hệ số ảnh hưởng của ñộ dốc
- Hệ số rời rạc của ñất.
- thời gian làm việc của một chu kỳ (phút)
t=
Lx
vx
Lc
vc
Lt
60.T.K t
.Q.K d (m 3 /ca)
t.K r
Lx Lc Lt
+
+
+ 2t q + 2t h + t d
vx vc vt
- Chiều dài ñào ñất (m),
- Tốc ñộ ñào ñất (m/ph),
- Chiều dài chuyển ñất (m),
- Tốc ñộ chuyển ñất (m/ph),
- Chiều dài lùi lại (m), Lt= Lx + Lt
Trang 25
