GIÁO TRÌNH THI CÔNG ĐẤT
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (28.04 MB, 270 trang )
LỜI NÓI ĐẦU
N ộ i dung cuốn sách thi công đ ấ t chia làm bốn p h ầ n chính: Đ ào đất.
Đ ắp đất, X ử lý nền và N ổ mìn.
C uốn sách rất cần cho những người lậ p biện p h á p thi câng đào đắ p
đất, nhất là công tác đào hô' m óng công trình và cũng có th ể dùng đ ể tham
khảo trong công tác giảng dạy, h ọ c tập ở các trường đ ạ i h ọ c x â y dựng,
cao đẳng thuỷ lợi.
N ộ i dung tài liệu là k ết quả của sự tổng hợp m ộ t cách có hệ thống
những hiểu b iết cá nhân cộng với sự thu thập b ổ sung từ cá c tài liệu trong
và ngoài nước.
Đ ào hô m óng công trình là m ộ t trong nhữfig “Vạn sự khởi đầ u nan", và
tài liệu n à y chắc chắn phần n à o g iú p cho các đ ộc giả thềm m ộ t ít hiểu
b iế t đ ể g iả i quyết công việc nói trên.
Tuy dỡ có nhiều cô gắng sonq chắc chắn tài liệu sẽ không tránh khỏi
những thiếu só t nhất định, rất m ong đ ộc giả p h ê bình g ó p ý và b ổ sung. Ý
kiến có th ể gửi về Nhà xu ấ t bản X â y dựng H à N ộ i hoặc K hoa X â y D ựng
Trường Đ ại H ọc K iến Trúc thành p h ô 'H ồ C hí M inh.
Tp.H ồ C hí M inh, N g à y 10 tháng 10 năm 2007
Đ ặ n g Đ ìn h M inh
3
Chương 1
CÔNG TÁC CHUẨN BỊ TRƯỚC KHI THI CÔNG
Kinh n g h iệ m cho thấy côn g tác chuẩn bị trước khi thi c ô n g cọc và đ à o đ ắ p đất rất
qu an trọng. Người thi c ô n e - nhà thầu cũng như đơn vị lập b iệ n pháp tổ chức thi công
và kỹ thuật thi công n ế u như tiên liệu trước những công v iệ c tiền thi côn g va chuẩn
bị tốt thì sẽ thi công rấ t thuận lợi, bảo đảm tốt tiến độ thi c ô n g và an toàn lao động
và n h ất là thi côn g đạt hiệu quả kinh tế cao - làm ăn có lãi, việc thi côn g được tiến
h à n h liên tục.
C ô n g tác chuẩn bị thể hiện ở nhiều m ặt khác nhau:
- C h u ẩ n bị về m ặ t thủ tục.
- C h u ẩn bị v ề tài liệu,
- C h u ẩn bị về hiện trường thi công.
1.1. CHUẨN BỊ VỂ MẠT THỦ TỤC
- C ông trình m uốn thi côn g và tổ chức giao thầu, đấu th ầu trước h ế t phải có thiết
k ế và dự toán. T h iết k ế và dự toán phải được các cẩp có th ẩ m q u y ề n duyệt. N ế u là
c ô ng trình c ủ a nhà nước, k èm theo quyết định d uy ệt th iế t k ế và d ự toán phải có
q u y ế t định c ấ p vốn và thời hạn cấp vốn.
- Phải có G iây c ấp đất và G iây phép xây dựng của c ấ p có th ẩm q u y ề n cho phép.
- Phải h o à n tất công việc di dời đền bù giải toả. N ế u cô ng trình n ằ m trên vùng
đ ấ t trước đ â y có ch iến sự thì cần có giấy xác nhận đã h oàn tất cô ng việc rà phá bom
mìn tại khu đ ất xây dựng.
- H oàn th à n h công việc chọn thầu có quyết định phê d u y ệ t trúng thầu.
- Hợp đ ồ n g thi công giữa đơn vị giao thầu (Ban quản lý d ự án - B ê n A) và đơn vị
nhận thầu (Đơn vị thi công - B ên B).
1.2. CHUẨN BI TÀI LIỆU THI CÔNG
- Đơn vị thi cô ng phải có đầy đủ tài liệu thiết kế.
B ản vẽ th iế t k ế được d u y ệ t phải
có đ ầy đủ kích thước và chi tiết. Trong bản vẽ thể hiện rõ vị trí kích
thước c ủ a công
5
trình, c a o độ tự nhiên, c ao độ thiết kế, từ đó đơn vị thi công tính ra được khối lượng
đ à o đắp cụ thể p h ải thực hiện.
- Phải n ắ m rõ tình hình địa chất khu vực - nơi sẽ tiến h àn h đào đ ắp đất. Nhờ biết
được chính xác c â u tạo các tầng đất, cao độ có nước ngầm hoặc khả n ă n g có thể xảy
ra lưu sa m à đơn vị thi côn g sẽ chọn phương tiện thi công thích hợp và có biện pháp
x ử lý phòng ngừa có h iệ u quả. Ngoài ra cũng c ần biết thêm m ột s ố chỉ tiêu cơ lý
khác của đất: Dung trọng, độ ẩm , hệ số rỗng, dung trọng khô...
- Đ ể tính toán khôi lượng đ ào đắp chính xác, c ầ n phải có các b ản đồ địa hình khu
vực với tỷ lệ 1:500 (nếu được 1:200 thì càng tốt).
- Phải biết rõ các côn g trình ngầm hiện hữu đ ể có giải pháp đ ào cụ thể cũng như
không phá hoại c ác côn g trình hiện hữu dưới m ặ t đất. C ác công trình n g ầ m đó có thể
là: hệ thống ống c ấp nước, hệ thống ống thoát nước, cáp điện lực, c áp điện thoại...
- Phải có biện p h áp ch ố n g đỡ gia c ố các công trình k ế cận sẽ không bị hư hại lún
sụp khi ta thi côn g đ à o đ ắ p công trình.
- Phải có k ế t quả thí n g h iệ m đất (thường là đ ấ t đắp).
- Có biện p h á p thi côn g đ ào đắp và tiến độ thi công. C ác tài liệu n ày do phía
q u ả n lý d ự án (B ê n giao thầu) cấp, nếu là tài liệu do phía nhà thầu lập ra thì phải
được sự đ ồng ý chấp th u ận của bên giao thầu.
- T ài liệu thu yết m inh hướng dẫn - Tài liệu về quy trình nghiệm thu - Tài liệu
hướng dẫn thực h iện c ô n g tác an toàn lao động.
- N ế u công v iệ c đ ào đ ấ t tiến hành sau công tác hạ cọc xuống n ề n thì trước khi
tiến h à n h đ à o đất c ầ n phải tiến hành xong công tác nghiệm thu hạ cọc xuống nền.
(C ông tác hạ cọc xuống n ề n đã hoàn tất không cần phải é p hoặc đ óng b ổ sung - có
th ể ch uy ển qua công v iệ c đ à o đất...).
1.3. CHUẨN BỊ HIỆN TRƯỜNG THI CÔNG
Trước khi tiến h àn h đ à o đ ắp công trình, chúng ta cần phải ch u ẩn bị đầy đủ các
phương tiệ n và đ iề u k iện kỹ thuật phục vụ thi công.
C ác đ iều k iện đó là:
- Phải p h át qu ang dọn sạch m ặt bằng trước khi đ ào đắp (Nơi cần đ à o đ ắp có cây
cối hoặc chướng ngại vật...) việc phát quang dọn sạch m ặ t bằng tiện cho việc đi lại
và tiến hành cô ng tác trắc đạc.
- Di dời các cô ng trình h iệ n hữu (công trình di tích văn hoá lịch sử, hệ thống cấp
thoát nước, các đường dây c ấ p điện hoặc dày điện thoại...)
6
C h u ẩ n bị hệ thcíng môc chuẩn, trục ch uẩn và dẫn trục cho các h ạ n g m ục thi công
đ ể việc đ à o đ ắ p tiến hành được chính xác và đúng yêu cầu th iế t kế.
- Hệ thống đường đ iệ n cung cấp ch o các thiết bị thi công và điện á n h sáng.
- Hệ thôn g nước sạch dùng đ ể tưới rửa.
- Hệ thống á n h sáng phục vụ cho thi công ca hai hoặc ca đ ê m .
- N ếu quá trình đ à o đắp có sử dụ n g m áy khoan (m áy kh oan sử dụ ng khí n én) thì
phai lắp đ ặt trạm khí n é n và hệ thống ống cung cấp khí nén đ ế n tận nơi có sử dụng
m áy khoan.
- T iến hành ỉàm mới hoặc gia c ố sửa chữa hệ thống đường sá c ầ u cống hiện hữu
nhằm ch u ẩn bị tốt cho công việc vận c h u y ển đất đ ào đắp.
- Phải xác định và thống nhât vị trí đổ c ác đất p h ế thải (đ ấ t bùn, đ ất xâu, lớp đ ấ t
thực vật).
- L à m hệ thống thoát nước m ặt và c ác hệ thống chặn n g ă n nước vào h ố m óng
(làm hệ thống ng ăn chặn nước trên sườn đồi chảy xuống b ằ n g các đê chắn hoặc rãn h
ngăn ch ặn ; làm các đê vây để chắn nước sông tràn vào khi thi công các hệ thống c ấp
nước c ạ n h sông; làm hệ thống bdm g iế n g kim khi thoát nước ngầm ...)
- L à m các công trình phụ như: kho, bãi, lán trại, nhà đ iề u hành...
- C h u ẩ n bị đ ầ y đủ phương tiện thi công và nhân lực thi công.
T óm lại, công v iệc ch uẩn bị trước khi thi công đào đắp m ỗ i nơi m ỗi khác, tuỳ thực
tế, tuỳ đ iề u kiện thi công, tuỳ thời tiết, tuỳ địa hình và tuỳ k ế t c ấu củ a thiết kế... mà
có sự c h u ẩ n bị khác nhau.
Người giao thầu và nhận thầu phải quan tâm đến công tá c ch uẩn bị trước khi thi
công nói chung. V iệc chuẩn bị tốt thì việc thi công suôn sẻ không bị ách tắc gián
đoạn, b ả o đ ả m thi c ô ng đạt y ê u c ầu thiết kế, an toàn sản xuâ"t cũng được b ả o đảm
trong suốt quá trình, thi công đúng theo tiến độ đã đề ra và nhà thầu thi công đạt
hiệu quả kinh t ế cao.
7
Chương 2
NHỮNG ĐẶC TÍNH c ơ LÝ CỦA DAT ẢNH HƯỞNG
ĐẾN CÔNG TÁC THI CÔNG ĐÀO ĐAP ĐÂT
Đ ất là m ột thực thể phức tạp gồm ba thành phần chính:
C ác hạt khoáng tạ o nên cốt đất ta gọi là pha rắn.
Phần dịch thể lỏng (nước) lấp đầy trong cốt đ ấ t ta gọi là pha lỏng.
Phần khí xen kẽ trong các chỗ rỗng của cốt đất ta gọi là pha khí.
Đ ể dễ dàng trình b à y ta tính toán trong các phần k ế tiếp, chúng ta cù n g thống
n h ấ t m ộ t số ký hiệu sau:
Trọng lượng
Thể tích
w s - Trọng lượng hạt đất.
W w - T rọng lượng nước trong đất.
w -T ổng trọng lượng của đất.
w =w s +Ww
v s - T h ể tích h ạ t đất.
v w - T h ể tích nước trong đất.
v a - T h ể tích khí trong đất.
v r -T hể tích lỗ rỗng trong đất.
v r = Va +Vw
V - T h ể tích toàn bộ của đất.
v = va+ vw+ va
(1)
2.1. CÁC CHỈ SỐ C ơ LÝ CỦA ĐẤT
1. T rọ n g lượng r iê n g (S p eciíìc gravity) G
T rọng lượng riê n g c ủ a đất là tỷ sô' giữa trọng lượng c ủ a đấ t và trọng lượng riêng
của nước cùng thể tích ở nhiệt độ 4°c.
w
1
G = —ỉ-.——
(2 )
vs Ywi
T rong đó: ỴW| - trọng lượng đơn vị thể tích của nước ở nhiệt độ 4°c (tương ứng với
10 k N /m 3).
8
T rọng lưựng riêng của đất lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào th à n h ph ầ n h ạ t của đ ấ t và
Ihường ở giới hạn từ 2 ,6 - 2,8 tấn /m 3.
Đ ất hữu cơ có trọng lượng riêng: 2,4 - 2,5 tấ n /m 3.
Đ ất than bùn có trọng lượng riêng: 1,5 - 1,8 tấ n /m 3.
Đâ't cùng loại sự thay đổi (trọng lượng riêng) k hông đ á n g kể.
T rọn g lượng riên g của đất được xác định trong ph òng thí n g hiệm . Sau đ â y là
trọng lượng riêng của m ột s ố loại đất:
Đ ất cát:
2,65 -
2,69 tấ n /m 3
Á sét nhẹ:
2,70 -
2,71
Á sét:
2,72 -
2,73
Sét:
2 ,7 4 -2 ,7 6
2. Lượng ngậm nưởc của đất (VVater content. Moisture content) co
Lượng n g ậm nước trong đất là tỷ số giữa lượng nước trong đ ấ t và trọng lượng c ủ a
đất. C húng được tính theo tỷ lệ phần trăm.
tó = ^ k . l 0 0 %
(3)
ws
Lượng ng ậm nước (tó) là chỉ tiêu vật lý rất quan trọng về độ ẩ m của đất. Sự thay
đổi lượng n g ậm nước trong đ ấ t phụ thuộc v à o đ iề u k iệ n tự nhiên. Lượng n g ậm nước
trong đ ấ t c àn g cao thì cường độ chịu lực trong đất c àn g giảm . Người ta dùng phương
p h á p sấy khô đấ t trong phòng thí nghiệm để xác định lượng n g ậ m nước củ a chúng.
3. Dung trọng của đất (Unit vveight) Y
Dung trọng của đất là trọng lượng đơn vị th ể tích c ủ a đất, đơn vị là k g /m 3;
tấ n /m 3...
Dung trọng đ ấ t trong thiên nhiên nói chung không đ ề u (thay đổi lớn):
Ví dụ:
Đ ất sét
y = 18 - 20 K N /m 3
Đ ấ t c át
= 1 6 - 2 0 K N /m 3
Đ ấ t m ùn thực vật
= 1 5 - 1 7 K N /m 3
9
4. Dung trọng khô (D ry unit vveight) Yd
D ung trọng khô là dung trọng phần rắn trong đơn vị th ể tích của đất.
D ung trọng khô chính là chỉ tiêu dùng đ ể đán h giá độ c h ặ t của đâ't đắp.
5. Dung trọng bão hoà (Saturated unit weight) ysat
D ung trọng b ã o h oà c ủ a đât là trọng lượng đơn vị thể tích của đất khi đất chứa
đ ầy nước trong lỗ rỗng:
Trong côn g thức trên thì Ỵw= 10 kN /m 3
6. Dung trọng nổi (Buoyant unit vveight) y’
Dung trọng nổi được xác định theo công thức
(7)
(8 )
H ệ s ố rỗng được th ể hiện bằ n g số thập phân. Hệ s ố rỗng thể h iện độ chặt của đất
trong thiên nhiên:
Khi e < 0,6: Đ ất c h ặt - co n én ít.
e > 1,0: Đ ất tơi xốp - co nén cao.
8. Tỷ lệ rỗng của đất (Porosity rate; void rate) n
Tỷ lệ rỗng là tỷ s ố giữa thể tích rỗng ch iếm chỗ và thể tích toàn bộ của đất,
chúng được thể h iệ n bằ n g tỷ lệ %.
n = — . 100 %
V
9. Độ bão hoà của đất (Saturation degree)
(9)
sr
Độ b ão hoà của đ ấ t là tỷ sô" giữa thể tích rỗng chứa đầy nước và th ể tích rỗng
toàn bộ có trong đât. Người ta biểu thị độ b ão hoà nước của đất b ằ n g tỷ lệ %.
sr = ^ - . 1 0 0 %
vr
10
(10)
Dựa vào chỉ s ố Sr người ta xác định đất c át ở ba trạn g thái:
Cát hơi ẩm
s r < 50 %
C át rất ẩm
s r = 50 - 80 %
s r > 80 %
C át bão hoà
10. Hoán đổi các chỉ tiêu
C ác chỉ tiêu cơ lý của đất đã nêu trên: Trọng lượng riêng (G), lượng ngậm nước
((ũ) và dung trọng của đất (y); Với ba chỉ tiêu n ày người ta cổ thể tính các chỉ tiêu
còn lại.
• Trọng lượng riêng G:
C ông thức d iễn đạt theo ba pha:
C ông thức tính toán thông thường:
G=
s r.e
(12)
co
Ph ạm vi giá trị thường thây:
Đ ất sét: 2,7 - 2,76
Đ ấ t cát: 2,65 - 2,69
• Lượng ngậm nước ú)
C ông thức diễn đạt theo ba pha:
w ........
G> = —^ . 100 %
wr
(13)
C ông thức tính toán thông thường:
(14)
Phạm vi giá trị thường thấy:
20 -60 %
• D ung trọng ỵ
(15)
Ỉ1
C ô n g thức tính toán thông thường:
cd); y = —
Ỵ■= Y,,(1
Ỵd(l + o>);
" +— 1+ e
(16)
Đơn vị tính: g /c m 3
P h ạ m vi giá trị thường thây: 1,6 -f 2
• D ung trọng khô ỵci
C ô n g thức d iễ n đ ạ t theo ba pha:
w
Yd=TT
V
(17)
C ô n g thức tính to án thông thường:
Y
G
Yd =1~+ ~
;
Y
d
=7^0)
1+ e
(18)
Đơn vị tính: g /c m 3
P hạm vi giá trị thường thấy: 1,3 - 1,8
• D ung trọng
b ã o h o à Ỵsai
C ô n g thức diễn đ ạ t theo ba pha:
Ws+Vr.Ỵ
Y„ =- - ỵ r ' *
(19)
C ô n g thức tính to án thông thường
ị
r» = —
1+ e
<2°)
Đơn vị tính: g /c m 3
P h ạ m vi giá trị thường thây: 1,8 - 2,3
• D ung trọng n ổ i
y
C ôn g thức d iễn đ ạ t theo ba pha:
y 1=
w - V Y,„
s
s ỉ wV
(2 1 )
C ông thức tính toán thông thường:
+e
Đơn vị tính: g/cm
P h ạ m vi giá trị thường thày: 0,8 - 1,3
12
• H ệ s ố rỗng e
C ôn g thức d iễn đạt theo ba pha:
C ôn g thức tính toán thông thường:
e=£ _ ,
G ( Ị + ọ ỉ) _ 1
Yd
y
Ph ạm vi giá trị thường thây:
Đ ất sét: e = 0,4 -r 1,2
Đ ấ t cát: e = 0,3 -f 0,9
I A
A
• Tý lệ rông n
C ô n g thức diễn đ ạ t theo ba pha:
n = ^ .1 0 0 %
V
(25)
C ông thức tính toán thông thường:
Phạm vi giá trị
ihườĩig thấy:
Đ ất sét n = 30% -r 60%
Đ ất c át n = 25% -r 40%
• Độ bão hoà Sr
C ông thức d iễn đ ạ t theo ba pha:
s r = i ] 00%
(27)
V
C ông thức tính toán thông thường:
Sr = ^ ; S r = í ^
e
n
(28)
Phạm vi giá trị thường thấy: s r = 0 -r 100%
l) V í dụ tính toán 1:
D ạn g đ ấ t ng u y ên trạng, qua thí n gh iệm thu được các k ế t quả sau:
y = l,6 7 g /c m 3; « = 12,9%; G = 2,67
H ãy tìm: e; n; s r; yd; Ỵsat; y’ ?
13
B à i giải:
_ G(1 +co)
J _ 2,67(1 + 0,129) _ Q g
y
1,67
n=— =
= 0 ,44 4 = 4 4 ,4 %
1 + e 1 + 0,8
coG = 0,129x2,67
= 43%
e
0,8
Yd = — — = — —
d
1 + CD
Ysa, =
■
— = 1,48 g / c m 3
1 + 0,129
G +e
2,67 + 0,8
1+ e
1 + 0 ,8
, _3
= 1,93 g /c m
y' = Ysat- 1 = 1,93-1 = 0,93 g / c m 3
2.2. PH Â N LO Ạ I ĐẤT
C ó hai loại đất: Đ â ì không dính và đất dính
1. Đâ't không dính (cohesionlessiol; non-cohesive soil)
Độ c h ặ t của đ ấ t không dính có quan hệ m ậ t thiết với đ ấ t côn g trình. Đ ộ c h ặ t đất
khô ng dính cao thì cường độ chịu lực của n ề n cao và ngược lại. C ùn g m ộ t loại đất
như nhau n ế u hệ s ố rỗng c àn g nhỏ thì độ ch ặt c àn g lớn. Tuỳ theo giá trị hệ s ố rỗng
mà ta chia các trạng thái khác nhau: Chặt, c h ặt vừa, hơi ch ặt và tơi xốp.
B ảng 1. Các trạng thái độ c h ặt của c át (e)
Độ chặt của cát
Loại cát
Chặt
Chặt vừa
Hơi chặt
Tơi xốp
Sỏi nhỏ, cát thô, cát vừa
e < 0,6
0,6 < e < 0,75
0,75 < e <0,85
e > 0,85
Cát mịn - Bụi cát
e < 0,7
0,7 < e < 0,85
0,85 < e < 0,95
e > 0,95
Độ c h ặ t đá d ă m
Người ta đ á n h giá độ chặt đá dăm ở ba mức: C hặt, c h ặ t vừa và hơi chặt. C ách
giám định tại thực địa n h ư sau:
Chặt: H à m lượng hạt cốt đât chiếm trên 70% trọng lượng, chúng s ắ p x ế p đan xen
nhau, liên kế t liền nhau. Khó đào bằng cuổc chim, khoan cũ n g khó.
C hặt vừa: H à m lượng h ạ t cốt đất ch iếm 60 -70% trọng lượng toàn bộ. s ắ p xếp
đan xen và liên k ế t liền nhau. Có thể đào b ằ n g cuốc chim khoan hơi khó.
Hơi chặt: H àm lượng cốt đất chiếm dưới 60% trọng lượng toàn bộ. s ắ p x ế p hỗn
loạn, liên kết không liền nhau. Có thể đào, thành hô" đào dễ lở, khoan dễ dàng.
14
2. Đất dính (Cohesive soil; Clayey soil; Binder soil)
a) Lượng ngậm nước giới hạn trong đất dính: (lim it water content)
Do lượng n g ậ m nước trong đất dính khác nhau m à nó có th ể ở trạng thái cứng,
nửa cứng, d ẻ o hoặc c hảy lỏng. Tuỳ theo lượng n gậm nước m à đất dính có thể
c h u y ển từ trạng thái n ày sang trạng thái khác.
Lượng, n g ậ m nước giới hạn khiến cho đấỉ dính ch u y ển từ trạng thái d ẻ o sang trạng
thái c hảy được gọi là giới hạn lỏng (còn gọi là lượng n gậm nước giới hạn trên của
t r ạ n g t h á i d ẻ o ) . K ý h i ệ u là COL.
Lượng n g ậ m nước giới hạn khiến cho đất cứng ch u y ển sang trạng thái d ẻ o được
gọi là giới h ạ n d ẻ o (còn gọi là lượng n g ậm nước giới hạn dưới c ủ a trạng thái dẻo).
Ký h iệu là C0 p.
Đ ấ t dính ở trạng thái nửa cứng dần dần bốc hơi nước và thể tích d ần dần co lại...
co đ ế n lúc không co th êm được nữa thì lượng n g ậ m nước giới h ạ n lúc đó được gọi là
giới hạn co. Ký hiệu là Cùs.
C ác giới hạn trên (coL; cop; cos) được biểu thị b ằ n g % (phần trăm ). Hình 2 thể h iện
qu an hệ giữa trạng thái và lượng ngậm nước củ a đ ấ t dính.
<%
Giới h ạ n co
tì)p_
Giới h ạ n dẻo
CDl
Giới h ạ n lỏn g
0 t ---------— --------------- + --------------------------- t --------------- -----------•
Trạng thái cứng
Tr.thái nửa cứng
Tr.thái d ẻ o
Lượng n gậm
+ -------- 9» nước
Tr.thái có th ể
ch ả y lỏn g
co
H ình 2: Quan hệ giữa trạng thúi vật lý và lượng ngậm nưâc của đất dính
b) C hỉ s ố dẻo của đất dính: Ip (Plasticity; Plastic Property)
Chỉ số d ẻ o chính là hiệu số giữa giới h ạ n lỏng C0L và giới h ạ n d ẻ o C0 p. Đó chính là
p h ạ m vi thay đổi lượng n gậm nước của trạng thái dẻo.
Ip = C0L - cop
Đ ấ t c à n g mịn thì số lượng hạt mịn trong đ ấ t n h iều và vì th ế m à lượng n g ậm nước
k ế t hợp với b ề m ặ t hạt càng nhiều. Dĩ n hiên chỉ số d ẻ o Ip cũ n g c à n g cao.
N ế u trong đ ất không có hạt đất k ết dính thì Ip= 0.
Lượng n g ậ m nước tương đốì của hạt đ ấ t dính trên 3%, giá trị Ip > 3% thì đất bắt
đ ầ u xuất hiện các đặc tính của đất dính. D ựa trê n trị số của Ip người ta có thể chia
đ ấ t dính ra c ác loại: sét, á sét và á sét nhẹ.
Sét
Ip > 17 %
Á sét
10 < Ip < 17%
Á sét nhẹ
3 < Ip < 1 0 %
15
c) C hỉ s ố lỏ n g của đấ t dímh h (liquidity)
Chỉ s ố lỏ n g c ủ a đ ấ t dính được thể hiện theo công thức sau:
Cừ—con
co-co.
IL = ----- - £ - = ---- (29)
®L-°P
Ip
T heo công thức trên, khi liượngĩ ngậm nước tự nhiên của đất co có giá trị Cù < Cứp thì
IL < 0 và đất tự nhiên ở trạng tìhái rắn. Đất tự nhiên ở trạng thái lỏng khi co >
(D l
và II > 1■
N hư vậy IL c à n g lớn thì đất càmg mềm và ngược lại.
D ựa trên chỉ s ố lỏng người ta phân ra các trạng thái:
R ắn chắc
Chỉ số lỏng
IL < 0
D ẻ o cứng
0 < I l < 0 ,2 5
D ẻ o vừa
0,25 < I L < 0,75
D ẻ o m ềm
0,75 < IL < 1
D ẻ o lỏng
Il >1
3. P h ân lo ạ i đ ấ t - Tính inăng c ủa đất
à) P h ă n loại
Sự ph ân loại đất chính x it: có 'ý nghĩa thực tế rấ t quan trọng. N goài việc đ á n h giá
đúng c h ất lượng đ ấ t n ề n và đất đắíp... người ta còn hoạch định được m ột giải pháp thi
cô ng đ à o đ ắ p chính x á c và cô hiệiu qua.
Trong thực t ế có ba loại:
Đ â t đ ắ p d o con người Itạo niên.
Đâ't hữu cơ.
Đ ấ t tự nhiên.
Đ ất đắp: Đ ấ t đ ắ p do com người tạo nên cũng có nhiều loại: D ùng đ ấ t tự n h iên đ ể
đắp. Đ ấ t đ ắ p là p h ế liệu, xlà bần; Đất đắp bằng phương ph áp bồi thuỷ lực do tàu hút
(xáng thổi) tạ o nên.
Đ ấ t hữu cơ: L oại đ ấ t có hảm ltượng hữu cơ > 5% (với đất dính) và > 3% với đất
cát. Khi lượng hữu c ơ lđn hiơrií 25% thì ta gọi chung là đ ấ t than bùn. Đ ấ t than b ùn có
lượng n g ậ m nước cao, tính c:o nén cao.
Đ ấ t tự nhiên: Đ ấ t tự nhi têm là đất nền xâv dựng, đất dùng đ ể đắp. Đ ất tự n h iên
được ph â n loại theo độ cứng.
16
Bảng 2. Bảng phân loại đất
Tên đất
Hệ số
cứng f
Trọng lượng
riêng Kg/m 3
Dụng cụ
đào bới
Loại đất
Cấp đất
Loại 1:
Đất tơi, mềm
I
Cát, đất thực vật, bùn
II
Đất sét mềm, hoàng thổ.
Cuốc xẻng,
Đất và cát lẫn sỏi đá, đất 0,6 -r 0,8 1 1 0 0 « 1600
cuốc chim
trồng đất đắp.
III
Đất sét dính mềm chặt
vừa; Đất lẫn đá hoàng thổ,
Đất sét đất đắp và hoàng
thổ có lẫn sỏi đá
IV
Đấl cứng chặt, đất sỏi,
hoàng thổ khô có lẫn đá sỏi,
đất đắp đầm đá cát chặt
V -V I
Sét cứng, diệp thạch, đá
mác ma, đá phấn, cuội
kết, đá vôi mềm
Loại 2:
Đất thường
thấy
Loại 3:
Đất cứng
Loại 4:
Đất cứng lẫn
đá sỏi
Loại 5:
Đá mềm
0,5 -r 0,6 6 0 0 + 1500
0 ,8 -T 1
1 -r 1,5
Loại 7:
Đá cứng
VII - IX
V 4- XIII
thạch chặt, mác ma chặt
Đá vôi chặt granit phong
hóa
Đá cẩm thạch điabazơ,
granit, đá vôi, đá cuội, đá
huyền vũ, andesite hơi bị
phong hoá, đá porphyrite
Đá An sơn - Đá huyền vũ,
hoa cương, Gneiss Diorite,
Loại 8 :
XIV -r XVI thạch
anh
Grabbro,
Đá rất cứng
porphyrite, điabazơ, đá
hornblende
1750+ 1900
Cuốc, cuốc
chim, xà
beng
1900
Cuốc chim,
xà beng,
choòng,
búa phá
1,5 -r 4
Cuốc chim
xà beng,
1100-r 700
choòng búa
phá, nổ mìn
4-r 10
ít khi dùng
cuốc chim.
2200 -r 2900
Thường
nổ mìn
1 0 - 18
2500 - 3 1 0 0
Nổ mìn
18 + >25 2700 -r 3000
Nổ mìn
Sa nham - Cuội kết. Diệp
Loại 6 :
Đá cứng vừa
Cuốc xẻng
H ệ s ố f tương đương với hệ s ố cường độ nham thạch - độ cứ ng protogiaknove
harclness.
b) T ính ch ấ t của đất
* Tính tơi của đ ấ t (L ooseness)
Sau khi đào, tổ chức cấu tạo của đất bị phá hoại thể tích p h ầ n đ ấ t đ ào tăng lớn
hơn th ể tích ban đ ầu khi chưa đào. H iện tượng đó gọi là tính tơi c ủ a đất. Tỷ s ố giữa
17
thể tích đ ất tăng sau khi đ à o và th ể tích đ ấ t ng uy ên trạng lúc ban đầu được gọi là hệ
s ố tơi củ a đất. H ệ s ố tơi của đ ất có quan hệ rất lớn khi tính toán khối lượng vận
ch u y ển đất đ à o và đất đắp.
Có hai h ệ s ố tơi khác nhau: hệ s ố tơi ban đ ầ u và hệ s ố tơi sau cùng:
H ệ s ố tơi ban đầu K | : K| = —
1 V,
(30)
H ệ s ố tơi sau cùng K 2: K 2 = —
(31)
Trong đó: V | - tích khối đấ t nguyên trạng khi chưa đào;
v 2 - thể tích khối đ ấ t bị tơi ra khi đào;
V 3 - thể tích khối đất trên được đắp và đầm chặt.
Thông thường thì: V 2 > v 3 >V|
Đ ấ t n gu yên trạng càng ch ặt bao nhiêu thì hệ sô" tơi c àn g lớn bấy nhiêu; V 3 > V|
cũng cho ta thấy rằng dù đất đã được đ ầ m c h ặ t nhưng không sao đạt được thể tích V|
nguyên trạng ban đầu của nó. M ột m é t khôi đ ấ t tự n hiên đ à o lê n để đ ắ p và đầm
chặt th àn h m ột m é t khối đ ấ t đ ắ p vẫn còn thừa lại m ộ t ít.
Tỷ lệ p h ần trăm % gia tăng thể tích lúc đầu:
v2-v,
x l0 0 %
(32)
V,
Tỷ lệ p h ần trăm % gia tăng th ể tích của khối đ ắ p so với đ ấ t nguyên trạng là
(sau cùng).
V, - V ,
- ỉ ------U l 0 0 %
V3
(33)
Bảng 3. Hệ sô' tơi của đâ't
Tỷ lệ % tăng thể tích
Hệ số tơi
Tên gọi các loại đât
Sau cùng
K,
k2
2
3
4
5
Đâ’t cát, á sét nhẹ
8+17
1 +2,5
1,08 -5- 1,17
1,01 Ỷ 1,03
Đất thực vật, đất bùn
2 0 -3 0
3+4
1,20-ỉ- 1,30
1,03 -5- 1,04
1,5 + 5
1 ,1 4 - 1,28
1,02-ỉ- 1,05
1
Đất á sét, đấl hoàng thổ ẩm
ướt, đâ't cát lẫn sỏi, á sét nhẹ
lẫn sỏi đá, đất chặt sít
18
00
rã
-ITt*
Ban đầu
5
Đất sét, á sct nặng, đât lẫn sỏi
đá, đấl hoàng thổ khô, hoàng
thổ lẫn sỏi đá, á sét lẫn sỏi đá,
đất đầm chặt
N>
■Io
4 -7
1,24+ 1,30
1,04+ 1,07
Đất sct nặng, sét lẫn đá và cuội
sỏi, đất lẫn đá cuội, đất hoàng
thổ đầm chặt, sa nham
26 + 32
6*9
1,06+ 1,09
Đá mác nơ (marl)
33 + 37
1 1 -1 5
1,33+ 1,37
1,11 Ý 1,15
Đá mềm, đá hơi cứng.
30-45
10-20
1,30 4- 1,45
1, 1 0 -8- 1,20
Đá cứng
45 -s- 50
20 + 30
1,45 + í ,50
•I
u>
o
4
o
3
rõ
2
VO
1
V í dụ tín h toán 2:
H ố m ó n g cô ng trình có kích thước 25m
X
46m sâu l,2m , đ ắp b ằ n g đất sét. H ãy
tính khối lượng đất chở đ ến đ ể đ ắ p và thể tích h ố đ à o nơi lấy đ ấ t đ ể đ ắp?
B à i g iải:
T h ể tích khôi đ ắp là:
v 3 = 2 5 x 4 6 x 1 , 2 = 1380m 3
T ra b ả n g hệ s ố tơi của đất, ta có:
K| = 1,27 và K2= 1,05
T h ể tích khối đ ấ t dùn g đ ể đ ắ p là:
,, _ v3
1380
3
V, = —i = — — = 1314m
1 K2
1,05
Khối lượng đất đắp v 2 là:
V 2 = K , x V, = 1,27 X 1 3 1 4 = 1669 m 3
Đ á p số: Khối lưựng đ ấ t chở đ ế n để đắp h ố m óng là 1669 m \
T h ể tích h ố đ à o nơi cung cấp đất đắp là 1314 m 3.
* Tính co nén của đ ất (C om pressibilỉtỵ)
Đ ấ t sau khi đ ào vận c h u y ển rồi đắp và được đầm ch ặt thì thể tích đ ấ t được co n én
lại. T ỷ lệ đ ấ t co n én được thể hiện bằng công thức sau:
Tỷ lệ co n én của đ ất = - — — x l0 0 %
Pd
(34)
H oặc:
19
T ỷ lệ co n é n c ủ a đ ấ t =
— — x l0 0 %
(35)
Pd
T rong đó:
p - Dung trọng khô củ a đ ấ t đ ắp sau khi được đ ầm c h ặt ( g /m ');
pd-D ung trọng khô của đ ấ t n g uy ên trạng (chưa đào ) (g/m 3);
pmax - D ung trọng khô c ủ a đ ấ t khi đ ạ t đ ế n giá trị cực đại (g /m 3);
K - Tỷ lệ co n én, x em b ả n g dưới đây.
Bảng 4. Trị sô' tỷ lệ co n én K của đ ấ t
Tỷ lệ co nén
%
Thể tích 1 m 3 đất tơi
sau khi đầm nén đạt
Đất trồng trọt
20
0,8 m 3
Đất thường
10
0,9 m 3
Đất cát
5
0,95 m 3
12 + 17
0,85 m 3
5
0,95 m 3
5+7
0,94 m 3
Loại đất
Đâ't loại I
và II
Đất hoàng thể có độ ẩm tự nhiên
Đất loại III
Đất thường
Đất cứng - chặt -và khô
* Tính thấm thấu củạ đ ấ t (P erm ea b ility)
H iện tượng nước th ấm qua đ ấ t gọi là tính thâm thấu của đất.
K hả n ăn g nước th ấm qua đ ấ t (tính b ằ n g ch iều dài đường th âm ) trong m ột đơn vị
thời gian (ngày đ ê m ) được gọi là hệ s ố thâm củ a đất.
X ác định hệ s ố thấm thâu của đất rất cần thiết cho việc tính toán các khối đắp ngăn
nước giữ nước (đê điều, ao hồ) và cũng cần khi tính toán thoát nước cho h ố đào.
H ệ s ố th ấm (thẩm thấu) được ký h iệ u là K (m/d)
B ản g dưới đ â y trình b à y khả n ăn g th ấm (H ệ sô" thấm ) c ủ a m ột SQ loại đất:
B ảng 5. H ệ sô' th ấm K của m ột số loại đ ấ t
Loại đất
Đất sét - Á sét
K (m/d)
< 0,1
Loại đất
K (m/d)
Cát vừa lẫn sét
20 - 25
Cát thô đồng nhâ't
3 5 -5 0
Á s é ln h ẹ
0,1 - 0,5
Cát mùn
0 ,5 - 1
Cát to hạt
50 -7 5
Cát mịn
1 ,0 -5
Sỏi
5 0 - 100
Cát nhỏ lẫn sét
1 0 - 15
Đá cuội
1 0 0 - 200
20
* Độ d ốc tự nhiên của đ ấ t
đống được gọi là độ dốc tự nhiên của đất. Tìm hiể u độ dốc tự nhiên của đất đ ể chọn
độ đốc thành h ố đ ào một các h hợp lý. B ảng trình bày dưới đây là góc nghiêng tự
nhiên của đất tơi.
Bảng 6. Góc nghiêng tự nhiên của đất tơi (p
Đ ất khô
Loạ i đ ấ t
h /
/b
1
Đ â't ư ớ t
Đ ất ẩm
h /
9°
h/
9°
/b
/b
Đ â t m ề m th ư ờ n g
-40
1 1,2
«35
1
C á t thô v à vừa
30-35
1 (1,4-5- 1,7)
35 -4 0
1 (1 ,2 + 1 ,6 )
C á t n h ỏ vừa
25 -3 0
1 (1 ,7 5 + 1,9) 3 0 - 3 5
1
S é t lẫn c á t
4 0 -4 5
1 1
35
1 1,4
1 5 -20
1 (2,75 + 3,75)
S é t cứng
70
1 0,4
45
1 1
25
1 2,1 5
Đ ât cuội kết
35 -4 0
1 (1 ,2 + 1 ,4 )
35
1 1,4
30
1 1,75
Đá
>80
1 0,1
1,4
«20
1 2,25
25 -2 7
1
(1,4+1,75) 1 5 - 2 0
(2-5-2,15)
1 (2,75 +3,75)
H ình 3: Góc nghiêng tự nhiên của đất
2.3. NƯỚC N G Ầ M TR O N G ĐẤT
Khi thi công đ ấ t một trong số nhưng khó khăn gặp phải là xử lý nước ngầm.
1. C á c d ạ n g n ư ớ c n g ầ m
Nước n gầm có 3 loại:
Nước đọng lớp trên (Perched water)
Nước n gầm (Phreatic w ater; Subsurface water)
Nước ngầm có áp (Phreatic w a ter of bearing course)
21
Lớp không thấm nước
Nước dọng lớp trên
Nước có áp phun lẽn
H ình 4: Các dạng nước ngầm trong đất
2.Tính thẩm thấu của đất
Tính thẩm thấu (Perm eability) của đất thể hiện khả năng nước chảy qua các lỗ
rỗng trong đất.
- Sự c h uyển động củ a nước n g ầ m có hai dạng:
+ D ồng ch ảy tần g (L am inar flow)
+ D òng ch ảy rối (Turbulent flow)
D òng chảy tầng chảy theo các khe nứt, lỗ rỗng, tốc độ dòng chảy không lớn
nhưng chảy liên tục (thẩm thấu liên tục).
D òng chảy rối khi chảy có tốc độ lớn và thường giao thoa đan xen nhau.
Tốc độ thẩm thấu của nước được tính to án theo thực n g h iệ m c ủ a Darcy - tính toán
theo định luật thấm đường thẳng
o = Ki
(36)
Trong đó:
0 - Tốc độ thấm củ a nước trong đ ấ t (m/d);
1 - Đ ộ dốc cột nước (gradiant o f w a te r head).
i=
H .- H ,
(37)
Hi và H2 - cao độ cột nước (thuỷ đầu) tại hai điểm
A | và A2;
K - Hệ số thẩm thấu của đất. K được trình bày ở bảng 6.
22
H ình 5: Dòng thấm
của nước
3. Á p lực nước đ ộn g - H iện tượng lưu sa và xói ngầm
Á p lực c ủ a cộ t đ ất được tạo ra khi d òng thâm n g ầ m c h ả y qua m ột đơn vị thể tích
của đ ấ t được gọi là áp lực nước động.
D ò n g nước th âm qua đơn vị thể tích của đ ấ t lớn hay nhỏ phụ thuộc v ào trở lực của
cốt đ ấ t lớn hay nhỏ và phụ thuộc v ào phương hướng vị trí c ủ a cốt đất.
H ướng dòng ch ảy n g ầ m nước động thực h iện theo n g u y ê n lý trọng lực. Dưới đáy
h ố m ó n g n ế u có dòng nước ngầm có áp, khi đ à o m ó ng sẽ sinh ra h iện tượng nước
th ấm ngược từ đ áy h ố m ó n g lên và n hiều lúc sinh ra h iệ n tượng lưu sa. Lúc đ ào
m ó n g người thi công cần lưu ý đến sự ổn định của cô ng trình k ế cận do hiện tượng
lưu sa (c á t c h ảy) gây ra. H iện tượng lưu sa (Drift sand; quick sand; shifting sand;
running sand) rấ t dễ xảy ra khi đất n ề n là c á t mịn, c á t bột, á sé t nhẹ.
Khi d ò n g c h ảy n g ầ m có áp mà độ ch ên h cộ t nước lớn thì dòng c h ảy trong các lỗ
rỗng khe nứt của đất sẽ thành các dòng c h ảy rối. D ò n g ch ảy rối với v ận tốc dòng
c h ả y lớn sẽ k é o theo đ ấ t cát...trong n ề n và là m cho đ ấ t c à n g rỗng n h iề u hơn và ta
gọi đó là sự xói m ò n x â m thực trong đất. Sau khi trong lòng đ ấ t bị xói m òn x âm
thực, m ặ t đ ấ t phía trên nó thường sinh ra c ác h ố trũng lún sụt. V iệc n g h iên cứu n ắ m
vững n g u y ê n lý vận động của nước n g ầ m sẽ tạ o cho ta những giải p h á p n g ăn ngừa
hiệu quả c ác tác hại nói trên.
23
Chương 3
ĐÀO ĐẤT
3.1. NỘI DUNG CÔNG TÁC ĐÀO ĐẤT VÀ CÁC DẠNG ĐÀO ĐÂT
1. T ín h kh ô i lư ự n g
V iệc tính khối lượng sẽ cho biết chính xác khối lượng đ ấ t p h ả i đào, từ đó s ẽ xác
định được số ca xe m áy và nhân công phải thực hiện, xác định đúng thời h ạ n thực
h iện cũ n g đồng thời giúp nhà thầu xác định chính xác giá trị côn g việc đ à o đ ấ t mà
mình p h ải thực hiện.
M ột s ố b ản g tính khối lượng công việc và giá dự to á n c ủ a nhà thiết k ế th ư ờ n g hay
bị thiếu do họ chỉ tính khối lượng đào đất dưới m ó n g m à không tính đ ế n c á c khối
lượng p hát sinh do đ iề u kiện thi công. Để tính được khối lượng chính x ác, trước hết
ta p h ải vẽ các m ặ t c ắ t ngang, cắt dọc của h ố đào. Ví dụ có c á c trục h ố m ó n g số : trục
1 đ ế n trục 10, k h oảng cách từ trục 1 đến trục 10 là 50m ; và các trục chữ: trục A đ ế n
trục F, k ho ản g c ác h từ trục A đ ến trục F là 25m. C h iề u sâu h ố đ à o so với m ặt đất tự
nh iên là 3m. Khi vẽ m ặ t cắt, ta tạm chọn độ dốc m ái m = 1. T a sẽ có m ặ t cắt ngan g
và m ặ t c ắ t dọc như sau (ví dụ chiều rộng đ ế móng là 3m):
0,00
61m
t
^0 0
-3,00
Đế móng
V r— 1
\
1— 1 /
f
ệnv
3m ím
1m
50
3
©
55
3
3
H ìn h 6: M ặ t cắ t dọc
0,00
t
-3,00
Đế móng
MA
\
o
o
36m
_
.
t
.
-
25
1nv
30
3m
Lưu ý : Chừa 1m từ mép móng đến chân mái dùng để đi iại và đào rãnh thoát nước
H ìn h
24
7: Mặt cắt ngang
M 7\ /
1m
3m
Khi tính toán khối lượng đất n ế u không vẽ m ặ t cắt mà chỉ lấy kh o ản g c á c h giữa
các trục và c h iều sâu h ố đào đ ể tính khối lượng thì ta sẽ có k ế t quả khối lượng đât
đ ào như sau:
50
X
25
X
3 = 3.750 m 3
C ò n sau khi đã vẽ m ặ t cắt dọc và m ặt cắt ngang như hình vẽ, ta sẽ tính lại chiều
dài trung bình và ch iều rộng trung bình củ a h ố đào như sau:
C h iề u dài trung bình:
C h iề u rộng trung bình:
36 + 30
————= 33m
2
Khối lượng đ à o đ ấ t sẽ là:
58
X
33
X
3 = 5722 m 2
Như vậy, rõ ràng nếu tính toán khối lượng đào đất mà không vẽ các m ặt cắt tính toán
thì sẽ có kết quả khối lượng chênh lệch rất lớn so với khối lượng thực tế thực hiện.
Có những trường hợp phải thi công trong hiện trường chật hẹp, thành h ố đào
thẳng đứng, người thi c ô ng phải gia c ố chống sụt lở cho thành hố. Khối lượng công
việc phải gia c ố chổng sụt lở cho thành hô" đ à o chính là khối lượng p h á t sinh mà
thường thì trong tài liệu thiết k ế rấ t ít đề c ậ p đến.
2. Nội dung công việc đào đất
C ô n g v iệc đ à o đất hc) móng, đ à o đất rãnh đ ặt ống hoặc nạo v ét ao hồ... ngoài việc
lấy đ ấ t ch u y ển đi, người ta còn thực hiện m ột s ố công việc n h ằm b ả o đ ả m việc đào
đ ấ t nh anh chóng, an toàn và bảo đảm chất lượng công việc.
N hững công việc đó có thể là gia c ố th àn h h ố đào, thoát nước thi
công nhằm bảo
đ ả m h ố đ à o luôn luôn khô ráo hoặc phải xử lý các k ế t c ấu n g ầm hiện hữu gặp phải
trong quá trình đ à o đất.
T ó m lại, công việc đ à o đất có thể tóm tắt vào ba công việc chính:
• Đ ào vận ch u y ển đ ấ t và xử lý các p h ần ngầm hiện hữu.
• G ia c ố thành h ố, chống sụ t lở cho thành h ố đào.
• T h o á t nước h ố m ón g và ngăn nước c h ảy vào trong h ố đ à o ...
3. C ác d ạn g đào đ ất
H ố đ à o có nhiều dạng : Đ ào từng h ố nhỏ cho móng đơn nông; đ à o hào, mương
rã n h cho m óng b ăn g h o ặ c tuyến ống c ấp thoát nước; đào h ố rộng cho m ón g sâu hoặc
m ó n g bè ...
Phưđng p h á p đ à o cũ n g đa dạng: Đ ào từng đoạn (a); Đ à o từng lớp (b) hoặc đào
từng đ o ạn k ết hợp với đ à o từng lớp (c).
25
H ình 8: Các phương pháp đào đất
C h iều d à y lớp đ à o cũng có n h iề u dạng: C ó những h ố đ ào phải đ ào rấ t s â u (hố
đ ào cho m ó n g nhà cao tầng ...) cũ ng có những trường hợp đ ào đất với lớp đâ”t đ à o rất
m ỏng) b óc lớp đ ấ t thực vật và san ủi đ ể là m sân bãi, n ạ o v é t ao hồ...).
H ướng đ à o và kh ông gian đ à o cũng khô ng
h o à n toàn giống nhau. Đ à o lộ
thiên
thường là đ à o sâu, đ à o từ m ặ t đ ấ t tự nhiên cho đ ế n độ sâu thiết kế. Đ à o n g ầ m là đào
tuynen (đường h ầ m giao thông, đường h ầ m th o á t nước d ẫ n nước) việc đ à o thường
thực h iệ n dưới lòng đất. H ướng đ à o là hướng ngang, đ ấ t đ à o có thể là đấ t thịt, t ù n g
có thể là đá ...
T h iế t bị sử d ụ ng đ ể đ à o đ ấ t cũ n g rấ t đa dạng. K hôi lượng ít hoặc tại c ác vị trí ch ật
h ẹ p thường thì người ta đ à o b ằ n g thủ công. Với khối lượng lớn thì đ à o b ằ n g phương
ph á p cơ giới. Phương tiện cơ giới có thể dùng đ ể đ à o là:
- C ác loại m á y xúc g ầu đơn.
- C á c loại m á y đ à o liên tục.
- C ác loại xe cạp; m á y ủi.
- T à u h ú t (x án g thổi).
- Súng phun thuỷ lực.
- M áy xúc c àn g cua (xúc đ ấ t đá tuynen).
- B ắn m ìn (đào đá...).
Tuỳ th eo đ iề u kiện thi công, tuỳ loại đấ t đ à o mà người ta sẽ chọn loại phươ ng
tiện thi cô n g cơ giới thích hợp đ ể đào.
3.2. CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐÀO ĐÂT
1.
Sơ đồ đào, hướng đào
Trước khi đ à o p h ả i xác định rõ sơ đồ đ à o và hướng di c h u yển của m á y xúc.
V iệc ch ọ n lựa sơ đồ di c h u y ể n của m á y xúc p hải dựa v à o nh iều y ế u tố và đ iề u
k iện thi công, đ iều k iện địa hình, thường thì trục g iáp với m ặ t tiền ngoài cùng được
đ à o sau cùng. C họn sơ đồ đ à o ph ải lưu ý c ác đ iể m sau đây:
26
a)
b)
cj
( ~'s
JZ.
c
c
>§•
\\
\ị
Mặt tiến công trinh
,.
H ình 9: Đào h ố móng nhà vù h ổ mỏng công trình
a) Đào ngan^ từng đoạn suốt chiều ngang; b) Đàu dọc từng đoạn suốt chiều dọc
c) Đào dọc từnịi đoạn ngắn, di chuyển theo hình chữ chi.
- Sau khi đ ào m á y là công việc sửa sang và đ à o b ằ n g tay. Vì vậy phải b ả o đảm
v iệ c đ à o m á y ph ần tiế p theo không g ây ản h hưởng cho các đơn vị đ à o thủ công sửa
san g c ác p h ầ n đ à o m á y trước đó (b ảo đ ả m an toàn lao đ ộng đ ấ t đ à o b ằ n g tay).
- M ục đích của v iệ c đ à o đất là b à n giao n ền đ ể đổ bê tông m ó n g , do đó n ê n hoàn
th à n h th e o từng p h ầ n (từng trục) đ ể b à n giao lại cho việc đ à o tay phục vụ cho việc
đ ổ bê tô ng lót cũ n g như lắp đặt c ố p p h a cốt th é p m ó n g được kịp thời.
T ó m lại, công tác thi công đ ập đ ầu cọc, đổ bê tông lót, lắp cố p p h a cốt th ép đ ế
m ó n g là c ô n g việc tiế p theo củ a c ô n g tác đ à o đất. Vì vậy, những cô n g việc tiếp theo
đó được tiến h à n h nối đuôi sớm hay m u ộ n tuỳ thuộc v ào c ô n g việc đ à o đâ't hoàn
th à n h b à n giao sớm hay muộn. Sau khi chọn sơ đồ đ à o và hướng đ à o cần lưu ý m ột
s ố đ iể m đây:
- C ô n g tác đ à o tay tiếp theo được thuận lợi và an toàn.
- V iệ c đ à o đổ đâ't b ên cạn h (hoặc v ận c h u y ể n đi) không g â y khó k h ă n cho việc
đ à o đ ấ t b ằ n g tay; k hô ng cản trở việc lắp đ ặ t cố p p h a cốt th ép và n h âì là không gây
kh ó k h ă n cho v iệ c đổ bê tông m ó n g sau này.
- K h ô n g gây khó kh ăn cho việc gia c ố m ái dốc thành h ố đ à o cũ ng như tạ o điều
k iệ n cho việc thoát nước thi công dễ dàng.
- T h u ậ n tiện trong việc lắp đặt, thi côn g p hần n g ầ m (h ầm p hân, hệ thống ống
th o á t nước ...) và dễ d à n g trong việc đ ắ p đ ấ t trở lại.
27
- B ả o đ ả m an to àn cho các c ô ng trình k ế cận.
- N â n g cao h iệ u su ất củ a xe m áy, b ả o đ ả m an toàn cho người và m á y trong quá
trình thi công.
- Thích ứng với loại phương tiệ n thi công (m áy đ à o và xe vận c h u y ể n ...).
2.Lựa chọn phương án đào đất
Phương án đ à o đ ấ t hợp lý sẽ tạo đ iề u k iệ n cho c ác loại cơ giới phối hợp đồng bộ
và p h á t huy h ế t n ă n g su ất thiết bị n h ằ m đ ẩ y nhanh tiến độ thi công. Phương án thi
c ông cơ giới hợp lý c ũn g tạ o đ iề u k iệ n thích hợp với v iệ c đ à o thủ c ô n g được tốt hơn.
D o v ậy đốì với c ác công trình thi công đ à o đ ấ t với khối lượng lớn c ầ n p h ả i có nhiều
phương án thi cô n g đ à o đất, thô ng qua sự so sá n h về h iệ u q uả kinh t ế và thời gian
thực h iện, về m ức độ b ả o đ ả m an to àn m à sẽ ch ọ n ra phương án thi c ô n g tối ưu.
a) Các cơ sở chọn phương á n th i công:
- C ăn c ứ v à o loại hình k ế t c ấ u cũng như quy m ô về khối lượng c ô n g v iệc, tuỳ theo
loại công trình đ à o sâu hay nông, có p h ần n g ầ m (các tầ n g dưới cốt 0 , 0 0 ) h ay k hông
có ph ần ng ầ m , địa hình b ằ n g h a y n h â p nhô, rộng hay h ẹ p , vị trí thuận lợi cho v iệc sử
dụng thiết bị cơ giới đ ế n m ức nào... V iệc ch ọ n phương á n còn phụ thuộc v à o hệ
thống giao thông khu vực và p h ạ m vi khu vực q u a n h c ô n g trình có hay khôn g những
công trình h iệ n hữu ...
- C ăn cứ v à o tình hình địa c h ấ t củ a khu đ ấ t đào: đ ấ t thịt hay đ ất rời, đ ấ t cứng hay
m ề m , lượng n g ậ m nước trong đ ấ t và cao độ m ức nước n g ầ m dưới lòng đất.
- P hụ thuộc v à o loại cơ giới h iệ n có, phụ thuộc v à o c ô n g suất c ủ a th iế t bị cơ giới
m à ta sử dụng, phụ thuộc v à o s ố lượng phương tiện cơ giới c ủ a mỗi loại.
- Phụ thuộc v à o thời gian y ê u c ầ u thực h iệ n dài hay ngắn.
b) C họn p hư ơ ng án:
Sau khi so sá n h các phương án đã đ ề c ậ p trên , ta sẽ có m ột phương á n thi công
hợp lý đ ể thực hiện. S ự chọn phương á n p hải k ế t hợp với nh ữn g y ế u tô" k hác nhau đ ể
so sánh.
Ví dụ trên d iệ n rộng tương đôi b ằ n g p h ẳn g, tuỳ đ iề u k iệ n địa hình khu vực và
khối lượng đ ất đào, tuỳ v à o cự ly v ận c h u y ển đ ấ t và thời h ạ n thực h iệ n đã được xác
định với các chỉ tiêu kinh t ế hợp lý... người ta có thể ch ọ n m á y ủi đ ể đ à o đất, cũng có
thể dùn g m á y xúc n âng (loader) ho ặc m áy đ à o gầu đơn (ex cav ato r) đ ể xúc đ ấ t lên
xe tự đổ (dum p truck) đ ể m an g chở đ ấ t ra khỏi c ô n g trường. N ế u lớp đ ấ t đ à o m ỏn g
và nơi đổ hoặc nơi c ầ n đ ắ p k h ôn g xa (thường thì dưới 800 - lOOOm) thì người ta
cũng có th ể dù ng m áy c ạ p đ ể gọt đ à o đ ấ t và v ậ n c h u y ể n đ ấ t đi.
28
