Bài giảng Kỹ thuật thi công 1

ThS. VŨ MINH NGỌC, ThS. HOÀNG GIA DƯƠNG

Kü THUËT THI CÔNG I

TRNG I HC LM NGHIP - 2019


ThS. VŨ MINH NGỌC, ThS. HOÀNG GIA DƢƠNG

BÀI GIẢNG

KỸ THUẬT THI CÔNG I

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2019


MỤC LỤC
MỤC LỤC .............................................................................................................. i
LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................... 1
Chƣơng 1. ĐẠI CƢƠNG VỀ KỸ THUẬT THI CÔNG 1 ............................... 3
1.1. Một số vấn đề chung trong xây dựng ......................................................... 3
1.1.1. Khái niệm về xây dựng ......................................................................... 3
1.1.2. Vai trò của ngành công nghiệp xây dựng trong nền kinh tế quốc dân 3
1.2. Đặc điểm của hoạt động xây dựng ............................................................. 4
1.3. Đặc điểm của sản xuất xây dựng ................................................................ 5
1.3.1. Lao động trong xây dựng là lao động nặng nhọc, vất vả .................... 5
1.3.2. Sản xuất xây dựng bao gồm nhiều công việc đa dạng, nhiều ngành
nghề khác nhau ............................................................................................... 5
1.4. Đặc điểm của sản phẩm xây dựng .............................................................. 6
1.4.1. Sản phẩm xây dựng cơ bản chiếm diện rộng, chiếm không gian lớn và
gắn liền với mặt đất (hoặc mặt nước trên mặt đất)........................................ 6

1.4.2. Thời gian hoàn thành sản phẩm xây dựng dài, sản phẩm xây dựng do
nhiều người làm ra ......................................................................................... 6
1.4.3. Sản phẩm xây dựng không nhất định, khơng hoặc rất khó di chuyển,
tuyệt đối khơng được phép có tỷ lệ phế phẩm ................................................ 7
1.4.4. Sản phẩm xây dựng chịu ảnh hưởng của nhiều sự thay đổi ................ 7
1.5. Các yêu cầu trong thi công xây dựng cơng trình ........................................ 7
Chƣơng 2. CƠNG TÁC ĐẤT VÀ GIA CỐ NỀN MÓNG ............................... 8
2.1. Khái niệm .................................................................................................... 8
2.1.1. Các loại cơng trình và cơng tác đất ..................................................... 8
2.1.2. Phân cấp đất ......................................................................................... 9
2.1.3. Các tính chất của đất ảnh hưởng đến thi công .................................. 11
2.2. Xác định khối lượng đất và cơng tác đất .................................................. 17
2.2.1. Xác định kích thước cơng trình đất và tính khối lượng cơng tác đất . 17
2.2.2. Tính tốn khối lượng cơng trình đất có dạng hình khối .................... 20
2.2.3. Tính tốn khối lượng cơng trình đất chạy dài .................................... 21
2.3. Cơng tác chuẩn bị thi công nền đất ........................................................... 24
2.3.1. Chuẩn bị mặt bằng thi cơng ............................................................... 24
2.3.2. Định vị và giác móng cơng trình ........................................................ 37
i


2.4. Công tác đào đất và vận chuyển đất ......................................................... 40
2.4.1. Đào đất và vận chuyển đất bằng thủ công ......................................... 40
2.4.2. Đào đất bằng phương pháp cơ giới ................................................... 42
2.5. Thi công đầm và đắp đất ........................................................................... 53
2.5.1. Thi công đắp đất ................................................................................. 53
2.5.2. Công tác đầm đất................................................................................ 55
2.6. Các phương pháp gia cố nền móng........................................................... 59
2.6.1. Phương pháp gia cố bằng cọc tre ...................................................... 59
2.6.2. Cọc gỗ ................................................................................................. 60

2.6.3. Phương pháp thay lớp đất yếu bằng lớp đất cát, đất pha sỏi (đệm) .. 60
2.6.4. Phương pháp thi công cọc cát ............................................................ 61
2.7. Thi công cừ và cọc bê tông cốt thép ......................................................... 62
2.7.1. Chế tạo cọc bê tông cốt thép đúc sẵn ................................................. 62
2.7.2. Các phương pháp hạ cọc bê tông cốt thép đúc sẵn............................ 65
2.7.3. Thi công cọc khoan nhồi bê tông cốt thép .......................................... 78
2.7.4. Thi công cọc Barette ........................................................................... 91
2.7.5. Thi công hạ và nhổ cừ thép ................................................................ 97
Chƣơng 3. CÔNG TÁC BÊ TÔNG VÀ BÊ TƠNG CỐT THÉP ................ 102
3.1. Cơng tác ván khuôn, cột chống ............................................................... 102
3.1.1. Những yêu cầu kỹ thuật đối với ván khuôn, cột chống..................... 102
3.1.2. Phân loại ván khuôn ......................................................................... 102
3.1.3. Cấu tạo và lắp dựng ván khuôn cho một số cấu kiện ....................... 106
3.1.4. Tính tốn - nghiệm thu ván khuôn .................................................... 116
3.1.5. Những sai phạm thường gặp trong công tác ván khuôn .................. 121
3.1.6. Tháo dỡ ván khuôn ........................................................................... 121
3.2. Công tác cốt thép .................................................................................... 122
3.2.1. Thép dùng trong công tác bê tông .................................................... 122
3.2.2. Gia công cốt thép.............................................................................. 122
3.2.3. Lắp đặt cốt thép ................................................................................ 136
3.2.4. Nghiệm thu cốt thép .......................................................................... 137
3.3. Công tác bê tông ..................................................................................... 138
3.3.1. Vật liệu trong công tác bê tông ........................................................ 138
3.3.2. Xác định thành phần cấp phối .......................................................... 139
3.3.3. Yêu cầu chất lượng đối với bê tông .................................................. 139
ii


3.3.4. Các phương pháp trộn bê tông......................................................... 140
3.3.5. Vận chuyển vữa bê tông ................................................................... 143

3.3.6. Công tác chuẩn bị và nguyên tắc đổ bê tông ................................... 153
3.3.7. Biện pháp đô bê tông cho một số cấu kiện ....................................... 157
3.3.8. Mạch ngừng trong thi cơng bê tơng tồn khối ................................. 160
3.3.9. Đầm bê tông ..................................................................................... 164
3.3.10. Bảo dưỡng bê tông ......................................................................... 171
3.3.11. Phụ gia trong bê tông ..................................................................... 172
3.3.12. Khuyết tật và biện pháp khắc phục khi tháo ván khuôn................. 174
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 178

iii


LỜI NĨI ĐẦU
Trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành Kỹ thuật Xây dựng, khối lượng
của nhóm các mơn học về thi cơng là rất lớn. Từ đó, việc chuẩn hóa và cập nhật
các kiến thức mới trong giảng dạy là rất quan trọng.
Bài giảng “Kỹ thuật thi công I” được biên soạn bám sát theo các tiêu chuẩn
quốc gia mới nhất và kinh nghiệm thi cơng của nhóm tác giả. Nội dung chính
của bài giảng gồm các phần: cơng tác đất, thi công Cọc và cừ, gia cố nền móng
và thi cơng bê tơng cốt thép tồn khối.
Bài giảng được sử dụng làm tài liệu giảng dạy cho sinh viên ngành Kỹ thuật
xây dựng, cũng như là tài liệu tham khảo cho các kỹ sư xây dựng trong thực tế.
Chúng tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ mơn Kỹ thuật Cơng trình - Đại
học Lâm nghiệp đã tham gia đóng góp ý kiến cho việc biên soạn bài giảng. Đồng
thời, chúng tôi cũng mong nhận được sự đóng góp của đơng đảo q độc giả để lần
xuất bản sau mang đến chất lượng tốt hơn.
Nhóm tác giả

1

Chƣơng 1
ĐẠI CƢƠNG VỀ KỸ THUẬT THI CÔNG 1
1.1. Một số vấn đề chung trong xây dựng
1.1.1. Khái niệm về xây dựng
Xây dựng là một quy trình thiết kế và thi công các cơ sở hạ tầng nhằm đổi
mới và tái sản xuất, mở rộng các tài sản cố định của nền kinh tế quốc dân bằng
hình thức xây dựng mới, xây dựng lại, khôi phục và mở rộng chúng.
Công trình xây dựng là sản phẩm được tạo thành bởi sức lao động của con
người, vật liệu xây dựng, thiết bị lắp đặt vào cơng trình, được liên kết định vị
với đất, có thể bao gồm phần dưới mặt đất, phần trên mặt đất, phần dưới mặt
nước và phần trên mặt nước, được xây dựng theo thiết kế. Cơng trình xây dựng
bao gồm cơng trình xây dựng cơng cộng, nhà ở, cơng trình cơng nghiệp, giao
thơng, thủy lợi, năng lượng và các cơng trình khác.

Hình 1.1. Tổ hợp xây dựng nhà máy Vinfast
1.1.2. Vai trị của ngành cơng nghiệp xây dựng trong nền kinh tế quốc dân
Công nghiệp xây dựng là một ngành sản xuất hàng hóa đầu tư, hoạt động
xây dựng khác với hoạt động sản xuất ở chỗ sản xuất tạo một lượng lớn sản
phẩm với những chi tiết giống nhau, còn xây dựng nhắm tới những sản phẩm tại
những địa điểm dành cho từng đối tượng khách hàng riêng biệt.
3


Ngành cơng nghiệp xây dựng giữ vai trị rất quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân bởi ba đặc thù chính: Ngành xây dựng có quy mơ lớn nhất trong đất
nước, ngành cung cấp phần lớn các hàng hóa đầu tư và Chính phủ là khách hàng
của phần lớn các cơng trình của ngành.
Ở nước ta cơng nghiệp xây dựng là ngành sản xuất vật chất lớn nhất của
nền kinh tế quốc dân, liên quan để nhiều lĩnh vực trong xã hội. Theo số liệu

thống kê năm 2017 thì nền công nghiệp và xây dựng chiếm 33,34%. Tại
những nước phát triển, ngành cơng nghiệp xây dựng đóng góp từ 6 - 9% tổng
sản phẩm nội địa. Xây dựng cơ bản giữ vai trò quan trọng trong sự nghiệp phát
triển kinh tế xã hội của đất nước vì:
- Xây dựng cơ bản nhằm đảm bảo và không ngừng nâng cao năng lực sản
xuất, năng lực phục vụ cho các ngành, các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân. Tất
cả các ngành kinh tế khác chỉ có thể phát triền được nhờ có xây dựng cơ bản;
- Xây dựng cơ bản ngằm đảm bảo mỗi quan hệ tỷ lệ, cân đối, hợp lý sức
sản xuất cho sự phát triển kinh tế giữa các ngành, các khu vực, các vùng kinh tế
trong giai đoạn xây dựng và phát triển kinh tế của đất nước. Tạo điều kiện xóa
bỏ dần sự cách biệt giữa thành thị, nông thôn, miền ngược, miền xuôi;
- Xây dựng có bản tạo điều kiện để nâng cao chất lượng, hiệu quả của các
hoạt động xã hội, dân sinh, quốc phịng thơng qua việc đầu tư xây dựng các
cơng trình xã hội, dịch vụ, cơ sở hạ tầng ngày càng đạt trình độ cao. Góp phần
nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cho người dân trong xã hội.
Tóm lại, cơng nghiệp xây dựng giữ vai trị quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân. Nó quyết định quy mơ và trình độ kỹ thuật của xã hội, của đất nước
nói chung và sự nghiệp cơng nghiệp hóa hiện đại hóa trong giai đoạn hiện nay
nói riêng. Có thể kết luận rằng ngành công nghiệp xây dựng là một công cụ điều
hành của nền kinh tế.
1.2. Đặc điểm của hoạt động xây dựng
Hoạt động xây dựng bắt đầu bằng việc lên kế hoạch, thiết kế, lập dự toán
và thi cơng tới khi dự án hồn tất và sẵn sàng đưa vào sử dụng.
Mặc dù hoạt động này thường được xem là riêng lẻ, song trong thực tế, đó
là sự kết hợp của rất nhiều nhân tố. Đầu tiên, một nhà quản lý dự án chịu trách
nhiệm quản lý công việc chung, sau đó những nhà thầu, kỹ sư tư vấn thiết
kế, kỹ sư thi công, kiến trúc sư, tư vấn giám sát... chịu trách nhiệm điều hành,
thực hiện và giám sát hoạt động của dự án. Một dự án thành cơng địi hỏi một
4

kế hoạch xây dựng hiệu quả, bao gồm việc thiết kế và thi công đảm bảo phù
hợp với địa điểm xây dựng và đúng với ngân sách đề ra trong dự tốn; tổ chức
thi cơng hợp lý, thuận tiện cho việc chuyên chở, lưu trữ vật liệu xây dựng; đảm
bảo các tiêu chuẩn về mơi trường, an tồn lao động; giảm thiểu những ảnh
hưởng tới cộng đồng.
Hoạt động xây dựng bao gồm lập quy hoạch xây dựng, lập dự án đầu tư
xây dựng cơng trình, khảo sát xây dựng, thiết kế xây dựng cơng trình, thi cơng
xây dựng cơng trình, giám sát thi cơng xây dựng cơng trình, quản lý dự án đầu
tư xây dựng cơng trình, lựa chọn nhà thầu trong hoạt động xây dựng và các hoạt
động khác có liên quan đến xây dựng cơng trình.
Các hoạt động xây dựng phải tuân thủ theo quy chuẩn xây dựng và tiêu
chuẩn xây dựng. Trường hợp áp dụng tiêu chuẩn xây dựng của nước ngồi,
thì phải được sự chấp thuận của cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền về
xây dựng.
1.3. Đặc điểm của sản xuất xây dựng
1.3.1. Lao động trong xây dựng là lao động nặng nhọc, vất vả
Để hồn thành một phần hay một hạng mục cơng trình phải tiến hành các
cơng tác như thi cơng cọc, đào đất, gia công lắp dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bê
tơng… Có thể thấy rằng lao động trong xây dựng là nặng nhọc, vất vả; do đó
yêu cầu người cơng nhân, cán bộ xây dựng phải có trình độ và sức khỏe tốt. Các
nhà quản lý cần có biện pháp khuyến khích tinh thần và vật chất cho người lao
động, đồng thời phải tăng cường kết hợp với cơ giới để giảm lao động nặng
nhọc cho công nhân và tăng năng suất lao động.
1.3.2. Sản xuất xây dựng bao gồm nhiều công việc đa dạng, nhiều ngành nghề
khác nhau
Đối với các công tác thực hiện trong công xưởng, yếu tố thời tiết, khí hậu
ảnh hưởng khơng q lớn đến q trình sản xuất, nhưng đối với cơng tác được
thực hiện trên cơng trường thì thời tiết và khí hậu là các yếu tố ảnh hưởng rất lớn
đền quá trình thi cơng cơng trình. Sự thay đổi thời tiết bất thướng có ảnh hưởng

lớn đến kế hoạch sản xuất, tiến độ thi cơng, chất lượng cơng trình và giá xây
dựng. Điều này đặt ra cho người làm xây dựng phải có kế hoạch cụ thể để chủ
động trong q trình chỉ đạo sản xuất, có kế hoạch dự trữ vật tư và tăng cường
các công tác được thực hiện trong công xưởng.
5


1.4. Đặc điểm của sản phẩm xây dựng
1.4.1. Sản phẩm xây dựng cơ bản chiếm diện rộng, chiếm không gian lớn và
gắn liền với mặt đất (hoặc mặt nước trên mặt đất)
Quá trình tạo ra sản phẩm xây dựng phải thực hiện một khối lượng vận
chuyển lớn (Vận chuyển vật liệu, cấu kiện, thiết bị từ nơi khai thác và sản xuất
về cơng trường). Chi phí của cơng tác vận chuyển chiếm một tỷ lệ khá lớn trong
giá thành xây dựng cơng trình.

Hình 1.2. Nhà cao tầng gắn bó mật thiết với sự phát triển của đô thị
Các yếu tố về địa chất cơng trình, địa chất thủy văn ảnh hưởng trực tiếp đến
quá trình tạo ra sản phẩm xây dựng. Các công tác xử lý nền đất, chống các sự cố
lún, sụt... phải được dự liệu trước khi thi cơng cơng trình.
Các yếu tố về con người, xã hội gây ra một số tác động tiêu cực cho sản phẩm
xây dựng cũng cần phải được đề cập đến trong giải pháp thi cơng cơng trình.
1.4.2. Thời gian hồn thành sản phẩm xây dựng dài, sản phẩm xây dựng do
nhiều người làm ra
Thời gian hồn thành sản phẩm hay cơng trình xây dựng kéo dài nhiều
ngày, nhiều tháng, thậm chí nhiều năm.
Đặc điểm này cho thấy cần đặc biệt quan tâm đến sự thay đổi giá cả trong
quá trình thi công, sự thay đổi của công nghệ xây dựng và chủ đầu tư…
Sản phẩm xây dựng được hoàn thành bao gồm sự tham gia của nhiều người
(từ vài chục đến vài vạn người), chất lượng của dản phẩm xây dựng phụ thuộc
vào chất lượng công tác của nhiều người tham gia và sự hợp tác của nhiều người

trong quá trình sản xuất.
6


1.4.3. Sản phẩm xây dựng không nhất định, không hoặc rất khó di chuyển,
tuyệt đối khơng được phép có tỷ lệ phế phẩm
Do rất nhiều nguyên nhân khác nhau như: sản phẩm xây dựng được hoàn
thành trong thời gian dài, được tạo bởi nhiều loại vật liệu, được kết hợp bởi lao
động thủ công và cơ giới với mức độ khác nhau… nên sản phẩm xây dựng
không thể giống nhau hồn tồn. Sản phẩm xây dựng có kích thước lớn, có trọng
lượng lớn, thường gắn liền với đất nên ngồi một số cơng trình đặc biệt, sản
phẩm xây dựng khơng thể di chuyển được.
Cơng trình xây dựng thường chiếm vốn đầu tư lớn hoặc rất lớn, nó là nơi
làm việc, sinh hoạt, học tập của nhiều người, trong cơng trình cịn được trang bị
nhiều máy móc, thiết bị hiện đại phục vụ sản xuất, sinh hoạt… có giá trị lớn. Vì
vậy, sản phẩm xây dựng khơng được phép có tỷ lệ phế phẩm.
1.4.4. Sản phẩm xây dựng chịu ảnh hưởng của nhiều sự thay đổi
Bản vẽ kỹ thuật của sản phẩm xây dựng thường rất nhiều và hay bị thay
đổi, bổ sung. Do điều kiện sản xuất do nhiều yếu tố chủ quan và khách quan
cũng hay bị thay đổi. Số lượng, chất lượng cán bộ và công nhân tham gia làm ra
sản phẩm cũng thường thay đổi và không thuần nhất.
1.5. Các yêu cầu trong thi công xây dựng cơng trình
Một cơng trình xây dựng bất kỳ phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- An toàn: Đây là vấn đề cần đặt lên hàng đầu, nhằm đảm bảo cho các u
cầu khác;
- Tiến độ: Các cơng trình xây dựng ln cần được nhanh chóng đưa vào sử
dụng nhằm đảm bảo hiệu quả đầu tư cao nhất và giảm ô nhiễm trong thi công
nên tiến độ luôn cần được đẩy nhanh;
- Chất lượng: Quyết định đến việc nghiệm thu công trình, cơng trình khơng
đảm bảo chất lượng gây thiệt hại rất lớn trong quá trình khai thác sau này;

- Giá thành: Trong bối cảnh thị trường cạnh tranh quyết liệt thì giá thành là
một yếu tố quan trọng nhằm đem lại lợi nhuận cho cả nhà thầu và chủ đầu tư
cơng trình.

7


Chƣơng 2
CƠNG TÁC ĐẤT VÀ GIA CỐ NỀN MĨNG
2.1. Khái niệm
2.1.1. Các loại cơng trình và cơng tác đất
Trong xây dựng, đa số các cơng trình đều có phần cơng tác đất. Công tác
đất chiếm một tỷ trọng tương đối lớn, nó quyết định chất lượng và tiến độ thi
cơng cơng trình. Nếu tách riêng cơng tác đất với khối lượng lớn thì có thể coi nó
là một cơng trình làm đất. Có thể phân loại các cơng trình làm đất theo nhiều
cách khác nhau.
2.1.1.1. Các loại cơng trình đất
a. Chia theo độ bền cơng trình
Có hai loại: cơng trình vĩnh cửu và cơng trình tạm thời.
- Cơng trình vĩnh cửu: Là cơng trình có thời gian sử dụng lâu dài như nền
đường bộ, đường sắt, đê đập, kênh mương…
- Cơng trình tạm thời: Chỉ phục vụ trong thời gian thi cơng như hố móng,
rãnh đặt đường ống.
b. Chia theo hình dạng cơng trình
Gồm hai loại: cơng trình chạy dài và cơng trình tập trung.
- Cơng trình chạy dài: Đê, đập, đường sá… là các cơng trình có tiết diện
ngang nhỏ so với tổng chiều dài cơng trình;
- Cơng trình tập trung: Hố móng, san mặt bằng… là các cơng trình có kích
thước theo hai phương gần bằng nhau.
2.1.1.2. Các loại cơng tác đất

Trong cơng tác thi cơng thường có các loại công tác đất sau:
- Đào: Hạ độ cao mặt đất tự nhiên xuống độ cao thiết kế, thể tích đất đào:
V+. Ví dụ: đào hố móng rộng, đào kênh, đào đường hầm…
- Đắp: Nâng độ cao mặt đất tự nhiên lên độ cao thiết kế, thể tích đất đắp:
V-. Ví dụ: đắp nền, đắp đê, đắp đập đất…
- San: Làm phẳng một diện tích đất, san bao gồm đào và đắp, lượng đất
được giữ nguyên. San có thể kết hợp với đào và đắp. Ví dụ: san bằng mặt đất,
san đồi, san nền đường, san đất đắp.
- Hớt (bóc): Lấy lớp đất khơng sử dụng ở trên (đất mùn, đất thực vật, đất ô
nhiễm), hớt theo độ dày lớp đất lấy đi.
8


- Lấp: Là việc làm cho chỗ đất trũng cao bằng khu vực xung quanh, lấp đất
phụ thuộc độ cao tự nhiên của khu vực xung quanh. Ví dụ: lấp rãnh, lấp móng,
lấp quanh cơng trường vừa xây xong…
2.1.2. Phân cấp đất
- Là cách phân loại đất dựa trên mức độ khó dễ khi thi cơng (bằng thủ cơng
hoặc bằng máy).
- Cấp đất càng cao thì càng khó thi cơng.
- Phân cấp bằng bằng phương pháp thủ công: Dựa vào mức độ hao phí thời
gian của người cơng nhân, khi đào một khối lượng nhất định. Thời gian đào trên
thể tích càng lớn thì cấp đất càng cao.
- Phân cấp theo cơ giới: Dựa vào mức độ hao phí ca máy của máy đào 1
gàu khi đào một khối lượng đất nhất định V. Số ca máy đào trên đơn vị thể tích
càng cao thì cấp đất càng lớn hay loại đất đó càng rắn.
2.1.2.1. Phân cấp đất dựa trên việc thi cơng đất bằng thủ cơng
Có thể phân thành 4 cấp theo bảng sau:
Bảng 2.1. Phân cấp đất trong thi công thủ công
Công cụ

tiêu chuẩn
xác định

Cấp
đất

Tên các loại đất

I

- Đất cát, đất phù sa cát bồi, đất đen, đất mùn, đất cát pha
sét, đất sét, đất hoàng thổ, đất bùn.
- Các loại đất trên có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ, đá
dăm ở mức độ < 20%, không có rễ cây to, có độ ẩm tự
nhiên, dạng nguyên thổ hoặc tơi xốp, hoặc được đem từ nơi
khác đến đổ nhưng đã bị nén chặt tự nhiên.
- Cát đen, cát vàng có độ ẩm tự nhiên.
- Sỏi, đá dăm, đá vụn đổ thành đống.

II

- Gồm các loại đất ở cấp I có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch
Dùng
vỡ, đá dăm, mảnh chai ở mức độ > 20%, không lẫn các rễ xẻng, mai
cây to, có độ ẩm tự nhiên hoặc khô.
hoặc cuốc
- Đất á sét, cao lanh, đất sét trắng, sét vàng có lẫn sỏi sạn, bàn xắn
mảnh sành, gạch vỡ, đá dăm ở mức độ < 20%, không có rễ được thành
cây to, có độ ẩm tự nhiên hoặc khô rắn, dạng nguyên thổ hoặc
miếng

được đem từ nơi khác đến đổ nhưng đã bị nén chặt tự nhiên.
mỏng.
9


Cấp
đất

III

IV

Tên các loại đất

Công cụ
tiêu chuẩn
xác định

- Đất á sét, cao lanh, đất sét trắng, sét vàng, sét đỏ, đất đồi
Dùng cuốc
núi có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ, đá dăm, mảnh chai
chim mới
ở mức độ > 20% có lẫn các rễ cây, có độ ẩm tự nhiên hoặc
cuốc được.
khô cứng hoặc đem đổ ở nơi khác đến nhưng có đầm nén.
- Các loại đẩt trong đất cấp III có lẫn đá hịn, đá tảng.
- Đá ong, đá phong hóa, đá vơi phong hóa có cuội sỏi dính
kết ở đá vơi, xít non, đá quặng các loại đã nổ mìn vỡ nhỏ.

2.1.2.2. Phân cấp đất dựa trên việc thi cơng đất bằng máy

a. Phân nhóm đất cho máy xúc (4 nhóm)
Bảng 2.2. Phân nhóm đất cho máy xúc
Nhóm

I

II

III

IV

Mơ tả loại đất
- Đất có cây cỏ mọc khơng lẫn rễ cây và đá tảng, đất có lẫn đá dăm.
- Cát khơ, cát có độ ẩm tự nhiên, á cát, khơng có lẫn đá dăm.
- Đất bùn dầy dưới 20 cm, khơng có rễ cây, sỏi sạn hoặc đất khơ lẫn đá
có đk > 30 cm.
- Đất đồng bằng có lớp trên dầy < 80 cm hoặc đất vun thành đống bị
nén chặt.
- Sỏi sạn có lẫn đá to.
- Đất sét ướt mềm không lẫn đá dăm, á sét nhẹ, á sét nặng lẫn đất bùn
dầy dưới 30 cm có lẫn rễ cây.
- Đất đồng bằng có lớp dưới dầy từ 0,8 - 2 m.
- Đất cát mềm lẫn sỏi cuội < 10%.
- Đất sét nặng vỡ từng mảng, đất sét lẫn đá dăm dùng xẻng, mai mới
xắn được.
- Đất bùn dầy < 40 cm.
- Đất đã được nổ, phá.
- Đất đồng bằng có lớp dưới từ 2 - 3,5 m.
- Đất đỏ, vàng ở vùng đồi núi có lẫn đá ong, sỏi nhỏ, kết cấu đặc, cứng.

- Đất cứng lẫn đá quả dừa hay sít non.
- Đất sét cứng từng lớp lẫn đá thạch cao mềm, đất đã được nổ phá.

10


b. Phân nhóm đất cho máy ủi (3 nhóm)
Bảng 2.3. Phân nhóm đất cho máy ủi
Đất nhóm

Mơ tả loại đất

I

- Lớp đất cỏ mọc không lẫn rễ cây và đá dăm.
- Á sét nhẹ.
- Đất bùn khơng có rễ cây dầy < 20 cm.
- Đất đồng bằng có lớp trên dầy < 60 cm.
- Đất vun thành đống bị nén.

II

- Sỏi sạn khơng có lẫn đá to.
- Đất sét mềm ướt không lẫn lộn đá dăm hoặc á sét nặng
- Đất bùn dầy > 30 cm
- Đất lẫn đá tảng.
- Đất đồng bằng dầy trên 1,2 m.

III

- Đất sét vỡ từng mảng, xẻng, mai không xắn được.
- Đất sét lẫn sỏi sạn, đá dăm, cát khô.
- Đất bùn dầy trên 30 cm.
- Đất lẫn đá tảng.
- Đất đồng bằng dầy trên 1,2 m.

2.1.3. Các tính chất của đất ảnh hưởng đến thi cơng
Đất là một mơi trường phức tạp có nhiều yếu tố ảnh hưởng (cơ, lý hoá).
Trong bài giảng này chỉ đề cập tới các tính chất có ảnh hưởng lớn nhất tới kỹ
thuật thi công đất và đến giá thành cơng trình đất và năng suất thi cơng của máy
làm đất: trọng lượng riêng, độ ẩm, độ dốc tự nhiên, độ tơi xốp, lưu tốc cho
phép…
2.1.3.1. Trọng lượng riêng của đất γ
- Định nghĩa: Là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất ở trạng thái
tự nhiên.
- Cơng thức xác định:


G
(daN / m3 )
V

(2.1)

Trong đó: G là trọng lượng của khối đất (daN) có trong thể tích V (m3).
- Tính chất: Đất có trọng lượng riêng càng lớn, cơng lao động chi phí để thi
cơng càng cao.
11

2.1.3.2. Độ ẩm của đất
- Định nghĩa: Là tỷ lệ % của nước chứa trong một thể tích đất, kí hiệu là
W (%).
- Cơng thức xác định:
W

G  G0
100(%)
G0

(2.2)

Trong đó: G, Go là trọng lượng tự nhiên và trọng lượng khơ của mẫu thí
nghiệm, daN.
- Tính chất:
+ Độ ẩm của đất ảnh hưởng đến công lao động làm đất rất lớn. Độ ẩm của
đất thể hiện độ tồn tại của nước trong thể tích đất. Mặc dù khi xét đến mức độ
khó dễ đến cơng tác thi cơng ta phải xét đến nhiều yếu tố khác nữa nhưng nhìn
chung độ ẩm ảnh hưởng khá lớn đến công tác thi công. Đất ướt q hay khơ q
đều làm q trình thi cơng đất khó khăn;
+ Đất khơ q làm cho chi phí việc đào đất tăng lên, làm giảm năng suất
đào đất;
+ Đất ướt q thì gây dính, cản trở độ cơ động của các thiết bị thi công, vệ
sinh lao động trên công trường;
+ Độ ẩm của đất ảnh hưởng rất lớn đến quá trình đầm đất. Mỗi loại đất
muốn đạt được năng suất và hiệu quả cao trong quá trình đầm thì phải đạt
được độ ẩm đầm nén tối ưu. Thơng thường mỗi loại đất có một độ ẩm mà ở
đó đất có thể đầm chặt nhất (lúc đó nước trong đất đóng vai trị như dầu mỡ
bơi trơn trên bề mặt hạt đất tạo lực dính giữa các hạt đất và làm cho đất có độ
chặt cần thiết).

- Dựa vào độ ẩm mà người ta phân ra các loại đất như sau:
+ Đất khơ có: W < 5%;
+ Đất ẩm có:W = 5% - 30%;
+ Đất ướt có: W > 30%.
- Có thể xác định gần đúng trạng thái của đất bằng cách bốc đất kiểm tra thử.
2.1.3.3. Độ dốc tự nhiên của đất
- Định nghĩa: Là góc nội ma sát của đất lớn nhất của mái dốc khi ta đào hay
đắp mà không gây sụt lở đất. Ký hiệu là i.
12


H

t¶i träng

a
B

Hình 2.1. Độ dốc tự nhiên của mái dốc
- Cơng thức:
i  tan a 

H
B

(2.3)

Trong đó:
+ a: Góc của mặt trượt, o;
+ B: Chiều rộng của mái dốc, m;

+ H: Chiều cao hố đào, m.
- Ngược lại với góc dốc thì ta có độ soải của mái dốc:
1 B
m    cot a
i H

(2.4)

- Tính chất:
+ Độ dốc tự nhiên phụ thuộc vào: Góc ma sát trong của các hạt đất, độ dính
của đất, tải trọng tác dụng lên mặt đất và chiều sâu hố đào (càng đào sâu càng dễ
gây sụt lở, do đó càng đào sâu thì góc đào càng phải rộng);
+ Khi góc dốc  của khối đất vượt qua góc dốc tự nhiên a thì sự cân bằng
của mái dốc được giữ bởi lực ma sát Ntg và lực dính C (AC) tác dụng lên mặt
phẳng trượt. Khi tổng các lực này nhỏ hơn lực trượt T làm mái dốc sẽ bị sụp đổ
(Hình 2.2).
Trong đó:
+ Q: Trọng lượng của khối lăng trụ ABC, daN;
+ : Góc giữa mặt phẳng trượt và mặt phẳng nằm ngang, o.
13


b

T

c

q

n


a


a

Hình 2.2. Điều kiện cân bằng của mái dốc
+ Độ dốc tự nhiên có ảnh hưởng rất lớn tới các biện pháp thi công đào, đắp
đất. Biết được các độ dốc tự nhiên của đất ta mới đề ra được biện pháp thi cơng
có hiệu quả. Ví dụ: Thi cơng có mái dốc hay khơng có, bố trí các máy móc thi
cơng nằm ngồi khu vực đào hố móng, bố trí các đống đất đổ trên mặt bằng, nếu
mặt bằng chật hẹp thì phải chống tường hố đào;
+ Khi đào đất tạm thời phải tuân theo độ dốc cho phép cho ở bảng 1.
Bảng 2.4. Độ dốc mái đất của các hố đào tạm thời
Độ dốc lớn nhất cho phép khi chiều số hố móng
bằng (m)
Loại đất

1,5 m

3m

Góc
nghiêng
mái dốc

Tỉ lệ

Đất mượn

5m
Tỉ lệ

độ
dốc

Góc
nghiêng
mái dốc

Tỉ lệ

độ
dốc

Góc
nghiêng
mái dốc

56

1:0,67

45

1:1

38

1:1,25

Đất cát và cát cuội ẩm

63

1:0,50

45

1:1

45

1:1

Đất cát pha

76

1:0,25

56

1:0,67

50

1:0,85

Đất thịt

90

1:0

63

1:0,50

53

1:0,75

Đất sét

90

1:0

76

1:0,25

63

1:0,5

Hoàng thổ và những

loại đất tương tự trong
trạng thái khô

90

1:0

63

1:0,50

63

1:0,5

14

độ
dốc


Chiều sâu của một số hố đào vách thẳng đứng mà không cần chống đỡ
trong các loại đất khác nhau:
Bảng 2.5. Bảng hạn chế về chiều sâu hố đào không cần chống
Loại đất

Chiều sâu không vƣợt quá

Đất cát và đất lẫn sỏi sạn

1m

Đất cát pha

1,25 m

Đất thịt và đất sét

1,5 m

Đất thịt chắc và đất sét chắc (khi

2m

đào phải dùng cuốc chim, xà beng)
2.1.3.4. Độ tơi xốp 

- Định nghĩa: Là tính chất thể hiện khả năng thay đổi thể tích của đất trước
và sau lúc đào. Ký hiệu:  (%).
- Cơng thức xác định:


V  V0
100(%)
V0

(2.5)

Trong đó :
+ V0: Thể tích đất nguyên thổ (nằm nguyên vị trí của nó ở vỏ trái đất khi

kiến tạo), m3;
+ V: Thể tích đất sau khi đào lên đổ đống trên bờ hoặc trong thùng xe vận
chuyển, m3.
- Tính chất: Có hai hệ số tơi xốp:
+ 0: C tơi xốp ban đầu khi đất đào lên chưa đầm nén;
+ : V tơi xốp sau khi đất đã đầm nén.
Bảng 2.6. Độ tơi xốp của đất
Loại đất

Độ tơi xốp ban đầu

Độ tơi xốp sau khi đầm

Đất cát, sỏi

8 - 15%

1 - 2,5%

Đất dính cấp I - IV

20 - 30%

3 - 4%

Đất đá

30 - 45%

10 - 30%

15


Bảng 2.7. Hệ số chuyển từ tự nhiên sang đất tơi
Tên đất

Hệ số chuyển từ tự

Ghi chú

nhiên sang đất tơi

Cuội

1,26 - 1,32

Đất sét

1,26 - 1,32

Sỏi nhỏ và trung

1,14 - 1,26

Đất hữu cơ

1,20 - 1,28

Hoàng thổ

1,14 - 1,28

Cát

1,08 - 1,07

Cát lẫn đá dăm và sỏi

1,14 - 1,28

Đất cứng đã nổ mìn tơi

1,45 - 1,50

Đất pha cát nhẹ

1,14 - 1,28

Đất pha cát nhẹ nhưng
lẫn cuội, sỏi, đá dăm
Đất pha sét nặng không
lẫn cuội, sỏi, đá dăm
Đất cát pha có lẫn cuội,
sỏi, đá dăm

Đối với từng loại đất cụ
thể, phải thí nghiệm kiểm
tra lại hệ số tơi xốp của
đất tại hiện trường

1,26 - 1,32
1,24 - 1,30
1,14 - 1,28

- Đất càng rắn chắc hay cấp đất càng lớn thì độ tơi xốp càng lớn, khi thi
cơng sẽ gặp nhiều khó khăn, giá thành thi công tăng. Tăng khối lượng đất thừa
phải vận chuyển ra khỏi mặt bằng.
- Đất xốp, rỗng có độ tơi xốp nhỏ, có khi có giá trị âm.
2.1.3.5. Lưu tốc cho phép
- Định nghĩa: Là tốc độ của dòng chảy mà khơng gây xói lở đất.
- Tính chất:
+ Đất có lưu tốc cho phép càng lớn thì khả năng chống xói mịn càng cao;
+ Đối với các cơng trình bằng đất có tiếp xúc với dịng chảy như đập, kênh,
mương… cần quan tâm đến tính chất này khi chọn đất thi cơng;
+ Muốn tránh xói lở đất thì lưu tốc dịng nước chảy theo mặt đất không
được lớn hơn một trị số ở đó các hạt đất bắt đầu bị lơi cuốn đi.
- Một số lưu tốc cho phép của một số loại đất:
16


Bảng 2.8. Bảng lƣu tốc cho phép
Loại đất

TT

Lƣu tốc cho phép Vcp (m/s)

1

Đất cát

0,45 - 0,8

2

Đất thịt chắc

0,8 - 1,8

3

Đất đá

2 - 3,5

- Khi thi cơng các cơng trình gặp dịng chảy có tốc độ lớn hơn lưu tốc cho
phép ta phải tìm cách giảm tốc độ dịng chảy (giảm độ dốc mặt đất) để bảo vệ
cơng trình hoặc khơng cho dịng chảy tác dụng trực tiếp vào cơng trình (đắp đê,
chuyển hướng dòng chảy).
2.2. Xác định khối lƣợng đất và cơng tác đất
2.2.1. Xác định kích thước cơng trình đất và tính khối lượng cơng tác đất
2.2.1.1. Xác định kích thước cơng trình đất
a. Khái niệm
- Việc tính tốn khối lượng đất có ý nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế
và thi cơng các cơng trình có liên quan đến cơng tác đất.
- Về mặt thiết kế: Có tính được khối lượng đất thì mới tính được dự tốn
thơng qua việc dự báo khối lượng và bóc tách tiên lượng.
- Về mặt thi cơng: Việc tính khối lượng đất giúp ta lập kế hoạch tổ chức thi
công và phục vụ cho việc thanh quyết toán khối lượng.

- Các cơng trình đất thường có kích thước rất lớn theo không gian 3 chiều
như đê, đập, nền đường, nếu lấy kích thước tính tốn sai lệch một ít cũng có thể
dẫn đến sai khác rất lớn khi tính tốn khối lượng đất dẫn đến sai dự toán, sai
lệch trong tổ chức thi cơng.
- Mỗi dạng cơng trình đất khác nhau sẽ có cách xác định kích thước khác
nhau. Trong bài này, ta sẽ xác định kích thước của một số dạng cơng trình
thường gặp.
b. Kích thước một số cơng trình thường gặp
* Với các cơng trình chạy dài
- Kích thước nền đường, kênh mương, hệ thống đê điều: Để tính tốn khối
lượng cơng tác đất người ta chia cơng trình thành nhiều đoạn, mỗi đoạn nằm
giữa 2 mặt cắt có tiết diện ngang F1, F2, thể tích của mỗi đoạn là Vi thì tổng các
Vi sẽ là thể tích của cơng trình chạy dài. Để tính các thể tích đất V i thì ta phải
xác định diện tích mặt cắt ngang.
17


- Ví dụ: Để tính tốn khối lượng cơng tác đất của một con kênh có chiều
dài L, mặt cắt ngang như hình 2.3:
+ Kích thước đáy dưới mương là b, m;
+ Chiều dài kênh L, m;
+ Chiều cao đào đất là h (cốt đất tự nhiên và cốt đáy móng lấy ở bản vẽ kỹ
thuật), m;
+ Hệ số mái dốc m.
a

m

h

m

b

mh

Hình 2.3. Mặt cắt ngang kênh khi đào trên đất phẳng
- Như vậy, bề rộng cạnh trên của hố đào trong trường hợp cốt đất tự nhiên
phẳng B là:
(2.6)
B  b  2m.h
- Nếu cốt đất tại vị trí đào, đắp cơng trình chạy dài, khơng bằng phẳng thì
có thể xác định các diện tích mặt cắt ngang F (m2) của kênh như sau:
B

A
h2
m

m

h1

F2

F1
D

C
mh 1

b

mh2

mh1+ b + mh2

Hình 2.4. Cốt đất không bằng nhau, mặt đất không bằng phẳng
+ Cơng thức xác định diện tích mặt cắt kênh F:
F = FABCD – (F1 + F2)
(2.7.a)
 h  h 
  m.h2  m.h22 
F   1 2    b  m.h1  m.h2    1

2
 2 
 


18

(2.7.b)


- Khi đào một hố móng cơng trình, loại đất và chiều sâu hố ảnh hưởng tới
hệ số mái dốc của hố.
- Chiều rộng đáy móng băng, móng độc lập tối thiểu phải bằng kích thước
đáy móng cộng 0,1 m bê tơng lót về 2 phía, khoảng cách để đặt ván khuôn và
neo giằng, tăng thêm 0,2 m (TCVN 4447-1987, mục 3.9).

- Trong trường hợp cần thiết có cơng nhân làm việc dưới đáy móng thì
khoảng cách tối thiểu giữa kết cấu móng và vách hố móng phải lớn hơn 0,7 m.
- Nếu hố móng có mái dốc thì khoảng cách giữa chân mái dốc và chân kết
cấu móng ít nhất phải là 0,3 m.
- Nếu hố móng lớn và rất lớn, thi cơng bằng máy thì khoảng lưu khơng phải
lấy rộng hơn kích thước cơng trình từ (1 ÷ 1,5 m).
- Ví dụ: Xác định kích thước hố đào cho một cơng trình có đáy F = a.b và
chiều sâu đáy hố móng là h.
+ Căn cứ vào cấp đất và chiều sâu hố móng ta xác định được hệ số mái dốc.
+ Chiều sâu hố đào được xác định:
H  h  hbtlot

(2.8)

Trong đó: h, hbtlot là chiều sâu chơn móng và độ dày bê tơng lót theo thiết
kế, m.
Xác định kích thước đáy hố đào:

H

100

100
h1

a1

am

a1

Hình 2.5. Xác định kích thƣớc hố đào móng đơn
a = am + 2a1 + 0,2

(2.8.a)

b = bm + 2a1 + 0,2

(2.8.b)

Trong đó:
+ am, bm: Là kích thước hố móng, m;
+ a1: Là khoảng cách thi công - khoảng lưu không;
+ 0,2 m: Là phần bê tơng lót đổ rộng hơn đáy móng về hai phía.
19


Xác định kích thước miệng hố đào A, B (m):
A  a  2m.( H  h1 )

(2.8.c)

B  b  2m.( H  h1 )

(2.8.d)

2.2.1.2. Phương pháp tính
- Dựa vào các phương pháp tính thể tích của hình học khơng gian.
- Khi cơng trình có hình dáng đúng với các hình thơng thường như hình trụ,
hình hộp, hình nón... thì chỉ cần áp dụng những cơng thức sẵn có để tính.

- Với những cơng trình có hình dáng phức tạp, ta phải dùng phương pháp
tính gần đúng, sao cho sai số nằm trong phạm vi cho phép. Để nâng cao độ
chính xác, ta phải chia làm nhiều hình khối rồi tổng cộng những khối nhỏ lại.
2.2.2. Tính tốn khối lượng cơng trình đất có dạng hình khối

Hình 2.6. Hố móng, khối đất đắp
* Cơng thức tính khối lượng:
V4

V4

c
v2
a'

d'

v3
d

H

V1
v3

b'

c'

a

d

V4

V4

v2

b
a

B

c

Hình 2.7. Hố móng
- Tiến hành đo vẽ các kích thước.
- Từ 4 đỉnh đáy nhỏ, dựng 4 đường vng góc với đáy trên, cắt đáy trên tại
I, J, K, L.
20


- Qua các cạnh ở đáy nhỏ, dựng 4 mặt phẳng vng góc với đáy trên: 4 mặt
phẳng chia hình khối làm 9 khối nhỏ.
- Ta thấy:
V  V1  2V2  2V3  4V4

(2.9.a)

V1  a.b.H

(2.9.b)

1  d b 
a. 
 .H
2  2 

(2.9.c)

1 ca
V3  b. 
 .H
2  2 

(2.9.d)

1 c a   d b 
V4  
 .
 .H
3 2   2 

(2.9.e)

Trong đó:

V2 

- Nếu cao trình của các khối đất đào V1, V2, V3, V4 khơng bằng nhau thì
nên tính riêng từng khối, cao trình của các khối lấy gần đúng bằng cách tính
trung bình cộng các đỉnh của khối thể tích:
n

V  Vi 
i 1

H
  a.b   a  c  .  b  d   c.d 
6 

(2.9.f)

Trong đó:
+ a, b: Chiều dài, rộng của đáy dưới hố móng, m;
+ c, d: Chiều dài, rộng của đáy trên hố móng, m;
+ H: Chiều cao hố móng, m.
2.2.3. Tính tốn khối lượng cơng trình đất chạy dài
Thường áp dụng cho những cơng trình có cạnh thứ ba lớn hơn hai cạnh còn
lại nhiều lần như nền đường, đê, đập...
2.2.3.1. Phương pháp tính
- Do mặt đất tự nhiên khơng bằng phẳng nên chiều cao của cơng trình ln
thay đổi. Do đó, để tính chính xác khối lượng đất, ta chia cơng trình thành
những đoạn mà chiều cao trong mỗi đoạn đó thay đổi khơng đáng kể.
- Ta tính thể tích Vi của mỗi đoạn.
- Khối lượng thể tích đất V (m3):
n

V  Vi

(2.10)

i 1

- Chia càng nhỏ thì kết quả càng chính xác.
21