Thi Cong Nen Duong

http://www.ebook.edu.vn Trang 1

CCCCh−¬h−¬h−¬h−¬NG 1NG 1NG 1NG 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 đường là bộ phận chủ yếu của công trình đường, có tác dụng khắc phục địa hình

thiên nhiên, nhằm tạo nên một tuyến đường có các tiêu chuấn kỹ thuật phù hợp với một cấp

hạng đường nhất định, nhiệm vụ của nó là đảm bảo cường độ và độ ổn định của áo đường.

Nó là nền tảng của áo đường; cường độ, tuổi thọ và chất lượng sử dụng của áo đường phụ

thuộc rất lớn vào cường độ và độ ổn định của nền đường.

1.1.2. Yêu cầu đối với nền đường.

+ Đảm bảo ổn định toàn khối,

+ Nền đường phải đảm bảo có đủ cường độ nhất định,

+ Đảm bảo ổn định cường độ trong suốt thời kỳ khai thác.

Yêu tố chủ yếu ảnh hưởng tới cường độ và độ ổn định của nền đường bao gồm:

+ Tính chất của đất nền đường. (vật liệu xây dựng nền đường).

+ Phương pháp thi công đặc biệt là chất lượng đầm lèn.

+ Biện pháp thoát nước và biện pháp bảo vệ nền đường.

Trong từng điều kiện cụ thể, có thể xảy ra các hiện tượng hư hỏng sau đối với nền đường :

+ Nền đường bị lún:

+ Nền đường bị trượt: do nền đường đắp trên sườn dốc mà không rẫy cỏ, đánh

bậc cấp...

+ Nền đường 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 đường.

Trong xây dựng đường, công tác làm nền đường chiếm tỷ lệ khối lượng rất lớn, nhất

là đường vùng núi, đòi hỏi nhiều sức lao động 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 đường cũng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng chung của công trình nền

đường.


Vì vậy trong công tác tổ chức thi công nền đường phải bảo đảm:

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 để

công tác điều phối đất,

4. Các khâu công tác thi công phải được tiến hành theo kế hoạch thi công đã định,

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 đường:

Đối với công tác thi công nền đường, thường căn cứ vào khối lượng thi công của công

trình, chia làm hai loại:

+ Công trình có tính chất tuyến: khối lượng đào đắp không lớn và phân bố tương đối

đều dọc theo tuyến.

+ Công trình tập trung: là công trình có khối lượng thi công tăng lớn đột biến trên một

đoạn đường có chiều dài nhỏ, ví dụ: như tại các vị trí đào sâu, đắp cao.

Việc phân loại này giúp ta xác định được tính chất của công trình, từ đó đề ra giải pháp thi

công thích hợp.

1.2.2. Phân loại đất xây dựng nền đường:

Có nhiều cách phân loại đất nền đường:

1.2.2.1. Phân loại theo mức độ khó dễ khi thi công:

- Đất: được phân thành 4 cấp: CI , CII , CIII , CIV (cường độ của đất tăng dần theo cấp

đất). Đất cấp I, II thường không được dùng để đắp nền đường mà chỉ dùng đất cấp III

và cấp IV.

- Đá: được phân thành 4 cấp: CI , CII , CIII , CIV (cường độ của đá giảm dần theo cấp đá).

Đá CI : Đá cứng, có cường độ chịu nén >1000 daN/cm2.

Đá CII : Đá tương đối cứng, có cường độ chịu nén từ 800-1000 daN/cm2.

Đá CIII : Đá trung bình, có cường độ chịu nén từ 600 - 800 daN/cm2.

Đá CIV : Đá tương đối mềm, giòn, dễ dập, có cường độ chịu nén < 600 daN/cm2.

Trong đó đá CI, CII chỉ có thể thi công bằng phương pháp nổ phá, còn đá CIII và

CIV có thể thi công bằng máy.

Cách phân loại này dùng làm căn cứ để chọn phương pháp thi công hợp lý từ đó đưa

ra được định mức lao động tương ứng và tính toán được giá thành, chi phí xây dựng công

trình. (Ví dụ: đất đá khác nhau thì độ dốc ta luy khác nhau → khối lượng khác nhau, đồng

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:


Cách phân loại này cho người thiết kế, thi công biết được tính chất, đặc điểm và điều

kiện áp dụng của mỗi loại đất. Theo tính chất xây dựng người ta phân thành:

- Đá: các loại đá phún xuất, trầm tích, biến chất ở trạng thái liền khối hoặc rạn nứt.

Đá dùng để đắp nền đường rất tốt đặc biệt là tính ổn định nước. Tuy nhiên do có giá

thành cao nên nó ít được dùng để xây dựng nền đường mà chủ yếu dùng trong xây

dựng mặt đường.

- Đất: là vật liệu chính để xây dựng nền đường; đất 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: đất á cát, á sét, sét.

Có rất nhiều loại đất khác nhau, tuy nhiên trong xây dựng nền đường thì vấn đề

quan trọng nhất là phải chọn được loại đất phù hợp với từng công trình nền đường,

đặc biệt là phù hợp với chế độ thuỷ nhiệt của nền đường.

* Đất cát: Là loại vật liệu rất kém dính (c=0), trong đó không hoặc chứa rất ít hàm

lượng đất sét. Do vậy đất cát là loại vật liệu có thể dùng cho mọi loại nền đường

đặc biệt các đoạn chịu ảnh hưởng nhiều của nước.

* Đất sét: Trong đất chứa nhiều thành phần hạt sét, có lực dính C lớn. Khi đầm chặt

cho cường độ khá cao. Tuy nhiên do có nhiều hạt sét nên đất sét là vật liệu kém

ổn định với nước, khi bị ngâm nước hoặc bị ẩm, cường độ của nó giảm đi rất

nhiều. Do đó, đất sét thường chỉ dùng ở những nơi không hoặc ít chịu ảnh hưởng

của nước.

* Đất cấp phối, sỏi đồi: Là loại cấp phối tự nhiên, có nhiều ở vùng trung du, đồi núi

thấp. Trong thành phần hạt, sỏi sạn chiếm tỷ lệ tương đối lớn, khi đầm chặt cho

cường độ rất cao (E0 ≈ 1800daN/cm2). Tuy nhiên trong thành phần của nó cũng

chứa một hàm lượng sét nhất định nên nó cũng là loại vật liệu kém ổn định với

nước. Do vậy, vật liệu này chỉ sử dụng ở những nơi ít chịu ảnh hưởng của nước,

hoặc để làm lớp trên cùng của nền đường.

* Đất á sét, á cát: Là loại đất có tính chất ở mức độ trung bình giữa đất cát và đất

sét, do vậy nó cũng được dùng phổ biến trong xây dựng nền đường.

a) Đất sét b) Đất cát c) Đất á cát, á sét

τ

τ

σ σ

ττ σ φ

σ

τ σ φτ


* Các loại đất sau không dùng để đắp nền đường: Đất chứa nhiều chất hữu cơ, đất

than bùn, đất chứa nhiều lượng muối hoà tan, đất có độ ẩm lớn.

1.3. TRÌNH TỰ VÀ NỘI DUNG THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG.

Khi tổ chức thi công nền đường phải căn cứ vào điều kiện thiên nhiên, tình hình máy

móc, thiết bị, nhân lực để 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 đường trên thực địa,

- Lên ga, phóng dạng nền đường,

- Xác định phạm vi thi công,

- Làm các công trình thoát nước,

- Làm đường tạm đưa 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 đạo thi công,

- Chuyển quân, xây dựng lán trại,

- Điều tra phong tục tập quán địa phương, điều tra tình hình khí hậu thủy văn tại

tuyến đường v.v...

1.3.2. Công tác chính.

+ Xới đất

+ Đào vận chuyển đất.

+ Đắp đất, đầm chặt đất.

+ 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 đường phải căn cứ vào loại tính chất công

trình, thời hạn thi công, điều kiện nhân vật lực, thiết bị hiện có. Sau đây là các phương pháp

thi công nền đường 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 để 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 điều kiện không sử dụng được máy móc (diện thi công quá

hẹp, không đủ diện tích cho máy hoạt động).

1.4.2. Thi công bằng máy.


- Sử dụng các loại máy làm đất bao gồm: máy xới, máy ủi, máy đào, máy xúc chuyển,

máy lu v.v... để tiến hành thi công.

- Phương pháp này cho năng suất cao, chất lượng tốt, là cơ sở để hạ giá thành xây

dựng.

- Phương pháp thi công này thích hợp với công trình có khối lượng đào đắp lớn, yêu

cầu thi công nhanh, đòi 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 để đào đắp đất đá xây

dựng nền đường, bên cạnh đó dùng các thiết bị phụ trợ cần thiết: như thiết bị khoan lỗ

mìn, đào buồng mìn, kíp nổ, mồi nổ...

- Thi công bằng thuốc nổ có thể đảm bảo nhanh chóng, không đòi hỏi nhiều nhân lực,

máy móc nhưng yêu cầu phải tuyệt đối an toàn.

- Phương pháp này thường dùng ở những nơi đào nền đường qua vùng đá cứng hoặc

các trường hợp phức tạp mà các phương pháp khác không thi công được.

1.4.4. Thi công bằng sức nước

- Thi công bằng sức nước là lợi dụng sức nước xói vào đất làm cho đất tở ra, hòa vào

với nước, đất lơ lửng ở trong nước rồi được dẫn tới nơi đắp.

- Như vậy, các khâu công tác đào và vận chuyển đất đều nhờ sức nước.

Nhận xét:

Các phương pháp thi công chủ yếu trên có thể được áp dụng đồng thời trên các đoạn

khác nhau, hay phối hợp áp dụng trên cùng một đoạn tuỳ theo điều kiện địa hình địa chất,

thủy văn, điều kiện máy móc, thiết bị, nhân lực, điều kiện vật liệu mà áp dụng các phương

pháp trên với mức độ 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 đất đá cứng thì kết hợp với phương

pháp thi công bằng thuốc nổ.


CH−¬ng 2.CH−¬ng 2.CH−¬ng 2.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 định

có thể dài hay ngắn; trong quá trình đó các cọc định vị trí tuyến đường khi khảo sát có thể bị

hỏng hoặc mất do nhiều nguyên nhân.

Do đó cần phải bổ sung và chi tiết hoá các cọc để làm cho việc thi công được dễ dàng,

định được phạm vi thi công và xác định khối lượng thi công được chính xác.

Nội dung công tác khôi phục cọc và định phạm vi thi công gồm:

- Khôi phục cọc đỉnh: Cọc đỉnh được cố định bằng cọc bê tông đúc sẵn hoặc đổ tại chỗ.

Khi khôi phục cọc đỉnh xong phải tiến hành giấu cọc đỉnh 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 đi song song với vách đá cao).

- Khôi phục tại thực địa những cọc chủ yếu xác định vị trí tuyến đường thiết kế:

+ Điểm đầu, điểm cuối.

+ Cọc lý trình (cọc H, cọc kilomét).

+ Cọc chủ yếu xác định đường cong (NĐ, NC, TĐ, TC, P).

+ Cọc xác định vị trí các công trình (Cầu, cống, kè, tường chắn…)

- Khôi phục cọc chi tiết và đóng thêm cọc phụ:

+ Trên đường thẳng: khôi phục như thiết kế.

+ Trên đường cong: khoảng cách giữa các điểm chi tiết tuỳ thuộc vào bán kính

đường cong:

R < 100m : khoảng cách cọc 5m

R = 100 - 500m : khoảng cách cọc 10m

R > 500m : khoảng cách cọc 20m

+ Có thể đóng thêm cọc phụ ở những đoạn cá biệt để tính khối lượng được chính

xác hơn (Thiết kế kỹ thuật: 20-30m/cọc, khi cần chi tiết có thể 5-10m/cọc):

* Các đoạn có thiết kế công trình tường chắn, kè...

* Các đoạn có nghi ngờ về khối lượng.

* Các đoạn bị thay đổi địa hình.

- Kiểm tra cao độ mốc và có thể thêm các mốc cao độ mới để thuận tiện trong quá trình

thi công (các mốc gần công trình cầu cống để tiện kiểm tra cao độ khi thi công).

Thông thường khoảng cách giữa các mốc đo cao như sau:

+ 3km : vùng đồng bằng,


+ 2km : vùng đồi,

+ 1km : vùng núi.

+ Ngoài ra còn phải đặt mốc đo cao ở các vị trí công trình: cầu, cống, kè, ở các

chỗ đường giao nhau khác mức v.v...

Tuỳ thuộc tầm quan trọng của công trình mà cao độ có thể được xác định theo

mốc cao độ quốc gia hay mốc cao độ giả định.

- Kiểm tra độ 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 đích: Công tác lên khuôn đường (còn gọi là công tác lên ga) nhằm cố định những

vị trí chủ yếu của mặt cắt ngang nền đường trên thực địa để đảm bảo thi công nền

đường đúng với thiết kế.

- Tài liệu dùng để lên khuôn đường là: bản vẽ mặt cắt dọc, bình đồ và mặt cắt ngang nền

đường.

- Đối với nền đắp, công tác lên khuôn đường bao gồm việc xác định độ cao đắp đất tại

trục đường và mép đường, xác định chân ta luy.

- Đối với nền đào các cọc lên khuôn đường phải rời ra khỏi phạm vi thi công, trên các

cọc này phải ghi lý trình và chiều sâu đào đất: sau đó phải định đươc mép ta luy nền

đào.

- Khi thi công cơ giới, các cọc lên khuôn đường có thể bị mất đi trong quá trình thi công

cần phải dời ra khỏi phạm vi thi công.

- Xác định phạm vi thi công, phạm vi giải phóng mặt bằng để tiến hành giả phóng mặt

bằng.

Nhận xét: Công tác GPMB thường rất phức tạp, tốn kém, ảnh hưởng nhiều đến tiến độ thi

công công trình. Do đó, ngay từ khâu thiết kế cần lưu ý tới vấn đề 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 đảm bảo nền đường ổn định và có đủ cường độ cần thiết thì trước khi thi công nền

đường đặc biệt là các đoạn nền đường đắp phải làm công tác dọn dẹp. Công tác này bao

gồm:

- Bóc đất hữu cơ.

- Nạo vét bùn.

- Phải chặt các cành cây vươn xoè vào phạm vi thi công tới độ cao 6m, phải đánh gốc

cây khi chiều cao nền dắp nhỏ hơn 1,5m hoặc khi chiều cao gốc cây cao hơn mặt đất tự

nhiên 15-20cm. Các trường hợp khác phải chặt cây (chỉ để gốc còn lại cao hơn mặt đất

15cm).

- Các hòn đá to cản trở việc thi công nền đào hoắc nằm ở các đoạn nền đắp có chiều cao

nhỏ hơn 1,5m, đều phải dọn đi. Thường những hòn đá có thể tích trên 1,5m3 thì phải


dùng mìn để phá nổ, còn những hòn đá nhỏ hơn có thể dùng máy để đưa ra khỏi phạm

vi thi công.

- Các hòn đá tảng nằm trong phạm vi hoạt động của nền đường cần phá bỏ để đảm bảo

nền đồng nhất, tránh lún không đều.

H (1.5m

)

Vïng ho¹t ®éng cña nÒn ®−êngCÇn xö lý

Kh«ng cÇn xö lý

- Trong phạm vi thi công nếu có các đống rác, đầm lầy, đất yếu, đất muối, hay hốc

giếng, ao hồ... đều cần phải xử lý thoả đáng trước khi thi công. Tất cả mọi chướng ngại

vật trong phạm vi thi công phải phá dỡ và dọn sạch.

+ Trong phần nền đắp, các hố đào bỏ cây cối hoặc các chướng ngại vật đều phải được

lấp và đầm chặt bằng các vật liệu thích hợp như vật liệu đắp nền đường thông

thường.

+ Việc đổ bỏ, huỷ bỏ các chất thải do dọn dẹp mặt bằng phải tuân thủ pháp luật và các

quy định của địa phương. Nếu đốt (cây, cỏ) phải được phép và phải có người trông

coi để không ảnh hưởng đến dân cư và công trình lân cận.

+ Chất thải có thể được chôn lấp với lớp phủ dầy ít nhất 30cm và phải bảo đảm mỹ

quan.

+ Vị trí đổ chất thải nếu nằm ngoài phạm vi chỉ giới giải phóng mặt bằng thì phải có

sự cho phép của địa phương (qua thương lượng).

+ Vật liệu tận dụng lại phải được chất đống với mái dốc 1:2 và phải bố trí ở những nơi

không ảnh hưởng đến việc thoát nước; phải che phủ bề mặt đống vật liệu.

2.4. BẢO ĐẢM THOÁT NƯỚC TRONG THI CÔNG

Trong suốt quá trình thi công phải chú ý và đảm bảo thoát nước để tránh các hậu quả

xấu có thể xẩy ra phải ngừng thi công một thời gian, phải làm thêm một số công tác do mưa

gây ra hoặc có khi phải phá công trình để làm lại v.v...

Để đảm bảo thoát nước trong thi công, cần chú ý tổ chức thi công đầu tiên các công

trình thoát nước có trong thiết kế, đồng thời có thể phải làm thêm một số công trình phụ như

mương rãnh tạm chỉ dùng trong thời gian thi công, các công trình phụ này cần được thiết kế

trong khi lập thiết kế tổ chức thi công đường.

Ngoài ra trong mỗi công trình cụ thể cũng cần phải có những biện pháp kỹ thuật và tổ

chức để bảo đảm thoát nước:

- Khi thi công nền đắp, phải đảm bảo cho bề mặt của nó có độ dốc ngang. Để đảm

bảo an toàn cho máy làm đường và ô tô chạy, trị số độ dốc ngang không quá 10%.


- Khi thi công nền đường đào 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 đến công trường các

máy móc thiết bị đáp ứng được các yêu cầu thi công theo đúng các quy định trong hợp

đồng thầu, phải đào tạo công nhân sử dụng các máy móc thiết bị đó 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 để tiến hành

công tác sửa chữa và bảo dưỡng máy trong khi thi công.

- Phải thực hiện tốt phương châm “phân công cố định người sử dụng máy, định rõ trách

nhiệm, vị trí công tác”.


CCCCh−¬ng h−¬ng h−¬ng h−¬ng 3.3.3.3.

CÁC PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP

Khi thi công nền đường đào và nền đường đắp, có thể có nhiều phương án thi công

khác nhau.

Chọn phương án thi công nào, phải xuất phát từ tình hình cụ thể và phải thỏa mãn được

yêu cầu sau: Máy móc và nhân lực phải được sử dụng thuận lợi nhất, phát huy được tối đa

công suất của máy, phải có đủ diện thi công, đảm bảo máy móc và nhân lực làm việc được

bình thường và an toàn.

3.1. CÁC PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO

3.1.1. Phương án đào toàn bộ theo chiều ngang.

- Trên toàn bộ chiều dài đoạn nền đường đào, tiến hành chia thành nhiều đoạn nhỏ, trên

mỗi đoạn nhỏ tiến hành đào trên toàn bộ mặt cắt ngang nền đường (chiều rộng và chiều

sâu) hạ xuống cao độ thiết kế, có thể đào từ một đầu hoặc từ cả hai đầu đoạn nền đào,

tiến dần vào dọc theo tim đường. (hình 3-l).

a) Đào trên toàn mặt cắt b) Đào theo bậc

Hình 3.1. Đào toàn bộ theo chiều ngang.

- Có thể dùng các giải pháp thi công sau:

+ Sử dụng máy xúc (máy đào), là loại máy thích hợp nhất để thi công. Tuy nhiên, để

nâng cao năng suất của máy thì chiều cao mỗi bậc phải đảm bảo máy xúc đầy gầu

(3- 4m, tuỳ theo loại đất và dung tích gầu).

+ Thi công bằng thủ công: Biện pháp này chỉ dùng khi nền đào có khối lượng nhỏ

hoặc không thể thi công bằng máy. Chiều cao đào của mỗi bậc độ l,5 đến 2,0m để

đảm bảo an toàn lao động và thi công thuận lợi

NÒn ®¾p

H−íng ®µo

NÒn ®µo

A

A

NÒn ®¾p B

H−íng ®µo

NÒn ®µo

B

A - A

1: m

1: m

B - B

BËc thø 1

BËc thø 2

§−êng vËn chuyÓn ®Êt

a)

b)

BËc thø 1

BËc thø 2

Phần đào sau cùng


- Nếu nền đường sâu, có thể chia làm nhiều bậc để đồng thời tiến hành thi công, để tăng

diện thi công nhưng phải đảm bảo mỗi bậc có đường vận chuyển đất 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 đoạn nền đào sâu và ngắn.

3.1.2. Phương án đào từng lớp theo chiều dọc.

- Tức là đào từng lớp theo chiều dọc trên toàn bộ chiều rộng của mặt cắt ngang nền

đường (hình 3-2) và đào sâu dần xuống dưới.

NÒn ®¾p NÒn ®¾p

NÒn ®µo

1 23 4

5 67

Hình 3.2. Đào từng lớp theo chiều dọc

- Có thể dùng các loại máy sau để thi công:

+ Nếu cự ly vận chuyển ngắn (<100m) thì có thể dùng máy ủi.

+ Nếu cự ly vận chuyển dài (100<L<1000m) thì có thể dùng máy xúc chuyển.

+ Nếu cự ly vận chuyển L>1000m thì có thể dùng máy xúc kết hợp ô tô vận

chuyển hoặc máy ủi để đào kết hợp máy xúc và ô tô vận chuyển.

- Để đảm bảo thoát nước tốt, bề mặt đào phải luôn luôn dốc ra phía ngoài.

- Phương án này thích hợp khi địa chất của nền đào gồm nhiều tầng lớp vật liệu khác

nhau mà có thể tận dụng vật liệu đào để đắp nền tuy nhiên, phương án này không thích

hợp với nơi địa hình dốc và bề mặt gồ ghề không thuận tiện cho máy làm việc.

3.1.3. Phương án đào hào dọc.

- Khi dùng phương án này, thì đào một hào dọc hẹp trước rồi lợi dụng hào dọc đó mở

rộng sang hai bên hình (3-3), như vậy có thể tăng diện thi công, có thể lợi dụng hào dọc

đó để làm đường vận chuyển và thoát nước ra ngoài.

- Để đào hào dọc có thể dùng một trong hai phương trên.

- Sau khi đào hào dọc xong, có thể dùng máy xúc hay nhân lực để thi công nền đường

theo phương án này.

1 4 5 623

7 10 1189

Hình 3.3. Đào hào dọc

- Có thể lắp đường ray, dùng xe goòng để vận chuyển đất.

- Phương án này thích hợp với các đoạn nền đào vừa dài vừa sâu.

3.1.4. Phương án đào hỗn hợp.


Có thể phối hợp phương án l và 3, tức là đào một hào dọc trước rồi đào thêm các hào

ngang để tăng diện tích thi công (hình 3-4). Mỗi một mặt đào có thể bố trí một tổ hay một

máy làm việc.

Hµo ®µo ngang

Hµo ®µo däc

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 địa chất của nền đào. Nếu đất của nền đào dùng

để đắp mà có nhiều loại khác nhau, phân bố theo nhiều lớp nằm ngang thì dùng phương pháp

đào từng lớp theo chiều dọc là hợp lý hơn (vì nó thoả mãn các yêu cầu đối với việc đắp nền

đắp.

Khi đổ đống đất bỏ của nền đào về phía trên sườn dốc thi cần đổ liên tục thành đê ngăn

nước, dẫn nước ra ngoài không để chảy vào nền đường. Nếu đổ phía dưới sườn dốc, thì phải

đổ gián đoạn để đảm bảo nước có thể thoát ra ngoài một cách thuận lợi .

Khi đổ đất ở ven sông suối, không được chắn ngang hay làm hẹp lòng sông suối.

Đường đào hoàn thành đến đâu phải làm ngay hê thống cống rãnh thoát nước đến đó,

đảm bảo mặt đường luôn luôn khô ráo.

3.2. PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP

3.2.1. Xử lý nền đất thiên nhiên trước khi đắp.

Trước khi đắp đất làm nền đường, để bảo đảm nền đường ổn định, chắc chắn không bị

lún, trụt, trượt, thì ngoài việc đảm bảo yêu cầu về đắp đất ra, phải xử lý tốt nền đất thiên

nhiên.

a. Nền thông thường: căn cứ vào độ dốc sườn tự nhiên

- Nếu độ dốc sườn tự nhiên is < 20% chỉ cần tiến hành rẫy cỏ, bóc đất hữu cơ ở phạm vi

đáy 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 đó, lâu dần làm xói đáy nền, làm giảm sức bám của

nền với mặt đất tự nhiên và sẽ làm cho nền bị trượt.

- Nếu độ dốc sườn tự nhiên is = 20 - 50% : cần đánh bậc cấp theo quy định sau:

+ Nếu thi công bằng thủ công thì bề rộng bậc cấp b = 1.0m


+ Nếu thi công bằng máy thì chiều rộng bậc cấp phải đảm bảo đủ diện thi công

cho máy làm việc, thường b = 2 - 4.0m.

+ Mỗi cấp cần dốc vào phía trong từ 2% đến 3%.

- Nếu độ dốc sườn tự nhiên is > 50% : cần có biện pháp thi công riêng, làm các công

trình chống đỡ như : tường chắn, kè chân, kè vai đường...

1:m

1:m

b

20%<is<50%

2 - 3%

Hình 3.5. Cấu tạo bậc cấp

b. Nền có đất yếu: Có thể dùng một số biện pháp sau:

- Xây dựng nền đắp theo giai đoạn,

- Tăng chiều rộng của nền đường, làm bệ phản áp,

- Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ đất yếu,

- Giảm trọng lượng nền đắp,

- Phương pháp gia tải tạm thời,

- Thay đất hoặc làm tầng đệm cát,

- Đắp đất trên bè,

- Sử dụng đường thấm thẳng đứng (cọc cát, giếng cát, bấc thấm),

- Cột ba lát, cọc bê tông cốt thép…

c. Các trường hợp địa chất đặc biệt khác như: Karst, hang động ngầm phải có giải pháp xử

lý phù hợp.

3.2.2. Chọn vật liệu đắp.

Vật liệu đắp: Để đảm bảo nền đường ổn định, không phát sinh hiện tương lún, biến

dạng, trượt v.v... thì cần chọn loại đất đắp thích hợp vì vậy, phải xét tính chất cơ lý của đất.

Dùng đất thoát nước tốt để đắp nền đường 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 định đối với nước nhưng khi đảm bảo đầm chặt, thì

cũng đạt được độ ổn định tốt, do đó nó thường được dùng ở những nơi nền đường khô ráo,

không bị ngập, chân đường thoát nước nhanh, hoặc dùng đắp bao nền cát…

Những loại đất sau đây không thể dùng để đắp nền đường: đất dính có độ ẩm lớn, đất

có lẫn nhiều chất hữu cơ, đất có chứa muối hòa tan và thạch cao (tỷ lệ muối và thạch cao

trên 5%), đất cát bột, đất bùn.

3.2.3. Nguyên tắc đắp nền đường bằng đất.

a. Nguyên tắc đắp đất nền đường mới:


- Đất khác nhau phải đắp thành từng lớp nằm ngang khác nhau, không đắp lẫn lộn

(Tránh hiện tượng lún không đều làm hư hỏng mặt đường).

- Nếu đất thoát nước tốt (đất cát, á cát) đắp trên đất thoát nước khó (sét, á sét) thì bề

mặt lớp thoát nước khó phải dốc nghiêng sang hai bên với độ dốc không nhỏ hơn 4%

để đảm bảo nước trong lớp đất trên thoát ra ngoài dễ dàng.

4%4%

§Êt tho¸t n−íc tèt

§Êt khã tho¸t n−íc §Êt tho¸t n−íc tèt

§Êt khã tho¸t n−íc

- Nếu đất thoát nước tốt đắp dưới lớp thoát nước khó, thì bề mặt lớp dưới có thể bằng

phẳng.





§¾p ®óng §¾p sai - Không nên dùng đất thoát nước khó (đất sét) bao quanh, bít kín loại đất thoát nước tốt

(đất cát, á cát).

- Khi dùng đất khác nhau đắp trên những đoạn khác nhau, thì những chỗ nối phải đắp

thành mặt nghiêng (dạng hình nêm) để chuyển tiếp dần từ lớp này sang lớp kia và dễ đầm

chặt, tránh hiện tượng lún không đều .

§Êt tho¸t n−íc tèt§Êt khã tho¸t n−íc

b. Nguyên tắc đắp đất nền đường nâng cấp mở rộng:

+ Đất dùng để mở rộng tốt nhất là cùng loại với đất nền đường cũ. Trường hợp không

có, thì dùng đất thoát nước tốt.

+ Trước khi mở rộng thì phải rẫy cỏ và đánh cấp.

+ Khi đắp đất, cần đắp từng lớp và đầm đạt độ chặt cần thiết.

+ Trong trường hợp thi công bằng máy mà chiều rộng mở thêm không đủ cho máy làm

việc thì chuyển sang thi công bằng thủ công hoặc mở rộng thêm nền đường đủ diện

cho máy hoạt động , sau đó thì bạt đi.

+ Tuỳ theo điều kiện cụ thể mà có thể mở rộng 1 bên hoặc 2 bên (mở rộng 2 bên thì mặt

đường mới nằm trọn trên nền đường cũ tăng độ ổn định, bù vênh ít. Nếu phần mở

rộng quá hẹp, không đủ diện thi công cho máy thì tiến hành mở rộng 1 bên).


3.2.4. Các phương pháp đắp nền đường bằng đất.

Căn cứ các điều kiện địa hình, điều kiện vận chuyển và chiều cao đắp nền đường mà

có thể dùng phương án sau:

3.2.4.1. Phương pháp đắp từng lớp ngang.

- Đất được đắp thành từng lớp, rồi tiến hành đầm chặt.

- Chiều dày mỗi lớp phụ thuộc vào:

+ Loại đất đắp: tuỳ theo loại đất đắp mà chiều dày của lớp vật liệu có thể khác

nhau. Ví dụ: cát thì chiều dày có thể lớn, còn đất sét thì chiều dày mỏng.

+ Loại lu (áp lực lu, chiều sâu, thời gian tác dụng của lu...)

+ Độ ẩm của đất: Ví dụ độ ẩm lớn thì chiều dày lớp đất lớn và ngược lại

1

2

3

2

1

3

A

A

A-A

Thường chiều dày mỗi lớp từ 0.1m đến 0.3m. Trước khi đắp lớp bên trên phải được tư

vấn giám sát nghiệm thu độ chặt.

Đây là phương pháp đắp nền đường tốt nhất, phù hợp với những nguyên tắc đắp đã

trình bày ở trên, tạo điều kiện đảm bảo chất lượng thi công.

3.2.4.2. Phương án đắp từng lớp xiên (đắp lấn):

- Áp dụng khi đắp nền nền đắp qua khu vực ao hồ, vực sâu, hay địa hình dốc.

- Đất được đắp thành từng lớp xiên và kéo dài dần ra ngoài.

- Do chiều dày mỗi lớp là lớn nên để đảm bảo độ chặt thì :

+ Dùng lu có áp lực và chiều sâu tác dụng lớn.

2

A

1

A-AA

3

+ Dùng đất cát hoặc á cát.

3.2.4.3. Phương án đắp hỗn hợp:

2

A

1

A - AA

5

4

3

5

4

- Nếu nền đường tương đối cao và địa hình cho phép thì có thể đắp lớp dưới theo

phương án 3.2.4.2 còn lớp trên đắp theo phương án 3.2.4.1.

3.2.5. Phương án đắp đất ở cống:


- Yêu cầu : đắp đất để cống không bị dịch chuyển phải đồng thời đắp đối xứng từng

lớp mỏng (15 - 20cm) ở hai bên cống và đồng thời đầm chặt.

- Đất đắp phía trên cống phải đầm chặt đảm bảo lún đều, tốt nhất là dùng đất cát có hàm

lượng sét là 10%.

- Nếu đắp bằng đá: Để đảm bảo cống chịu lực tác dụng đều thì dùng đá có d<15cm trong

phạm vi sau:

+ Từ đỉnh cống lên phía trên là 1m.

1 12

3

45

23

4

6

>=2d + Từ trục cống ra hai bên một đoạn ít nhất bằng hai lần đường kính cống.

3.2.6. Phương án đắp đất ở đầu cầu:

- Đắp từng lớp mỏng, 15 - 20cm và đầm chặt đạt độ chặt yêu cầu để tránh lún và giảm

chấn động gây ra khi chạy xe vào cầu.

- Để đảm bảo nền đường ổn định, việc đắp đất ở sau lưng mố cầu được tiến hành theo

sơ đồ sau:

Cần đầm chặt và bảo đảm thoát nước tốt:

2

1

3

4

7

6

8

5

H+2m

H

2m

hi

Sơ đồ đắp đất ở đầu cầu

- Việc đắp đất ở góc tư nón, phải tiến hành đồng thời với đắp đất sau mố, cách đắp

giống trên, đảm bảo không có hiện tượng trượt ở mái dốc.

- Đất dùng để đắp tốt nhất là đất á cát hay đất thoát nước tốt.


CCCCh−¬h−¬h−¬h−¬NGNGNGNG 4444....

THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY

4.1. NGUYÊN TẮC CHỌN VÀ SỬ DỤNG MÁY THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG.

Khi thi công nền đường thì phải tiến hành công tác: xới, đào, vận chuyển, san, đầm nén

và hoàn thiện nền đường 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: đào, đắp, vận chuyển, đầm 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 đó đưa 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

đảm bảo phát huy tối đa năng suất của máy chính.

Ví dụ: Thi công nền đào chữ L

- Công tác chính: đào đất. → Máy chính: máy xúc, ủi.

- Công tác phụ: xới đất, vận chuyển đất, lu lèn → máy phụ: xới, san, lu.

2). Khi chọn máy, phải xét một cách tổng hợp: tính chất công trình, điều kiện thi công khả

năng cung cấp máy móc đồng thời phải tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật.

Tính chất công trình bao gồm:

- Loại nền đường (đào hay đắp),

- Chiều cao đào đắp,

- 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 đất (mềm hay cứng, lẫn đá hay không...),

- Điều kiện địa chất thủy văn,

- Điều kiện thoát nước mặt,

- Điều kiện vận chuyển (độ dốc mặt đất trạng thái mặt đường, địa hình địa vật...)

- Điều kiện khí hậu (mưa, nắng, gió, nhiệt độ, 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 đối với máy

chính. Đối với đất sét lẫn đá hay đất tương đối cứng có thế dùng máy đào. Máy xúc

chuyển chỉ có thể thi công đất ứng với năng suất cao sau khi đã được xới tơi. Đối với

công tác đào đất ngập nước, dùng máy đào gầu dây thì thích hợp hơn các loại máy

khác.


Trong cùng một điều 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 để chọn từng

phương án thích hợp nhất.

3). Khi chọn máy, nên giảm số loại máy khác nhau trong cùng một đội máy và nên dùng

loại máy làm được nhiều công việc khác nhau.

4). Khi sử dụng máy thì phải tìm mọi biện pháp để máy làm việc với năng suất cao nhất.

Năng suất của máy trong một ca có thể xác định theo công thức tổng quát sau:

t

QTKN 1=

T - Thời gian làm việc trong một ca (8 giờ).

Kt - Hệ số sử dụng thời gian: xét đến thời gian dừng máy và thời gian máy

không được sử dụng hoàn toàn gồm thời gian đi đến địa điểm làm việc, thời

gian quay về nơi để máy, thời gian nghỉ của công nhân lái máy, thời gian

điều máy trong quá trình làm việc, thời gian cho dầu, nước vào máy.

Q - Khối lượng công việc hoàn thành được trong một chu kỳ làm việc (m; m2

hay m3).

t - Thời gian của một chu kỳ làm việc để 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 để 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 đa thời gian

làm việc của máy thi công để 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 đảm 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 đi và về của máy.

- Tăng khối lượng công việc hoàn thành được 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

để lực chọn máy có năng suất phù hợp đồng thời với mỗi loại máy, có thể lắp thêm các

thiết bị phụ trợ để làm giảm rơi vãi trong quá trình làm việc...

- Rút ngắn thời gian của một chu kỳ làm việc để 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 được huấn luyện thành thạo, có kỹ thuật cao,

+ Nâng cao tinh thần trách nhiệm của người lái máy,

+ Xác định phương pháp thi công hợp lý,

+ Chọn sơ đồ làm việc của máy hợp lý,


4.2. SỬ DỤNG MÁY XỚI TRONG CÔNG TÁC XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG.

- Năng suất của các loại máy làm đất như máy ủi, máy xúc chuyển, máy san phụ thuộc

rất nhiều vào loại đất, trạng thái và tính chất của nó. Đối với đất cứng, đất lẫn sỏi, lẫn

rễ cây, máy làm đất đào khó khăn, có khi không đào được, năng suất rất thấp, cho nên

để nâng cao năng suất của máy, cần phải xới tơi đất trước khi máy bắt đầu làm việc,

Tùy từng loại máy mà có yêu cầu mức độ xới khác nhau. Đối với máy san yêu cầu xới

lên toàn bộ, đối với máy ủi thì yêu cầu thấp hơn, có khi không cần xới cũng được.

Hình 4-1. Máy ủi có bộ phận răng xới

- Chiều sâu xới thường từ 0,15m - 0,50m; có thể xác định bằng phương pháp thí nghiệm,

cũng có thể tính theo công thức sau:

(m) bK

g.fFh

−=

h - Chiều sâu xới đất, (m),

F - Sức kéo của, máy kéo, (kG);

f - Hệ số ma sát của sắt đối với đất, (kG/t);

g - Trọng lượng máy xới, (t);

b - Chiều rộng xới đất, (m);

K - hệ số lực cản của đất (kG/m2), đối với đất sét cứng K = 8.000 kG/m2.

- Máy xới thường được đùng đối với các loại đất cấp III và IV trở lên.

- Khi tiến hành xới đất, tùy theo yêu cầu và phạm vi xới đất mà có những phương án thi

công khác nhau.

Năng suất của máy xới có thể tính theo công thức sau:

/ca)(m n.t

v1000

1

K.L.B.H.TN 3t

+

β=

T - Số giờ làm việc trong một ca;

L - Chiều dài đoạn xới (m);

H - Chiều sâu xới đất (m);


B - Chiều rộng xới của một lần chạy (m);

Kt - Hệ số sử dụng thời gian;

β - Hệ số giảm của năng suất đo phải cạo đất bánh ở răng máy xới;

v - Tốc độ chạy của máy (km/h);

t - Thời gian của một lần quay đầu;

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 được

trong địa hình khó khăn, phức tạp do đó được dùng phổ biến trong các công trường làm

đường. Máy ủi thuộc loại máy chủ đạo trong công tác đào và vận chuyển đất.

4.3.1 Phân loại máy ủi.

Máy ủi thực chất là máy kéo được 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 động 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 định 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 đặt chéo hay nghiêng, do đó máy có thể vừa ủi,

vừa chuyển đất sang một bên, thường được đùng nhiều trong thi công nền đường

đào hình chữ L, đào rãnh...

- Dựa vào cấu tạo của bộ phận di động, chia thành:

+ Máy ủi bánh xích: có khả năng làm việc trên các địa hình khó khăn do có sức bám

tốt nhưng tính cơ động không cao.

+ Máy ủi bánh lốp: có ưu điểm là cơ động, tiêu hao ít năng lượng hơn.

- Dựa vào hệ thống điều khiển nâng hạ lưỡi ủi, chia làm hai loại: loại điều khiển bằng

dây cáp và loại điều khiển bằng thủy lực.

Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể mà chọn loại máy ủi cho phù hợp, nhưng nên ưu tiên

chọn máy điều khiển bằng thuỷ lực.


Máy ủi bánh xích điều khiển bằng thuỷ lực

4.3.2 Phạm vi sử dụng của máy ủi

Máy ủi có thể làm được các công tác sau:

- Đào và vận chuyển đất trong cự ly 100m, tốt nhất là cự ly 10-70m với các nhóm đất từ

cấp I – IV.

+ Lấy đất từ thùng đấu đắp nền đường cao không quá l,5m, tối đa không quá 3m, với

cự ly vận chuyển nhỏ hơn 50m

+ Đào đất ở nền đào đem đắp ở nền đắp với cự ly vận chuyển không quá l00m.

+ Đào nền đường hình chữ L trên sườn dốc lớn.

- San lấp mặt bằng, hố móng công trình.

- Ủi hoặc san rải vật liệu như đá dăm, cát, sỏi...

- Làm công tác chuyển bị mặt bằng thi công: mở đường tạm, bóc đất hữu cơ, rãy cỏ,

đánh cấp, nhổ rễ cây, đào khuôn áo đường, 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 đất, vận chuyển đất, rải và

san đất.

4.3.3.1. Xén (đào) đất:

Có thể tiến hành theo 3 sơ đồ làm việc sau:

- Đào đất theo lớp mỏng: (Khi dùng máy ủi D - 271 , thể tích đào 2m3) L = 6-8m

8-10cm


+ Thao tác: Điều khiển cho lưỡi ủi cắm sâu vào đất 8 ~ 10cm sau đó cho máy tiến

về phía trước khoảng 6-8 m cho đến khi đất đầy trước lưỡi ủi.

+ Tận dụng được 50% công suất máy.

+ Áp dụng trong trường hợp đào đất cứng, đặc biệt là trên đoạn dốc để tận dụng thế

xuống dốc.

+ Thời gian đào khoảng 20s.

- Đào đất theo hình thang lệch (nêm):

-

L=3-4m

20-30cm

+ Thao tác: đầu tiên lưỡi ủi cắm sâu vào đất với độ sâu khoảng 20 ~ 30cm, rồi nâng

dần lên đồng thời tiến dần về phía trước khoảng 3 ~ 4m cho đến khi đất đầy trước

lưỡi ủi.

+ Tận dụng được tới 100% công suất máy.

+ Áp dụng trong trường hợp đào đất xốp, mềm.


- Đào đất theo hình răng cưa.

L = 5-7m

12-16cm

10-14cm

8-10cm

+ Thao tác: Cắm lưỡi ủi xuống 12 ~ 16 cm, cho máy tiến về phía trước một đoạn,

tiếp tục cắm lưỡi ủi xuống 10 ~ 14 cm, máy tiếp tục tiến về phía trước sau đó lại

cắm lưỡi ủi xuống 8 ~ 10cm và tiến về phía trước cho đến khi đất đầy trước lưỡi

ủi. Chiều dài đào theo hình răng cưa khoảng 5 ~ 7m.

+ Tận dụng được 95-100% công suất máy.

+ Áp dụng trong điều kiện địa hình ở mức trung gian.


- Thể tích đất trước lưỡi ủi khi xén và vận chuyền đất là:

)(m tg.K.2

KH.LQ 3

r

t

2

ϕ=

Q - Thể tích đất ở trạng thái đất chặt trước lưỡi ủi (m3).

L - Chiều đài lưỡi ủi (m)

H - Chiều cao lưỡi ủi (m)

ϕ - Góc ma sát của đất, phụ thuộc vào trạng thái của đất.


Kr - hệ số rời rạc của đất.

Kt - Hệ số tốn thất đất khi vận chuyển, phụ thuộc vào cự ly vận chuyển vào

khoảng 0,7 ÷ 0,95.

Khi xuống dốc xén đất, năng suất tăng lên rất nhiều, nên khi chọn phương án xén

đất cần đặc biệt chú trọng điểm này. Theo thí nghiệm khi xuống dốc 20% xén đất, thì

năng suất đạt 172%. Độ dốc càng lớn, năng suất xén càng cao, nhưng theo kinh nghiệm

nếu độ dốc lớn hơn 15o thì máy lùi lại khó khăn, thời gian làm việc trong một chu kỳ

tăng, do đó mà năng suất lại giảm.

4.3.3.2. Vận chuyền đất:

- Khi vận chuyển đất thường rơi vãi sang hai bên hay lọt xuống dưới, cự ly càng xa,

lượng đất rơi vãi càng nhiều, năng suất sẽ càng thấp. Do vậy cự ly vận chuyển của máy

ủi thường quy định không quá l00m.

- Để nâng cao năng suất, có thể dùng những biện pháp sau:

+ Đặt lưỡi ủi sâu dưới mặt đất 0,5 - 2cm để tránh đất lọt xuống dưới,

+ Lắp tấm chắn ở hai bên lưỡi ủi để giảm đất rơi vãi sang hai bên,

+ Sử dụng hai hay ba máy ủi song song chuyển đất (2 lưỡi ủi cách nhau: 0,2-0,5m).

Khi dùng hai máy ủi chuyển đất, khối lượng vận chuyển tăng được 15- 30%, khi

sử dụng ba máy ủi, thì khối lượng vận chuyển tăng được 30 - 50%

+ Khi đào, tạo thành các bờ để giữ đất. Chiều rộng bờ thường 0,5 - l,0m, chiều cao

bờ thường không lớn l/2 chiều cao lưỡi ủi để đảm bảo sao cho thể tích của một bờ

đất bằng thể tích một lần đào. Theo cách này khối lượng vận chuyển tăng được

l0% - 30%.

4.3.3.3. Rải đất và san đất:

Khi rải đất và san đất có thế tiến hành theo hai cách:

- Máy ủi tiến lên phía trước đồng thời nâng lưỡi ủi lúc đó đất được rải theo từng lớp.

- Khi chuyển đất tới nơi đổ đất, máy dừng lại rồi nâng cao lưỡi ủi, sau đó cho máy tiến

về phía trước l,0m ÷ l,5m rồi hạ lưỡi ủi xuống và lùi lại, đất được san đều. Theo cách

rải này đất được ép chặt một phần do lưỡi ủi đê lên và giảm được khối lượng công tác

lèn chặt sau này.

4.3.4. Các phương pháp đào đắp nền đường bằng máy ủi

4.3.4.1. Lấy đất từ thùng đấu nền đường.

- Máy ủi thường đắp nền đường cao l,0 - l,5m.

+ Nếu chiều cao nền đường nhỏ hơn 0,75m: bố trí thùng đấu cả hai bên có chiều

rộng 5-7m (bằng chiều dài đào đất của của máy ủi) và chiều sâu độ 0,7m.

+ Nếu nền đường cao hơn 0,75m, để đảm bảo thoát nước tốt, không nên đào quá

sâu, cần phải mở rộng thùng đấu, khi chiều rộng thùng đấu vượt quá 15m, thì nên

tiến hành phương pháp phân đoạn đào đất đào phần giáp nền đường trước rồi tiến

dần ra phía ngoài để tạo độ dốc nghiêng thuận lợi cho việc đào những lần sau.


- Khi lấy đất từ thùng đấu đắp nền đường có thể tiến hành theo hai cách:

+ Đắp đất theo từng lớp:

- Trước hết máy ủi chạy dọc vạch rõ phạm vi đắp nên đường để làm mốc. Sau

đó máy chạy sang phía thùng đất đào theo sơ đồ.

- Mỗi lớp rải dày 0,2m - 0,3m khống chế bằng khe giữa lưỡi ủi và mặt đất, rải

xong máy ủi tiến lền phía trước l,5m - 2,0m để lợi dụng bánh xích lèn ép lớp

đất vừa rải xong.

- Đắp xong được một lớp, máy ủi chạy sang đoạn khác, máy lu đến đầm lèn ở

đoạn này.

- Nếu dùng bản thân máy ủi đế đầm thì sau khi rải được một lớp trên một đoạn

dài tối thiều là 20m sẽ cho máy ủi chạy dọc 3-5 lượt để đầm sau đó lại tiếp tục

đắp phần trên.

- Đắp nền đường xong, đất còn lại ở thềm đường có thể dùng máy ủi chạy dọc ở

thềm đường san bằng, bảo đảm tốc độ dọc và dốc ngang để thoát nước ở thềm,

sau đó dùng máy ủi tu sửa thùng đấu theo yêu cầu cần thiết để đảm bảo thoát

nước tốt..

+ Đắp theo từng đống:

Theo phương pháp này có thể đố thành từng đống ép chặt với nhau rồi tiến

hành san bằng và lèn ép. Chiều dày mỗi lớp quyết định ở lượng đất của mỗi lần

đổ và độ ép chặt của mỗi đống, thường bằng 0,7m – 1,0m.

Vì mỗi lớp đầm tương đối dày, nên chỉ thích hợp với đất đắp thuộc loại cát

vì máy đầm có khả năng đầm được chiều dày lớn. So với phương pháp trên,

phương pháp này tiết kiệm được thời gian san đất, và giữ được độ ẩm đất tốt

hơn, nhưng nếu dùng đất sét đắp, thì chất lượng đầm lèn kém, không nên dùng.

Chú ý:

Khi đánh bậc cấp thì máy ủi thường tiến hành từ dưới lên trên, có thể tiến hành theo hai

cách:

- Máy ủi đào xong một bậc, thì đắp đất ngay, cao tới bậc đó. Sau khi đánh cấp

xong, thì về cơ bản nền đường cũng được đắp xong.

- Máy ủi đào xong bậc một, chuyển lên đào bậc hai và cứ như vậy tới bậc cuối

cùng sau đó mới tiến hành đắp nền đường.

4.3.4.2. Đào nền đường.

4.3.4.2.1. Đào và vận chuyển ngang.

- Đối với nền đường đào hình chữ U, nếu chiều cao không lớn, thì có thể dùng máy

ủi đào và vận chuyển ngang, đất đổ lên đống đất bỏ tại vị trí quy định, cách thi

công gần giống như phương pháp đào đất từ thùng đấu đắp nền đường.

- Nếu độ dốc nghiêng của mặt đất không lớn, thì nên đổ đất sang cả hai bên để

giảm cự ly vận chuyển. Nếu độ dốc nghiêng của mặt đất tương đối lớn, thì nên đổ


đất về phía thấp để tránh máy phải ủi đất lên dốc, năng suất thấp. Để đổ đất dễ

dàng cứ 50-60m lại đào một lối ra để đẩy đất ra ngoài. Làm lối ra như vậy tuy có

tăng khối lượng đất đào, nhưng máy không phải ủi đất lên dốc, đồng thời có lợi

cho việc thoát nước trong thi công cũng như trong khai thác đường sau này.

4.3.4.2.2. Đào và vận chuyển dọc:

- Dùng máy ủi đào đát ở nền đường vận chuyển dọc đổ đất ra ngoài ở hai đầu nền

đào hoặc lợi dụng để đắp nền đường.

- Do vận chuyển dọc lợi dụng được độ dốc lúc ủi đất xuống, nên năng suất tương

đối cao. Nếu chiều dài nền đào trong phạm vi l00m thì thường dùng máy ủi thi

công theo phương pháp này.

4.3.4.3. Thi công nền đường trên sườn dốc.

- Mặt cắt ngang thiết kế nền đường trên sườn dốc thường là mặt cắt ngang đào hình chữ

L hay nửa đào nửa đắp do đó, máy ủi thi công nền đào trên sườn dốc thuận tiện hơn các

máy khác nên nó thường đóng vai trò máy chủ đạo.

- Để thi công trên sườn dốc có thể sử dụng máy ủi thường hay máy ủi vạn năng. Máy ủi

vạn năng có ưu điểm hơn vì có thể vừa đào vừa chuyến đất sang ngang.

- Khi thi công nền đào trên sườn dốc, thì thường đặt chéo lưỡi ủi để máy chạy dọc và

chuyển đất ngang về phía cuối dốc.Trước hết phải làm đường cho máy leo tới đỉnh của

nền đào rồi tiến hành đào từng bậc trên toàn chiều dài của đoạn thi công. Chiều rộng

của đoạn phải đảm 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 đất là:

/ca)(m .Q.KK.t

K.T.60N 3

d

r

t=

T - Thời gian làm việc trong một ca (8 giờ)

Kt - Hệ số sử dụng thời gian (0,72 - 0,75)

Q - Khối lượng đất trước lưỡi ủi khi đào và chuyển đất ở trạng thái chặt.

Kd - Hệ số ảnh hưởng của độ dốc

Kr - Hệ số rời rạc của đất.

t - thời gian làm việc của một chu kỳ (phút)

t2t2t v

L

v

L

v

Lt dhq

t

t

c

c

x

x +++++=

Lx - Chiều dài đào đất (m),

vx - Tốc độ đào đất (m/ph),

Lc - Chiều dài chuyển đất (m),

vc - Tốc độ chuyển đất (m/ph),

Lt - Chiều dài lùi lại (m), Lt= Lx + Lt


vt - Tốc độ lùi lại (m/ph),

tq - Thời gian chuyển hướng (ph),

th - Thời gian nâng hạ lưỡi ủi (ph),

td - Thời gian đổi số (ph).

- Năng suất san đất có thể tính theo công thức sau:

/ca)(m .Ft

K.T.60N 2t=

F - Diện tích san được trong một chu kỳ (m2),

T, Kt, t - ý nghĩa giống như trên.

- Để nâng cao năng suất làm việc của máy cần chú ý mấy điểm sau:

+ Tăng khối lượng trước lưỡi ủi Q: giảm lượng rơi vãi đất dọc đường khi chuyển

đất; tăng chiều cao lưỡi ủi; lợi dụng xuống dốc đẩy đất.

+ Nâng cao hệ số sử dụng thời gian kt

+ Giảm thời gian chu kỳ làm việc của máy: có thể lắp thêm các răng xới, khi máy

lùi lại thì có thể làm tơi xốp đất.

4.4. THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY XÚC CHUYỂN

Máy xúc chuyển hay còn gọi là máy cạp chuyển, là một loại máy đào và vận chuyển

đất có năng suất tương đối cao, có thể đào được các loại đất, trừ đất lẫn đá to. Máy này được

sử dụng khá phổ biến trong công tác xây dựng nền đường.

Máy xúc chuyển có ưu điểm sau:

- Tự đào và vận chuyển đất với cự ly tương đối lớn nên thuận lợi cho việc tố chức thi

công,

- Rất linh hoạt, cơ động, di chuyển dễ dàng,

- Sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa đơn giản,

- Năng suất cao, giá thành thi công hạ.

Tuy nhiên máy xúc chuyển có nhược điểm sau:

- Cần một hệ thống đường công vụ, đường tạm khá tốt.

- Không thích hợp với địa hình đồi núi, thường thích hợp với những địa hình bằng

phẳng, khối lượng đào đắp lớn.


4.4.1. Phân loại máy xúc chuyển.

- Theo khả năng di chuyển có thể chia làm hai loại:

+ Máy xúc chuyển kéo theo: thường do máy kéo bánh xích kéo, có thể chạy trên địa

hình phức tạp, thường không cần phải máy khác giúp sức khi đào đất, nhưng tốc độ

vận chuyển tương đôi thấp nên cự ly vận chuyển không lớn.

+ Máy xúc chuyển tự hành: thường không đủ sức kéo khi đào đất nên cần nhờ máy ủi

tăng sức đẩy, nhưng nó có tốc độ vận chuyển rất lớn, tới 50km/h, do vậy có thể vận

chuyển với cự ly lớn.

- Theo cấu tạo:

+ Theo dung tích thùng chia thành 3 loại; loại nhỏ (V < 6m3); loại vừa (V = 6 ÷ 18m3)

và loại lớn (V > 18m3).

+ Theo hệ thống điều chỉnh chia làm loại điều khiển bằng thủy lực và loại điều khiển

bằng hệ thống dây cáp.

+ Theo số trục của bánh xe mà chia loại một trục và loại hai trục.

+ Dựa vào phương thức đổ đất có thể chia làm loại đổ tự do, loại đổ cưỡng bức dùng

sức máy đẩy đất ra và loại nửa cưỡng bức.

Trong công tác làm đường dùng nhiều loại máy xúc chuyển tự hành loại vừa, đổ

cưỡng bức hoặc nửa cưỡng bức.

4.4.2. Phạm vi sử dụng của máy xúc chuyển.

Máy xúc chuyển có thể làm được công tác sau:

- Lấy đất từ thùng đấu đắp nền đường, cao hơn l.5m (không dùng máy ủi, vì năng suất

máy ủi trong trường hợp này rất thấp, thi công khó khăn).

- Dùng làm máy chủ đạo để đắp nền đường, san lấp mặt bằng với khối lượng lớn tập

trung cần phải vận chuyển đất tương đối xa, từ nền đào hay từ bãi lấy đất.


- Máy làm việc thích hợp với đất thuộc nhóm I và II, với chiều dày phoi cắt 0.15m –

0.3m. Khi làm việc với đất cứng hơn thì cần phải xới trước, chiều dày phoi cắt có thể

đạt 0.45m - 0.5m.

4.4.3. Các thao tác của máy xúc chuyển.

Khi thi công, máy xúc chuyên tiến hành theo 4 thao tác sau:

- Đào đất và đưa đất vào thùng

- Vận chuyển đất

- Đố đất

- Quay lại.

4.4.3.1. Đào và đưa đất vào thùng cạp.

4.4.3.1.1. Khi đào đất, máy xúc chuyển có thể đào theo ba phương thức sau:

Đào đất theo lớp mỏng:

Đào đất theo lớp mỏng không tận dụng hết sức máy, vào cuối quá trình đào này chỉ

đạt 80% ÷100% sức máy, nhưng có thể đào được đất cứng mà không cần xới trước.

Đào đất theo hình nêm:

Phù hợp với đất á sét, á cát. Chiều dày đào giảm dần theo mức độ dầy của thùng

máy, chiều dài đào ngắn nhất, độ chứa đầy thùng cao.

Đào đất theo hình răng cưa:

Phương thức đào này áp dụng tốt đối với cát khô và đất sét. Khi đào thì lưỡi dao

cắm xuống đất rồi lái nâng lên, độ 3, 4 lần, những lần dao cắm xuống đất sau nông hơn

lần trước. Như vặy để giảm nhẹ điều kiện làm việc của máy, vì về sau thùng máy chứa

nhiều đất hơn, trọng lượng máy lớn hơn.

Cách đào Thể tích đào

được (m3)

Thời gian

đào (s)

Năng suất đào

(m3/s)

Sử dung sức kéo

(%)

Lớp móng 4,2 45 0,09 Lúc đầu: 50

Lúc cuối 80 ÷ 100

Hình răng cưa 4,5 40 0,11 Lúc đầu: 80

Lúc cuối:100

Hình nêm 4,75 24 0,20 Lúc đầu: 100

Lúc cuối:100

4.4.3.1.2. Về trình tự đào đất thì máy xúc chuyển có thể đào theo ba sơ đồ sau:

Đào theo đường thẳng:

+ Đào xong dải này thì tiếp tục đào dải bên cạnh,

+ Đào theo cách này sức cản của đất đối với dao trong qúa trình đào như nhau,

+ Mức độ xúc đầy thùng thấp.

Đào cài răng lược:


+ Giữa các dải đào chừa các bờ đất rộng l,0m ÷ l,3m để đào sau. Đối với

những lượt đào sau thì sức cản của đất đối với dao nhỏ, mức độ chứa đầy

thùng lớn hơn cách đào trên.

Đào theo hình bàn cờ: mức độ đầy thùng cao, tăng được năng suất đào.

1

27

6

38

4

5

1 2 354 6

421

53

621 3

§µo kiÓu bµn cê §µo kiÓu r¨ng l−îc

SO SÁNH HIỆU QỦA CÁC SƠ ĐỒ ĐÀO ĐẤT

Sơ đồ đào đất Hệ số

chứa đầy

Chiều

dài đào

Tốc độ

máy

Thời gian

đào(s)

Năng suất tương

ứng

Theo đường thẳng

Cài lăng lược

Hình bàn cờ

0,79

0,95

1,09

34

19

22

0,47

0,42

0,42

77

45

52

1,0

1,8

1,8

Hai phương pháp đào sau cho năng suất cao hơn và đào được cả đất tương đối cứng

mà không cần phải xới trước.

Để nâng cao năng suất đào, cần lợi dụng thế xuống dốc đào đất. Nếu dốc xuống 3o ÷

9o thì hiệu suất đào nâng cao được 25%. Nhưng độ dốc không nên quá 15o vì dốc quá

lớn, khi quay về khó khăn.

4.4.3.2. Vận chuyển đất.

- Sau khi chứa đầy đất, thùng cạp được nâng lên và máy xúc chuyển bước vào giai

đoạn vận chuyển. Khi vận chuyển cần nâng cao tốc độ nhằm rút ngắn thời gian trong

một chu kỳ công tác:

+ Đối với máy kéo bánh xích có thể đạt tới 8km/h - l0km/h

+ Đối với bánh lốp tốc độ có thể đạt tới 30km/h - 50km/h.

- Để đảm bảo tốc độ cao, cần phải chuẩn bị tốt đường vận chuyển

+ Độ dốc đường vận chuyển của máy xúc chuyển thường không nên quá l0%

+ Bán kính đường cong Rmin = 4m - 5m

4.4.3.3. Đổ đất.

Khi đổ đất có thể tiến hành theo hai cách:

- Đổ thành đống: dùng để đắp đầu cầu, cống hay đắp nền đường qua vùng lầy. Đất đổ

thành đống, rồi dùng máy ủi san ra.

- Đổ thành từng lớp: khi đổ thành từng lớp cũng có thể tiến hành đổ dọc hay đổ ngang

đối với trục đường.

+ Đổ ngang thường áp dụng đối với nền đường rộng hơn chiều dài đổ đất và đất

đắp lấy từ thùng đấu ở hai bên, cũng có khi áp dụng để đắp đầu cầu, cống vì bị

hạn chế bởi địa hình.


+ Đổ dọc thường áp dụng khi lấy đất theo hướng dọc từ nền đào hay thùng đấu.

Khi đổ dọc phải đổ đất từ hai bên mép vào giữa đồng thời chú ý đến đường

chạy của máy để tận dụng lèn ép.

4.4.3.4. Quay lại. Khi quay lại máy nên chạy nhanh để rút ngắn thời gian của một chu kỳ.

4.4.4. Phương pháp đào đắp nền đường bằng máy xúc chuyển.

4.4.4.1. Phương pháp đắp nền:

- Khi đắp nền đường bằng máy xúc chuyển

thường chia nền đường thành từng đoạn

và tiến hành đắp lần lượt hết đoạn này

sang đoạn kia, phần nối giữa các đoạn tiến

hành đắp sau,

- Trường hợp nền đường cao thì chia thành

nhiều lớp để đắp.

I I

II

II

- Khi đắp, cố thể tiến hành theo hai cách:

+ Đắp từng đoạn nhất định: Đất được đắp từng lớp lên cao dần ở hai đầu đoạn có

đường ngang để máy lên xuống. Cách đắp này đảm bảo công tác đầm nén tốt, nhưng

không lợi dụng được máy xuống đổ đất, thường dùng để đắp nền đường cao dưới

2m và đắp nơi có diện tích lớn

+ Đắp kéo dài dần dần

* Theo cách này đất được đắp kéo dài theo trục và nền đường được nâng lên dần.

Dùng cách đắp này có thể lợi dụng xuống dốc đổ đất.

* Phương pháp đắp này thường được áp dụng ở nơi địa hình dốc về một phía, có thể

từ phía cao đắp dần sang phía thấp.

- Khi đắp nền đường, máy xúc chuyển có thể chạy theo nhiều kiểu tuỳ thuộc vào địa hình,

tính năng máy, cự ly vận chuyển để đảm bảo năng suất làm việc cao nhất.

+ Chạy theo đường elíp:

§¾p

§µo

Dạng đường chạy này thích hợp với chiều cao nền đắp dưới l,0 ÷ 1,5 m, chiều

dài đoạn thi công 50m ÷ l00m. Số lần quay đầu nhiều nên tốn thời gian.

+ Chạy theo hình số 8.

§µo §¾p §µo

Số lần quay đầu ít nên rút ngắn được thời gian.

+ Chạy theo kiểu hình chữ chi


§µo

§¾p

§µo

§¾p

§µo

§µo

Áp dụng được với điều kiện địa hình bằng phẳng, đoạn thi công dài.

+ Chạy theo hình xoắn ốc

§ µo

§ ¾p

§ µo

§ ¾p

4.4.4.2. Thi công nền đào và đắp kết hợp bằng máy xúc chuyển.

- Máy xúc chuyển được dùng nhiều để thi công trên những đoạn đường mà nền đào,

đắp xen kẽ nhau. Khi đào nền đường không sâu (dưới 3m) và vận chuyển dọc đắp

nền đường hay đổ vào đống đất bỏ với cự ly không quá 100m-150m, thì dùng máy

xúc chuyển làm máy thi công chính.

- Trong điều kiện công tác đó máy xúc chuyển có nhiều ưu điểm hơn so với máy đào

ở chỗ nó có thể độc lập làm được hoàn toàn cả một chu kỳ công tác:

+ Xúc chuyển đất,

+ Đổ đất,

+ Đầm lèn sơ bộ đất.

- Ngoài ra máy xúc chuyển rất cơ động, di chuyển nhanh từ nơi này sang nơi khác,

bước vào thi công nhanh chóng, tận dụng được thời gian, không cần phải chờ đợi xe

vận chuyển.

- Trước khi đào, cần phải rẫy cỏ trên mặt đất bằng máy xúc chuyển. Những lớp cỏ này

có thể dùng để gia cố ta luy sau này.

- Sau đó, chuẩn bị đường vận chuyển cho máy xúc chuyển làm việc theo yêu cầu như

trước đã trình bày (thường do máy ủi làm).

- Đào đất và vận chuyển sang đắp ở phần nền đường đắp. Khi lấy đất từ nền đào đắp

nền đường, máy phải tiến hành đào, đắp và chạy theo hướng dọc và có thể tiến hành

theo nhiều phương án:

+ Từ một đoạn đào đắp một đoạn đắp.

+ Từ hai đoạn đào đắp một đoạn đắp ở giữa

+ Từ một đoạn đào đắp hai đoạn đắp ở hai đầu đoạn đào

§¾p §µo


4.4.5. Tính năng suất máy xúc chuyển và biện pháp nâng cao năng suất.

- Năng suất của máy xúc chuyển có thể tính theo công thức sau:

/ca)(m K .QtK

K.T.60N 3

d

r

t=

T - Thời gian làm việc trong một ca (8 giờ),

Kt - Hệ số sử dụng thời gian (Kt = 0,8 ~ 0,9),

Q - Dung tích thùng (m3),

Kd - Hệ số chứa đầy thùng (Kc = 0,8 ~ l,0)

Kr - Hệ số rời rạc của đất,

t - Thời gian của một chu kỳ làm việc của máy (phút).

t t2 v

L

v

L

v

L

v

Lt dq

1

1

c

c

d

d

x

x +++++= (phút)

Lx - Chiều dài đào đất (m),

Ld - Chiều dài đổ đất (m),

Lc - Chiều dài chuyển đất (m),

Ll - Chiều dài quay lại (m),

vx - Tốc độ đào đất (m/ph),

vc - Tốc độ chuyển đất (m/ph),

vl - Tốc độ quay lại (m/ph),

tđ - Thời gian đổi số (ph), tđ = 0,4 ÷ 0,5 phút,

tq - Thời gian quay đầu (ph), tq = 0,3 phút;

- Biện pháp để nâng cao năng suất làm việc của máy xúc chuyển:

+ Giảm thời gian làm việc của máy bằng các biện pháp sau: xới đất trước; chọn

phương án đào hợp lý; chuẩn bị tốt đường vận chuyển; đảm bảo máy làm việc

trong điều kiện tốt nhất.

+ Tăng hệ số chứa đầy thùng cạp: có thể xới đất trước; chọn phương án chọn đào

đất hợp lý; thường xuyên làm sạch thùng cạp.

+ Nâng cao hệ số sử dụng thời gian: đảm bảo chế độ bảo dưỡng máy tốt; cung cấp

nhiên liệu kịp thời; làm tốt công tác chuẩn bị, tránh hiện tượng các công việc dẫm

đạp lẫn nhau.

4.5. THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY XÚC (MÁY ĐÀO)

4.5.1. Phân loại máy xúc:

- Theo số gầu có thể chia máy xúc một gầu và nhiều gầu.

+ Máy xúc một gầu làm việc có tính chu kỳ bao gồm các thao tác: hạ gầu đào đất,

nâng gầu, quay gầu đến chỗ đổ đất và đổ đất. Máy xúc này có thể làm việc độc lập,

cự ly vận chuyển không lớn, thường dùng nhiều trong công tác làm đường.


+ Máy xúc nhiều gầu làm việc có tính chất liên tục, đất được đào và đồ vào nơi quy

định. Do vậy năng suất rất lớn. Máy xúc này phải thích hợp vối đất mềm, không

thích với đất lẫn nhiều đá cứng, đất có độ dính cao; chủ yếu được dùng trong các

công trình đặc biệt: đào hào, kênh mương, khai thác mỏ...

- Phân loại theo dung tích gầu gồm các loại có dung tích gầu 0,25; 0,5; l,0; l,5; 2,0; 3,0…

m3; có loại dung tích gầu tới 6m3.

Trong công tác làm đường thường dùng các loại 0,50; l,0m3.

- Phân loại theo cấu tạo: chia máy xúc thành đào gầu thuận, gầu ngược, gầu dây, gầu

ngoạm, máy bào đất.

+ Máy xúc gầu thuận thường dùng đào đất, đá ở mức cao hơn nơi máy đứng (taluy

dương).

+ Máy xúc gầu ngược thường dùng đào đất, đá ở mức thấp hơn nơi máy đứng (đào

rãnh, hố móng...).

+ Máy xúc gầu ngoạm thường dùng để bốc xúc vật liệu lên phương tiện hoặc nạo vét

bùn.

+ Máy xúc gầu dây thường dùng nạo vét bùn ở kênh mương.

- Phân loại theo bộ phận di động: máy xúc bánh xích, bánh lốp hoặc đi trên ray.

+ Bánh xích: có khả năng làm việc trên các địa hình khó khăn nhưng tính cơ động

không cao.

+ Bánh lốp: tính cơ động cao, nhưng cần bộ phận giữ ổn định trong quá trình đào

(chân vịt).

+ Loại đi trên ray: cho năng suất lớn, thường chỉ áp dụng trong hầm mỏ.

- Phân loại theo cơ cấu truyền động: truyền động bằng thuỷ lực hoặc truyền động cáp.

Máy xúc gầu nghịch điều khiển bằng thuỷ lực

4.5.2. Phạm vi sử dụng của máy xúc.

Máy xúc là một trong những loại máy chủ yếu trong xây dựng nền đường.

- Đào nền đường và kết hợp với ô tô chuyển đến đắp ở nền đắp hoặc đổ đi.

- Thi công nền đường nửa đào nửa đắp, đào hoặc lấp hố móng

- Bốc xúc vật liệu đất đá lên phương tiện.

- Đào bùn (đặc biệt là máy xúc gầu dây).


- Làm công tác dọn dẹp: đào gốc cây, đào đá mồ côi.

- Thi công cống: đào móng cống, lắp cống.

- Làm công tác hoàn thiện nền đường.

4.5.3. Thi công bằng máy xúc gầu thuận.

- Máy xúc gầu thuận được sử dung rộng rãi trong công tác làm đường, có thể đào được

các loại đất.

- Khi chọn máy xúc gầu thuận, phải xét đến chiều sâu đào đảm bảo xúc một lần là đầy

gầu, nhưng không quá lớn để đảm bảo an toàn.

- Để nâng cao năng suất của máy khi đào đất, cần phải quyết định phương thức đào và

bố trí hướng đào cho hợp lý.

4.5.4. Năng suất của máy xúc và biện pháp nâng cao năng suất.

- Năng suất của máy xúc:

r

ch K

Knq60N = )h/m( 3

q - dung tích gầu (m3),

n - Số lần đào trong một phút t

60n =

t - là thời gian làm việc trong một chu kỳ đào của máy (s),

Kc - Hệ số chứa đầu gầu,

Kr - Hệ số rời rạc của đất.

Năng suất làm việc của máy trong một ca là:

N = 8Nh. Kt (m3/ca)

Kt - Hệ số sử dụng thời gian của máy.

- Biện pháp tăng năng suất:

+ Rút ngắn thời gian đào bằng cách tăng chiều dày đào đất

+ Giảm góc quay của máy tới mức có thể.

+ Tận dụng thời gian làm việc của máy, tăng Kt: thưỡng xuyên bảo dưỡng,

cung cấp vật tư nhiên liệu kịp thời và đầy đủ.

+ Công nhân lái máy phải có trình độ cao.

+ Phối hợp tốt công tác đào với công tác vận chuyển đất.

4.6. THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY SAN

4.6.1. Phạm vi sử dụng của máy san.

Máy san là một loại máy được dùng khá nhiều trong công tác làm đường, máy san có

thể làm được công tác sau:


Máy san

- San bằng bãi đất rộng, san rải vật liệu,

- Tu sửa bề mặt nền đường, làm mui luyện theo yêu cầu thiết kế,

- San taluy nền đường và thùng đấu,

- Đắp nền đường cao dưới 0,75m, đào nền đường sâu 0,50m - 0,60m, thi công nền

đường nửa đào nửa đắp,

- Đào rãnh thoát nước,

- Đánh cấp bậc trên sườn dốc.


- Ngoài ra còn có thể dùng máy san để xới đất, rẫy cỏ, bóc hữu cơ, trộn vật liệu,

duy tu đường đất.

Máy san thi công được với đất xốp, còn đất cứng thì phải xới trước.

Do máy san có khả năng làm tốt công tác hoàn thiện, nên hầu hết các đội thi công cơ

giới đều có loại máy này.

Máy san thường có hai loại: máy san tự hành và máy san kéo theo. Hiện nay chủ yếu

dùng loại máy san tự hành với động cơ có công suất lớn.

4.6.2. Thao tác và vị trí lưỡi san.

Khi thi công, máy san thường tiến hành ba thao tác chủ yếu: đào, vận chuyển và rải san

đất. Để làm tốt công tác này, thì cần bố trí hợp lý vị trí của lưỡi san. Vị trí của lưỡi san quyết

định ở các góc đẩy α và góc cắt (xén) γ và góc nghiêng ϕ của lưỡi san:

α γ

ϕ

+ Góc đẩy α: là góc hợp bởi lưỡi san và hướng tiến của máy; góc α có thể thay đổi

từ 300 – 900, thay đổi góc α có thể thay đổi được cự ly vận chuyển ngang của đất

và thay đổi chiều rộng hoạt động của máy.

+ Góc cắt γ: là góc hợp bởi mặt nằm ngang với mặt nghiêng của lưỡi dao góc này

có thể thay đổi từ 35o - 70o.

+ Góc nghiêng ϕ là góc hợp bởi trục giữa lưỡi san và mặt đất nằm ngang. Góc ϕ

thay đổi từ 0o đến 65o. Dựa vào chiều rộng, chiều, sâu đào đất và độ khum nền

đường mà điều chỉnh góc ϕ cho thích hợp.

4.6.3. Đào đắp nền đường bằng máy san.

Dùng máy san để đắp nền đường cao dưới 0,75m, tiến hành bằng cách đào đất ở thùng

đấu, vừa đào, vừa chuyển ngang.

4.6.4. Đào rãnh thoát nước bằng máy san.

Máy san có thể đào rãnh thoát nước hình chữ V và hình thang. Khi đào theo hình thang

thì phải lắp thêm thiết bị phụ.

4.6.5. Đào khuôn áo đường bằng máy san.

Máy san có thể đào khuôn áo đường. Khi đào khuôn áo đường thì máy phải tiến hành

đào đất bắt đầu từ trục đường và chuyển đất gần ra lề đường. Sau cùng san phẳng lòng

đường và lề đường, tạo mui luyện.

4.6.6. Năng suất máy san và biện pháp nâng cao lượng suất.


- Năng suất của máy san khi đào và vận chuyển đất, có thể tính theo công thức:

t

K.L.F.T60N t= (m3/ca)

T - Thời gian làm việc trong một ca (8 giờ);

Kt - Hệ số sử dụng thời gian;

F - Tiết diện công trình thi công m2 (ví dụ tiết diện nền đường hay khuôn áo

đường);

L - Chiều dài đoạn thi công (m);

t - Thời gian làm việc của một chu kỳ để hoàn thành một đoạn thi công L(ph).

- Biện pháp tăng năng suất:

+ Nâng cao hệ số sử dụng thời gian,

+ Tăng tốc độ máy chạy, giảm số lần xén và chuyển đất: tăng diện tích một lần

xén và tăng cự ly vận chuyển ngang, giảm các hệ số trùng phục khi xén và

chuyển đất.

+ Giảm thời gian quay đầu.


CH¦¥NCH¦¥NCH¦¥NCH¦¥NG 5.G 5.G 5.G 5.

ĐẦM NÉN ĐẤT NỀN ĐƯỜNG

5.1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ ĐẦM NÉN

5.1.1. Mục đích của công tác đầm nén.

- Cải thiện kết cấu của đất, đảm bảo nền đường đạt độ chặt cần thiết, làm cho nền

đường ổn định dưới tác dụng của trọng lượng bản thân, của tải trọng xe chạy và của các

nhân tố khí hậu thời tiết.

- Nâng cao cường độ của nền đường, tạo điều kiện giảm được chiều dày của kết cấu

mặt đường.

- Tăng cường sức kháng cắt của đất, nâng cao độ ổn định của taluy nền đường, tránh

làm cho nền đường bị phá hoại như: sụt, trượt.

- Giảm nhỏ tính thấm nước của đất, nâng cao độ ổn định của đất đối với nước, giảm

nhỏ chiều cao mao dẫn, giảm nhỏ độ co rút của đất khi bị khô hanh.

5.1.2. Hiệu quả đầm nén.

Hiệu quả đầm nén phụ thuộc vào:


- Loại đất (chủ yếu là thành phần hạt đất).

- Trạng thái của đất (độ ẩm của đất).

- Phương tiện đầm nén (loại phương tiện đầm nén, tải trọng đầm nén).

5.1.3. Bản chất vật lý của việc đầm nén đất.

Đất là hỗn hợp gồm 3 pha, pha rắn (hạt đất), pha lỏng (độ ẩm hay lượng nước chứa

trong đất) và pha khí. Dưới tác dụng của tải trọng đầm nén, trong lớp vật liệu sẽ phát sinh

sóng ứng suất – biến dạng. Dưới tác dụng của áp lực lan truyền đó, trước hết các hạt đất và

màng chất lỏng bao bọc nó sẽ bị nén đàn hồi. Khi ứng suất tăng lên và tải trọng đầm nén tác

dụng trùng phục nhiều lần, cấu trúc của các màng mỏng sẽ dần dần bị phá hoại, cường độ

của các màng mỏng sẽ giảm đi. Nhờ vậy các hạt đất có thể di chuyển tới sát gần nhau, sắp

xếp lại để đi đến các vị trí ổn định (biến dạng không hồi phục tích luỹ dần), đồng thời không

khí bị đẩy thoát ra ngoài, lỗ rỗng giảm đi, mức độ bão hoà các liên kết và mật độ hạt đất

trong một đơn vị thể tích tăng lên và giữa các hạt đất sẽ phát sinh các tiếp xúc và liên kết

mới. Kết quả là làm cho đất chặt lại, cường độ của đất tăng lên, biến dạng của đất giảm.

Để đầm nén đất có hiệu quả thì tải trọng đầm nén phải lớn hơn tổng sức cản đầm nén

của đất. Sức cản đầm nén của đất bao gồm:

+ Sức cản cấu trúc: sức cản này là do liên kết cấu trúc giữa các pha và thành phần có

trong hỗn hợp vật liệu gây ra. Liên kết cấu trúc giữa các thành phần càng được tăng

cường và biến cứng thì sức cản cấu trúc càng lớn và nó tỷ lệ thuận với trị số biến

dạng của vật liệu. Cụ thể là, trong quá trình đầm nén độ chặt của vật liệu càng tăng

thì sức cản cấu trúc càng lớn.

+ Sức cản nhớt: sức cản này là do tính nhớt của các màng pha lỏng bao bọc quanh các

hạt đất hoặc do sự bám móc nhau giữa các hạt đất khi trượt gây ra. Sức cản nhớt tỉ lệ

thuận với tốc độ biến dạng tương đối của vật liệu khi đầm nén và sẽ càng tăng khi

cường độ đầm nén tăng và độ nhớt của các màng lỏng tăng.

+ Sức cản quán tính: sức cản này tỷ lệ thuận với khối lượng vật liệu và gia tốc khi đầm

nén.

Đất

Tổng sức cản đầm nén

Cường độ giới hạn của đất (daN/cm2)

Khi lu bằng lu Khi đầm

Bánh cứng Bánh lốp

Á cát,á sét,đất

bụi

Á sét

Á sét nặng

Sét

3 - 6

6 - 10

10 -15

15 -18

3 - 4

4 - 6

6 - 8

8 -10

3 - 7

7 - 12

12 - 20

20 -23


Ban đầu đất còn ở trạng thái rời rạc, chỉ cần đầm nén với tải trọng nhỏ (lu nhẹ) sao cho

áp lực đầm nén thắng được tổng sức cản ban đầu của đất nhằm tạo ra biến dạng không hồi

phục trong lớp vật liệu. Trong quá trình lu lèn, sức cản đầm nén sẽ tăng dần do vậy, tải trọng

lu cũng phải được tăng lên tương ứng để thắng được sức cản đầm nén mới của lớp đất. Tuy

nhiên, không được dùng lu nặng ngay từ đầu để tránh hiện tượng trượt trồi, lượn sóng bề mặt

do áp lực lu quá lớn so với cường độ giới hạn của đất. Chính vì vậy, trong quá trình đầm nén

cần dùng nhiều loại lu khác nhau trên nguyên tắc tăng dần áp lực lu.

Với các loại đất rời, khi tải trọng đầm nén tác dụng thì các hạt đất sẽ chuyển vị và độ

chặt của đất sẽ tăng lên. Độ chặt của đất sẽ tiếp tục tăng lên nếu ứng suất xuất hiện trong khu

vực tiếp xúc giữa các hạt đất lớn hơn trị số giới hạn của lực ma sát và lực dính.

Với các loại đất dính, các hạt đất được ngăn cách bởi các màng nước. Nếu như đất đã

có một độ chặt ban đầu nhất định và lượng không khí còn lại trong đất rất ít thì quá trình

đầm nén chặt đất xảy ra chủ yếu do sự ép các màng nước và do sự ép không khí trong đất.

Khi đó, sự tiếp xúc giữa các hạt đất không tăng lên bao nhiêu nhưng lực dính và lực ma sát

giữa các hạt đất tăng lên rất nhanh do chiều dày của màng mỏng giảm đi.

Các màng nước có tính nhớt, vì vậy việc ép mỏng chúng đòi hỏi phải có thời gian nhất

định. Thời gian tác dụng của các công cụ đầm lèn thường rất ngắn (thường không quá 0.05-

0.07s trong một lần tác dụng), vì vậy muốn tăng độ chặt của đất thì cần phải tác dụng tải

trọng lặp trên đất nhiều lần. Khối lượng thể tích khô (độ chặt của đất) tăng lên theo số lần tác

dụng N của phương tiện đầm nén theo công thức:

δ = δ1 + αlg(N+1)

Trong đó:

δ1 : độ chặt ban đầu của đất.

α : Hệ số đặc trưng cho khả năng nén chặt của đất.

Khi số lần tác dụng của tải trọng N lớn thì dùng qua hệ sau

δ = δmax(δmax - δ1)e-αN

Trong đó

δmax : độ chặt cực đại của đất

o

kmax W1

)V1(

∆+

−∆=δ với Vk =0

Từ các công thức trên ta thấy, giữa độ chặt và công tiêu hao để đạt được độ chặt đó có

mối quan hệ logarit, nghĩa là khi vượt quá một độ chặt nhất định nào đó thì dù có tăng số lần

đầm nén độ chặt của đất hầu như cũng sẽ không tăng lên nữa. Trong trường hợp này, cần

phải tăng trọng lượng của phương tiện đầm nén.

Một lần nữa ta thấy rằng, trong quá trình đầm nén cần dùng nhiều loại lu khác nhau

trên nguyên tắc tăng dần áp lực lu.


5.2. THÍ NGHIỆM PROCTOR

5.2.1. Mục đích và quy định chung về thí nghiệm.

Mục đích:

Xác định độ ẩm đầm nén tốt nhất (Wo) và khối lượng thể tích khô lớn nhất (δo) của một

loại đất ứng với một công đầm nén cho trước.

Quy định chung:

Tuỳ thuộc vào công đầm nén (loại chày đầm), việc đầm nén được thực hiện theo hai

phương pháp sau:

- Đầm nén tiêu chuẩn (thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn –Phương pháp I): sử dụng chày

đầm 2.50kg với chiều cao rơi là 305mm.

- Đầm nén cải tiến (thí nghiệm Proctor cải tiến – Phương pháp II): sử dụng chày đầm

4.54kg với chiều cao rơi là 457mm.

Tuỳ thuộc vào cỡ hạt lớn nhất khi thí nghiệm và loại cối sử dụng khi đầm mẫu mà mỗi

phương pháp đầm nén lại được chia thành hai kiểu đầm nén, nếu dùng cối nhỏ thì ký hiệu là

A và cối lớn thì ký hiệu là D. Tổng cộng có 4 phương pháp thí nghiệm ký hiệu là I-A, I-D,

II-A, II-D.

- Phương pháp I-A và II-A áp dụng cho các loại vật liệu có không quá 40% lượng hạt

nằm trên sàng 4.75mm. Trong phương pháp này, các hạt nằm trên sàng 4.75mm gọi

là hạt quá cỡ và hạt lọt sàng 4.75mm gọi là hạt tiêu chuẩn.

- Phương pháp I-D và II-D áp dụng cho các loại vật liệu có không quá 30% lượng hạt

nằm trên sàng 19mm. Trong phương pháp này, các hạt nằm trên sàng 19mm gọi là

hạt quá cỡ và hạt lọt sàng 19mm gọi là hạt tiêu chuẩn.

Việc lựa chọn phương pháp thí nghiệm nào trong bốn phương pháp trên có thể tham

khảo bảng sau:

TT Phương pháp thí nghiệm Phạm vi áp dụng

1 Phương pháp I-A

Đất hạt mịn, đất cát (cát đen), đất sét, đất hạt thô...(cỡ

hạt Dmax <19mm, lượng hạt có đường kính >4.75mm

chiếm không quá 50%)

Trong trường hợp lấy số liệu đầm nén để đầm tạo mẫu

CBR thì dùng phương pháp I-D.

2 Phương pháp I-D Đất sỏi sạn (kích cỡ hạt Dmax <50mm, lượng hạt có

đường kính >19mm chiếm không quá 50%).

3 Phương pháp II-A

Đất hạt mịn, đất cát (cát đen), đất sét, đất hạt thô... (cỡ

hạt Dmax<19mm, lượng hạt có đường kính >4.75mm

chiếm không quá 50%)

Trong trường hợp lấy số liệu đầm nén để đầm tạo mẫu

CBR thì dùng phương pháp II-D.


4 Phương pháp II-D

Cấp phối tự nhiên, đất sỏi sạn, cấp phối đá dăm... (kích

cỡ hạt Dmax <50mm, lượng hạt có đường kính >19mm

chiếm không quá 50%).

Trên thực tế, vật liệu tại hiện trường có chứa một lượng hạt quá cỡ nhất định, nếu

lượng hạt này không quá 5% thì không phải hiệu chỉnh còn nếu lượng hạt quá cỡ này lớn

hơn 5% thì phải hiệu chỉnh khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất.

5.2.2. Thiết bị thí nghiệm.

- Cối đầm nén: Có hai loại cối:

+ Cối Proctor (cối nhỏ) : D = 101.6mm; H = 116.43mm.

+ Cối CBR (cối lớn) : D = 152.4mm; H = 116.43mm.

- Cối gồm ba bộ phận chính:

+ Thân cối: được chế tạo bằng kim loại, hình trụ rỗng.

+ Nắp cối (đai cối): bằng kim loại hình trụ rỗng, cao khoảng 60mm, có đường

kính trong bằng đường kính trong của thân cối để cho việc đầm nén được dễ

dàng hơn.

+ Đế cối: chế tạo bằng kim loại và có bề mặt phẳng.

- Thân cối cùng với đai cối có thể lắp chặt khít vào đế cối.

- Chày đầm nén: gồm có chày đầm thủ công (đầm tay) và chày đầm cơ khí (đầm máy).

+ Chày đầm tay: có hai loại:

* Chày đầm tiêu chuẩn: khối lượng quả đầm 2.5kg và chiều cao rơi là 305mm.

* Chày đầm cải tiến: khối lượng quả đầm 4.54kg và chiều cao rơi là 407mm.

Chày đầm được chế tạo bằng kim loại, mặt dưới chày phẳng, hình tròn có đường

kính 50.8mm. Chày được luồn trong một ống kim loại để dẫn hướng và khống chế

chiều cao rơi. Ở hai đầu ống dẫn hướng có lỗ Φ10mm để thông khí.

+ Chày đầm máy:

* Chày đầm máy cũng có hai loại là chày đầm tiêu chuẩn và chày đầm cải tiến và

có các thông số như chày đầm tay.

* Chày đầm máy có khả năng tự động đầm mẫu, xoay chày sau mỗi lần đầm đảm

bảo đầm đều mặt mẫu đồng thời có bộ phận đếm số lần đầm, tự động dừng khi

đầm đến số lần đầm quy định.

Tổ hợp của 2 loại cối đầm nén, 2 loại công đầm nén ta sẽ có được các phương pháp

đầm nén khác nhau.


TT Thông số kỹ thuật

Phương pháp đầm nén

Đầm nén tiêu chuẩn

(Phương pháp I)

- Chày đầm: 2.5kg

- Chiều cao rơi:

305mm

Đầm nén cải tiến

(Phương pháp II)

- Chày đầm: 4.54kg

- Chiều cao rơi:

407mm

Cối nhỏ Cối lớn Cối nhỏ Cối lớn

1 Ký hiệu phương pháp I-A I-D II-A II-D

2 Đường kính cối đầm (mm) 101.6 152.4 101.6 152.4

3 Chiều cao cối đầm (mm) 116.43 116.43 116.43 116.43

4 Cỡ hạt lớn nhất khi đầm (mm) 4.75 19 4.75 19

5 Số lớp đầm 3 3 5 5

6 Số chày đầm một lớp 25 56 25 56

7 Khối lượng mẫu lấy để xác định độ ẩm (g) 100 500 100 500

- Cân: một chiếc cân có thể cân được đến 15kg có độ chính xác đến 1g (để xác định

khối lượng thể tích ướt của mẫu), một chiếc có thể cân được đến 800g với độ chính

xác tới 0.01g (để xác định độ ẩm của mẫu).

- Thiết bị xác định độ ẩm: Tủ sấy khống chế được nhiệt độ đến 110±5oC, hộp lấy mẫu.

- Dụng cụ làm tơi mẫu: Cối sứ, chày cao su, vồ gỗ.

- Sàng: 2 sàng lỗ vuông loại 19mm và 4.75mm.

- Thanh thép gạt cạnh thẳng, dài khoảng 250mm, một cạnh vát để hoàn thiện bề mặt

mẫu.

- Dụng cụ trộn mẫu: bay, khay đựng đất, bình phun nước...


Cấu tạo cối đầm

1- Chày đầm 2- Ống dẫn hướng 3- Lỗ thoát khí 4- Cán đầm 5-Tay cầm

Cấu tạo chày đầm

5.2.3. Trình tự thí nghiệm.

- Chuẩn bị mẫu đất: Mẫu đất phải tương đối khô, nếu ẩm quá thì phải đem phơi ngoài

không khí hoặc cho vào trong tủ sấy ở nhiệt độ không quá 60oC cho đến khi có thể làm tơi

vật liệu. Dùng vồ gỗ đập nhẹ để là tơi vật liệu, dùng chày cao su nghiền các hạt nhỏ để tránh

làm thay đổi thành phần hạt của cấp phối tự nhiên của mẫu.

- Sàng mẫu: mẫu thí nghiệm phải được sàng để loại bỏ hạt quá cỡ. Tuỳ theo phương

pháp đầm nén mà dùng sàng thích hợp:

1 3 4 5

1

2

4

5

3

1-Nắp cối (đai cối) 2-Thân cối. 3-Đế cối 4-Bu lông để cố định thân cối, đế cối và nắp cối 5-Tai để cố định thân cối, nắp cối


+ Với phương pháp I-A và II-A: vật liệu được sàng qua sàng 4.75mm

+ Với phương pháp I-D và II-Đ: vật liệu được sàng qua sàng 19.0mm

- Khối lượng mẫu: chuẩn bị 5 mẫu với khối lượng mỗi mẫu như sau:

+ Với phương pháp I-A và II-A: 3kg.

+ Với phương pháp I-D và II-D: 7kg.

- Tạo ẩm cho mẫu: Mỗi mẫu được trộn đều với một lượng nước thích hợp để được

một loạt mẫu có độ ẩm cách nhau một khoảng nhất định, sao cho giá trị độ ẩm tốt nhất nằm

trong khoảng giữa của 5 giá trị độ ẩm tạo mẫu. Đánh số mẫu vật liệu từ 1 đến 5 theo thứ tự

độ ẩm mẫu tăng dần. Cho các mẫu đã trộn ẩm vào thùng mẫu để ủ, thời gian ủ mẫu khoảng

12 giờ. Với đất cát hoặc cấp phối đá dăm thì thời gian ủ mẫu khoảng 4 giờ. Có thể tham

khảo độ ẩm của mẫu đầu tiên như sau:

+ Với đất loại cát: bắt đầu từ độ ẩm 5%, các mẫu có độ ẩm chênh nhau 1-2%.

+ Với đất loại sét: bắt đầu từ độ ẩm 8%, các mẫu có độ ẩm chênh nhau 2% đối

với á sét, 4-5% với đất sét.

+ Với cấp phối đá dăm: bắt đầu từ độ ẩm 1.5%, các mẫu có độ ẩm chênh nhau 1-

1.5%.

- Với mỗi mẫu đất tiến hành theo trình tự sau:

+ Chuẩn bị cối: lắp cối vào đế cối, cân được khối lượng P2i sau đó lắp nắp cối

trên và cố định chắc chắn.

+ Cho lớp đất thứ nhất vào cối, dàn đều mẫu dùng chày đầm hoặc các dụng cụ

tương tự đầm rất nhẹ đều khắp mặt mẫu cho đến khi vật liệu không còn rời rạc

và mặt mẫu phẳng.

+ Đầm nén lớp đất theo quy định (chày và số lượt đầm tuỳ theo thí nghiệm). Khi

đầm thì đầm dần từ xung quanh vào giữa, đảm bảo lớp đất được đầm đồng đều

trên khắp bề mặt.

+ Các lớp tiếp theo tiến hành tương tự.


+ Khi đầm xong lớp cuối cùng, thì bề mặt lớp đất chỉ được nhô cao hơn mép thân

cối 1cm. Tháo nắp cối ra, dùng thanh gạt gạt bằng bề mặt mẫu và cân được

khối lượng P1i.

+ Tháo mẫu, lấy 2 mẫu đất nhỏ ở mặt bên và mặt đáy để thí nghiệm xác định độ

ẩm W.

- Lặp lại trình tự thí nghiệm trên với các mẫu còn lại.

5.2.4. Kết quả thí nghiệm.

- Với mỗi mẫu đất sau khi đầm nén ta xác định được khối lượng thể tích ẩm γω theo công

thức:

V

PP i2i1i

−=γ

ϖ

Với:

P1 - Khối lượng toàn bộ mẫu đất, thân cối dưới và đế cối xác định ở trên.

P2 - Khối lượng của thân cối dưới và đế cối.

V - Thể tích của thân cối dưới.

- Từ khối lượng thể tích ẩm và độ ẩm đã tìm được, xác định khối lượng thể tích khô của

từng mẫu theo công thức:

i

wiki W01.01+

γ=γ

- Với các tập giá trị (Wi, γki) ta vẽ được đường cong quan hệ giữa khối lượng thể tích khô

và độ ẩm. Trên đồ thị ta xác định điểm cao nhất của đường cong và dóng xuống các

trục toạ độ ta thu được Wo và γo của mẫu đất đó.

Biểu đồ quan hệ giữa khối lượng thể tích khô và độ ẩm

- Wo: độ ẩm tốt nhất của mẫu đất. Đó là lượng nước cần thiết chứa trong đất làm cho ma

sát giữa các hạt đất giảm, khi đầm nén đất ở độ ẩm này ta tốn ít công nhất mà vẫn cho

ta độ chặt tốt nhất.

- γo: Độ chặt lớn nhất (hay khối lượng thể tích khô lớn nhất) của mẫu đất tương ứng với

một công đầm tiêu chuẩn khi đầm nén ở độ ẩm tốt nhất.

Khố

i lượ

ng th

ể tí

ch k

hô (

g/cm

3 )

M2

M3 M4

M5

M0 γ0

W0 Độ ẩm (%)


- Độ chặt yêu cầu: là độ chặt cần thiết của đất đảm bảo cho nền đường ổn định γyc. Nếu

có điều kiện thì nên đầm nén cho độ chặt yêu cầu bằng hoặc xấp xỉ với độ chặt lớn

nhất. Tuy nhiên để đầm nén đất đến độ chặt lớn nhất phải tốn rất nhiều công, vì vậy

thông thường chỉ cần đằm nén nền đường đến độ chặt yêu cầu γyc nhỏ hơn độ chặt tốt

nhất γo một ít. Như vậy cường độ và độ ổn định cường độ của đất sẽ giảm xuống một ít.

Trị số δyc tính theo công thức:

γyc = K δo

- K được gọi là hệ số đầm nén. Trị số K được quy định trên cơ sở khảo sát độ chặt của

đất trong những nền đường cũ đã sử dụng lâu năm mà vẫn ổn định, trong các điều kiện

khác nhau về địa hình, loại đất, loại mặt đường và khu vực khí hậu. Tuỳ thuộc vào tính

chất, tầm quan trọng của mỗi công trình cũng như vị trí của mỗi tầng lớp trong nề

đường mà lựa chọn trị số K khác nhau.

- Tuỳ thuộc vào tính chất, tầm quan trọng của mỗi công trình cũng như vị trí của mỗi

tầng lớp mà lựa chọn trị số K khác nhau. Hệ số đầm nén có thể tham khảo bảng sau:

(theo TCVN4054-05).

Loại nền đường

Độ sâu tính từ

đáy kết cấu áo

đường xuống

Độ chặt (theo Proctor tiêu chuẩn)

Đường ô tô có

V ≥ 40km/h

Đường ô tô có

V < 40km/h

Đắp

Khi kết cấu áo đường dày

trên 60cm 30cm ≥ 0.98 ≥ 0.95

Khi kết cấu áo đường dày

dưới 60cm 50cm ≥ 0.98 ≥ 0.95

Bên dưới chiều sâu kể trên ≥ 0.95 ≥ 0.90

Nền đào và không đào không đắp 30cm ≥ 0.98 ≥ 0.95

5.3. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC ĐẦM NÉN ĐẤT NỀN ĐƯỜNG

5.3.1. Độ ẩm của đất.

- Độ ẩm hay lượng nước chứa trong đất là một trong những nhân tố quan trọng nhất ảnh

hưởng đến hiệu quả của công tác đầm nén đất đắp nền đường.

+ Khi độ ẩm trong đất nhỏ, sức cản đầm nén lớn do ma sát giữa các hạt đất còn lớn

ngăn cản sự di chuyển tới vị trí ổn định của các hạt đất.

+ Khi tăng độ ẩm trong đất: lượng nước bao quanh các hạt đất tăng lên làm giảm ma

sát giữa các hạt đất do vậy sức cản đầm nén giảm, các hạt đất dễ dàng được sắp

xếp chặt lại.

+ Nếu cứ tiếp tục tăng độ ẩm thì nước có thể chiếm dần các lỗ rỗng trong đất, khi đó

áp lực của công cụ đầm nén sẽ không trực tiếp truyền lên các hạt đất mà lại được

nước tiếp nhận làm cho các hạt đất khó sắp xếp lại gần nhau.


Vì vậy, khi lu lèn cần phải chú ý độ ẩm của đất. Độ ẩm của đất đắp càng gần độ ẩm tốt

nhất càng tốt (từ 90% đến 110% của độ ẩm tối ưu Wo). Nếu đất quá ẩm hoặc quá khô thì nhà

thầu phải có các biện pháp xử lý như phơi khô hoặc tưới thêm nước.

Đối với từng loại đất, khi chưa có số liệu thí nghiệm chính xác, muốn biết độ ẩm khống

chế và khối lượng thể tích tương ứng có thể đạt được tham khảo bảng dưới đây:

Độ ẩm khống chế và khối lượng thể tích lớn nhất của một số loại đất

Loại đất Độ ẩm khống chế

(%)

Khối lượng thể tích lớn nhất của đất khi

đầm nén (T/m3)

Cát

Đất pha cát

Bụi

Đất pha sét nhẹ

Đất pha sét nặng

Đất pha sét bụi

Sét

8 - 12

9 - 15

14 - 23

12 - 18

15 - 22

17 - 23

18 -25

1,75 - 1,95

1,85 - 1,95

1,60 - 1,82

1,65 - 1,85

1,60 - 1,80

1,58 - 1,78

1,55 -1,75

5.3.2. Công đầm nén, phương tiện đầm nén, tốc độ đầm nén.

- Công đầm nén:

+ Khi thay đổi công đầm nén thì trị số ẩm tốt nhất và độ chặt lớn nhất của cùng một loại

đất cũng thay đổi. Nếu tăng công đầm nén: độ ẩm tốt giảm xuống, độ chặt lớn nhất

tăng lên.

Ở độ ẩm tốt nhất: nước trong đất ở dạng nước liên kết, khi đầm nén ở Wo thì đất khó

thấm nước, nền đường ổn định hơn dưới tác dụng của nước.

Khi màng nước bao bọc các hạt đất càng mỏng (ứng với độ ẩm nhỏ) thì cường độ

của nó càng cao (do lực hút phân tử), khi màng nước càng dày thì cường độ của nó

càng nhỏ và khả năng biến dạng của nó càng lớn. Điều đó giải thích vì sao khi tăng

công đầm nén lên thì độ ẩm giảm đi và độ chặt tăng lên, cũng như vì sao khi độ ẩm của

đất tăng lên thì cường độ kháng cắt, và môđun biến dạng của đất sẽ giảm xuống.

+ Thay đổi công đầm nén bằng cách: thay đổi số lần đầm nén hoặc thay đổi tải trọng đầm

nén. Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng có thể tăng số lần đầm nén để tăng công đầm

nén vì giữa độ chặt và công đầm nén có quan hệ Logarit: nếu đất đã đạt được độ chặt

nào đó thì dù có tăng số lần đầm nén lên nhiều độ chặt của đất cũng tăng không đáng

kể. Trong trường hợp này cần tăng tải trọng lu. Ví dụ những con đường đất, người đi

bộ qua lại nhiều năm, tạo ra một công đầm nén lớn làm cho một lớp mỏng ở trên rắn

chắc lại, song nếu ô tô đi vào thì đường sẽ lún.

- Thời gian tác dụng của phương tiện đầm nén:

Cùng một loại đất, cùng một độ ẩm, cùng một công đầm nén song tốc độ lu nhanh hay

chậm thì hiệu quả đầm nén cũng sẽ khác nhau. Tốc độ lu càng chậm thì thời gian tác dụng


của tải trọng đầm nén càng lâu, sẽ khắc phục được sức cản đầm nén tốt hơn (nhất là với loại

đất có tính nhớt cao như đất sét hay á sét), đồng thời tạo điều kiện thuận lợi để hình thành

cấu trúc mới trong nội bộ vật liệu có cường độ cao hơn. Nhưng như vậy năng suất công tác

của lu sẽ giảm.

Ngược lại, tốc độ lu nhanh quá có thể gây nên hiện tượng lượn sóng trên bề mặt vật

liệu (nhất là vật liệu dẻo khi chưa hình thành cường độ).

Do vậy tốc độ lu phải phù hợp với từng giai đoạn đầm nén: Trong giai đoạn đầu, vật

liệu mới rải, nên dùng lu nhẹ với tốc độ chậm, sau đó tăng đàn lên khi vật liệu đã chặt hơn.

Cuối cùng lại giảm tốc độ lu ở một số hành trình cuối cùng nhằm tạo điều kiện củng cố, hình

thành cường độ cho lớp vật liệu đầm nén.

- Phương tiện đầm nén:

Mỗi loại phương tiện đầm nén khác nhau có những đặc trưng nhất định và phù hợp với

những loại đất nhất định. Nếu sử dụng đúng thì hiệu quả của công tác đầm nén sẽ cao. Ví dụ:

lu bánh lốp có diện tích tiếp xúc lớn hơn lu bánh cứng nên tốc độ lu có thể cao hơn mà vẫn

đảm bảo thời gian tác dụng tải trọng tương đương. Đây là một ưu điểm của lu lốp.

5.3.3. Thành phần hạt của đất

- Ngoài độ ẩm ra, thành phần hạt của đất cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến

quá trình đầm nén đất đắp.

- Theo sự lớn nhỏ của hạt đất, người ta phân các hạt đất thành:

+ Cát : đường kính hạt từ 2 - 0,05mm

+ Bụi : 0,05 - 0,002mm

+ Sét : < 0,002mm

Trong ba loại hạt trên, các hạt sét có ảnh hưởng lớn nhất đến tính chất của đất cũng như

đến công tác đầm nén. Các hạt sét có màng keo nước, nên ở trạng thái tự nhiên, nó có khả

năng dính kết các hạt đất riêng rẽ lại với nhau hợp thành nhóm hạt gọi là liên kết nguyên

sinh. Khi đầm nén, phải thắng được lực liên kết nguyên sinh đó, để các hạt sét dịch chuyển

lại gần nhau hơn nữa và hình thành một khối liên kết mới bền vững hơn, lúc này biến dạng

của đất sẽ nhỏ đi nhiều, nền đường sẽ bị lún rất ít. Điều đó cũng giải thích vì sao muốn cho

đất có hàm lượng sét cao được ổn định thì phải tốn công lu lèn và phải đầm nén đến độ chặt

yêu cầu cao.

- Thành phần cấp phối của các hạt đất cũng ảnh hưởng đến tính ổn định của đất:

+ Nếu các hạt đất có kích thước gần bằng nhau, tỷ lệ khe hở trong đất sẽ lớn và

khó lèn chặt (giả thiết khi đất chỉ gồm những hạt có đường kính bằng nhau thì

khi nén chặt nhất, độ rỗng của nó là 26%).

+ Đất có thành phần cấp phối tốt (chặt, liên tục): sau khi đầm nén các hạt nhỏ sẽ

chèn vào khe hở của các hạt lớn hình thành một cấu trúc chặt, ổn định.


+ Thực tế đất gồm các hạt đường kính rất khác nhau nên sau khi đầm nén và

dưới tác dụng của nhiều lần khô ẩm tuần hoàn, đất có khả năng đạt được độ

chặt cao và ổn định.

5.3.4. Bề dày lèn ép và cường độ của lớp vật liệu bên dưới.

- Bề dầy lèn ép không quá lớn để đảm bảo ứng suất do áp lực lu truyền xuống đủ để khắc

phục sức cản đầm nén ở mọi vị trí của lớp vật liệu. Nhằm tránh hiện tượng khi lu lèn ở

trên chặt nhưng ở dưới không chặt, bảo đảm hiệu quả đầm nén tương đối đồng đều từ

trên xuống dưới. Bề dày lèn ép lớn nhất phụ thuộc vào loại phương tiện đầm nén, theo

tính chất của đất. Việc lựa chọn được bề dày lèn ép hợp lý không những để đảm bảo

chất lượng đầm nén mà còn làm tốn ít công đầm nén nhất.

- Bề dầy lèn ép không nhỏ quá để đảm bảo ứng suất do áp lực đầm nén truyền xuống đáy

không lớn hơn khả năng chịu tải của tầng móng phía dưới.

σh ≤ [σ]cp

- Cường độ của lớp đất bên dưới cũng ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả của công tác

đầm nén. Nếu cường độ của lớp vật liệu bên dưới yếu, thì không tạo ra được “hiệu ứng

đe” để làm chặt lớp đất bên trên.

5.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẦM NÉN ĐẤT VÀ KỸ THUẬT ĐẦM NÉN.

5.4.1 Lu lèn đất bằng lu tĩnh.

- Nguyên tắc: dùng tải trọng tĩnh của bản thân lu để lèn ép làm cho đất chặt lại.

- Đây là phương pháp đầm nén phổ biến hiện nay và được thực hiện bằng các loại lu

bánh cứng, lu bánh lốp và lu chân cừu.

5.4.1.1. Lu bánh cứng

- Ưu điểm:

+ Áp lực bề mặt lớn.

+ Bề mặt lớp đất sau khi lu rất bằng phẳng, nhẵn, mịn.

+ Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ.

- Nhược điểm:

+ Chiều sâu tác dụng không lớn do áp lực lu tắt nhanh theo chiều sâu (<25cm).

+ Tốc độ nhỏ, tính cơ động kém, năng suất thấp.

+ Bề mặt lớp đất sau khi lu rất bằng phẳng, nhẵn, mịn nên lớp đất đắp sau dính

bám với lớp đất đắp dưới không tốt.

+ Diện tiếp xúc giữa bánh lu và lớp đất được lu lèn ngày càng giảm đi khi đất đã

chặt lại nên thời gian tác dụng của lu lên lớp đất ngày càng ít đi.

- Phân loại:

+ Theo tải trọng:

* Lu nhẹ 3-5T.

* Lu vừa 6-9T.


* Lu nặng > 10T.

+ Theo số trục, số bánh:

* Lu hai bánh, hai trục.

* Lu ba bánh, hai trục.

* Lu ba bánh, ba trục.

- Phạm vi áp dụng: Có thể dùng cho các loại đất khác nhau như á cát, á sét, các loại đất

rời.

- Hiệu quả đầm nén của lu được xác định thông qua:

+ Áp lực của lu tác dụng lên lớp vật liệu.

+ Chiều sâu tác dụng của lu.

- Trị số của áp lực cực đại dưới bánh lu có thể xác định theo công thức:

R

E.q omax =σ

Trong đó:

q - Áp lực trên đơn vị chiều dài của bánh lu (daN/cm);

b

Qq = - với Q tải trọng tác dụng lên bánh lu, (daN);

b - Chiều dài của bánh lu, (cm);

R - Bán kính của bánh lu, (cm);

Eo - Môđun biến dạng của đất, daN/cm2.

- Chiều sâu tác dụng của lu bánh cứng có thể xác định theo công thức sau:

(cm) qRW

W30,0h

o

= : với đất dính

(cm) qRW

W35,0h

o

= : với đất rời

W : độ ẩm của đất khi đầm nén.

Wo : độ ẩm tốt nhất của loại đất đó.

Lu bánh thép hai bánh hai trục


Lu bánh thép ba bánh hai trục

5.4.1.2. Lu bánh lốp

- Ưu điểm:

+ Tốc độ cao (3-5km/h: lu kéo theo ; với loại lu tự hành có thể đạt được 20-

25km/h).

+ Năng suất làm việc cao.

+ Chiều sâu tác dụng của lu lớn (có thể tới 45cm).

+ Có thể điều chỉnh được áp lực lu (thay đổi áp lực hơi và tải trọng).

+ Sự dính bám giữa lớp trên và lớp dưới khá tốt.

+ Diện tiếp xúc giữa bánh lu và lớp đất lớn và không thay đổi trong suốt quá

trình lu nên thời gian tác dụng của tải trọng lu lên lớp đất lớn hơn lu bánh thép do vậy khắc

phục được sức cản đầm nén tốt hơn nhất là các loại đất có tính nhớt.

- Nhược điểm:

+ Bề mặt sau khi lu không bằng phẳng.

+ Áp lực bề mặt lu không lớn.

- Phạm vi áp dụng: có thể sử dụng cho mọi loại đất và có hiệu quả nhất đối với đất dính

ẩm ướt.


Lu bánh lốp

- Áp suất lu lèn trung bình tác dụng trên diện tích tiếp xúc của bánh lốp với bề mặt lớp

vật liệu:

DcQK

B2

tb π=σ

Trong đó:

B - Bán trục nhỏ của diện tiếp xúc hình Elíp.

Q - Tải trọng tác dụng lên một bánh lu, (kG).

D - Đường kính của bánh lu (cm) ;

Kc - Hệ số cứng của lốp.

- Chiều sâu tác dụng của lu bánh lốp được xác định theo công thức sau:

ttPP

oWWQH ϕ=

Trong đó

ϕ - Hệ số xét đến khả năng nén chặt của đất

Với đất dính ϕ = 0,45 -0,50

Với đất rời ϕ = 0,40 - 0,45

W,Wo - Độ ẩm thực tế và độ ẩm tốt nhất của đất (%)

P, Ptt - áp lực thực tế và áp lực tính toán của không khi trong bánh lu,

(daN/cm2);

5.4.1.3. Lu chân cừu.

- Làm việc như lu bánh sắt nhưng bề mặt được cấu tạo thêm các vấu sắt nên áp lực tác

dụng lên lớp vật liệu lớn, có thể vượt quá cường độ giới hạn của đất nhiều lần, làm cho đất

nằm trực tiếp dưới chân cừu bị biến dạng lớn và chặt lại.

- Ưu điểm:

+ Áp lực bề mặt rất lớn và chiều sâu ảnh hưởng lớn do áp suất nén tập trung ở

các vấu chân cừu. Do vậy độ chặt của đất khi dùng lu chân cừu cũng lớn hơn độ chặt của đất

khi dùng lu bánh thép (khoảng 1.5 lần), độ chặt của lớp đất cũng đồng đều từ trên xuống

dưới, liên kết giữa các lớp đất cũng chặt chẽ.

+ Cấu tạo đơn giản, năng suất đầm tương đối cao do có thể móc lu thành nhiều

sơ đồ khác nhau (nếu là lu không tự hành).

- Nhược điểm:

+ Khi đầm nén xong thì có một lớp đất mỏng ở trên mặt bị xới tơi ra (khoảng 4-6

cm) do ảnh hưởng của vấu chân cừu. Vì vậy, phải dùng lu bánh thép để lu lại lớp đất này

nhất là khi trời mưa hoặc trước khi ngừng thi công.


- Phạm vi áp dụng: Lu chân cừu rất thích hợp với đầm nén đất dính, không thích hợp

khi đầm nén đất ít dính nhất là đất rời.

Lu chân cừu

- Phân loại:

Lu nhẹ 4 - 20 kG/cm2

Lu vừa 20 - 40 kG/cm2

Lu nặng 40 – 100 kG/cm2

5.4.2 Đầm đất bằng đầm rơi tự do

- Nguyên tắc: Biến thế năng của bản đầm thành động năng truyền cho đất làm cho đất

chặt lại.

- Ưu điểm:

+ Có chiều sâu ảnh hưởng lớn.

+ Có thể dùng cho tất cả các loại đất mà không đòi hỏi chặt chẽ lắm: khô quá

hoặc ướt quá đều có thể đầm được.

- Nhược điểm:

+ Năng suất thấp.

+ Giá thành cao.

- Phạm vi áp dụng:

+ Dùng cho các công trình đòi hỏi chất lượng cao.

+ Những nơi chật hẹp, không đủ diện thi công cho máy lu làm việc.

+ Những nơi có nền yếu mà phải đắp lớp đất có chiều dày lớn.

- Thao tác đầm:

+ Dùng máy xúc có lắp bản đầm di chuyển dọc theo tim đường.

+ Tại mỗi vị trí đứng của máy thì quay cần để đầm.

+ Với những lượt đầm đầu tiên thì nâng bản đầm lên chiều cao thấp sau đó

nâng cao dần lên.

- Ngoài bản đầm thì còn có các loại máy đầm tự hành, đầm hơi nhỏ, đầm cóc.

5.4.3 Đầm đất bằng lu rung.


- Nguyên tắc: Dưới tác dụng của lực rung do bộ phận gây rung gây ra, các hạt đất bị

dao động làm cho lực ma sát, lực dính giữa các hạt đất giảm, đồng thời dưới tác dụng của

trọng lượng bản thân, trọng lượng lu các hạt đất di chuyển theo hướng thẳng đứng và sắp

xếp lại chặt chẽ hơn. Bộ phận rung là các đĩa lệch tâm hoặc trục lệch tâm được gắn vào tang

trống của lu bánh thép hoặc chân cừu.

- Hiệu quả đầm nén phụ thuộc vào:

+ Tần số dao động.

+ Biên độ dao động.

+ Tải trọng tác dụng lên đất.

- Ưu điểm:

+ Đặc biệt thích hợp với đất rời.

+ Chiều sâu tác dụng khá lớn (có thể đạt 1,5m).

+ Khi cần có thể biến lu rung thành lu tĩnh bằng cách tắt các bộ phận gây

chấn động đi.

- Nhược điểm:

+ Không thích hợp với đất dính.

+ Dễ ảnh hưởng đến các công trình lân cận.

Lu rung

5.4.4 Kỹ thuật lu lèn đất

- Để tránh làm xô dồn vật liệu (nhất là vật liệu rời rạc): lu được bắt đầu từ thấp tới cao,

từ hai bên mép đường vào giữa hoặc từ phía bụng đường cong lên lưng đường cong trong

trường hợp đường cong có siêu cao.


- Tuỳ thuộc vào mỗi loại lu mà chọn sơ đồ di chuyển cho phù hợp để nâng cao năng

suất lu:

+ Nếu dùng lu kéo theo thì chạy theo sơ đồ khép kín.

+ Nếu dùng lu tự hành thì chạy theo sơ đồ con thoi.

a1

23

4

a5

67

8

b

a1

35

7

a2

46

8

b

a) Lu theo sơ đồ khép kín b) Lu theo sơ đồ con thoi

Sơ đồ lu lèn

- Để đảm bảo chất lượng đồng đều thì các vệt lu sau phải đè lên vệt lu trước một chiều

rộng quy định.

- Khi mới bắt đầu lu, vật liệu còn ở trạng thái rời rạc thì dùng lu có áp lực nhỏ, sau đó

chuyển sang dùng lu nặng để tăng dần áp lực lu cho phù hợp với quá trình đất chặt dần lại

(sức cản đầm nén tăng).

- Để đảm bảo năng suất lu và sự ổn định cho lớp vật liệu thì cần điều chỉnh tốc độ lu

cho hợp lý: ban đầu lu với tốc độ chậm, sau đó tăng dần tốc độ và giảm tốc độ trong những

hành trình cuối.

- Năng suất của lu được tính theo công thức sau:

)ca/km(N

V

L01,0LLK.T

N t

β+

=

+ T: Thời gian làm việc trong 1 ca.

+ Kt: hệ số sử dụng thời gian.

+ L: chiều dài đoạn thi công, km

+ V: vận tốc lu khi làm việc, km/h

+ N: tổng số hành trình lu cần thiết

N = Nck. Nht

+ Nck: số chu kỳ cần thực hiện.

+ Nht: số hành trình lu thực hiện trong mỗi chu kỳ.

Nck = n

N yc

+ Ny.c: số lượt lu/điểm cần thiết để làm chặt lớp vật liệu theo yêu cầu.


+ n: số lượt lu/điểm thực hiện được sau một chu kỳ lu.

+ β: hệ số xét đến việc lu chạy không chính xác theo sơ đồ. (β=1.25)

5.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA ĐỘ CHẶT VÀ ĐỘ ẨM CỦA ĐẤT Ở HIỆN

TRƯỜNG

Trong quá trình đầm nén đất ta cần kiểm tra 2 chỉ tiêu sau:

+ Độ ẩm thực tế của đất: nhằm đảm bảo cho công tác đầm nén có hiệu quả khi

đầm nén ở độ ẩm tốt nhất

+ Độ chặt thực tế của đất: để đơn vị thi công kiểm tra chất lượng đầm nén của

đơn vị mình và không thể thiếu khi tư vấn giám sát kiểm tra nghiệm thu.

Đây là một công việc nhiều khi ảnh hưởng rất lớn đến tiến độ thi công và gây thiệt hại

kinh tế cho nhà thầu. Ví dụ là khi đắp xong một lớp đất dày 20cm, nhà thầu cần phải được tư

vấn giám sát nghiệm thu độ chặt mới được thi công lớp tiếp theo. Vì vậy phải xác định chính

xác, nhanh chóng để đảm bảo tiến độ thi công và có biện pháp xử lý kịp thời.

5.5.1 Các phương pháp xác định độ ẩm của đất.

5.5.1.1 Phương pháp sấy (TCVN 4196-95)

a. Thiết bị thí nghiệm

- Cân kỹ thuật, độ chính xác 0,1 - 0,01 g. Hiện nay có thể dùng các loại cân điện tử

với độ chính xác cao.

- Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt ( max = 3000C)

- Hộp đựng mẫu

- Bình giữ khô...

b. Trình tự thí nghiệm

Lấy một khối lượng đất ~ 15g cho vào hộp đựng mẫu (đã được đánh số và biết trước

khối lượng)

- Đậy nắp và cân

- Mở nắp hộp rồi đem sấy khô trong tủ sấy 105-1100C, đất hữu cơ có thể sấy ở 70-

800C

- Mỗi mẫu đất phải được sấy ít nhất 2 lần theo thời gian quy định:

+ 5 h : sét pha, sét

+ 3 h : cát, cát pha

+ 8h : đất chứa thạch cao hoặc hàm lượng hữu cơ > 5%

Sấy lại:

+ 2 h : sét, sét pha, đất chứa thạch cao, tạp chất hữu cơ

+ 1 h : cát, cát pha

Nếu đất có hữu cơ ≤ 5% có thể sấy liên tục 105±20C trong 8h với đất loại sét và 5h

với đất loại cát. Nếu > 5% sấy ở 80±20C liên tục trong 12h với sét và 8h với cát.


- Lấy mẫu ra khỏi tủ sấy, đậy nắp lại, cho vào bình hút ẩm 45’- 1h để làm nguội mẫu

rồi đem cân

c. Xử lý kết quả thí nghiệm

100mm

mmW

0

01

−

−=

Trong đó:

m: khối lượng hộp mẫu có nắp, (g)

m0: khối lượng đất đã được sấy khô + hộp mẫu có nắp, (g)

m1: khối lượng đất ướt + hộp mẫu có nắp, (g)

Kết quả của 2 lần xác định song song chênh lệch nhau > 10% Wtb thì phải tăng số lần

xác định.

5.5.1.2. Phương pháp đốt cồn

Phương pháp này dùng cồn để đốt làm bay hơi nước thường dùng ngoài hiện trường.

Dùng cồn đốt vì nhiệt độ khi đốt không quá cao, không làm cháy, phân huỷ các liên kết của

khoáng vật.

a. Thiết bị thí nghiệm:

Thiết bị thí nghiệm giống như phương pháp dùng tủ sấy nhưng thay tủ sấy bằng cồn

công nghiệp 950

b. Trình tự thí nghiệm:

+ Cho mẫu đất vào hộp kim loại và đem cân

+ Đổ cồn vào mẫu đất với khối lượng vừa đủ làm ướt bề mặt mẫu (đổ nhiều sẽ

tốn cồn).

+ Châm lửa cho cháy cồn, có thể dùng que kim loại khoắng để nước bay hơi

nhanh. Khi lửa tắt, đổ thêm cồn và đốt tiếp. Đốt đến khi khối lượng mẫu không đổi (thường

là 3-4 lần)

+ Đậy nắp kín, để nguội, cân xác định khối lượng

c. Xử lý kết quả thí nghiệm:

Giống phương pháp sấy.

5.5.1.3 Phương pháp thể tích

- Phương pháp này không phải sấy khô mẫu đất mà chỉ cần xác định thể tích phần rắn

và lỏng trong đất. Phương pháp này thích hợp với đất rời (cát, sạn).

a. Thiết bị thí nghiệm:

- Ống đong hoặc bình đựng có thể xác định được thể tích (500-1000cm3).

- Cân kỹ thuật có độ chính xác 0.1-0.01g


- Xác định thể tích bình (hoặc ống đong)


- Cân bình không được khối lượng P1

- Đổ nước cất đến vạch chuẩn, cân lại được khối lượng P2

- Lấy lượng đất cần thí nghiệm PW. Cho lượng đất này vào bình (không có nước), cân

bình và đất được khối lượng P3

- Cho nước vào bình, dùng que khuấy để phân tán các hạt, đuổi hết bọt khí. Đổ thêm

nước đến vạch chuẩn. Cân được khối lượng P4

c. Xử lý kết quả thí nghiệm:

Độ ẩm của đất W được xác định theo công thức sau:

%100V

P

PV

W

1

n

w

r

W1

−γ

γ−

=

Trong đó:

Pw: khối lượng đất ẩm

ór: khối lượng riêng của đất (~ 2,65 - 2,7 g/cm3)

ón: khối lượng riêng của nước (có thể lấy 1g/cm3), thay đổi theo nhiệt độ

V1:thể tích mẫu đất (gồm phần rắn và lỏng)

cm,PP)PP(

Vn

34

n

121

γ

−−

γ

−=

P1: khối lượng bình không, g

P2: khối lượng bình + nước

P3: khối lượng bình + đất

P4: khối lượng bình + đất + nước

5.5.1.4 Phương pháp cân trong nước

- Cần xác định khối lượng bằng phương pháp cân trong không khí và sau đó cân trong

nước

- Sử dụng cân thuỷ tĩnh

- Dùng cho loại đất dễ tan rã, phân tán trong nước

- Trình tự thí nghiệm:

+ Cân mẫu đất ẩm trong không khí Pw

+ Cân mẫu đất ẩm trong nước P2

1P

PW

r

nr

2

W −

γ

γ−γ×=

Pw : khối lượng đất cân trong không khí (g)

P2 : khối lượng mẫu cân trong nước (g)

ór : khối lượng riêng của đất, g/cm3

ón : khối lượng riêng của nước, g/cm3


5.5.2 Các phương pháp xác định độ chặt của đất

5.5.2.1 Phương pháp dao đai đốt cồn.

a. Dụng cụ thí nghiệm.

- Dao đai có miệng vát (chiều cao H, đường kính D) để lấy được mẫ đất nguyên dạng.

- Búa đóng,

- Dao gọt đất.

- Dụng cụ xác định độ ẩm: cồn, cân kỹ thuật.

b. Cách tiến hành thí nghiệm.

- Cân dao vòng được khối lượng P2.

- Xác định vị trí cần tiến hành thí nghiệm:

+ Xác định vị trí theo mặt bằng.

+ Xác định vị trí theo chiều sâu.

- Làm phẳng bề mặt nơi cần lấy mẫu thí nghiệm.

- Đặt dao vòng lên mặt đất nơi cần lấy mẫu, úp mũ dao lên và dùng búa đóng để dao

ngập hết vào trong đất.

- Đào đất xung quanh dao vòng rồi lấy mẫu lên, gạt phẳng bề mặt đất.

- Cân cả dao và đất được khối lượng P1.

- Lấy một lượng đất nhỏ trong dao vòng để làm thí nghiệm xác định độ ẩm bằng

phương pháp đốt cồn.

c. Tính toán kết quả

- Dung trọng ẩm của đất:

)3cm/g(V

PP 21w

−=γ

Trong đó:

P1 – Khối lượng của dao đai và đất ẩm, (g)

P2 – Khối lượng dao đai, (g)

V - Thể tích đất trong dao đai, (cm3)

- Khối lượng thể tích khô của đất:


)3cm/g(W01.01

wk

+

γ=γ

- Đem so sánh kết quả đã tính được với độ chặt tiêu chuẩn tìm được bằng thí nghệm

đầm nén tiêu chuẩn để xem đã đầm nén đến độ chặt yêu cầu hay chưa, đồng thời có cách

điều chỉnh độ ẩm cho phù hợp.

- Nhận xét: Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, dễ làm, nhưng có nhược điểm là

chỉ sử dụng được cho những loại đất không có hạt thô.

5.5.2.2. Phương pháp dùng phao Covaliep.

- Đây là phương pháp xác định rất nhanh độ chặt và độ ẩm của đất ở hiện trường.

- Nguyên tắc làm việc của phao là dựa vào sức đẩy của nước để xác định trọng lượng.

a. Dụng cụ thí nghiệm

- Phao Covalép

- Dao dai, búa đóng….

- Bát đựng đất, chày cao su để nghiền đất


+ Dùng dao vòng lấy đất nguyên dạng như ở trên, sau đó cho toàn bộ đất

trong dao vòng vào phao rồi thả phao vào thùng nước.

+ Căn cứ vào ngấn nước chìm xuống ta đọc được trị số khối lượng thể tích

ẩm của đất γw ở thang Bλ.

+ Lấy đất trong phao nghiền nhỏ trong nước, khuấy đều sao cho không còn

bọt khí thoát ra ngoài rồi đổ vào bình treo dưới đáy phao và thả cả phao và bình đeo vào

nước.

+ Do trọng lượng bản thân của các hạt đất phao sẽ chìm xuống. Trên phao

có ba vạch thang đo ứng với ba loại đất đặc trưng: cát (thang A), sét (thang B) và đất đen (

thang C). Căn cứ vào ngấn nước chìm xuống và tuỳ theo loại đất ta đọc được trị số khối

lượng thể tích khô của đất γk.

+ Từ kết quả đọc được trên phao ta có thể tính được độ ẩm tự nhiên của

đất:

(%)100Wk

kw

γ

γ−γ=


Cấu tạo phao Covaliep

Nhận xét: Phương pháp này có ưu điểm là thí nghiệm đơn giản, nhanh, không tốn kém

nhưng có nhược điểm:

+ Do phải lấy mẫu nguyên dạng bằng dao vòng nên chỉ thực hiện được với

những loại đất hạt nhỏ, còn với những loại đất hạt lớn như: đất cấp phối sỏi đồi, Laterite, cấp

phối... thì cần phải dùng phương pháp khác.

+ Khi thí nghiệm đất sét thì không chính xác do đất sét khó thoát khí ra

ngoài.

5.5.2.3 Phương pháp cân trong nước.

- Dụng cụ thí nghiệm.

Ống đo nước 500cm3.

1- Bình thuỷ tinh hình cầu 500-800cm3.

2- Ống pipét.

3- Thùng đựng nước.

4- Dao đai.

Vạch sơn

1. Thùng treo ở đáy phao

2. Phao

3. Ống phao

4. Thang đo dung trọng ẩm (thang Bλ)

5, 6, 7. Thang đo dung trọng khô (A, B, C)

8. Móc

9. Miếng đồng

10. Dao đai

11. Phễu

12. Dao gọt đất

13. Vỏ thùng

14. Các viên chì

15. Vách ngăn

16. Nút phao

17. Ống cao su

18.Đế


Trên bình cầu có đánh dấu vạch sơn khống chế trọng lượng (P0). Khi đổ đất và nước

vào bình cầu và thả vào thùng nước, nếu ngấn nước chìm đến vạch sơn thì đất và nước trong

bình sẽ có trọng lượng P0.

- Trình tự thí nghiệm.

Dùng dao đai lấy mẫu đất rồi đổ đất trong dao đai vào bình cầu và đặt bình cầu vào

nước. Dùng ống đong nước đổ từ từ nước vào bình cầu cho đến khi ngấn nước ở trong thùng

trùng với vạch sơn trên bình.

Khối lượng thể tích ẩm của đất được tính theo công thức sau:

V

PP 10w

−=γ

Trong đó:

P0: Khối lượng ứng với vạch trên bình cầu (đã xác định trước).

P1: Khối lượng nước thêm vào.

V: Thể tích dao đai.

Nhận xét:

+ Ưu điểm: Nhanh, không tốn kém.

+ Nhược điểm: Giống phương pháp phao Covalep.

5.5.2.4 Phương pháp rót cát.

a. Dụng cụ thí nghiệm.

- Bộ phễu rót cát gồm: phễu rót cát, bình chứa cát, đĩa đệm, đinh đỉa...

- Choòng, đục...

- Cân: một chiếc cân có thể cân được đến 15kg có độ chính xác đến 1g (để xác định

khối lượng thể tích ướt của mẫu), một chiếc có thể cân được đến 800g với độ chính xác tới

0.01g (để xác định độ ẩm của mẫu).

- Để xác định độ ẩm có thể dùng tủ sấy hoặc dùng cồn.

- Cát thí nghiệm: dùng cát sạch, khô ráo và đảm bảo kích thước hạt từ: 0,5 – 1mm.

b. Trình tự thí nghiệm.

- Xác định γcát:

+ Cho cát vào bình và đem cân cả bình và cát được Gc1.

+ Chọn vị trí bằng phẳng, đặt phễu rót cát lên và mở van cho cát chảy.

+ Khi cát ngừng chảy, khoá van, đem cân cả bình và cát còn lại được Gc2. +

Khối lượng thể tích riêng của cát được xác định theo công thức sau:

V

GG 2c1cc

−=γ

Với V là thể tích phễu (V=1 lít).

- Xác định vị trí cần tiến hành thí nghiệm:

+ Xác định vị trí theo mặt bằng.


+ Xác định vị trí theo chiều sâu.

- Đặt dao vòng lên mặt đất nơi cần tiến hành thí nghiệm.

- Làm phẳng bề mặt đất và đặt đĩa đệm lên mặt đất và cố định lại bằng các đinh đỉa.

- Dùng choòng đào đất trong phạm vi của đĩa đệm với chiều sâu của hố đào khoảng

10cm -15 cm. Nếu chiều dày lớp vật liệu không quá 20 cm thì đào hết chiều sâu lớp vật liệu

đó.

- Lấy toàn bộ đất đào trong hố và cân được khối lượng là Qđất.

- Cho cát tiêu chuẩn vào bình chứa, cân cả hệ gồm: bình chứa cát, cát và phễu rót cát

được khối lượng là Q1.

- Đặt phễu rót cát lên đĩa đệm, mở van cho cát chảy vào trong hố.

- Khi cát đã ngừng chảy thì khoá van lại và đem cân hệ gồm: bình chứa cát, cát thừa

trong bình và phễu rót cát được khối lượng là Q2.

Mô hình phương pháp rót cát


Phễu rót cát

c. Tính toán kết quả.

Qcát (hố+phễu) = Q1 – Q2

Vhố + phễu V

QQ 21 −=

Vhố = Vđất = Vhố+phễu – Vphễu

- Dung trọng ẩm của đất:

dat

datw V

Q=γ (g/cm3)

- Khối lượng thể tích khô của đất:

W01.01w

k+

γ=γ (g/cm3)

- Đem so sánh kết quả đã tính được với độ chặt tiêu chuẩn tìm được bằng thí nghệm

đầm nén tiêu chuẩn để xem đã đầm nén đến độ chặt yêu cầu hay chưa, đồng thời có cách

điều chỉnh độ ẩm cho phù hợp.

Nhận xét: Đây là phương pháp có độ tin cậy khá cao, thực hiện nhanh chóng và có thể

thí nghiệm với mọi loại đất. Hiện nay phương pháp này được áp dụng phổ biến trong công

tác kiểm tra, nghiệm thu độ chặt và độ ẩm đất nền đường.

1

2

3

4

5

6

1-Nắp bình 2-Khe trong suốt để quan sát cát chảy 3- Bình đựng cát 4-Van đóng mở 5-Phễu có V=1lít 6-Đĩa đệm


5.5.2.5 Phương pháp đồng vị phóng xạ.

Ưu điểm: Nhanh, không phá hoại kết cấu.

Nhược điểm: Tốn kém, độ chính xác không cao khi gặp đá.

CCCCH¦¥NG H¦¥NG H¦¥NG H¦¥NG 6666....


THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ

6.1 KHÁI NIỆM

6.1.1 Khái niệm.

- Trong nhiều trường hợp, nổ phá là phương pháp duy nhất để xây dựng nền đường.

- Nổ phá là tận dụng năng lượng to lớn sinh ra khi nổ của thuốc nổ để phá vỡ đất đá.

6.1.2 Ưu nhược điểm.

6.1.2.1. Ưu điểm.

- Năng suất cao, giá thành hạ.

- Tốc độ thi công nhanh.

6.1.2.2. Nhược điểm.

- Độ an toàn kém.

- Dễ gây chấn động đến các công trình xung quanh, có thể gây sụt lở nền đường về lâu

dài sau khi thi công xong.

- Ảnh hưởng đến môi trường sinh thái.

6.1.3 Phạm vi áp dụng.

- Phương pháp nổ phá thường được sử dụng trong các trường hợp sau :

+ Xây dựng nền đường ở các đoạn gặp đá hoặc đất cứng.

+ Xây đựng nền đường trong trường hợp yêu cầu thi công nhanh gấp.

+ Xây dựng nền đắp cao hoặc các đập lớn.

+ Xây dựng đường hầm.

+ Phá cây, chướng ngại vật trong phạm vi xây dựng.

+ Khai thác vật liệu xây dựng.

6.2 THUỐC NỔ

6.2.1 Khái niệm.

- Nổ là sự giải thoát cực kỳ nhanh chóng một năng lượng lớn và một khối lượng lớn chất

khí. Lượng khí sinh ra khi nổ trong điều kiện nhiệt độ cao, thời gian ngắn sẽ tạo nên áp lực

rất lớn phá vỡ môi trường xung quanh.

- Một hợp chất hoá học hay một hỗn hợp cơ học ở thể rắn, lỏng hay khí, có khả năng gây

ra hiện tượng nổ khi chịu tác dụng của nhân tố bên ngoài (đốt, đập) gọi là thuốc nổ ( hoặc

chất nổ).

6.2.2 Phân loại thuốc nổ.

- Theo thành phần: thuốc nổ chia làm hai loại chính :

+ Hợp chất hóa học: là chất hoá học thuần nhất chứa các nguyên tố cần thiết

(nguyên tố cháy và ôxy hoá) để tham gia phản ứng nổ. Các thành phần của thuốc nổ liên kết

chặt chẽ với nhau không thể phân ly bằng các biện pháp vật lý đơn giản. Tiêu biểu cho loại

này như Nitrôtoluen, Nitroglyxêrin, Trinitrôtôluen, Fuyminat thuỷ ngân...


Ví dụ : phản ứng hoá học nổ của nitroglyxerin là :

4C3H5(ONO2)3 = 12CO2 + 10H2O + 6N2 + O2

+ Hỗn hợp cơ học: Loại thuốc nổ gồm nhiều thành phần trộn với nhau theo một tỉ lệ

nhất định, trong đó nhiều nhất là chất cháy (chứa các bon) và chất cung cấp ô xy. Các thành

phần này không kết hợp hóa học nên dễ phân ly. Tiêu biểu cho loại này là Amônít, đinamit,

thuốc nổ đen...

- Theo công dụng thực tế cũng có thể phân thuốc nổ thành mấy loại sau:

+ Thuốc gây nổ: là loại thuốc nổ có tốc độ nổ và độ nhạy rất lớn, thường dùng trong

kíp nổ. Tốc độ nổ có thể đạt 2000-8000m/s. Chỉ cần va chạm mạnh hoặc nhiệt năng là nổ.

Điển hình cho loại này là Fuyminat thuỷ ngân Hg(CNO)2, adit chì PbN6.

+ Thuốc nổ chính: là thuốc nổ chủ yếu dùng để nổ phá, có độ nhạy tương đối thấp,

phải có thuốc gây nổ tác dụng thì mới có thể nổ được. Tuỳ theo tốc độ nổ được chia thành

ba loại:

Thuốc nổ yếu, có tốc độ nổ nhỏ hơn 1000m/s (thuốc đen).

Thuốc nổ trung bình, tốc độ nổ khoảng 1000-3500m/s như Amoni

nitorat NH4NO3.

Thuốc nổ mạnh, có tốc độ nổ lớn hơn 3000m/s, có khi tới 7000m/s. Loại

này có sức công phá mạnh như TNT, Dinamit.

6.2.3 Thành phần, tính năng một số loại huốc nổ.

+ Thuốc đen: Là hỗn hợp Kali Nitrat (KNO3) hoặc Natri nitrat (NaNO3) với lưu

huỳnh và than gỗ theo tỷ lệ 6:3:1. Thuốc đen rất dễ cháy, tốc độ nổ thấp (400m/s), sức nổ

yếu, thường dùng làm dây cháy chậm.

+ Amôni nitrat NH4NO3: Đây chính là phân hoá học dùng trong nông nghiệp, tốc độ

nổ khoảng 2000-2500m/s. Loại thuốc này tương đối an toàn, giá thành thấp nên được dùng

rộng rãi.

+ Amônit: Hỗn hợp do amôn nitrat được trộn thêm một phần thuốc nổ khác và bột

gỗ. Tốc độ nổ khoảng 2500m/s. Amônit không nhạy với va chạm, ma sát, không bắt cháy

khi gặp lửa, khi nổ sinh ra ít khí CO2, do vậy tương đối an toàn và được dùng khá phổ biến.

+ Trinitrotoluen, gọi tắt là TNT: công thức hoá học là C6H2(NO3)CH3, là loại thuốc

nổ mạnh, màu vàng nhạt, không tan trong nước, vị đắng. TNT độ nhạy không cao, là loại

thuốc nổ an toàn. Khi nổ sinh ra nhiều khí độc CO nên chỉ dùng để nổ ngoài trời hoặc dưới

nước, không dùng để nổ phá trong hầm, công trình ngầm.

+ Đinamit: Là hỗn hợp Nitroglyxêrin keo C3H5(ONO2)3 với Kali nitrat hoặc Amôn

nitrat. Là loại thuốc nổ mạnh ở thể keo. Tốc độ nổ 6000-7000m/s. Điamit rất nhạy với tác

dụng xung kích, ma sát, lửa, nhiệt độ nhất là nhiệt độ +100C (ở nhiệt độ này Đinamit kết tinh

nên rất dễ nổ). Đinamit không hút ẩm, không sợ nước, nổ được cả dưới nước, khi nổ không

sinh ra khí độc.


6.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP GÂY NỔ VÀ VẬT LIỆU GÂY NỔ

Năng lượng gây nổ có thể tồn tại dưới dạng quang năng, nhiệt năng, cơ năng hay dùng

năng lượng nổ phá của một khối thuốc nổ khác.

6.3.1 Gây nổ bằng kíp nổ thường

- Vật liệu gây nổ cần thiết gồm kíp nổ thường và dây cháy chậm.

a) Kíp nổ

- Kíp nổ là một ống tròn bằng kim loại hoặc bằng giấy bìa cứng, đường kính ống

khoảng 6-8mm, dài 35-51mm. Trong kíp nổ: một nửa phía đáy chứa thuốc nổ mạnh, tiếp đó

trong phần mũ kíp chứa thuốc gây nổ (Fuyminat thuỷ ngân Hg(CN0)2 hoặc Adit chì PbN6).

Phần đầu kíp có một đoạn ống dài 15mm để đưa dây cháy chậm vào. Đáy kíp lõm vào để tập

trung năng lượng nổ của kíp nổ do đó dẽ ràng gây nổ các khối thuốc nổ.

- Kíp nổ cần được bảo quản nơi khô ráo (tránh tình trạng kíp nổ không nổ, phải xử lý

mìn câm), tránh va chạm hoặc xung kích mạnh.

b) Dây cháy chậm.

- Có đường kính khoảng 5-6mm, lõi dây chấy chậm là thuốc nổ đen, ở giữa lõi có sợi

dây dẫn bằng dây gai, bên ngoài được quấn chặt bằng các sợi giấy phòng nước, rồi đến dây

gai hoặc dây chất dẻo, ngoài cùng quét bitum phòng ẩm. Dây cháy chậm có hai loại: loại phổ

thông có tốc độ cháy 100-200m/s, loại cháy chậm có tốc độ cháy 180-210m/s hoặc 240-

350m/s.

Cấu tạo dây cháy chậm

- Ưu điểm: đơn giản, dễ sử dụng, không đòi hỏi các thiết bị phức tạp.

- Nhược điểm:

+ Không gây nổ đồng thời cho nhiều khối thuốc nổ được.

+ Khó kiểm soát được sự làm việc bình thường của hệ thống gây nổ.

+ Độ an toàn không cao do phải tiếp cận gần khối thuốc nổ, lượng khí độc hại

thoát ra nhiều.

6.3.2 Gây nổ bằng kíp nổ điện

Thuốc nổ đen

1- Ống kim loại hoặc ống giấy.

2- Thuốc nổ mạnh.

3- Đáy lõm.

4- Thuốc gây nổ.

5- Mắt ngỗng.

6- Dây cháy chậm.


- Vật liệu gây nổ cần thiết gồm kíp nổ điện , dây dẫn điện và nguồn điện.

- Kíp nổ điện có cấu tạo giống như kíp nổ thường có lắp thêm bộ phận dẫn điện và một

dây tóc bóng đèn để điểm hoả làm cho kíp nổ. Điện trở của kíp điện từ 1-3,5Ω, dây dẫn điện

là dây đồng đường kính 0,5-1mm.

- Điều kiện để cho kíp điện nổ là dòng điện tạo ra một nhiệt lượng đủ lớn làm cho

thuốc cháy.

Q = 0.24I2Rt

Trong đó:

I: Cường độ dòng điện.

R: Điện trở của kíp.

t: thời gian cháy của thuốc trong kíp.

Như vậy, trong mạch điện, kíp có điện trở lớn sẽ nổ trước nên sẽ rất nguy hiểm và

không đảm bảo yêu cầu nổ phá. Để tránh tình trạng trên, người ta quy định: điện trở các kíp

nhỏ hơn 1.25Ω thì các kíp phải có điện trở không được chênh nhau quá 0.25Ω còn khi điệm

trở của kíp lớn hơn 1.25Ω thì điện trở của kíp không được chênh nhau quá 0.3Ω.

- Cường độ dòng điện cũng ảnh hưởng đên độ nhạy của kíp, vì vậy phải quy định độ

lớn của dòng điện gây nổ. Khi dòng điện có cường độ nhỏ thì tốc độ tăng nhiệt của dây tóc

chậm, thời gian toả nhiệt dài do vậy độ nhạy của kíp giảm đi. Ngược lại, nếu cường độ dòng

điện lớn đến mức nào đó thì độ nhạy của kíp sẽ trở nên giống nhau mặc dù chúng có khác

nhau về điện trở. Vì vậy phải quy định trị số dòng điện tối thiểu khi nổ. Thông thường, đối

với dòng điện một chiều Imin = 1.8A và dòng xoay chiều Imin = 2.5A

- Khi muốn nổ nhiều kíp thì mắc chúng thành mạch điện theo các sơ đồ: song song, nối

tiếp hoặc hỗn hợp.

+ Sơ đồ mắc nối tiếp: giữa các kíp được mắc nối tiếp với nhau, đỡ tốn dây

nhưng không tin cậy vì nếu có một kíp không nổ thì cả mạch sẽ hở và không nổ đồng loạt

được.

+ Mắc song song: có thể đảm bảo độ tin cậy vì các kíp độc lập với nhau nhưng

tốn dây.

+ Mắc hỗn hợp: mắc song song từng nhóm và từng nhóm mắc nối tiếp với

nhau.

1- Ống kim loại hoặc ống giấy.

2- Thuốc nổ mạnh.

3- Đáy lõm.

4- Thuốc gây nổ.

5- Mắt ngỗng.

6- Dây tóc.

7- Thuốc cháy.

8-Dây dẫn điện


- Nhiệm vụ của việc thiết kế gây nổ bằng điện là: chọn cách mắc điện, bố trí mạng lưới

điện gây nổ và tính toán nguồn điện cần thiết.

- Chọn cách mắc điện tuỳ thuộc vào: số lượng, vị trí các lỗ mìn, các khối thuốc nổ.

- Cần tính toán để xác định được yêu cầu của nguồn điện : căn cứ vào mạch điện, tính

được cường độ dòng điện mạch ngoài, mạch nhánh và trên từng kíp điện. Để đảm bảo yêu

cầu nổ được thì cường độ dòng điện thông qua mỗi kíp phải lớn hơn cường độ dòng điện tối

thiểu gây nổ.

- Khi thi công nổ phá gây nổ bằng năng lượng điện thì cần đặc biệt chú ý tới công tác

kiểm tra trong và sau khi mắc điện để đảm bảo an toàn, hiệu quả.

Nhận xét : phương pháp gây nổ bằng điện khắc phục được tất cả các thiếu sót của phương

pháp gây nổ bằng kíp thường, thực hiện được mọi ý đồ nổ phá, nâng cao và phát huy được

hiệu quả của thuốc nổ. Tuy nhiên để thực hiện được việc đó thì công tác tính toán, kiểm tra

phải được thực hiện rất nghiêm ngặt và chính xác .

6.3.3 Gây nổ bằng dây nổ

- Khác với các phương pháp gây nổ bằng kíp, phương pháp này chỉ cần dây nổ đặt

trong mỗi khối thuốc nổ.

- Dây nổ có dạng giống dây cháy chậm, vỏ ngoài có quấn sợi màu đỏ hoặc vân đỏ để

phân biệt với dây cháy chậm. Ruột của dây nổ là loại thuốc gây nổ mạnh như trimêtilen-

trinitin C3H6N3(NO2)3, ở giữa có sợi dây lõi để phân phối thuốc nổ cho đều. Vỏ chống ẩm

của dây truyền nổ có thể bảo đảm cho dây không bị ẩm sau 12 giờ ngâm nước.

- Do lõi thuốc của dây truyền nổ có tốc độ nổ rất lớn (6800-7200m/s) nên khi được gây

nổ từ một kíp nổ, dây truyền nổ sẽ truyền nổ tức thì tới gói thuốc nổ.

- Khi cần nổ nhiều khối thuốc nổ thì cũng tiến hành mắc thành mạng: song song hoặc

nối tiếp.

1- Kíp nổ 2- Dây truyền nổ 3- Khối thuốc nổ

a) Song song b) Nối tiếp c) Bó song song

+ Mắc song song: thường dùng khi chiều sâu đặt thuốc nổ lớn, cự ly giữa các

lỗ thuốc xa.

+ Mắc nối tiếp: thường ít dùng vì độ tin cậy không cao.

+ Mắc bó song song: dùng khi các khối thuốc nổ bố trí rất sát nhau.

- Cách nối dây truyền nổ: Có hai cách như hình vẽ sau:

Dây cuốn hoặc băng dính

30-50cm

Hướng truyền nổ Dây truyền nổ chính

Dây truyền nổ nhánh

30-40cm

Dây truyền nổ chính

Hướng truyền nổ


- Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, khá an toàn do không phải cắm kíp vào

khối thuốc nổ, đơn giảm và có thể gây nổ đồng thời hoặc thứ tự nhiều khối thuốc nổ. Áp

dụng nhiều tại các mỏ khai thác lộ thiên.

- Nhược điểm : khó kiểm tra được mạng lưới gây nổ, giá thành cao.

6.4 TÁC DỤNG CỦA NỔ PHÁ VỚI MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH

PHÂN LOẠI TÁC DỤNG NỔ PHÁ

6.4.1 Tác dụng nổ phá với môi trường đất đá đồng chất và vô hạn

- Khi nổ, khí nổ xung kích mạnh vào môi trường đất đá xung quanh tạo thành sóng nổ.

Trong môi trường đồng chất, sóng nổ này sẽ lan truyền đều hình thành sóng nổ hình cầu. Ở

vùng trung tâm thì áp lực của sóng nổ rất lớn những càng truyền xa thì áp lực càng giảm vì

nó phải vượt qua sức cản của đất đá.

- Nhờ áp lực của sóng nổ mà đất đá bị phá hoại hoặc bị di chuyển đi chỗ khác.

- Tác dụng phá hoại phụ thuộc áp lực nổ nên càng ra xa thì tác dụng này càng yếu đi.

- Tác dụng nổ phá trong môi trường đồng chất vô hạn được chia thành 4 vùng như sau:

+ Vùng l (R<R1): sát trung tâm đặt thuốc, áp

lực nổ lớn nhất nên đất đá bi vụn nát. Vì thế

Vùng 1 gọi là Vùng vụn nát hay ép co.

+ Vùng 2 (R1<R<R2): Vùng phá tung, áp lực

còn lớn nên đất đá bị vỡ thành từng mảnh,

nếu có mặt thoáng thì các mảnh vỡ bị đẩy

tung lên.

+ Vùng 3 (R2<R<R3): tức Vùng phá om , áp

lực chỉ đủ sức phá hoại sự liên kết giữa các

phần tử đất đá tại chỗ mà không đẩy chúng

đi được.

+ Vùng 4 (R3<R<R4): Vùng chấn động, áp lực

đã yếu chỉ đủ sức gây chấn động.

R1: Bán kính ép co

R2: Bán kính nổ tung

R3: Bán kính nổ om

R4: Bán kính chấn động

- Ranh giới thực tế của từng phạm vi là không rõ rệt . Bán kính bao của 3 Vùng 1,2,3 là

có ý nghĩa thực tế: biểu thị phạm vi bị phá hoại do nổ phá được gọi đó là bán kính phá hoại

R.

6.4.2 Tác dụng nổ phá trong môi trường đồng chất có mặt tự do

R4

R 3

R 2

R1

3 2

4


Trong môi trường đồng chất, có mặt tự do, tác dụng nổ phá sẽ tập trung vào chỗ có

sức cản nhỏ nhất, tức là các chỗ có khoảng cách từ tâm gói thuốc nổ đến mặt thoáng nhỏ

nhất. Khoảng cách này gọi là đường kháng nhỏ nhất W.

- Trường hợp a: W > R3 sau khi nổ, mặt đất chỉ bị rung động và không có vết tích

phá hoại, tác dụng nổ phá trong lòng đất tạo thành một khoảng trống ngầm. Trường lợp này

được gọi là nổ ngầm .

- Trường hợp b : R2 < W ≤≤≤≤ R3 : sau khi nổ, đất đá chỉ bị nứt nẻ vỡ thành hòn nằm tại

chổ và mặt đất bị Vùng lên. Hình thức nổ như vậy gọi là nổ om

- Trường hợp c : W ≤≤≤≤ R2 sau khi nổ, đất đá sẽ tạo nên một hình chóp nón gọi là phễu

nổ. Một phần đất đá bị bắn đi xa và rơi ra xung quanh phễu, phần còn lại rơi trở lại lấp lòng

phễu. Trường hợp này gọi là nổ tung.

Nhận xét: Trong môi trường đồng chất có mặt thoáng tự do, kết quả nổ phá (nổ ngầm, nổ

om, nổ tung) phụ thuộc vào W (cách bố trí thuốc nổ) và bán kính R (lượng thuốc nổ, loại

thuốc nổ và loại đất đá)

6.4.3 Phân loại tác dụng nổ phá.

- Do R luôn thay đổi theo lượng thuốc nổ, loại thuốc nổ và loại đất đá nên để phân loại

hình thức nổ, người ta thường dùng chỉ tiêu là chỉ số nổ n :

Wrn =

Trong đó:

n: Chỉ số nổ.

r : bán kính phễu nổ.

W: đường kháng nhỏ nhất.

Nếu:

n > l : Nổ tung mạnh.

n = 1,0 : Nổ tung tiêu chuẩn (tạo nên một phễu tiêu chuẩn).

0,75 < n < 1,0 : Nổ tung yếu .

n = 0,75 : Nổ om tiêu chuẩn

n < 0,75 : Chuyển từ hình thức nổ om sang nổ ngầm.

- Tiến hành nổ phá theo hình thức nổ nào là tùy thuộc thuộc vào mục đích yêu cầu nổ phá, từ đó chọn chỉ số nổ n cho phù hợp.

W R 3 W

r

R W R

r

R 2

R 3

R 1

R 2

a) Nổ ngầm b) Nổ om c) Nổ tung


- Ví dụ: nổ ngầm thường chỉ dùng để mở rộng lỗ khoan tạo thành bầu chứa được nhiều thuốc nổ. Muốn đất đá được hất đi xa thì thiết kế cho nổ tung mạnh. Trong trường hợp nền đường qua vách đá cheo leo chỉ cần đá vỡ và tự lăn đi thì chỉ cần thiết kế cho nổ om .. .

- Trong trường hợp có càng nhiều mặt tự do thì hiệu quả nổ phá càng tăng .Vì thế cần cố gắng lợi dụng địa hình để bố trí nổ phá trong điều kiện có nhiều mặt thoáng.

6.5 TÍNH TOÁN LƯỢNG THUỐC NỔ.

- Lượng thuốc phải tính toán sao cho đạt được hiệu quả nổ phá mà không gây ảnh hưởng đến sự ổn định của nền đường và an toàn thi công.

- Công thức tính lượng thuốc nổ cần thiết Q(kg) cho trường hợp đất đá đồng chất, địa hình bằng phẳng, có một mặt tự do và cho nổ với hình thức nổ tung tiêu chuẩn là :

Q = q V (kg)

Trong đó :

V: là thể tích hình phễu đất đá bị phá hoại sau khi nổ mìn.

q: lượng thuốc nổ đơn vị (kg/m3). Là lượng thuốc nổ cần thiết để phá vỡ 1m3 đất đá và thuốc nổ là loại thuốc nổ tiêu chuẩn (Amonit số 9).

Thể tích phễu nổ :

3

WrV

2π=

Vì nổ tung tiêu chuẩn nên:

Wrn = =1

Do đó:

Vậy Q=qW3

- Khi dùng thuốc nổ không phải là thuốc nổ tiêu chuẩn thì:

Q=eqW3

Trong đó: e là hệ số điều chỉnh lượng thuốc đơn vị q trong trường hợp thi công bằng loại thuốc nổ không phải thuốc nổ tiêu chuẩn.

6.6 CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ VÀ ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG

6.6.1 Phương pháp nổ ốp (nổ dán)

- Thường hạn chế dùng phương pháp này, chỉ áp dụng khi phá đá mồ côi, đào gốc cây hoặc khi không có điều kiện để khoan đào tạo lỗ mìn.

6.6.2. Phương pháp lỗ mìn.

332

W3

W

3

WWV ≈

π=

π=

- Đặt thuốc nổ vào chỗ lõm trên bề mặt vật định phá, sau đó lấp đất và cho nổ.

- Ưu điểm của phương pháp này là rất đơn giản, không phải khoan, đào để tạo lỗ mìn nhưng hiệu quả nổ phá rất thấp, tốn thuốc nổ, không kinh tế.

Thuốc nổ


- Tiến hành khoan, đào, đục vào đá cần nổ phá theo 1 hướng nào đó (thẳng đứng, ngang hoặc xiên) các lỗ đặt thuốc nổ có đường kính F< 300mm : lỗ mìn. Sau đó tiến hành nạp thuốc nổ, lấp lỗ mìn và tiến hành gây nổ.

- Tuỳ theo đường kính, độ sâu lỗ mìn mà có thể chia thành 2 loại:

+ Lỗ mìn nông

+ Lỗ mìn sâu

6.6.2.1. Nổ phá lỗ mìn nông (lỗ nhỏ):

- Đường kính lỗ mìn : F = 25 – 50mm.

- Chiều sâu lỗ mìn : h ≤ 5m

Tạo lỗ mìn bằng khoan hơi ép

hoặc đục bằng choòng (nhân công)

- Ưu điểm:

+ Thi công tạo lỗ khá đơn giản

+ Không bị hạn chế bởi địa hình (có thể bố trí các lỗ mìn có vị trí và phương khác nhau)

+ Ảnh hưởng do chấn động tới môi trường xung quanh là nhỏ.

- Nhược điểm: Đường kính lỗ mìn nhỏ, lượng thuốc nạp bị hạn chế (khoảng 1,5kg) nên năng suất nổ phá không cao (một lỗ không quá 10m3).

- Phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong các trường hợp sau :

+ Đào nền đường nông (h≤ 5m).

+ Đào rãnh, tu sửa ta luy.

+ Mở rộng nền đường trong trường hợp tuyến nâng cấp cải tạo

+ Phá đá mồ côi, phá gốc cây.

+ Đào hầm đặt thuốc nổ.

a) Nền đào nông b) Nền mở rộng

6.6.2.2. Nổ phá lỗ mìn sâu:

- Đường kính lỗ mìn : F ≥ 75mm.

- Chiều sâu lỗ mìn : h > 5m -> Tạo lỗ mìn bằng máy khoan

- Ưu điểm: Đường kính lỗ mìn khá lớn -> nạp được nhiều thuốc nổ nên phương pháp này có một số ưu điểm như :

+ Năng suất cao, lượng đất đá phá được lớn.

+ Tăng nhanh được tiến độ thi công.

- Nhược điểm:

+ Sau khi nổ phá thì có khoảng 10 – 15% đá tảng cần phải phá tiếp để làm nhỏ.

h≤ 5m

Lỗ mìn chính Lỗ mìn phụ

∆b Nền cũ Nền mới


+ Công tác di chuyển máy khoan đến công trường, mở mặt bằng thi công và làm đường tạm phức tạp.

- Phương pháp này được áp dụng rộng rãi khi phá đá ở nền đường đào sâu, vùng đỉnh đèo, và áp dụng trong công tác khai thác đá.

Máy khoan lỗ mìn

- Chú ý:

+ Lỗ mìn có thể bố trí theo các sơ đồ sau:

h > 5m

Lỗ mìn chính Lỗ mìn phụ

a

b b

a


a) Sơ đồ chữ nhật b) Sơ đồ hoa mai

+ Khi nổ phá theo phương pháp lỗ mìn người ta thường bố trí hai lỗ mìn đặc biệt ở sát ranh giới đào gọi là lỗ mìn gọt mặt và lỗ mìn tạo nứt. Nổ phá gọt mặt được tiến hành sau khi hoàn thành việc nổ phá phần chính. Mục đích là tạo sự bằng phẳng cho mái ta luy. Còn nổ phá tạo nứt thì lại thực hiện trước khi nổ phá phần chính. Mục đích là tạo khe nứt trước. Khe nứt này có tác dụng cách ly hoặc giảm chấn động khiến cho phần đất đá hoặc các công trình nằm ngoài ranh giới đào không bị chấn động, đồng thời khống chế để quá trình nổ phá không quá phạm vi yêu cầu. Hai lỗ mìn này phải được bố trí thuốc nổ trên suốt chiều sâu lỗ mìn.

+ Chiều sâu lỗ mìn phải đảm bảo:

* ≤ phạm vi đào.

* ≥ đường kháng nhỏ nhất W để tránh áp lực nổ phá tập trung cả vào lỗ mìn -> không hiệu quả.

+ Chiều dài nạp thuốc : Lthuốc = (1/2-1/3) chiều sâu lỗ mìn

6.6.3 Phương pháp nổ bầu

- Phương pháp nổ bầu là phương pháp mở rộng thể tích ở đáy các lỗ mìn thông thường thành các bầu tròn để chứa được lượng thuốc nổ nhiều hơn.

- Sau khi khoan tạo các lỗ mìn nhỏ, người ta cho nổ một lượng nhỏ thuốc nổ ở đáy lỗ khoan để tạo thành bầu chứa thuốc nổ.

- Sau mỗi lần nổ tạo bầu cần vét sạch đất đá lên. Các lần nổ cách nhau từ 15 – 30’ để đảm bảo an toàn. Cần kiểm tra kích thước của bầu xem có đạt yêu cầu hay không.

- Ưu điểm của phương pháp nổ bầu :

+ Tăng được hiệu quả nổ phá nhờ tác dụng tập trung thuốc nổ.

+ Hiệu suất nổ phá tính theo 1mét dài lỗ khoan tăng lên -> tiết kiệm được chi phí tạo lỗ khoan.

- Nhược điểm của phương pháp nổ bầu :

+ Tốn thời gian cho công tác tạo bầu.

+ Khó áp dụng được với đá cứng.

+ Đá vỡ ra không đều.

- Phương pháp này thích hợp với các loại đá mềm, đất cứng.

6.6.4 Phương pháp hầm thuốc

- Dùng mìn nhỏ để nổ phá tạo các đường hầm (hầm theo phương ngang hoặc giếng thẳng đứng), sau đó bố trí thuốc nổ và tiến hành nổ phá.

- Trong xây dựng nền đường : có thể dùng các hầm thuốc chứa từ 20 – 200 kg thuốc nổ để tiến hành nổ phá trên các đoạn nền đào hoàn toàn hoặc nền đào chữ L trên sườn dốc có khối lượng đất đá đào lớn, tập trung.

- Phương pháp này do dùng nhiều thuốc nổ nhiều thuốc nổ nên cho năng suất cao nhưng dễ gây mất ổn định cho nền đường và các công trình xung quanh. Do đó không áp dụng đối với các vùng địa chất không ổn định hoặc gần các công trình khác. Thông thường, dùng ở những nơi có khối lượng đất đá lớn, tập trung hoặc đoạn đường cần thi công gấp.


6.6.5 Phương pháp nổ vi sai

- Nổ phá vi sai là phương pháp nổ khống chế cho các khối thuốc nổ nổ cách quãng nhau một thời gian rất nhỏ (phần trăm hoặc phần nghìn giây).

- Nổ phá vi sai có ưu điểm là tận dụng năng lượng nổ, đợt nổ sau sẽ nổ vào lúc mà tác dụng phá hoại đất đá do đợt nổ trước sinh ra chưa triệt tiêu hết. Các đợt nổ sau vừa có thêm mặt tự do, vừa tận dụng được năng lượng nổ của các đợt nổ trước làm cho hiệu quả tăng lên, tạo điều kiện tăng cự ly giữa các khối thuốc nổ và giảm được lượng thuốc nổ cần thiết.

- Nổ phá vi sai còn có thể giảm nhỏ được tác dụng phá hoại của sóng địa chấn tới các công trình xung quanh nhờ các đợt sóng địa chấn liên tiếp của các đợt nổ cản trở lẫn nhau.

- Khi chọn phương pháp nổ vi sai thì vấn đề quan trọng là xác định khoảng thời gian ∆t giữa các đợt nổ cho hợp lý:

+ ∆t phải đủ dài để đợt nổ trước kịp tạo nên mặt tự do cho đợt nổ sau (thời gian này để khối đất đá nổ ra do đợt nổ trước tung lên cao nhất)

+ Nhưng ∆t không được dài quá vì như vậy một phần đất đá sẽ rơi trở lại lấp mất phần nổ đợt trước, đồng thời có thể ảnh hưởng đến khối nổ thuộc đợt sau, ví dụ sẽ phá hoại hệ thống gây nổ làm đợt nổ sau bị câm.

- Có rất nhiều công thức kinh nghiệm để tính ∆t, nhưng phổ biến nhất là công thức sau:

∆t = Kt.W

Trong đó:

W: đường kháng nhỏ nhất (m).

Kt: hệ số phụ thuộc tính chất của đất đá cần nổ phá (10-3s/m). Có thể ham khảo Kt theo bảng sau:

Loại đá Tính chất Kt

1. Đá granit, peridolit, poocfia, thạch anh, xienhit Rất cứng 3 2. Quắc zit có chứa sắt, sa thạch, phiến thạch biến chất

Cứng 4

3. Đá vôi, cẩm thạch.. Cứng vừa 5 4. Macnơ, đá phấn, than đá Nứt nẻ, mềm yếu 6

- Theo kinh nghiệm sản xuất thì thường nên chọn 5 - 100% giây; ở nước ta theo kinh nghiệm tổng kết được (mỏ đá Núi Voi) nên chọn ∆t = 30 - 70% giây

- Để khống chế ∆t thì có thể dùng các kíp nổ vi sai hay dùng máy khống chế vi sai.

6.6.6 Phương pháp nổ phá định hướng

- Nổ phá định hướng có đặc điểm là sau khi nổ đất đá sẽ tung đi theo một hướng định trước với một cự li định trước.

+ Phương hướng định trước này trùng với hướng đường kháng bé nhất.

+ Cự ly định trước thì phụ thuộc rất nhiều yếu tố và hiện đang được nghiên cứu về lý thuyết tính toán cũng như thực nghiệm.

- Công thức kinh nghiệm để ước tính phạm vi đất đá tung đến sau khi nổ

x = 5n W , (mét)

x: là phạm vi kể từ mặt tự do của hầm thuốc đến nơi xa nhất đất đá có thể tung đến được sau khi nổ (như vậy đất đá sẽ rơi trong phạm vi x).

n: chỉ số nổ.


W: đường kháng nhỏ nhất

- Thiết kế nổ phá định hướng phải làm sao cho đất đá nổ ra tập trung rơi nhiều nhất vào vị trí đã định. Như vậy phải thiết kế sao cho phương hướng đường kháng bé nhất của tất cả các khối thuốc nổ có hình chiếu nằm tập trung giao nhau ở mộtđiểm tưc là trung tâm định vị. Trường hợp nổ có nhiều mặt thoáng thì phải khống chế vị trí khối thuốc nổ để đất đá tung đi được, để chắc chắn, khi thiết kế nổ phá định hướng phải cho nổ thí nghiệm trong điều kiện thực tế.

- Trong ngành giao thông các nước cũng đã sử dụng khá nhiều nổ phá định hướng, ở nước ta cũng đã dùng trong một số trường hợp như để đào kênh (giống như nền đào hoàn toàn) hoặc lắp hố bom, tuy nhiên mới là bước đầu.

6.7 ĐẢM BẢO AN TOÀN KHI THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG NỔ PHÁ.

6.7.1 Cự ly an toàn khi nổ phá

- Cự ly bay xa nhất của đất đá : L = 20 n 2 W ,mét.

Trong đó :

+ n : chỉ số nổ tung.

+ W : đường kháng nhỏ nhất.

- Khoảng cách an toàn do chấn động khi nổ mìn đối với các công trình xung quanh :

Rc = Kc. α. 3 Q , mét

Trong đó :

+ Kc : hệ số phụ thuộc tính chất của đất ở nền của các công trình xung quanh.

+ α : hệ số phụ thuộc chỉ số nổ n .

+ Q : tổng khối lượng thuốc nổ của các hầm thuốc nổ có thời gian như nhau hoặc nổ chênh nhau không quá 2 phút và cự ly cách công trình cần bảo vệ như nhau (chênh nhau không quá 10%).

- Khoảng cách an toàn do tác dụng xung kích của sóng không khí khi nổ :

Rb = Kb. Q , mét

Trong đó :

+ Kb : hệ số phụ thuộc cách bố trí thuốc nổ và mức độ hư hỏng của công trình. Với người chọn Kb = 5.

+ Q : lượng thuốc nổ nạp trong 1 lỗ mìn hoặc 1 hầm thuốc.

- Khoảng cách an toàn đối với người khi nổ phá :

+ 400 m : Nổ mìn mặt ngoài, nổ lỗ mìn sâu, nổ hầm thuốc.

+ 300m : Nổ mìn hầm thuốc nhỏ.

+ 200m : Nổ lỗ nhỏ, nổ mìn bầu.

+ 50m : Nổ mở rộng bầu.

6.7.2 Quy định về an toàn khi thi công nổ phá

- Phải có thiết kế chi tiết tổ chức thi công nổ phá (gọi là hộ chiếu) trong đó ghi rõ: sơ đồ bố trí các lỗ mìn, hầm mìn, loại, chiều sâu lỗ mìn, hầm mìn lượng thuốc, loại chất nổ, loại kíp, chiều dài dây cháy chậm, chiều dài đoạn lấp lỗ, vật liệu lấp lỗ của mỗi lỗ mìn, hầm mìn, tổng số thuốc nổ dùng trong một đợt, phương pháp gây nổ…


- Hộ chiếu phải phổ biến kỹ cho tất cả cán bộ và công nhân trực tiếp thi công, yêu cầu chấp hành thật nghiêm chỉnh và sau khi nổ phải ghi kết quả kèm theo các nhận xét rồi nộp lại cho người có trách nhiệm theo dõi chỉ đạo.

- Phải có người chuyên trách chỉ đạo thi công nổ phá trong bất cứ một trường hợp nào. Nhiệm vu là duyệt thiết kế, hộ chiếu, cho lĩnh thuốc nổ, chỉ huy thi công và chỉ huy lúc gây nổ cũng như giải quyết các sự việc sau khi nổ.

- Thợ mìn nên chuyên môn hóa và bắt buộc phải được huấn luyện (có kiểm tra đạt yêu cầu) trước khi thi công hoặc làm bất cứ một việc gì có liên quan đến vật liệu nổ (vận chuyển, bốc dỡ…).

- Phải quy định thời gian nổ mìn (thường chọn vào thời gian thưa người qua lại) và phải được thông báo rộng rãi cho nhân dân quanh vùng. Phải có vọng gác cảnh giới, quản lý giao thông và người đi lại.

- Tiếp xúc với vật liệu nổ không được hút thuốc lá, không được làm gì để phát sinh ra tia lửa trong vùng 100m cách vật liệu nổ. Không để bất cứ một vật gì, một hành động gì gây ra va đập vào vật liệu nổ hoặc đánh rơi vật liệu nổ, không được dùng dao, sắt, thép hoặc các dụng cụ có thể phát sinh ra tia lửa để cắt thuốc nổ, không được lôi kéo, xách dây dẫn điện của kíp điện.

- Phải có hiệu lệnh nổ mìn, gồm hiệu lệnh báo trước (yêu cầu sơ tán người và thiết bị), hiệu lệnh chuẩn bị nổ mìn (sẵn sàng để kiểm tra), hiệu lệnh gây nổ, hiệu lệnh báo yên (sau khi đã kiểm tra thấy bảo đảm an toàn).

- Khi nổ mìn người chỉ huy phải tự mình hoặc phân công theo dõi số tiếng nổ để biết mìn đã nổ hết chưa. Nếu biết chắc chắn mìn nổ hết và đất đá nơi nổ mìn đã ổn định thì cũng phải đợi sau năm phút mới được rời nơi trú ẩn về kiểm tra. Nếu không nắm chắc hoặc biết có mìn câm thì phải đợi ít nhất 15 phút. Kiểm tra sau khi nổ, đối chiếu với hộ chiếu phát hiện những chỗ nghi là có mìn câm và những chỗ đất đá cheo leo dễ sụt gây tai nạn để kịp thời có biện pháp xử lý.

- Trường hợp có mìn câm (không nổ) phải báo hiệu. Công việc xử lý mìn câm phải hết sức ít người, và phải tiến hành dưới sự hướng dẫn của người có trách nhiệm chính. Trong mọi trường hợp cấm dùng tay hay bất cứ vật gì để moi hoặc rút dây lấy kíp trong lỗ mìn ra. Trường hợp thuốc nổ chỉ cháy phụt lên mà không nổ thì mặc dù còn hay hết thuốc cũng cấm đào hoặc khoan lại, phải đợi hết nóng mới được tìm cách nạp thuốc bắn lại.

6.8 TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH NỔ PHÁ

6.8.1 Lập hộ chiếu nổ mìn:

- Tài liệu:

+ Bản đồ, bình đồ khu vực trong đó thể hiện chi tiết về địa hình địa vật và các đực trưng của địa hình của đố tượng cần nổ phá.

- Nội dung của hộ chiếu (bản thiết kế tổ chức thi côngnổ phá)

+ Sơ đồ bố trí các lỗ mìn, số lượng lỗ mìn.

+ Chiều sâu và đường kính lỗ mìn, lượng thuốc nổ, chiều sâu nạp thuốc, chiều dài đoạn lấp lỗ, vật liệu lấp lỗ của mỗi lỗ mìn, loại chất nổ, loại kíp, chiều dài dây cháy chậm, tổng số thuốc nổ dùng trong một đợt, phương pháp gây nổ…

+ Xác định được khoảng cách an toàn đối với người và công trình xung quanh.

+ Vị trí của các trạm gác.

+ Vị trí ẩn nấp của công nhân, thợ nổ mìn.


6.8.2 Trình duyệt cơ quan chức năng.

- Sau khi đã thiết kế xong hộ chiếu nổ mìn thì phải trình hộ chiếu lên các cơ quan chức năng phê duệt ( thanh tra kỹ thuật an toàn của nhà nước, công an tỉnh thành phố…)

6.8.3 Thi công

- Sau khi hộ chiếu nổ mìn được phê duyệt thì tiến hành thi công theo trình tự sau:

+ Tạo lỗ mìn bằng thủ công, máy hơi ép hoặc máy khoan. + Chuẩn bị các vật liệu nổ. + Nạp thuốc nổ và đấu ghép mạng lưới nổ. + Lấp lỗ. + Kiểm tra. + Tiến hành cho nổ theo mệnh lệnh.

6.8.4 Kiểm tra và xử lý mìn câm.

- Xác định vị trí mìn câm.

- Khoanh vùng để đảm bảo an toàn, cắm cờ báo hiệu.

- Dùng máy nén khí để thổi vật liệu lấp lỗ mìn.

- Bố trí hệ thống gây nổ và cho nổ lại.


CHƯƠNG 7

XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU

7.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐẤT YẾU

7.1.1 Khái niệm.

Đường ô tô qua mọi vùng khác nhau với địa hình, địa chất thuỷ văn khác nhau. Hầu như ở vùng nào, trên đất nước ta cũng có thể gặp đất yếu. Ở vùng đồng bằng, thường có các lớp bùn sét, bùn cát ở dưới. Vùng biển thường có đất ngập mặn, Vùng Tây nguyên có đất đỏ bazan có tính trương nở lớn khi gặp nước.

Các vùng đất yếu thường gặp ở nước ta là:

- Vùng đồng bằng Bắc bộ.

- Đồng bằng Thanh – Nghệ – Tĩnh.

- Đồng bằng ven biển miền trung.

- Đồng bằng Nam bộ.

Trong xây dựng đường ở nước ta đã có không ít hiện tượng sụt lở nghiêm trọng do đất yếu. Đầu năm 1999, nền đắp đầu cầu Hàm Rồng (Thanh Hoá) cao 8m, coa gia cố bấc thấm ở dưới và vải địa kỹ thuật ở ta luy, nhưng mới đắp cao 6m đã bị lún sụt 2m và làm trồi ruộng lúa hai bên cao lên 75 – 85cm. Quốc lộ 57 (Thanh Chương – Nghệ An) và Quốc lộ 1 (Km121 – Bắc Giang) bị sụt lở xé đôi tim đường hàng cây số. … Những sự cố trên đây có thể do thiết kế hoặc thi công nhưng trước hết cho ta thấy tính chất phức tạp của đất yếu.

Tính chất chung của đất yếu:

- Đất yếu là đất có khả năng chịu lực thấp (<1daN/cm2).

- Có tính nén lún mạnh.

- Góc nội ma sát (ϕ) và lực dính đơn vị (C) nhỏ: (ϕ <100, C <0.15 daN/cm2).

- Hàm lượng nước cao, khối lượng thể tích nhỏ.

- Độ thấm nước rất nhỏ.

Một số loại đất yếu thường gặp:

* Đất sét mềm: là các loại đất sét hoặc á sét bão hoà nước. Các hạt sét (kích thước <0.05mm) và hoạt tính của nó với nước trong đất làm cho đất sét mang những tính chất mà những loại đất khác không có: khi bị thấm nước thì hoá mềm, nhưng khả năng thoát nước rất chậm.

* Bùn: Là các lớp đất tạo thành trong môi trường nước ngọt hoặc nước mặn, gồm các hạt rất nhỏ (<0.02mm), các chất hữu cơ dưới 10%. Theo thành phần hạt, bùn có thể là á cát, á sét, sét và cát mịn. Bùn được tạo thành chủ yếu do sự bồi lắng tạicác đáy biển, vũng, vịnh, hồ, ao hoặc các bãi bồ cửa sông. Bùn luôn no nước và yếu về mặt chịu lực

* Than bùn: được hình thành do sự phân huỷ chất hữu cơ (chủ yếu là thực vật). Hàm lượng hữu cơ chiếm 20-80%, thường có màu đen hoặc nâu sẫm, cấu trúc không mịn. Dung trọng khô rất thấp (0,3-0,9T/m3). Độ ẩm tự nhiên cao (85-95%), hệ số nén lún lớn.

* Cát chảy: là cát mịn, rời rạc, có nhiều chất hữu cơ hoặc hạt sét, hàm lượng hạt bụi (0.05-0.002mm) chiếm 60-70% hoặc lớn hơn nữa. Khi bị bão hoà nước có thể bị pha loãng. Khi bị chấn động hoặc chịu ứng suất thuỷ động thì chuyển sang trạng thái lỏng nhớt gọi là cát chảy.

* Đất bazan: Có độ rỗng rất lớn và dung trọng khô rất nhỏ. Thành phần hạt gần giống á sét, khả năng thấm nước khá cao.


7.1.2 Tổng quan các phương pháp xử lí khi xây dựng nền đường trên đất yếu.

- Khi thiết kế gặp đất yếu, thì biện pháp nghĩ đến đầu tiên là đưa tuyến ra khỏi khu vực có đất yếu.

- Trong trường hợp không tránh được thì phải tiến hành khảo sát các tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật để lựa chọn các phương pháp xử lí trên cơ sở các nguyên tắc sau:

+ Ý nghĩa cấp hạng kỹ thuật của đường.

+ Khả năng kinh phí, vốn đầu tư.

+ Dựa vào tiến độ thi công.

+ Tính chất và chiều dầy của đất yếu.

+ Phương tiện thi công.

- Trên thực tế các biện pháp xử lí khi xây dựng nền đường trên đất yếu có thể phân làm ba nhóm sau:

+ Thay đổi, sửa chữa đồ án thiết kế (giảm chiều cao nền đắp, di chuyển vị trí tuyến đến khu vực không có đất yếu hoặc có nhưng chiều dày mỏng). Đây là biện pháp tốt nhất nên cố gắng áp dụng.

+ Các biện pháp liên quan đến việc bố trí thời gian (XD nền đắp theo giai đoạn), các giải pháp về vật liệu (đắp bằng vật liệu nhẹ, bệ phản áp, đào bỏ một phần đất yếu), hoặc liên quan đến cả hai biện pháp trên (gia tải tạm thời).

+ Các giải pháp xử lí bản thân nền đất yếu (như cọc ba lát, cọc cát, bấc thấm...).

7.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU

7.2.1 Các biện pháp xử lí dưới tác dụng của thời gian hoặc tải trọng.

Mục đích:

- Bảo đảm sự ổn định của nền đắp trong khi xây dựng.

- Đạt được một tốc độ lún phù hợp với thời gian thi công.

7.2.1.1. Xây dựng nền đắp theo giai đoạn.

- Cường độ ban đầu của nền đất yếu rất thấp do vậy để cho nền đường ổn định thì cần tăng dần cường độ của nó lên bằng cách đắp từng lớp một, chờ một thời gian cho nền ổn định, cường độ đất nền tăng lên, khả năng chịu tải lớn hơn thì mới đắp lớp tiếp theo.

- Phương pháp này có nhược điểm là thời gian xây dựng kéo dài.

7.2.1.2. Tăng chiều rộng của nền đường, làm bệ phản áp.

- Khi cường độ chống cắt của nền đất yếu quá nhỏ, không đủ để xây dựng nền đắp theo giai đoạn hoặc khi cần tiến độ thi công nhanh htì có thể dùng bệ phản áp.

- Bệ phản áp có tác dụng như một đối trọng làm tăng ổn định, giảm khả năng trồi đất ra hai bên.

- Biện pháp này có nhược điểm là chiếm dụng diện tích mặt bằng lớn.

7.2.1.3. Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ đất yếu.

- Tuỳ theo chiều dày và tính chất của đất yếu mà có thể đào bỏ một phần hoặc toàn bộ đất yếu.

- Có thể áp dụng biện pháp này trong các trường hợp sau:


+ Khi thời hạn đưa vào sử dụng là rất ngắn. + Các đặc trưng cơ học của đất yếu nhỏ. (VD: ϕnhỏ). + Cao độ thiết kế rất gần cao độ thiên nhiên.

7.2.1.4. Giảm trọng lượng nền đắp.

Có thể giảm trọng lượng nền đắp trên đất yếu bằng hai cách:

- Giảm chiều cao nền đắp đến trị số tối thiểu cho phép căn cứ vào điều kiện địa chất thuỷ văn (đảm bảo chiều cao tối thiểu của nền đường cũng như chiều cao tối thiểu trên mực nước tính toán theo quy phạm). Nếu là nền đường ở bãi sông có thể giảm mực nước dâng bằng cách tăng khẩu độ cầu.

- Dùng vật liệu nhẹ để đắp. Vật liệu này phải bảo đảm các yêu cầu sau:

+ Dung trọng nhỏ. + Không ăn mòn bê tông và thép. + Có khả năng chịu nén tốt nhưng độ nén lún nhỏ. + Không gây ô nhiễm môi trường. 7.2.1.5. Phương pháp gia tải tạm thời.

- Dùng một tải trọng đặt lên nền đắp (thường là 2-3m nền đắp bổ sung) trong một thời gian sao cho trong thời gian đó nền đường sẽ đạt được độ lún dự kiến. Phương pháp này cho phép đạt được một độ cố kết yêu cầu trong thời gian ngắn.

- Trong các trường hợp sau biện pháp gia tải tạm thời không nên áp dụng:

+ Chiều cao nền đắp lớn (nếu đắp thêm sẽ mất ổn định) + Chiều dày lớp đất yếu lớn (>5m). 7.2.1.6. Biện pháp cải tạo điều kiện ổn định và biến dạng của đất yếu. - Khi lớp đất yếu có chiều dày không lớn và nằm trực tiếp dưới nền đắp thì có thể dùng các biện pháp như làm lớp đệm cát, đệm đá... Trong thực tế thường dùng đệm cát, đệm sỏi đá để thay thế lớp đất yếu chiều dày dưới 3m cho móng các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, dưới bản đáy các công trình thuỷ lợi.

- Biện pháp này không áp dụng khi chiều dày đất yếu lớn hoặc trong các lớp đất yếu có nước ngầm.

7.2.1.6.1. Làm lớp đệm cát.

- Áp dụng khi:

+ Chiều cao nền đắp từ 6-9m.

+ Lớp đất yếu không quá dày.


+ Có nguồn cát ở gần.

7.2.1.6.2. Làm lớp đệm đá sỏi.

Khi đất yếu dưới nền đắp ở trạng thái bão hoà nước, có chiều dày nhỏ hơn 3m và dưới lớp đất yếu là lớp chịu lực tốt đồng thời xuất hiện nước có áp lực cao dùng lớp đệm cát không thích hợp thì có thể sử dụng đệm đá hộc, đá dăm, sỏi sạn.

7.2.1.7. Đắp đất trên bè.

- Bè có thể làm bằng tre, gỗ, nứa, bó cành cây.

- Bè có tác dụng mở rộng diện tích truyền tải trọng và phân bố lại tải trọng tác dụng lên đất yếu.

- Phương pháp này có ưu điểm là thi công đơn giản, vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền.

2.2. Tăng tốc độ cố kết của đất yếu bằng cách sử dụng đường thấm thẳng đứng.

7.2.2.1. Mục đích.

- Nếu nền đất yếu có chiều dày lớn hoặc có hệ số thấm rất nhỏ thì quá trình lún cố kết của nền đất yếu dưới tải trọng của nền đắp sẽ rất lâu. Do vậy, để tăng nhanh tốc độ cố kết, người ta làm các đường thấm thẳng đứng bằng cọc cát hoặc bấc thấm nhằm tạo ra các dòng thấm ngang vào cọc cát hoặc bấc thấm, tiếp tục thoát dọc theo cọc cát hoặc bấc thấm lên mặt đất sau đó thoát ra ngoài qua tầng đệm cát.

7.2.2.2 Bản chất của phương pháp.

- Đất yếu chặt lại, sức chịu tải, góc nội ma sát và lực dính đơn vị tăng lên là do sự thoát nước của đất yếu (gọi là sự cố kết).

- Để nước trong đất yếu có thể thoát ra ngoài cần có hai điều kiện:

+ Phải tạo ra một áp lực lớn hơn áp lực tiền cố kết (áp lực tiền cố kết là áp lực mà đất yếu đã từng chịu trong lịch sử hình thành của nó).

NÒn ®¾p

§Öm çt

§Êt yÕua) Líp ®Öm çt ®Æt trùc tiÕp trªn ®Êt yÕu.

b) Líp ®Öm çt sau khi ® ®µo bá mét phÊn ®Êt yÕu.§Êt yÕu

NÒn ®¾p

§Öm çt

Nền đắp

Đất yếu

Đệm cát

Đường thấm ngang

Đường thấm thẳng đứng


+ Tạo ra một đường thoát nước.

7.2.2.3 Dùng cọc cát (Sand drain).

Sử dụng các các cột cát đường kính thường từ 30-40cm.

2.2.2.1. Ưu nhược điểm.

Ưu điểm

- Cọc cát không chỉ thoát nước mà còn có tác dụng làm chặt đất và cải tạo nền đất yếu. Nếu đường kính cọc cát càng lớn thì nền đất yếu càng được cải thiện tốt.

- Khi dùng cọc cát thì trị số mô đun biến dạng của cọc cát và vùng đất được nén chặt xung quanh giống nhau nên sự phân bố ứng suất trong nền đất sẽ đồng đều.

- Tận dụng vật liệu địa phương (cát).

- Thoát nước khá tốt.

- Dùng cọc cát quá trình cố kết của nền tiến triển nhanh hơn khi dùng bấc thấm.

- Nếu so với cọc cứng (cọc BTCT) thì cọc cát thì giá thành rẻ hơn rất nhiều. Theo kinh nghiệm nước ngoài, giá thành rẻ hơn hai lần so với cọc bê tông cốt thép. Ở Việt Nam, giá thành rẻ hơn khoảng 45% so với cọc bê tông cốt thép.

Nhược điểm

- Tốc độ thi công chậm (4-5 tiếng cho một cọc cát sâu 15m).

- Vùng xáo trộn lớn: Khi khoan lỗ để hạ cọc cát làm đất xung quanh cọc cát bị xáo trộn nhiều, làm bịt chặt các lỗ thoát nước.

- Đối với đất quá yếu cọc cát có thể bị gãy gây ra đứt đường thấm của nước cố kết..

2.2.1.3.Trình tự thi công.

- Trải lớp vải địa kỹ thuật. Lớp vải địa kỹ thuật có tác dụng ngăn cách giữa lớp đất yếu và lớp đệm cát, làm cho lớp đệm cát luôn sạch và thoát nước tốt. Trong trường hợp đất yếu không làm bẩn tầng đệm cát thì không cần lớp vải địa kỹ thuật.

- Thi công tầng đệm cát có chiều dày khoảng 1m với hai nhiệm vụ chính:

+ Làm đường thoát nước ngang.

+ Tạo điều kiện cho máy móc hoạt động dễ dàng trong quá trình thi công.

+ Tầng đệm cát cũng phải chia thành từng lớp có chiều dày thích hợp và được đầm nén đến độ chặt yêu cầu.

- Định vị tất cả các vị trí cọc cát theo hàng dọc và hàng ngang đúng với hồ sơ thiết kế, dùng cọc tre đánh dấu từng vị trí đã định vị.

- Khoan tạo lỗ: có thể dùng các phương pháp sau.

+ Tạo lỗ bằng khoan ruột gà.

+ Tạo lỗ bằng phương pháp xói nước.

+ Tạo lỗ bằng phương pháp nổ mìn dài.

+ Tạo lỗ bằng cách đóng một ống thép xuống đất có mũi bằng gỗ hoặc bốn lá thép tự mở.

- Khi đến cao độ thiết kế, tiến hành nhồi cát vào trong ống và tưới nước cho cát chặt lại.

- Rút ống thép lên (nếu tạo lỗ bằng ống thép).

- Đắp nền đường lên trên.


Khoan các lỗ bằng Các bước làm cọc cát

phương pháp xói nước bằng phương pháp nổ mìn dài

Thiết bị dùng để đóng ống thép xuống nền đất yếu


2 3 4 51

Khoan tạo lỗ bằng ống thép có mũi tự đóng mở

Nhận xét:

Thi công cọc cát như trên thường có một số nhược điểm:

- Khó kiểm tra được mức độ đầm chặt của cát trong ống khi thi công

- Khi nhổ ống thép lên, do áp lực ngang của đất sẽ làm cho đường kính cọc cát nhỏ lại.

- Cát trong ống phần tiếp xúc với thành ống thường bị tơi ra khi rút ống lên.

7.2.2.2. Dùng bấc thấm (Wick drain).

2.2.2.1. Khái niệm.

- Bấc thấm là thiết bị thoát nước thẳng đứng gồm hai thành phần chính:

+ Vỏ lọc (jacket): có chức năng chính là thấm nước qua lỗ rỗng theo chiều ngang và lọc không cho các hạt đất chui vào làm tắc lõi. Thường làm bằng vải địa kỹ thuật không dệt.

+ Lõi (core): có tác dụng chính là dẫn nước thấm dọc từ đất yếu lên mặt đất để thoát ra ngoài, đồng thời là thành phần chính chịu lực căng khi lắp đặt và lực ngang của đất để không bị bẹp làm mất khả năng thoát nước dọc. Thường làm bằng Polypropylene.

- Bấc thấm có chiều rộng 100mm, dày từ 4 đến 7mm và được cuốn thành cuộn có tổng chiều dài hàng trăm mét.

- Độ sâu bấc thấm có thể tới 40m, nhưng thường dùng là 15-20m

Lõi

Vỏ lọc


Cấu tạo bấc thấm

- Bấc thấm có ưu điểm là:

+ Khối lượng vật tư (bấc thấm) gọn nhẹ hơn nhiều so với vật liệu cát.

+ Tốc độ thi công nhanh: 10 phút cho một bấc thấm sâu 15m

+ Giá thành rẻ hơn so với cọc cát (bằng khoảng 1/4 giá thành cọc cát).

+ Đơn giản, dễ thi công, vùng xáo trộn nhỏ.

+ Có thể thích hợp với nhiều loại đất yếu do có thể chọn loại bấc thấm thích hợp với tính chất cơ - lý – hoá của nền đất.

- Tuy nhiên bấc thấm cũng có nhược điểm sau:

+ Vật liệu bấc thấm hiện nay vẫn phải nhập ngoại, chúng ta chưa sản xuất được.

+ Hiệu quả thoát nước của bấc thấm không cao.

2.2.2.2. Các chỉ tiêu cơ bản.

- Chỉ tiêu về hệ số thấm (cm/s).

- Chỉ tiêu về độ bền của sợi (hệ số kéo đứt).

2.2.2.3. Trình tự thi công.

- Phải thiết kế sơ đồ di chuyển cho máy cắm bấc thấm. Sơ đồ di chuyến của máy phải đảm bảo điều kiện:

+ Không được đè lên bấc thấm đã cắm.

+ Hành trình di chuyển của máy là ít nhất

- Thi công lớp vải địa kỹ thuật. Lớp vải địa kỹ thuật có tác dụng ngăn cách giữa lớp đất yếu và lớp đệm cát, làm cho lớp đệm cát luôn sạch và thoát nước tốt. Trong trường hợp đất yếu không làm bẩn tầng đệm cát thì không cần lớp vải địa kỹ thuật.

NÒn ®¾p

§Êt yÕu

§Öm çtV¶i ®Þa kü thuËt


Lớp vải địa kỹ thuật và tầng đệm cát

- Thi công một phần của tầng đệm cát, phần còn lại phải đủ phủ lên bấc thấm một đoạn tối thiểu là 2cm. Tầng đệm cát có tác dụng:

+ Tạo đường thấm ngang để nước có thể thoát ra ngoài.

+ Để cho máy cắm bấc thấm di chuyển.

Trong trường hợp trên mặt gặp lớp đất tốt, máy cắm bấc thấm có thể hoạt động được thì có thể làm lớp đệm cát sau khi cắm bấc thấm.

- Định vị tất cả các vị trí cắm bấc thấm theo hàng dọc và hàng ngang đúng với hồ sơ thiết kế, dùng cọc tre đánh dấu từng vị trí đã định vị.

- Lắp neo vào đầu bấc thấm. Các đầu neo phải có kích thước phù hợp với bấc thấm, kích thước của đầu neo thường là 85x150mm bằng tôn dày 5mm. Đầu neo có tác dụng giữ đầu bấc thấm khi bấc thấm được cắm đến độ sâu thiết kế. Đầu bấc thấm được gập lại tối thiểu 30cm.

- Cắm bấc thấm bằng máy cắm bấc thấm. Máy cắm bấc thấm có các đặc trựng kỹ thuật như sau:

+ Trục dùng để lắp và cắm bấc thấm có tiết diện: 60x120mm, dọc trục có vạch chia đến cm để theo dõi chiều sâu cắm bấc thấm và có quả dọi để kiểm tra độ thẳng đứng khi cắm bấc thấm.

+ Máy phải có lực đủ lớn để cắm bấc thấm đến độ sâu thiết kế.

- Khi bấc thấm đến độ sâu thiết kế thì kéo ống cắm bấc thấm lên sau đó cắt bấc thấm. Đầu bấc thấm phải cao hơn tầng đệm cát 20cm.

- Thi công nốt tầng đệm cát.

- Thi công tầng lọc ngược: làm bằng sỏi đá, cấp phối chọn lọc hoặc vải địa kỹ thuật.

- Đắp nền đường lên trên.


Máy cắm bấc thấm

Cấu tạo trục cắm bấc thấm

Ngoài ra còn có các phương pháp như cột ba lát, cột đất gia cố vôi, nền đường đắp trên cọc.

Lỗ luồn bấc thấm


CHCHCHCHƯƠNG 8NG 8NG 8NG 8

XÂY DXÂY DXÂY DXÂY DỰNG NNG NNG NNG NỀN N N N ĐƯỜNG NG NG NG

TUYTUYTUYTUYẾNCNCNCNCẢI TI TI TI TẠO O O O ---- NÂNG CNÂNG CNÂNG CNÂNG CẤPPPP

8.1 CÁC TRƯỜNG HỢP THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG CẢI TẠO NÂNG CẤP VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM.

8.1.1 Các trường hợp thi công nền đường cải tạo nâng cấp.

Cải tạo đường là công tác đưa đường lên cấp kỹ thuật cao hơn và thường dẫn tới phải xây dựng đường theo các tiêu chuẩn mới (về bình đồ, trắc dọc và trắc ngang…). Do vậy, khi tiến hành cải tạo nâng cấp một tuyến đường thì nhiệm vụ xây dựng nền đường thường gồm các công việc sau:

- Mở rộng nền đường cũ để đạt được bề rộng theo tiêu chuẩn cấp hạng mới: tùy theo vị trí tuyến đường cải tạo trùng hoặc dịch chuyển nhiều hay ít so với tuyến đường cũ, nền đường cũ sẽ phải mở rộng cả hai bên đối xứng hay không đối xứng hoặc về một bên.

+ Nếu mở rộng một bên: Diện thi công rộng hơn do vậy dễ áp dụng máy trong quá trình thi công. Tuy nhiên, do phần mặt đường mới nằm lệch so với mặt đường cũ nên dễ xảy ra sự hư hỏng phần mặt đường: nứt dọc theo vệt tiếp xúc giữa mặt cũ và mặt mới.

+ Mở rộng hai bên: kết cấu mặt đường mới cơ bản nằm trong phạm vi mặt đường cũ nên có thể đảm bảo ổn định trong suốt quá trình khai thác. Tuy nhiên, diện thi công bị thu hẹp do vậy khó khăn trong việc thi công, nhất là thi công bằng máy.

- Đắp nâng cao hoặc đào hạ thấp nền đường cũ để đạt cao độ thiết kế mới.

- Xây dựng các đoạn nền đào hoặc đắp hoàn toàn mới ở những nơi vì yêu cầu kinh tế kĩ thuật mà tuyến cải tạo đi cách xa, bỏ hẳn tuyến cũ.

- Gia cố taluy và các biện pháp cần thiết khác để trừ bỏ các hiện tượng trụt lở nền đường hoặc xói lở nền đường do nước mặt gây ra.

8.1.2 Đặc điểm thi công tuyến đường cải tạo nâng cấp.

- Thuận lợi: Khi thi công tuyến cải tạo nâng cấp thì đã có sẵn tuyến đường cũ nên rất thuận tiện trong quá trình triển khai thi công: không phải làm đường tạm, thuận lợi trong quá trình vận chuyển nguyên vật liệu, máy móc thi công.

- Khó khăn:

+ Đa số các trường hợp công việc thi công sẽ tiến hành trong điều kiện phải đồng thời bảo đảm giao thông bình thường trên tuyến. Để đảm bảo giao thông có thể phải làm đường tạm, thậm chí phải làm mặt đường cứng lắp ghép trên đường tạm khi mật độ giao thông cao, thuy nhiên như vậy sẽ gặp khó khăn trong công tác giải phóng mặt bằng và làm tăng giá thành công trình. Biện pháp thường làm hiện nay là thu hẹp diện thi công và tiến hành thi công trên một phần 1/2 chiều rộng đường và 1/2 đường còn lại để đảm bảo giao thông. Khi thi công phải có barie chắn, có biển chỉ công trường, biển hạn chế tốc độ, có người gác hai đầu đoạn thi công để điều khiển xe qua lại, ban đêm cần có đèn báo.

+ Diện thi công chật hẹp, không đều do vậy khó khăn trong việc tổ chức thi công bằng cơ giới.

+ Việc đảm bảo chất lượng đồng đều giữa phần đắp mở rộng và phần nền mới đồng thời đảm bảo sự tiếp xúc tốt giữa phần nền mới và phần nền cũ là khó khăn.


Chính do những đặc điểm này cho nên việc thi công nền đường tuyến nâng cấp mở rộng nhiều khi khó khăn và phức tạp hơn so với thi công tuyến mới.

Yêu cầu đối với thi công nền đường trong trường hợp tuyến nâng cấp mở rộng cũng như đối với các biện pháp và kỹ thuật thi công, về cơ bản, là giống như việc thi công đối với tuyến đường mới. Tuy nhiên có thêm một yêu cầu cần đặc biệt chú ý, đó là cần thi công sao cho đảm bảo được chất lượng phần nền mới làm, mới mở rộng đạt được như phần nền cũ. Nhất là phần nền dưới mặt đường, cũng như bảo đảm tiếp xúc giữa phần mới và phần cũ được tốt.

8.2 CÁC GIẢI PHÁP THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG NÂNG CẤP MỞ RỘNG

8.2.1. Thi công nền đường đào.

Nền đào chữ L hoặc đào hoàn toàn ở tuyến đường nâng cấp mở rộng đều có thể có trường hợp vừa mở rộng vừa gọt thấp độ cao hay chỉ mở rộng chứ không thay đổi độ cao.

8.2.1.1. Nền đào chỉ mở rộng mà không thay đổi độ cao.

Tùy theo bề rộng mở thêm ∆b lớn hay bé mà có thể áp dụng các biện pháp thi công dưới đây

+ Nếu bề rộng mở thêm tương đối lớn (∆ b ≥ 4m) và theo chiều dọc đủ dài để bảo đảm máy làm việc được an toàn thì có thể đưa máy ủi lên phía trên đỉnh ta luy nền đường cũ tiến hành mở rộng bằng cách đào từ trên xuống dưới như sơ đồ.

Đất đào ra đẩy hết xuống phần nền đường cũ và ở đây lại trí máy ủi hoặc máy san chuyển tiếp đến chỗ đổ đất thừa (có thể là đẩy chéo qua phần mặt đường cũ sang phía vực hoặc chuyển dọc nếu là trường hợp nền đào hoàn toàn).

Chú ý rằng muốn đưa máy lên trong trường hợp địa hình khó khăn thì phải dùng nhân lực mở đường và tạo nên một dải bằng phầng rộng hơn 4,0m ở phía trên đỉnh taluy nền đường cũ để máylàm việc được an toàn

+ Nếu bề rộng mở thêm hẹp ∆b < 4,0m) và phạm vi làm việc trên đỉnh taluy chật chội nguy hiểm thì không đưa máy lên đào từ trên xuống được.

* Nếu chiều cao ta luy nền đường tương đối thấp (H ≤ 6m) thì có thể dùng máy xúc (gầu thuận hoặc gầu nghịch). Đất đào ra sẽ trực tiếp đổ ra phía bên kia nền đường, nếu bán kính đổ đất của máy xúc lớn hơn bề rộng nền đường cũ khi đào chữ L, hoặc đổ thành đống ngay trên đường cũ rồi dùng máy ủi hoặc máy san chuyển tiếp các khối đất đá về chỗ đổ đất.

* Nếu chiều cao taluy nền đào quá thấp thì có thể dùng phương án thi công bằng máy ủi đi ngang trên mặt nền cũ và dùng lưỡi ủi xén lấy đất lấn dần theo hướng ngang (áp dụng

Máy ủi 1 (hoặc máy xúc)

Máy ủi 2 hoặc máy san

∆b


cách xén đất theo bờ thành đứng, lưỡi ủi vừa nâng cao vừa húc một bên mép vào thành đứng) như hình 7-5, sau khi xén máy ủi lại chuyển tiếp đất đi

* Nếu chiều cao ta luy lại lớn (H > 6,0m) hoặc khi gặp đá cứng thì dùng phương án thi công nổ phá kết hợp máy ủi để vận chuyển đất đá sau khi cổ phá. Thiết kế nổ phá phần nền mở rộng có thể cho nổ tung sụp toàn bộ (đại bộ phận đất sẽ đổ xuống nền đường cũ) hoặc cho nổ tung với chỉ số n thích đáng để phần đất có thể tung qua nền đường (như vậy dễ dàng khai thông đường một cách nhanh chóng). Khi chọn phương án cần đặc biệt chú ý khả năng mất ổn định của ta luy do nổ phá gây nên. Sau khi nổ phá phải tập trung máy chuyển đất khẩn trương để chống tắc đường bảo đảm giao thông.

Trường hợp thi công nền đào mở rộng không thay đổi độ cao này còn cần phải chú ý đến chất lượng việc thi công đắp lại các rãnh biên của nền cũ. Trước khi đắp phải vét sạch cỏ và phải đầm nén kỹ, nếu không mặt đường sau dễ bị phá hoại tại đây,lấp rãnh cũ phải làm từ trên dốc dần xuống thấp để đảm bảo thoát nước trong quá trình thi công

8.2.1.2 Nền đào vừa mở rộng vừa thay đổi độ cao.

+ Đào phần mở rộng cho đến khi đạt cao độ nền đường cũ, cách tiến hành tương tự trên.

+ Sau khi đã mở rộng đạt đến độ cao nền đường cũ mới bắt đầu thi công hạ thấp độ cao đồng thời cả phần nền cũ và mới.

Chú ý:

+ Để đảm bảo giao thông trong quá trình thi công nền đào tuyến nâng cấp mở rộng cần đảm bảo:

- Phá đất đến đâu phải chuyển hết đến đó, mỗi ngày đều phải gạt sạch đất rơi vãi trên mặt đường cũ để phòng mưa xuống gây trơn lầy.

- Đảm bảo thoát nước thi công tốt;

- Cố gắng bố trí thi công sao cho mặt đường cũ được giữ đến sau cùng (đến lúc bắt buộc phải phá để tiếp tục thi công các bước sau). để thuận tiện cho máy móc làm việc.

+ Để đảm bảo cường độ nền đất phần mới mở rộng đạt tương tự như phần nền cũ đã có xe chạy qua lâu, khi thi công cần xáo xới và lu lèn thích đáng trên phạm vi nền đào mới mở rộng.

8.2.2 Thi công nền đường đắp.

8.2.2.1. Nền đắp chỉ mở rộng mà không thay đổi độ cao.

Thi công phần nền đắp mở rộng phải giải quyết vấn đề lấy đất đắp ở đâu cùng với vấn đề chọn biện pháp thi công tùy theo bề rộng mở thêm và chiều cao nền đắp. Đất đắp tốt nhất nên dùng cùng loại với nền đường cũ, nếu không có thì chọn các loại đất có thoát nước tốt. Trình tự thi công như sau:

- Xử lý nền đất tự nhiên trước khi đắp nền đường mở rộng: bóc đất hữu cơ, vét bùn…

- Để đảm bảo tiếp xúc tốt giữa phần nền mới với nền cũ và bảo đảm cường độ phần nền mới đắp, nên yêu cầu chung đối với mọi trường hợp đều phải đánh cấp mái ta luy nền đắp cũ trước khi đắp phần mở rộng.

- Phải đắp theo từng lớp nằm ngang từ dưới lên có đầm nén đạt độ chặt yêu cầu. Trước khi đắp lớp tiếp theo phải được tư vấn giám sát nghiệm thu độ chặt. Tuyệt đối không đắp mở rộng theo lối lấn ngang vì không đảm bảo đầm nén, mưa lũ dễ làm lún gây, sụt lở.

- Tuỳ theo bề rộng phần nền mở rộng mà có thể thi công bằng máy hoặc thủ công.

Về biện pháp thi công nói chung có thể tùy trường hợp mà sử dụng cơ giới là chính hoặc thủ công là chính. Trong trường hợp bề rộng mở thêm đủ rộng để máy có thể đi lên được và đất lấy từ thùng đấu ngay bện cạnh thì vẫn cò thể dùng máy ủi đẩy đất lên hoặc dùng máy


xúc chuyển đi theo sơ đồ hình líp hoặc các sơ đồ khác để đắp phần mở rộng. Trong điều kiện đia hình bằng phẳng và đoạn đắp tương đối dài cũng có thể dùng máy xúc chuyển cao. Trường hợp bề rộng mở thêm hẹp (3,0 - 4,0m) hoặc trường hợp đắp đất trên sườn dốc mà phần mở thêm lại ở phía thấp thì không thể dùng máy lấy đất trực tiếp từ các thùng đấu bên cạnh để đắp được, lúc này hoặc là dùng biện pháp thi công thủ công,hoặc là dùng phương án chuyển đất bằng các loại máy (ủi, xúc chuyển, ô tô...) từ các đoạn nền đào mở rộng hay từ các mỏ đất dọc tuyến đến và từ trên phần đường cũ đẩy đất xuống để đắp phần mở rộng. Chú ý rằng đất đổ xuống đến đâu phải dùng nhân lực san thành lớp và đầm nén đến đó.

Trong các trường hợp nói trên, nói chung nên dùng các loại máy đầm có khả năng làm việc trên diện công tác hẹp như đầm nhảy cóc diêzen, đàm bản hay dùng các loại máy ủi, máy xúc chuyển (trường hợp thi công bằng các loại máy này) để tiến hành đầm nén đất. Chỉ cần đưa các loại máy lu xuống khi địa hình cho phép, khối lượng công tác lớn, đắp mở thêm trên các đoạn dài, và đặc biệt khi bề rộng mở thêm đủ rộng (> 4,0m).

8.2.2.2 Nền đắp vừa mở rộng vừa thay đổi độ cao.

- Thi công phần mở rộng trước như trên.

- Đắp tôn cao cả phần đường cũ và mới hoặc đào hạ thấp nền cũ đến cao độ thiết kế.

Sau khi đã hoàn thành phần việc thi công mở rộng thì có thể dùng mọi biện pháp như đối với việc xây dựng nền đường mới để tiếp tục tôn cao nền đắp đạt đến độ cao thiết kế mới. Tuy nhiên cần phải tùy theo bề dày cần tôn cao so với mặt đường cũ là lớn hay nhỏ để có biện pháp xử lý thích đáng. Vấn đề này phải xét đến ngay từ khi thiết kế tuyến, và nói chung phải xử lý sao cho tận dụng được mặt đường cũ, cũng như tránh được tình trạng phải đắp thêm lên một lớp đất quá mỏng trên mặt đường cũ rồi mới làm mặt đường mới. Nếu bề dày cần tôn cao chỉ lớn hơn bề dày toàn bộ kết cấu mặt đường mới sau khi nâng cấp không nhiều lắm và nếu không quá tốn kém thì thêm thì khi thi công, có thể đề xuất biện pháp tăng dày tầng vật liệu rẻ tiền trong kết cấu mặt đường để đạt được độ cao thiết kế mới. Các trường hợp khác có bề dày cần tôn cao lớn thì nói chung khi thi công đều cần suy xét xem có nên đào xáo xới lấy lại các vật liệu lớp mặt đường cũ rồi mới tiếp tục đắp đất lên hay cứ tiếp tục đắp đất lên lớp mặt đường cũ. Trong điều kiện vật liệu địa phương khan hiếm, chất lượng vật liệu mặt đường cũ còn sử dụng được và trường hợp lớp đất cần đắp thêm quá mỏng thì nên đào xới lại vật liệu lớp mặt đường cũ, lúc này có thể dùng máy cày cày mặt đường cũ và dùng máy san hay máy ủi gạt vật liệu mặt đường cũ vừa cày lên để đánh đống ở những chỗ không trở ngại cho quá trình thi công đắp tiếp theo.

Một biện pháp khác để thi công các nền đắp tương đối thấp trên các tuyến nâng cấp mở rộng là phá bỏ phía trên nền đắp cũ và lấy đất đó đắp sang phần nền mở rộng. Cho đến khi nào độ cao giữa nền cũ và phần mở rộng bằng nhau thì lại tiếp tục lấy đất ở thùng đấu hoặc ở các nơi khác đắp tiếp đến độ cao thiết kế (hình 7-7).

Ưu điểm của biện pháp thi công này là có thể hoàn toàn thi công bằng cơ giới ngay cả trường hợp nền đấp có bề rộng mở thêm hẹp, đồng thời bảo đảm chất lượng đầm nén vì cường độ nền đường được đồng đều trên toàn bề rộng nền đường mới nâng cấp. Nhược điểm của nó là không tận dụng được mặt đường cũ, cũng như phần nền cũ có cường độ cao nhờ đã trải qua thời gian chịu tác dùng của xe cháy, đồng thời có khó khăn về mặt bảo đảm giao thông trong lúc thi công phá bỏ phía trên phần nền cũ.

Để tranh thủ sử dụng cơ giới nhằm tăng tốc độ thi công trong trường hợp nền đắp có bề rộng mở thêm hẹp đôi khi cũng có thể phải chịu đắp rộng hơn so với bề rộng mở thêm thiết kế sao cho máy có đủ diện công tác cần thiết, dù rằng như vậy khối lượng đắp có thể tăng lên.


Để đảm bảo giao thông trong quá trình thi công nền đắp tuyến nâng cấp mở rộng cũng như cần chú ý các biện pháp như đã nói ở trên đối với quá trình thi công nên đào tuyến nâng cấp mở rộng.

Trên đây đã trình bày các đặc điểm và biện pháp thi công nền đường tuyến nâng cấp mở rộng đối với các trường hợp khác nhau. Cần nhấn mạnh rằng: Nếu không quán triệt quan điểm thi công như trên trong khi tiến hành lập đồ án thiết kế một tuyến đường nâng cấp mở rộng thì quá trình thi công sau đó sẽ có thể gặp rất nhiều khó khăn, nhất là trong điều kiện dùng cơ giới để thi công. Vì thế trước khi thi công cần phải xem xét lại đồ án thiết kế và trên cơ sở vẫn đảm bảo các yêu cầu toàn diện khác cố gắng đề xuất những ý kiến sửa đổi thích đáng nhằm tạo thuận lợi cho quá trình xây dựng tuyến nâng cấp mở rộng. Riêng về mặt thi công nền đường, cụ thể là: sửa đổi sao cho bảo đảm được diện công tác tối thiểu để có thể dùng các loại máy tiến hành thi công, cũng như sao cho tranh thủ được chỗ lấy đất, đổ đất thuận tiện cho quá trình thi công.

CHƯƠNG 9


CÔNG TÁC HOÀN THIỆN NỀN ĐƯỜNG VÀ GIA CỐ MÁI TA LUY

9.1 KHÁI NIỆM CHUNG

Trong quá trình thi công nền đường bằng các phương pháp khác nhau (bằng máy, bằng nổ phá…), hình dạng thực tế của nền đường sau khi thi công thường không đúng với hình dáng thiết kế: mái ta luy không bằng phẳng, mặt nền đường bị lồi lõm, nhiều chỗ thừa thiếu chiều rộng và trong nền đào thì có nhiều chỗ đất sót chưa đào xong. Vì vậy, sau khi kết thúc công tác đào đắp cần phải tiến hành công tác hoàn thiện và gia cố mái ta luy để làm cho nền đường có hình dạng đúng với thiết kế, đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật và mỹ thuật, đảm bảo việc thoát nước và nâng cao độ ổn định của công trình.

Công tác hoàn thiện là công tác sửa sang bề mặt của các nền đắp, nền đào và thùng đấu, sửa chữa các chỗ nền đường bị thừa thiếu bề rộng và độ cao, gọt mái ta luy đào và vỗ mái ta luy đắp, đào rãnh biên, cấu tạo độ nghiêng của nền đường và dọn dẹp sạch khu vực nền đường.

Nội dung của công tác gia cố là củng cố các mái ta luy của nền đắp, nền đào cũng như đáy thùng đấu và rãnh thoát nước không để cho nước, gió xói mòn làm hư hỏng. Phải căn cứ vào tốc độ của nước và gió, điều kiện khí hậu, điều kiện làm việc của nền đường, tính chất của đất dùng để xây dựng nền đường, tình hình vật liệu địa phương dùng để gia cố, khả năng cơ giới hoá…mà chọn kiểu kết cấu thích hợp để gia cố. Biện pháp thông thường, đơn giản mà kinh tế là trồng cỏ trên mái ta luy, tạo thành một thảm cỏ tránh cho mái ta luy bị gió và nước xói mòn. Những đoạn nền đắp ven bãi sông, đắp qua vùng ngập nước, mái ta luy bị xói mòn nghiêm trọng hơn, cần phải chọn loại kết cấu chắc chắn hơn ví dụ như lát đá hoặc lát các tấm bê tông để gia cố.

9.2 CÔNG TÁC HOÀN THIỆN

Công tác hoàn thiện bao gồm các nội dung chính là sửa sang bề mặt nền đường, bề mặt mái ta luy, rãnh.. cho đúng với hình dạng và cao độ thiết kế. Công tác hoàn thiện cần phải được thực hiện ngay sau khi đào đắp xong nền đường.

Trong quá trìnd8 6th thi công phải thường xuyên kiểm tra độ dốc mái ta luy, bề rộng nền đường để đảm bảo nền đường được thi công đúng với kích thước thiết kế, hạn chế tình trạng thiếu bề rộng nền đường.

Với nền đường đắp, sau khi đắp xong phải tiến hành bạt mái ta luy, đầm lại mái ta luy. Công việc này có thể tiến hành bằng máy xúc, máy san và có thể dùng máy kéo con lăn để đầm mái ta luy. Cũng có thể dùng nhân lực để tu sửa bề mặt mái ta luy và đầm mái ta luy. Trong trường hợp nền đắp thiếu chiều rộng, thì khi đắp phụ thêm phải tiến hành đánh cấp và đầm nén đảm bảo liên kết tốt giữa phần cạp thêm và phần nền đã đắp.

Với nền đường đào, phải tiến hành gọt phẳng mái ta luy đảm bảo đúng với độ dốc thiết kế. Công việc này có thể dùng máy xúc, máy san hoặc nhân công.

Thông thường, với các nền đào sâu, đắp cao thì công tác hoàn thiện mái ta luy được tiến hành cùng với công tác làm đất, chiều cao mỗi lần bạt gọt phục thuộc vào từng công cụ hoặc máy móc dùng để bạt gọt mái ta luy.

Với rãnh dọc, thông thường cùng nhân công thi công, tuy nhiên cũng có thể dùng máy san có gắn thêm các thiết bị phụ trợ để đào và hoàn thiện rãnh.


Đầm mái taluy nền đường bằng máy kéo con lăn

9.3 CÔNG TÁC BẢO VỆ VÀ GIA CỐ MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG

Để cho mái ta luy nền đường không bị nước và gió xói mòn và để ngăn ngừa các lớp đất đá ở mái ta luy không bị phong hoá, sụt lở, căn cứ vào tình hình địa chất, độ dốc mái ta luy, tình hình vật liệu địa phương… mà có thể chọn một trong các biện pháp sau:

9.3.1 Lát cỏ.

Cỏ mọc trên mái ta luy không những có thể giữ đất, làm chặt đất, điều tiết độ ẩm của đất, đề phòng nước mưa và gió xói mòn mà còn có tác dụng ngăn ngừa đất, đá nứt nẻ làm cho nền đường vững chắc, ổn định. Nên tiến hành lát cỏ vào mùa đông hoặc mùa thu, không nên lát cỏ vào mùa đông, lạnh cỏ rễ bị tàn lụi không phát triển được.

9.3.1.1 Trồng cỏ.

Thích hợp với các mái ta luy thoải và không ngập nước. Nên chọn các loại cỏ nhiều rễ, bò sát mặt đất và sinh trưởng trong nhiều năm. Nếu đất ở mái ta luy không thích hợp trồng cỏ thì trước tiên cần phải phủ một lớp đất màu dày từ 5-10cm, gieo hạt cỏ xong thì bừa đều và đầm chặt làm cho lớp cỏ bám chặt vào mái ta luy. Trước khi rải lớp đất màu cần đánh cấp mái ta luy có chiều dài theo mái ta luy là 100cm và chiều sâu 10-15cm.

10-15

cm 100cm

Đánh cấp mái ta luy trước khi trồng cỏ

9.3.1.2 Lát cỏ.

Dùng các vầng cỏ được đánh từ nơi khác đến để lát kín trên toàn bộ diện tích mái ta luy. Đây là phương pháp được dùng khá phổ biến, các vầng cỏ được lát từ chân lên đỉnh mái ta luy thành hàng song song với nhau rồi dùng các cọc tre dài 0.2 đến 0.3m để ghim chặt. Các vầng cỏ nên xắn vuông đều nhau để có thể lát kín và so le với nhau:


Cäc tre dµi 0.2-0.3m

VÇng cá

a) Mặt chính b) Mặt cắt

Lát cỏ kín mái ta luy

9.3.1.3 Lát cỏ thành các ô vuông.

Dùng các vầng cỏ lát thành các hình vuông có cạnh 1-1.5m, ở giữa đắp đất màu và gieo cỏ. Các vầng cỏ lát thành những hàng chéo với mép ta luy một góc 45o. Khi thi công trước hết đào các rãnh nông trên ta luy để sau đó lát cỏ lên. Các cạnh trên và dưới của ta luy cũng dùng các vầng cỏ để lát thành hàng. Cũng có thể thay việc lát các vầng cỏ bằng việc lát các tấm bê tông đúc sẵn tạo thành các hình vuông sau đó đổ đất màu và gieo cỏ vào trong.

45°

1-1.5m

Lát cỏ theo hình vuông

9.3.1.4 Lát chồng các vầng cỏ.

Những nơi có tốc độ nước chảy tương đối lớn hoặc mái ta luy tương đối dốc thì có thể lát chồng các vầng cỏ lên nhau, có thể lát chồng các vầng cỏ thành hình bậc cấp hoặc chồng đứng các vầng cỏ theo hướng gần thẳng góc với mái ta luy. Khi lát chồng, cần làm cho các vầng cỏ áp chặt với nhau và gắn chặt vào mái ta luy, mặt cỏ có thể hướng lên trên hoặc xuống dưới nhưng với lớp trên cùng thì mặt cỏ phải hướng lên trên. Dùng các cọc nhọn bằng tre hoặc gỗ dài khoảng 1m để ghim chặt các vầng cỏ vào mái ta luy, ở chân ta luy nên lát sâu xuống 1 ~ 3 lớp, làm cho mặt các vầng cỏ ngang bằng với mặt đất.

Cäc gç hoÆc tre dµi 1m

§é dèc > 1:1

§é dè

c 1:1

~ 1:1

.5


a) Theo kiểu bậc cấp b) Theo kiểu lát đứng

Lát chồng các vầng cỏ

9.3.2 Lát đá.

Các mái ta luy được lát đá có thể chống các dòng nước chảy với tốc độ cao ở những nơi bị ngập nước, chống sụt lở và xói mòn ta luy do nước mặt chảy tràn trên mái dốc. Có thể dùng các biện pháp sau:

9.3.2.1 Lát đá khan.

Là biện pháp hay dùng khi mái taluy bị ngập trong nước. Khi lát đá phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Đá phải chắc, không bị phong hoá.

- Dưới lớp đá nên có một lớp đệm bằng đá dăm, sỏi sạn dày 10-20cm, lớp này có tác dụng đề phòng cho đất dưới lớp đá khan không bị xói rỗng, đồng thời cũng làm cho lớp đá có tính đàn hồi. Lớp này có thể thay bằng lớp vải địa kỹ thuật hoặc màng nhựa địa kỹ thuật. Không nên dùng cát làm lớp đệm vì cát đễ bị nước xói mất.

- Khi lát phải tiến hành lát từ dưới lên, các hòn đá lát xen kẽ nhau chặt chẽ và dùng đá dăm nhét kín tất cả các khe hở giữa các hòn đá. Nếu dùng đá cuội lấy ở sông suối thì phải lát thành hàng và xếp đứng các hòn đá thẳng góc với mép ta luy.

- Lớp đá khan có thể lát một lớp hoặc hai lớp tuỳ theo tốc độ nước chảy. Thông thường một lớp được dùng khi vận tốc nước chảy v = 3.0 ~ 4.5m/s, hai lớp được dùng khi vận tốc nước chảy v = 3.5 ~ 5.5m/s.

- Với ta luy nền đào, trường hợp có nước ngầm chảy ra, người ta thường làm lớp đệm theo nguyên tắc tầng lọc ngược, dùng các vật liệu từ nhỏ đến to tính từ trong ra ngoài để đề phòng nước ngầm xói và cuốn đất của mái ta luy đi.

> 0.5m

> 1.5m

h

MNTT hsãng + 0.5m

Líp ®Öm dµy 10-20cm

TÇng ®¸ xÕp khan dµy 20-25cm

> 0.5m

> 1.5m

h

MNTT hsãng + 0.5m

Líp ®Öm dµy 10-20cm

TÇng ®¸ xÕp khan(2 líp)

a) Lát một lớp b) Lát hai lớp

Lát đá khan gia cố mái ta luy

9.3.2.2 Lát đá có kẻ mạch.

Biện pháp này được dùng ở những nơi nước chảy mạnh và tác dụng của sóng tương đối lớn. Chiều dày lớp đá lát từ 0.3 ~ 0.5m. Khi lát đá phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Việc sử dụng vật liệu theo các thao tác thi công phải tuân theo đúng quy trình quy phạm thi công hiện hành.

- Dưới lớp đá xây nên rải một lớp đệm bằng đá dăm hoặc sỏi sạn dày 10-40cm.

- Các ta luy nền đường sẽ xây đá thì phải đắp và đầm nén kỹ, tốt nhất là đợi cho lún xong mới xây dựng để tránh lớp đá bị phá hoại do nền đường tiếp tục bị lún.

- Cách 10 ~ 15m thì chừa một khe co giãn, những chỗ nền đường có khả năng lún phải chừa khe phòng lún, phía dưới chân ta luy phải chừa lỗ thoát nước.


9.3.2.3 Tường bảo vệ.

Thích hợp gia cố các mái ta luy dễ bị phong hoá, đường nứt phát triển nhưng không dễ bị xói mòn. Loại tường bảo vệ này có tác dụng ngăn ngừa không cho ta luy bị phong hoá thêm. Có thể xây đá, đổ bê tông hoặc làm bằng các vật liệu khác. Tường bảo vệ thường không chịu áp lực ngang. Nếu xây thành khối liền thì phải bố trí các khe co giãn và lỗ thoát nước. Cũng có thể xây tường bảo vệ cục bộ ở những chỗ đá bị mền yếu hoặc những lõm trên mái ta luy để tiết kiệm vật liệu.

Trước khi xây tường bảo vệ trước hết cần dọn sạch đá phong hoá, cây cỏ, rác bẩn, đắp các chỗ lõm cho bằng và làm cho tường tiếp xúc chặt với mái ta luy.

9.3.3 Láng phủ mặt, phun vữa, bịt đường nứt.

Thích hợp với các ta luy đá dễ bị phong hoá. Bịt đường nứt chủ yếu để đề phòng nước mưa thấm qua đường nứt chảy vào lớp đá gây tác dụng phá hoại. Trước khi thi công cần phải dọn sạch mặt đá, bỏ các lớp đá phong hoá và các hòn đá rời rạc, bù đá nhỏ vào, lấp bằng các chỗ lõm, lấy hết rễ cỏ và rễ cây trong kẽ nứt để vữa có thể gắn chặt với đá.

Vữa láng có thể là vữa xi măng, vữa xi măng cát tỷ lệ 1: 3 ~ 1:4. Loại vữa để phủ mặt tương đối kinh tế là vữa tam hợp gồm vôi, xi măng, cát hoặc vữa tứ hợp gồm: vôi, xi măng, cát và đất sét.

9.3.4 Gia cố chống xói lở ta luy ở nền đường ven sông.

Với các nền đường đắp ven sông, để chống xói lở chân và mái ta luy, ngoài các biện pháp đã nêu ở trên còn có các biện pháp sau:

9.3.4.1. Rọ đá.

Thường dùng các rọ đựng đá hộc đan bằng các sợi dây thép đường kính 2.5~4mm. Các rọ đá có thể lát nằm trên mái ta luy hoặc lát ở chân ta luy nền đường.

Rä ®¸ Rä ®¸

MNTT hsãng + 0.5mMNTT hsãng + 0.5m

a) Lát ở chân ta luy b) Lát nằm trên mái ta luy

Dùng rọ đá để gia cố mái ta luy

Rọ đá thường làm thành các hình hộp chữ nhật để dễ lát, tại những dòng sông nước chảy mạnh thì nên làm thành các hình trụ tròn để sau khi bỏ đá xong có thể lăn rọ xuống sông. Mắt lưới của rọ có thể đan thành hình vuông hoặc hình sáu cạnh. Mắt lưới hình vuông dễ đan nhưng cường độ thấp hơn và sau khi bị hỏng một mắt thì dễ bị hỏng tiếp sang các mắt khác. Để cho lưới của rọ không bị đứt, khi bỏ đá vào rọ không nên ném mạnh và phải để các đầu nhọn của đá lòi ra ngoài lưới.


a) Hình hộp; b) Hình trụ; c) Mắt lưới của rọ.

Rọ đá

9.3.4.2. Ném đá hộc gia cố mái ta luy

Nếu địa phương có nhiều đá thì có thể ném đá hộc xuống bộ phận taluy đã ngập nước để gia cố. Đá có thể ném xuống nước tuỳ tiện, độ dốc của phần taluy đá dưới nước thường vào khoảng 1:1,25; 1:1,5 và những nơi nước chảy mạnh thì có thể lên đến 1:2; 1:3. Khi xây dựng nền đường mới có thể ném đá đắp bộ phận chân taluy. Kích thước hòn đá dùng để ném xuống nước gia cố taluy xác định theo tốc độ nước chảy, thường dùng các hòn đá 0,3-0,5m. Đá phải ném thành nhiều lớp (ít nhất là hai lớp) và các hòn đá lớn phải ném sau để đè lên các hòn đá nhỏ hơn.

> 1m

MN ThÊp

> 1m

MN Cao

> 0.5 m

> 0.5m

MN Cao

> 0.5 m

MN ThÊp

> 1m

a) Ném đá gia cố chân taluy b) Ném đá gia cố taluy.

Gia cố taluy bằng phương pháp ném đá

Phương pháp ném đá đơn giản, không sợ lún và có thể cơ giới hoá hoàn toàn.

9.3.4.3. Gia cố bằng các tấm bê tông lắp ghép.

Gia cố bằng các tấm bê tông cốt thép (hình 9-19): dùng để gia cố mái taluy ở những đoạn nền đường đắp thường xuyên hoặc thỉnh thoảng bị ngập nước và các mái taluy ở dọc bờ sông chịu tác dụng của sóng lớn hơn 3 m. Thường dùng các tấm kích thước từ 2,5 x 1,25m đến 2,5 x 3,0m, chiều dày từ 10; 15 hoặc 20cm bằng bê tông cốt thép mác 200.

Khi thi công dùng cần trục để đặt tấm trên lớp móng đá dăm hoặc cuội sỏi đã chuẩn bị sẵn. Sau khi đặt xong thì liên kết các tấm lại với nhau thành từng mảng lớn 40 x 20m ( khi chiều cao sóng dưới 1,5m) hoặc 40 x 15m (khi chiều cao sóng lớn hơn 1,5m) bằng cách hàn hoặc buộc cốt thép liên kết và đổ vữa xi măng tỉ lệ 1:3 vào khe nối rồi đầm chặt. Liên kết các tấm bê tông thành mảng như vậy để đề phòng tác dụng phá hoại do nhiệt độ và lớp móng lún không đều gây ra. Khi chiều cao sóng dưới 1,0m thì không cần liên kết các tấm bê tông thành từng mảng như trên.


Gia cố các tấm bê tông thường: dùng khi chiều cao sóng dưới 0,7m, tốc độ chảy của nước dưới 4m/s. Khi mái taluy là taluy 1:2 dùng các tấm 1 x 1 x 0,16(0,20)m và đặt trên lớp móng đá dăm hoặc cuội sỏi.

Công tác gia cố mái taluy bằng các tấm bê tông lắp ghép hoặc bằng cách xây đá chỉ được tiến hành sau khi mái taluy đã ổn định để đề phòng hư hỏng do mái taluy bị lún không đều. Trước khi gia cố phải đầm chặt và hoàn thiện mặt mái taluy.

Thường dùng máy xúc có gá lắp thiết bị đầm, đầm chấn động, lu để đầm chặt mái taluy. Đồng thời với việc chuẩn bị mái taluy cần phải đào hố để xây móng bê tông dưới chân taluy. Công tác rải lớp móng đá dăm và cuội sỏi chủ yếu là bằng tay. Cũng có thể dùng máy san ủi, san tự hành và máy xúc có thiết bị đặc biệt để rải san và đầm lèn lớp móng.

hsãng + 0.5m

1

2

MNCN hsãng + 0.5m

3

1

2

MNCN

a) Trường hợp lớp móng ở chân nền b) Trường hợp cần bảo vệ đá

đường đắp đủ ổn định của dòng chảy khi bị xói mòn

Gia cố mái taluy nền đường đắp bằng các tấm bê tông cốt thép

1. Lớp bê tông hoặc bê tông cốt thép 2. Đá dăm hoặc cuội sỏi 3. Móng bê tông hoặc đá

Dùng cần trục để lát các tấm bê tông vào mái taluy và lát dần từ chân lên đỉnh. Với các tấm bê tông kích thước nhỏ hơn thì có thể lát bằng nhân lực.

Để gia cố mái taluy chống sóng có thể tham khảo kinh nghiệm của nhân dân trồng cây cúc tần, dùng tre hoặc các bó cành cây để lát vào phần taluy bị sóng vỗ.


CHCHCHCHƯƠNG 10NG 10NG 10NG 10

CÔNG TÁC KIỂM TRA VÀ NGHIỆM THU NỀN ĐƯỜNG

10.1 MỤC ĐÍCH

Mục đích chung của công tác kiểm tra và nghiệm thu nhằm đảm bảo quá trình thi công xây dựng nền đường đạt được chất lượng tốt, phù hợp với hồ sơ thiết kế cũng như các yêu cầu của bản vẽ thi công. Công tác kiểm tra và nghiệm thu sẽ phát hiện những sai sót về mặt kỹ thuật nhằm kịp thời đưa ra các yêu cầu và biện pháp để nâng cao chất lượng thi công nền đường, có thể cả biện pháp để nâng cao năng suất, hạ giá thành của công tác xây dựng đồng thời, nhằm xác nhận khối lượng công tác đã hoàn thành của đơn vị thi công để làm cơ sở thanh quyết toán khối lượng cho đơn vị thi công. Như vậy, rõ ràng công tác kiểm tra và nghiệm thu là một khâu không thể thiếu được trong quá trình xây dựng nền đường nhằm góp phần thực hiện phương trâm: nhanh - nhiều - tốt – rẻ trong thi công. Mỗi cán bộ kỹ thuật cần quán triệt ý nghĩa quan trọng của công tác kiểm tra, nghiệm thu, nhiều khi không kiểm tra kịp thời mà gây ra những sai sót kỹ thuật đáng tiếc, cũng như không nghiệm thu kịp thời sẽ gây ảnh hưởng đến việc thanh quyết toán và đời sống của công nhân.

10.2 NỘI DUNG

Bao gồm công tác kiểm tra và công tác nghiệm thu.

Công tác kiểm tra: Công tác kiểm tra được tiến hành thường xuyên trong suốt quá trình thi công do các cán bộ kỹ thuật của đơn vị thi công và cán bộ tư vấn giám sát (hoặc chủ đầu tư) đảm nhiệm. Để công tác kiểm tra được nhanh chóng và thuận lợi cần phải tổ chức mạng lưới thí nghiệm đầy đủ tại hiện trường.

Công tác nghiệm thu: Công tác nghiệm thu cũng là một loại công tác kiểm tra nhưng không tiến hành thường xuyên mà tiến hành vào từng thời điểm cần thiết trong quá trình xây dựng nền đường nhằm kiểm tra chất lượng và khối lượng công tác hoàn thành để tiến hành

bàn giao từng phần hoặc toàn bộ công trình hoàn thành. Thường gồm các loại nghiệm thu sau:

- Nghiệm thu các công trình ẩn dấu: là những bộ phận công trình mà quá trình thi công sau đó sẽ hoàn toàn che khuất nó, nếu không kiểm tra chất lượng và khối lượng thì sau đó không có cách nào kiểm tra được nữa. Ví dụ công tác đánh cấp, rẫy cỏ, vét bùn, bóc hữu cơ, độ chặt của đất sau khi đắp xong một lớp….

- Nghiệm thu định kỳ 1/2 tháng, 1 tháng trong toàn phạm vi thi công để xác nhận chất lượng và khối lượng công việc mà đơn vị thi công đã hoàn thành trong thời gian đó, làm cơ sở cho việc cấp phát vốn và thanh toán giữa chủ đầu tư và đơn vị thi công cũng như giữa đơn vị thi công và công nhân trực tiếp sản xuất.

- Nghiệm thu xác nhận việc hoàn thành từng công trình hoặc toàn bộ công trình nền đường để bàn giao và làm cơ sở thanh quyết toán. Ví dụ như hoàn thành hẳn một đoạn đường nào đó trước khi làm mặt đường.

Để tiến hành công tác nghiệm thu nền đường thường thành lập đoàn nghiệm thu gồm: chủ đầu tư (hoặc tư vấn giám sát), phòng kỹ thuật thi công, phòng lao động tiền lương của công ty và các đại diện các đơn vị trực tiếp thi công đoạn nền đường cần nghiệm thu. Tuỳ theo mục đích nghiệm thu, có thể mời thêm đại diện các đơn vị quản lý, khai thác tuyến đường sau này, cũng có thể chỉ tổ chức nghiệm thu nội bộ của đơn vị thi công mà không cần đại diện của chủ đầu tư.


Cơ sở chính để tiến hành công tác kiểm tra nghiệm thu là hồ sơ thiết kế, bản vẽ thi công và các quy trình kỹ thuật thi công, các tiêu chuẩn do cơ quan có thẩm quyền ban hành. Phương pháp tiến hành là đối chiếu tình hình thực tế thi công với những yêu cầu và quy định về chất lượng của các hồ sơ, văn bản trên, đồng thời khi nghiệm thu còn phải xác định khối lượng công việc thực tế đã thi công. Muốn vậy, phải tiến hành đo đạc và tiến hành các thí nghiệm cần thiết ngay tại hiện trường như đo đạc kích thước hình học của nền đường (bề rộng, cao độ, độ dốc mái ta luy, kích thước rãnh, độ dốc dọc…) hoặc thí nghiệm xác định độ chặt sau khi đầm nén.

Việc xác định khối lượng công việc thực tế đã thi công có thể bằng cách ước lượng số ca, số lần máy đẩy đất, số gầu máy xúc đất…nhưng chỉ với mục đích là kiểm tra tiến độ thi công. Còn trong mọi trường hợp, đều phải xác định bằng cách đo đạc thực tế ngoài hiện trường. Cần chú ý xác nhận cả cự ly vận chuyển đất thực tế. Nếu xây dựng nền đường bằng phương pháp nổ phá thì khi nghiệm thu cũng phải xác định rõ khối lượng đất đá tung đi và khối lượng đất đá bị rơi tại chỗ.

Công tác kiểm tra nghiệm thu phải bám sát theo các trình tự thi công nền đường. Cụ thể là phải nghiệm thu từ công tác khôi phục tuyến (về vị trí và biện pháp chôn giữ, đánh dấu cọc…) cho đến tất cả các trình tự thi công sau:

- Kiểm tra và nghiệm thu công tác vét bùn, bóc hữu cơ, thay đất dưới nền đắp, công tác rẫy cỏ, đánh cấp, đào gốc cây, công tác đầm nén nền đất tự nhiên.

- Kiểm tra công tác lấy đất ở thùng đấu hoặc mỏ đất: có loại bỏ tầng đất hữu cơ không, có đảm bảo chất lượng đắp hay không?

- Công tác xây dựng tường chắn và các loại kè chống đỡ nền đắp.

- Kiểm tra và nghiệm thu vị trí tuyến (cắm lại cọc, đo góc ngoặt và chiều dài, cao độ tim, mép đường và đáy rãnh), kích thước hình học của nền đường (bề rộng, dốc ngang, dốc mái ta luy, kích thước rãnh) và chất lượng thi công nền đường đào cũng như nền đường đắp (việc đắp theo từng lớp, chất lượng đầm nén của từng lớp).

- Kiểm tra và nghiệm thu việc xây dựng các công trình thoát nước.

- Kiểm tra và nghiệm thu công tác hoàn thiện và gia cố nền đường (chất lượng bạt ta luy, trồng cỏ, gia cố mái ta luy…)

Trong quá trình thi công, nhất là về mùa mưa cần kiểm tra các biện pháp thoát nước, độ ẩm của vật liệu đất và việc xử lý bùn đất nhão sau khi mưa. Công tác kiểm tra nên chú trọng các đoạn nền đầu cầu (cả 1/4 nón mố) nền đường trên cống, nền đắp qua hồ, ven hồ, qua ruộng, nền đường dùng nhiều loại đất đắp, nền đắp mở rộng và tiếp giáp giữa hai đơn vị thi công…

10.3 SAI SỐ CHO PHÉP.

10.3.1 Về vị trí tuyến và kích thước hình học của nền đường.

- Sau khi thi công xong nền đường, không được thêm đường cong, không được tạo độ dốc dọc và làm thay đổi độ dốc quá 5% độ dốc thiết kế.

- Bề rộng nền cho phép sai số ±10cm.

- Tim đườngđược phép lệch 10cm so với tim thiết kế.

- Cao độ tim đường cho phép sai số ±10cm.

- Độ dốc siêu cao nền đường không được vượt quá ±5% độ dốc siêu cao thiết kế.

- Độ dốc mái ta luy không được dốc quá 7% của độ dốc mái ta luy thiết kế khi chiều cao mái ta luy H ≤ 2m, không quá 4% khi chiều cao mái ta luy 2m ≤ H ≤ 6m và không quá


2% khi chiều cao mái ta luy H > 6m. Tuy nhiên đoạn sai về độ dốc mái ta luy này không được kéo dài liên tục quá 30m và tổng cộng chiều dài các đoạn sai không được chiếm quá 10% chiều dài đoạn thi công.

10.3.2 Về hệ thống rãnh thoát nước.

- Bề rộng đáy và mặt trên của rãnh không được nhỏ hơn 5cm.

- Độ dốc dọc của đáy rãnh không được sai số quá 5% độ dốc rãnh thiết kế.

- Độ dốc ta luy rãnh biên như quy định với nền đường.

- Độ dốc ta luy rãnh đỉnh, rãnh ngang thì không được sai quá 7% so với độ dốc ta luy thiết kế.

10.3.3 Về chất lượng đầm nén và độ bằng phẳng.

- Mỗi Km phảo kiểm tra chất lượng đầm nén ở ba mặt cắt, mỗi mặt cắt phải thí nghiệm ở ba vị trí và mẫu đất phải lấy sâu dưới mặt nền 15cm. Độ chặt đạt được không nhỏ hơn độ chặt quy định 2%. Phải kiểm tra thường xuyên độ chặt trong quá trình đắp.

- Mặt nền phải nhẵn, cho phép nứt nẻ nhỏ nhưng không liên tục, không bóc từng mảng. Độ bằng phẳng đo bằng thước 3m khe hở không được quá 3cm.

10.3.4 Về cọc khôi phục lại sau khi làm xong nền đường.

Phải có đủ cọc đỉnh, cọc đường cong (20m phải có một cọc) và cọc đường thẳng (50m phải có một cọc).

Chú ý:

Khi tiến hành công tác kiểm tra và nghiệm thu, đơn vị thi công cần phải chuẩn bị sẵn và trình bày các tài liệu sau:

- Bản vẽ thi công trong đó có vẽ lại và ghi chú đầy đủ các chỗ thay đổi đã được duyệt so với đồ án thiết kế.

- Nhật ký thi công của đơn vị (có ghi cả những ý kiến chỉ đạo thi công của cán bộ cấp trên).

- Biên bản nghiệm thu các công trình ẩn dấu từ trước.

- Biên bản thí nghiệm thử đất và đầm nén từ trước.

- Các sổ sách ghi các mốc cao độ và các tài liệu có liên quan đến công tác đo đạc để kiểm tra.

Sau khi tiến hành kiểm tra và nghiệm thu, cần phải lập biên bản có chữ ký của tất cả các đại diện tham gia công việc nghiệm thu trong đó nên rõ các văn bản dùng làm cơ sở cho việc kiểm tra và các kết luận về chất lượng cũng như khối lượng thi công.

Documents

Thi Cong Nen Duong