Bài giảng Kỹ thuật thi công - TS. Nguyễn Hải Hoàn

Chia sẻ: Canhvatxanhbaola | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:281

Thêm vào BST

Báo xấu

44
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật thi công cung cấp cho người học những kiến thức như: Đất và công tác đất trong xây dựng; Tính khối lượng công tác đất; Công tác chuẩn bị và phục vụ thi công phần ngầm công trình; Kỹ thuật thi công đào đất; Thi công đắp và đầm đất;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật thi công - TS. Nguyễn Hải Hoàn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG KHOA XÂY DỰNG ---------- TS. NGUYỄN HẢI HOÀN BÀI GIẢNG MÔN HỌC KỸ THUẬT THI CÔNG
Đà Nẵng 08/2015
MỤC LỤC CHƯƠNG 1. ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT TRONG XÂY DỰNG ........................................... 1 1.1. CÁC DẠNG CÔNG TRÌNH VÀ CÔNG TÁC ĐẤT ............................................ 1 1.1.1. Các dạng công trình bằng đấ t................................................................... 1 1.1.2. Các loại công tác đất ................................................................................ 1 1.2. CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT ẢNH HƯỞNG ĐẾN KỸ THUẬT THI CÔNG ...... 2 1.2.1. Trọng lượng riêng của đấ t....................................................................... 2 1.2.2 . Độ ẩm của đấ t....................................................................................... 2 1.2.3 . Độ dốc tự nhiên của đấ t.......................................................................... 3 1.2.4 . Độ tơi xốp .............................................................................................. 5 1.2.5. Lưu tốc cho phép ..................................................................................... 6 1.3. PHÂN CẤP ĐẤT TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG .......................................... 6 1.3.1. Cấp đấ t................................................................................................... 6 1.3.2. Phân loại cấp đất (theo ĐM 11722012) .................................................... 7 CHƯƠNG 2. TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT ........................................................ 10 2.1. MỤC ĐÍCH, NGUYÊN TẮC CỦA VIỆC TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT ...................................................................................................... 10 2.1.1. Mục đích ............................................................................................... 10 2.1.2. Nguyên tắc tính toán .............................................................................. 10 2.2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH THI CÔNG ĐẤT .......................... 10 2.3. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT THEO HÌNH KHỐI ............... 12 2.3.1. Các dạng hình khối thường gặp ............................................................. 12 2.3.2. Tính khối lượng đất những công trình chạy dài ....................................... 13 2.4. TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT TRONG SAN BẰNG ........................ 16 2.4.1. Các trường hợp san bằng ....................................................................... 16 2.4.2. Các phương pháp tính khối lượng đất san bằng ...................................... 16 2.4.3. Trình tự tính toán ................................................................................... 24 2.4.4. X a ć đinh h ̣ ươ ń g v a ̀ c ự l y v â n ̣ c h u y ê n tru ̉ ̀ h i san đ â t́ ..................... n g binh k 24 CHƯƠNG 3. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ VÀ PHỤC VỤ THI CÔNG PHẦN NGẦM CÔNG TRÌNH .......................................................................................................................................... 29 3.1. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ MẶT BẰNG THI CÔNG ĐẤT ................................... 29 3.1.1. Giải phóng mặt bằng ............................................................................. 29 3.1.2. Chuẩn bị vị trí đổ đấ t............................................................................. 29 3.2. CÔNG TÁC THOÁT NƯỚC THI CÔNG ........................................................ 29 3.2.1. Thoát nước bề mặ t................................................................................ 29 3.2.2. Hạ mực nước ngầm .............................................................................. 32 3.3. ĐỊNH VỊ, GIÁC MÓNG CÔNG TRÌNH .......................................................... 40 3.3.1. Định v ị công trình .................................................................................. 40 3.3.2. Giác móng công trình ............................................................................. 43 3.4. CÔNG TÁC CHỐNG VÁCH HỐ ĐÀO ........................................................... 43 3.4.1. Mục đích ............................................................................................... 43 3.4.2. C á c biêṇ ph a p ́ c hố n g v a ć h hô ́ đ a ò ........................................................... 44 CHƯƠNG 4. KỸ THUẬT THI CÔNG ĐÀO ĐẤT ................................................................. 54 4.1. THI CÔNG ĐÀO ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦ CÔNG ......................... 54 4.1.1. Các nguyên tắc thi công .......................................................................... 54
4.1.2. Một số biện pháp khi đào đất thủ công ................................................... 54 4.2. THI CÔNG ĐÀO ĐẤT BẰNG MÁY ĐÀO ...................................................... 56 4.2.1 . Đào đất bằng máy đào gàu thuận ........................................................... 56 4.2.2 . Đào đất bằng máy đào gàu nghịch .......................................................... 61 4.2.3 . Đào đất bằng máy đào gàu dây .............................................................. 64 4.2.4 . Đào đất bằng máy đào gàu ngoạm ......................................................... 66 4.2.5. Năng suất của máy đào một gàu ............................................................. 66 4.3. THI CÔNG ĐẤT BẰNG MÁY ỦI ................................................................... 68 4.3.1. Kh a í ni ê m ̣ chu n g v ê ̀ ma ́y ui ̉ .................................................................... 68 4.3.2. Cac s ́ ơ đô vân hanh cua ̀ ̣ ̀ ̉ may ́ ui ̉ ................................................................ 69 4.3.3. Năng suất cuả may ́ ui ̉ ............................................................................. 71 4.3.4. Cac biên phap lam tăng năng suât cua ́ ̣ ́ ̀ ́ ̉ may ́ uỉ ............................................ 71 4.4. THI CÔNG ĐẤT BẰNG MÁY CẠP ................................................................ 73 4.4.1. Kh a í ni ê m ̣ chu n g v ê ̀ ma ́y ca p̣ .................................................................. 74 4.4.2. Kỹ thuật thi công đất bằng máy cạp ....................................................... 74 4.4.3. Năng suất của máy cạp .......................................................................... 78 4.4.4. Các biện pháp làm tăng năng suất của máy cạp ....................................... 78 CHƯƠNG 5. THI CÔNG ĐẮP VÀ ĐẦM ĐẤT ...................................................................... 80 5.1. THI CÔNG ĐẮP ĐẤT .................................................................................... 80 5.1.1. Những yêu cầu đấ t đắp ......................................................................... 80 5.1.2. K y ̃ thuâṭ thi c ô n g đ ă p ́ đ â t́ ....................................................................... 80 5.2. THI CÔNG ĐẦM ĐẤT ................................................................................... 81 5.2.1. Bản chất của việc đầm đấ t.................................................................... 81 5.2.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến công tác đầm đất ........................................ 82 5.2.3. Thi c ông đ â m ̀ đ â t́ bằ n g t hu ̉ c ông ............................................................. 84 5.2.4. Thi c ông đ â m ̀ đât ́ b ă ǹ g c ơ g i ớ i ............................................................... 85 CHƯƠNG 6. THI CÔNG CỌC VÀ VÁN CỪ ......................................................................... 96 6.1. PHÂN LOẠI CỌC VÀ CỪ ............................................................................. 96 6.1.1. Cọc dùng để gia cố nền đất ................................................................... 96 6.1.2. Cac loai coc cua mong ́ ̣ ̣ ̉ ́ coc̣ ...................................................................... 98 6.1.3. Phân loại cọc theo tính chất làm việc của cọc ....................................... 101 6.1.4. Môt ̣ s ô ́ loaị v a n ́ c ư ̀............................................................................... 101 6.2. THIÊT ́ BỊ THI CÔNG COC ̣ BÊ TÔNG CÔT THEP ́ ́ ĐUC ́ SĂN ̃ VÀ ́ Ư ̀ . 103 VAN C 6.2.1. Gia bua ́ ́ đong ́ coc̣ .................................................................................. 103 6.2.2. Cac loai bua ́ ̣ ́ đong ́ coc̣ ........................................................................... 104 6.2.3. Thi ê t́ bi ̣ thi c ông e ṕ c oc̣ ........................................................................ 106 6.2.4. Thi ê t́ bi ̣ thi c ông h a ̣ v a n ́ c ư ̀................................................................... 108 6.3. THI CÔNG COC ĐÓNG ̣ ............................................................................... 110 6.3.1. Đặc điểm ............................................................................................ 110 6.3.2. Chon bua ̣ ́ đong ́ coc̣ ................................................................................ 110 6.3.3. V â n ̣ c h u y ê n ̉ v a ̀ x ê p ́ dơ ̃ c oc̣ .................................................................... 111 6.3.4. L ă ṕ c oc̣ v a ò g iá buá ............................................................................. 112 6.3.5. Ky ̃ thuâṭ đong ́ coc̣ ................................................................................. 112 6.3.6. Kiêm tra đô chôi khi ̉ ̣ ́ đong ́ coc̣ ............................................................... 113 6.4. THI CÔNG COC ÉP ̣ ...................................................................................... 114 6.4.1. Đặc điểm ............................................................................................ 114
6.4.2. V â n ̣ c h u y ê n ̉ v a ̀ x ê p ́ dơ ̃ c oc̣ .................................................................... 114 6.4.3. Chon ̣ m á y e ṕ c oc̣ .................................................................................. 114 6.4.4. Thí nghiệm cọc thử (TCVN 9393:2012) ................................................. 116 6.4.5. K y ̃ thuâṭ e p ́ c o ̣c .................................................................................... 117 6.5. THI CÔNG HA VÀ ̣ NHỔ CƯ ........................................................................ ̀ 117 6.5.1. Hạ cừ bằng búa đóng ........................................................................... 117 6.5.2. Ha c ̀ ̀ buá rung ............................................................................. ̣ ư băng 118 6.5.3. H a ̣ c ư ̀ b ă ǹ g ma ́y e p ́ thu ̉y lực ( r obot) ...................................................... 118 6.5.4. Thi công nhổ cư .................................................................................... ̀ 119 6.6. NHƯNG TR ̃ Ở NGAI TH ̣ ƯƠNG GĂP KHI THI CÔNG ̀ ̣ H Ạ COC VÀ CÁCH ̣ GIẢI QUY ẾT ................................................................................................ 119 6.6.1. Các sự cố thường gặp khi đóng cọc và cách giải quyết .......................... 119 6.6.2. Các sự cố thường gặp khi ép cọc và cách giải quyết ............................. 120 CHƯƠNG 7. CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ GIÀN GIÁO ................................................. 121 7.1. KHÁI NIỆM VÀ NHỮNG YÊU CẦU ĐỐI VỚI VÁN KHUÔN, CỘT CHỐNG VÀ SÀN THAO TÁC .................................................................................... 121 7.1.1. Khái niệm ............................................................................................ 121 7.1.2. Những yêu cầu đối với ván khuôn, cột chống và sàn thao tác ................. 121 7.1.3. Những yêu cầu khi lắp dựng ván khuôn, cột chống và sàn thao tác ......... 122 7.2. PHÂN LOẠI VÁN KHUÔN, CỘT CHỐNG VÀ SÀN THAO TÁC ................. 122 7.2.1. Phân loạ i ván khuôn ............................................................................. 122 7.2.2. Các loại cột chống, đà đỡ ..................................................................... 127 7.2.3. Các loại giàn giáo ................................................................................. 137 7.3. CẤU TẠO VÁN KHUÔN CHO MỘT SỐ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH .............. 138 7.3.1. Ván khuôn móng .................................................................................. 138 7.3.2. Ván khuôn cột ...................................................................................... 141 7.3.3. Ván khuôn dầm, sàn, cầu thang ............................................................ 144 7.3.4. Ván khuôn tường .................................................................................. 147 7.4. VÁN KHUÔN DI ĐỘNG .............................................................................. 149 7.4.1. Ván khuôn di động theo phương ngang ................................................. 149 7.4.2. Ván khuôn di động theo phương đứng .................................................. 150 7.5. THIẾT KẾ VÁN KHUÔN, CÔT ̣ CHÔNG ́ ...................................................... 152 7.5.1. Xác định tải trọng ( theo TCVN 4453:1995 )............................................ 152 7.5.2. Phương pháp tính ................................................................................. 156 7.6. NGHIỆM THU VÁN KHUÔN, CÔT CHÔNG VA ̣ ́ ̀ GIAN ̀ GIAO ́ ..................... 158 7.6.1. Nghiệm thu ván khuôn ......................................................................... 158 7.6.2. Nghiệm thu cột chống, gian ̀ giáo .......................................................... 159 7.7. THÁO DỠ VÁN KHUÔN ............................................................................ 160 7.7.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian tháo dỡ ........................................ 160 7.7.2. Yêu cầu kỹ thuật khi tháo dỡ ván khuôn ............................................... 160 CHƯƠNG 8. CÔNG TÁC CỐT THÉP .................................................................................. 162 8.1. ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ CỦA CÔNG TÁC CỐT THÉP .............................. 162 8.2. PHÂN LOẠI CỐT THÉP VÀ NHỮNG YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI CÔNG TÁC CỐT THÉP .......................................................................................... 162 8.2.1. Phân loại cốt thép trong xây dựng ......................................................... 162 8.2.2. Những yêu cầu chung đối với công tác cốt thép ..................................... 163
8.3. CÔNG TÁC GIA CƯỜNG CỐT THÉP ......................................................... 164 8.3.1. Khái niệm và nguyên lý gia cường cốt thép ........................................... 164 8.3.2. Các phương pháp gia cường nguội ........................................................ 165 8.4. CÔNG TÁC GIA CÔNG CỐT THÉP ............................................................. 167 8.4.1. Phương pháp thủ công làm thẳng, cạo gỉ, đo, cắt, uốn cốt thép .............. 167 8.4.2. Phương pháp cơ giới làm thẳng, cạo gỉ, đo, cắt, uốn cốt thép ................ 169 8.4.3. Nối cốt thép ......................................................................................... 170 8.4.4. Bảo quản thép sau khi gia công ............................................................. 174 8.5. LẮP DỰNG CỐT THÉP ............................................................................... 174 8.5.1. Các yêu cầu kỹ thuật khi lắp dựng cốt thép ........................................... 174 8.5.2. Các phương pháp lắp dựng cốt thép ...................................................... 175 8.6. KIỂM TRA, NGHIỆM THU CỐT THÉP ........................................................ 175 8.6.1. Kiểm tra công tác cốt thép sau khi gia công ............................................ 175 8.6.2. Kiểm tra công tác cốt thép sau khi lắp dựng .......................................... 175 8.6.3. Nghiệm thu cốt thép ............................................................................. 176 CHƯƠNG 9. CÔNG TÁC BÊ TÔNG ........................................................................................ 176 9.1. CHUẨN BỊ VẬT LIỆU .................................................................................. 176 9.2. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CỦA VỮA BÊ TÔNG ...................... 177 9.3. C AĆ PHƯƠNG PH A P ́ TRÔN ̣ B Ê T Ô N G ...................................................... 178 9.3.1. C á c y ê u c â u ̀ đôí với vưã bê tông ........................................................... 178 9.3.2. Trôn bê tông băng ̣ ̀ thu công ̉ ................................................................... 178 9.3.3. Trôn bê tông băng ̣ ̀ cơ giơ í..................................................................... 179 9.4. V Â Ṇ CH U Y Ê N ̉ VƯA B ̃ Ê T Ô NG .................................................................. 180 9.4.1. Y ê u câ u ̀ k y ̃ th u â ṭ chu n g ........................................................................ 180 9.4.2. Các phương pháp vận chuyển bê tông ................................................... 180 9.5. CÔNG TAC ĐÔ ́ ̉ BÊ TÔNG ........................................................................... 186 9.5.1. Y ê u câ u ̀ k y ̃ th u â ṭ chu n g ........................................................................ 186 9.5.2. Nhưng nguyên tăc va biên phap đô ̃ ́ ̀ ̣ ́ ̉ bê tông ............................................. 187 9.6. MACH NG ̣ ƯNG TRONG CÔNG TAC THI CÔNG BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG ̀ ́ CÔT THEP ́ ́ TOAN ̀ KHÔÍ .............................................................................. 191 9.6.1. Kh a í ni ê m ̣ ............................................................................................ 191 9.6.2. Thơi gian va vi ̀ ̀ ̣ trí ngưng ̀ ....................................................................... 191 9.6.3. Vi ̣ trí m a c̣ h ngư ǹ g tro n g ca ć k ê t́ c â ú ...................................................... 192 9.6.4. Xử lý mach ̣ ngưng ̀ ................................................................................ 194 9.7. CÔNG TAC ĐÂM ́ ̀ BÊ TÔNG ........................................................................ 194 9.7.1. B a n ̉ c h â t́ cuả v i ê c̣ đ â m ̀ b ê tông .............................................................. 194 9.7.2 . Đâm bê tông băng ̀ ̀ thu công ̉ ................................................................... 194 9.7.3 . Đâm bê tông băng ̀ ̀ cơ giơí .................................................................... 195 9.8. BAO D̉ ƯƠNG BÊ TÔNG VA S ̃ ̀ ỬA CHƯA CAC KHUYÊT TÂT SAU KHI ĐÔ ̃ ́ ́ ̣ ̉ BÊ TÔNG .................................................................................................... 200 9.8.1. B a ̉o dươ ̃n g b ê tông .............................................................................. 200 9.8.2. Sửa chưa nh ̃ ưng khuyêt tât trong ̃ ́ ̣ bê tông ............................................... 201
PHẦN I: CÔNG NGHỆ THI CÔNG PHẦN NGẦM CHƯƠNG 1. ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT TRONG XÂY DỰNG 1.1. CÁC DẠNG CÔNG TRÌNH VÀ CÔNG TÁC ĐẤT 1.1.1. Các dạng công trình bằng đất a. Chia theo mục đích sử dụng Theo mục đích sử dụng, công trình bằng đất được chia thành 2 dạng: Công trình bằng đất: đê, đập, kênh mương, nền đường… (có khối lượng lớn). Công tác đất phục vụ cho công tác khác: hố móng, rãnh đặt đường ống b. Chia theo thời gian sử dụng Theo thời gian sử dụng, công trình bằng đất chia làm 2 dạng: Dạng vĩnh cửu: nền đường, đê, đập, kênh, mương… Dạng tạm thời: hố móng, đê quai. c. Chia theo mặt bằng xây dựng Theo mặt bằng xây dựng, công trình bằng đất được chia thành 2 dạng: Dạng chạy dài bao gồm: nền đường, đê, kênh mương. Dạng tập trung: hố móng công trình, mặt bằng san lấp xây dựng, 1.1.2. Các loại công tác đất a. Công tác đào đất Khái niệm: đào đất là công tác hạ cao trình mặt đất tự nhiên đến cao trình thiết kế. Biện pháp: đào đất có thể tiến hành bằng phương pháp thủ công, cơ giới hoặc kết hợp giữa thủ công và cơ giới. Quy ước: Thể tích đất đào ký hiệu là V+ > 0 Hình 11. Quy ước khối lượng đào đắp a. Công tác đắp đất Khái niệm: Đắp là nâng cao trình mặt đất tự nhiên đến cao trình thiết kế. Biện pháp: Đắp đất có thể sử dụng biện pháp đắp bằng thủ công, cơ giới hoặc dùng máy đào để đào đất và đổ trực tiếp vào nơi cần đắp hoặc có thể dùng máy ủi để vận chuyển đất để đắp. Trong quá trình đắp đất cần thực hiện xen kẽ đầm đất. Quy ước: Thể tích đất đắp ký hiệu là V
San mặt bằng theo điều kiện cân bằng đào đắp. Trong trường hợp này phần đất đào sẽ được di chuyển đến khu vực cần đắp. Chúng ta cần tính toán sao cho tổng khối lượng đất đào bằng tổng khối lượng đất đắp (ΣV+ = ΣV.). San mặt bằng theo cao trình thiết kế cho trước (Htk). Trong trường hợp này thì có thể lấy bớt đất từ công trình đi nơi khác khi thể tích đất đào được lớn hơn thể tích đất cần đắp (ΣV+ > ΣV) hay phải đổ thêm đất vào công trình nếu thể tích đất đào được nhỏ hơn thể tích đất cần đắp (ΣV+
Pk: Trọng lượng mẫu đất sau khi sấy khô. Độ ẩm của đất ảnh hưởng rất lớn đến công lao động làm đất, đất quá ướt hoặc quá khô đều gây khó khăn cho công tác thi công. Ví dụ: Trong thi công đào đất, nếu đất khô rời rạc, không có lực dính làm hiệu quả kém hay đất khô cứng quá để đào được cần tác dụng một lực đào phải lớn hơn, nếu đào bằng máy thì hao phí về nhiên liệu, thời gian tăng lên, còn nếu đào bằng thủ công thì năng suất đào giảm. Trường hợp đất quá ướt, dưới tác dụng của các tác nhân như lực đào đất, người đi lại… làm cho đất rời ra, sự bám dính giữa các hạt không còn nữa, nhiều loại đất tạo thành bùn, gây khó khăn rất nhiều trong việc đào cũng như vận chuyển đất, vệ sinh đáy hố móng… Đối với mỗi loại đất, có một độ ẩm thích hợp (W 0), là độ ẩm mà khi thi công, hao phí lao động là nhỏ nhất Căn cứ vào độ ẩm đất được phân loại như sau: Đất khô: đất có độ ẩm W 30%, loại đất này ảnh hưởng nhiều đến chất lượng thi công. Theo kinh nghiệm có thể xác định gần đúng trạng thái ẩm của đất ngay tại hiện trường bằng cách bốc đất lên tay nắm chặt lại rồi buông ra, nếu: Đất rời ra là đất khô. Đất giữ được hình dạng nhưng tay không ướt là đất ẩm (dẻo). Đất dính bết vào tay hay làm tay ướt, là đất ướt. 1.2.3. Độ dốc tự nhiên của đất Khái niệm: Độ dốc tự nhiên của đất là tg của góc dốc lớn nhất khi đào hoặc đắp mà không làm sụt lở đất, ký hiệu là i a) b) Hinh 12 ̀ . Góc dốc tự nhiên của đất khi đào đắp a) Mái dốc đất đổ đống, b) Đào đất
Công thức xác định (1.4) i tgα H B Trong đó: α: là góc dốc tự nhiên. H: là chiều sâu hố đào (hoặc mái dốc) B: là chiều rộng chân mái dốc. Đại lượng nghịch đảo của độ dốc là hệ số mái dốc (hay còn gọi là độ soải của mái dốc) 1 B m (1.5) cotgα i H Tính chất Độ dốc tự nhiên của đất phụ thuộc vào: Góc ma sát trong của đất (φ): φ càng lớn → α càng lớn → i càng lớn Độ dính của những hạt đất (c): c càng lớn → α càng lớn → i càng lớn Tải trọng tác dụng lên mặt đất (q). Ví dụ: Cùng một loại đất, nếu đào hai hố móng có độ sâu bằng nhau, nhưng hố móng có tải trọng tác dụng lên mái đất lớn hơn (q2 > q1) thì có hệ số mái dốc lớn hơn (α2 H1→ α2
1.2.4. Độ tơi xốp Khái niệm: là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi thể tích của đất trước và sau khi đào, ký hiệu là k. Nếu gọi: Thể tích của đất nguyên thổ là V0 Thể tích của đất đào lên đổ đống (chưa đầm) V1 Thể tích của đất sau khi đầm V2 Thông thường ta có V0
đất, cấp đất, tính chất của đất và được cho theo bảng sau ( bảng C.1TCVN 4447 :2012)
Bảng 12. Hệ số chuyển thể tích từ đất tự nhiên sang đất tơi (hệ số tơi xốp của đất) Tên đất Hệ số chuyển từ tự nhiên sang tơi Cuội 1,26 đến 1,32 Đất sét 1,26 đến 1,32 Sỏi nhỏ và trung 1,14 đến 1,26 Đất hữu cơ 1,20 đến 1,28 Hoàng thổ 1,14 đến 1,28 Cát 1,08 đến 1,17 Cát lẫn đá dăm và sỏi 1,14 đến 1,28 Đá cứng đã nổ mìn tơi 1,45 đến 1,50 Đá pha cát nhẹ 1,14 đến 1,28 Đá pha cát nhẹ nhưng lẫn cuội sỏi, đá dăm 1,26 đến 1,32 Đá pha cát nặng không lẫn cuội sỏi, đá dăm 1,24 đến 1,30 Đất cát pha có lẫn cuội, sỏi, đá dăm 1,14 đến 1,28 1.2.5. Lưu tốc cho phép Khái niệm : Lưu tốc cho phép là tốc độ tối đa của dòng chảy mà không xói lở đất, ký hiệu v gây cp Tính chất Đất có lưu tốc cho phép càng lớn thì khả năng chống xói mòn càng cao. Đối với các công trình bằng đất tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy như đập, kênh, mương…ta cần phải quan tâm đến tính chất này để có các biện pháp phòng chống sự cuốn trôi của đất khi có dòng chảy chảy qua. Muốn chống xói lở thì lưu tốc dòng chảy không được lớn hơn một giá trị mà tại đó các hạt đất bắt đầu bị cuốn theo dòng chảy. Mỗi một loại đất khác nhau sẽ có một lưu tốc cho phép khác nhau, sau đây là lưu tốc cho phép của một số loại đất: Đất cát : vcp = 0,45 ÷ 0,8 (m/s). Đất thịt : vcp = 0,8 ÷ 1,8 (m/s). Đất đá : vcp = 2,0 ÷ 3,5 (m/s). Khi thi công các công trình gặp dòng chảy có lưu tốc lớn hơn lưu tốc cho phép, ta phải tìm cách giảm lưu tốc dòng chảy để bảo vệ công trình hoặc không cho dòng chảy tác dụng trực tiếp lên công trình (bằng cách chia nhỏ dòng chảy, giảm độ dốc của mặt đất, đắp bờ đê, chuyển hướng dòng chảy, hoăc có ̣ ̉ ử li ́nền đất trước để tăng lưu tôć cho phép cuả đất…) thê x 1.3. PHÂN CẤP ĐẤT TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG 1.3.1. Cấp đất Cấp đất là phân loại đât d ́ ựa trên mức độ khó hay dễ khi thi công hay là mức độ hao phí công lao động (thủ công hay cơ giới) nhiều hay ít. Cấp đất càng cao càng khó thi công hay hao phí công lao động càng nhiều.
Trong thi công việc xác định cấp đất là rất quan trọng. Mỗi loại cấp đất ứng với một loại dụng cụ hay máy thi công, do đó việc xác định cấp đất ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất thi công và hiệu quả kinh tế của công trình. 1.3.2. Phân loại cấp đất (theo ĐM 11722012) a. Phân loại cấp đất theo phương pháp thi công thủ công Dựa vào dụng cụ thi công, phân cấp đất thành 4 cấp, 9 nhóm (Bảng 1.3) Bảng 13. Phân loại đất theo phương pháp thi công thủ công Câp ́ Nhóm Công cu tiêu chuân đê ̣ ̉ ̉ Tên đât́ đât́ đ ất xac đinh ́ ̣ ́ ̀ ́ ̀ ất mầu, đất mùn, đất đen, Đât phu sa, cat bôi, đ ̀ thô.̉ đât hoang ́ ̀ ̉ Dung xeng xuc ́ 1 ́ ồi sut l Đât đ ̣ ở hoặc đất nơi khác đem đến đổ được dẽ dàng. (thuộc loại đất nhóm 4 trở xuống) chưa bị đầm nén. Đất cát pha sét hoặc đất sét pha cát. Đất mầu ẩm ướt nhưng chưa đến trạng thái dính dẻo. Đất nhóm 3, nhóm 4 sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ đã bị nén chặt nhưng chưa đến trạng Dung x ̀ ẻng cải tiến I 2 thái nguyên thổ. ấn nặng tay xúc Đất sét pha cát. Đất sét vàng hay trắng, đất chua, đất kiềm ở trạng thái ẩm mềm. ̀ ẻng cải Dung x Đất cát, đất đen, đất mùn có lẫn sỏi đá, mảnh 3 tiến đạp bình vụn kiến trúc, mùn rác, gốc rễ cây từ (10÷ 20) % thường đã thể tích. Đât đen, đ ́ ất mùn ngậm nước nát dính. ngập xẻng. Đất sét, đất sét pha cát ngậm nước nhưng chưa thành mùn. Đất do thân cây, lá cây mục tạo thành, dùng mai cuốc đào không thành tảng mà vụn vỡ ra, rời 4 Dung mai x ̀ ắn được. rạc như xỉ. Đất sét pha màu xám (bao gồm màu xanh lam, màu xám của vôi). II Đất mặt sườn đồi có ít sỏi. Dùng cuốc bàn 5 Đất đỏ ở đồi núi. cuốc được. Đất sét pha sỏi non. Đất sét trắng kết cấu chặt lẫn mảnh vụn
trúc hoặc rễ cây đến 10% thể tích hoặc 50kg đến 150 kg trong 1m3. Đất cát, đất mùn, đất đen, đất hoàng thổ có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc từ (25÷35)% thể tích hoặc từ 300kg đến 500 kg trong 1m3. Đất sét, đất nâu rắn chắc cuốc ra chỉ được từng lát nhỏ. Đất chua, đất kiềm thổ cứng. Đất mặt đê, mặt đường cũ. Đất mặt sườn đồ lẫn sỏi đá có sim, mua, dành Dùng cuốc bàn cuốc dành mọc lên dày. chối tay, phải dùng 6 Đất đồi lẫn từng lớp sỏi, lượng sỏi từ (25÷35)% lẫn đá tảng, đá trái đến 20% thể tích. Đất mặt đường đá dăm hoặc đường đất rải Dùng cuốc chim nhỏ III 7 mảnh sành, gạch vỡ. lưỡi nặng đến 2,5kg. Đất cao lanh, đất sét kết cấu chặt lẫn mảnh vụn vỡ kiến trúc, gốc rễ cây từ (20÷30)% thể Đất lẫn đá tảng, đá trái lớn hơn (20÷30)% thể Dùng cuốc chim nhỏ tích. lưỡi nặng trên 2,5kg 8 Đất mặt đường nhựa hỏng. hoặc dùng xà beng Đất lẫn vỏ loài trai, ốc (đất sò) kết dính chặt mới đào được. tạo thành tảng được. IV Đất lẫn đá bọt. Đất lẫn đá tảng, đá trái lớn hơn 30% thể tích, cuội sỏi giao kết bởi đất sét. Dùng xà bèn choòng 9 Đất có lẫn từng vỉa đá, phiến đá ong xen kẽ búa mới đào được. (loại đá khi còn trong lòng đất tương đối mềm). Đất sỏi đỏ rắn chắc. b. Phân loại cấp đất theo phương pháp thi công cơ giới Dựa vào sức tiêu hao năng lực của máy hoặc theo năng suất của máy đào gàu đơn, ta chia thành bốn cấp sau: Bảng 14. Phân loại đất theo phương pháp thi công cơ giới Câp ́ Công cu tiêu chuân đê ̣ ̉ ̉ Tên đât́ Đât cát, đ ́ ất phù sa cát bồi, đất đen, đất mùn, đất cát, II Gồm các loại đất cấp I có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, Dùng xẻng, mai hay gạch
vỡ, đá dăm, mảnh chai từ 20% trở lên. Không lẫn rễ cuốc bàn xắn cây to, có độ ẩm tự nhiên hay khô. Đất á sét, cao lanh, được miếng đất sét trắng, sét vàng, có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, mỏng. mảnh chai, gạch vỡ không quá 20% ở dạng nguyên thổ Đât á sét, cao lanh, sét tr ́ ắng, sét vàng, sét đỏ, đất đồi núi lẫn sỏi sạn, mảnh sành, mảnh chai, gạch vỡ từ Dùng cuốc chim mới III 20% trở lên có lẫn rễ cây. Các loại đất trên có trạng cuốc được. thái nguyên thổ có độ ẩm tự nhiên hoặc khô cứng hoặc Các loại đất trong đất cấp III có lẫn đá hòn, đá tảng. Đá ong, đá phong hóa, đá vôi phong hóa có cuội sỏi IV dính kết bởi đá vôi, xít non, đá quặng các loại đã nổ mìn vỡ nhỏ, sét kết khô rắn chắc thành vỉa.
CHƯƠNG 2. TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT 2.1. MỤC ĐÍCH, NGUYÊN TẮC CỦA VIỆC TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT 2.1.1. Mục đích Việc tính toán khối lượng công tác đất có ý nghĩa quan trọng trong việc thiết kế và thi công các công trình liên quan đến công tác đất. Về mặt thiết kế: Tính được khối lượng công tác đất mới tính được dự toán công tác đất, tính được số công hoặc số ca máy cần thiết để hoàn thành công việc (lập tiến độ thi công) và tính được giá thành thi công đấu thầu. Về mặt thi công: Việc xác định khối lượng công tác đất để biết được khối lượng công việc nhằm xác định biện pháp thi công đất cho hợp lí. Từ đó, đơn vị thi công tiến hành phân tích lựa chọn thiết bị phù hợp, đạt hiệu quả cao nhất. 2.1.2. Nguyên tắc tính toán Đối với công trình dạng khối đơn giản, rõ ràng thì dựa vào các công thức hình học để xác định. Các dạng khối hình học đơn giản là khối lăng trụ có tiết diện chữ nhật, khối hình tháp, khối hình tháp cụt, khối hình nón cụt. Đối với công trình có hình dạng phức tạp, phân chia công trình thành những khối hình học đơn giản và áp dụng các công thức hình học đã có. Đối với công trình có hình dạng quá phức tạp không thể phân chia thành các khối hình học đơn giản thì tiến hành phân chia công trình thành những khối hình học gần đúng để tính toán. 2.2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH THI CÔNG ĐẤT Công trình bằng đất thường có kích thước rất lớn theo không gian như các công trình đê, đập, nền đường, kênh mương.... Vì vậy, việc xác định kích thước bị sai lệch sẽ dẫn đến kết quả tính toán sai khối lượng công tác đất, làm ảnh hưởng đến kết quả tính toán dự toán công trình, dẫn đến sai lệch trong tổ chức thi công, làm cho việc thi công công trình kém hiệu quả. Do đó việc xác định kích thước công trình bằng đất mang một ý nghĩa rất lớn. + Đối với những công trình như đê, đập, nền đường, kênh mương, đường hầm các công trình giao thông…, kích thước tính toán khối lượng đất đúng bằng kích thước công trình. a) b) c) d) a. Kênh b. Mương c. Đường hầm giao thông d. Đê, đập Hình 21. Mặt cắt một số dạng công trình
+ Đối với những công trình phục vụ thi công như hố móng thì kích thước tính toán phụ thuộc vào biện pháp thi công, tính chất của đất: Nếu biện pháp thi công là thủ công thì kích thước của hố đào phải lấy lớn hơn kích thước thật của công trình tối thiểu 0,30,5m về mỗi bên để thao tác trong thi công như ghép ván khuôn, chống đỡ ván khuôn hoặc khi các hố móng gặp nươc ngầm hay thi công trong mùa mưa, để thoát nước trong hố móng, cần tạo rãnh xung quanh đáy hố móng. Do đó, kích thước đáy hố móng lớn hơn kích thước công trình một khoảng đủ để tạo rãnh thoát nước và thi công. Nếu biện pháp thi công cơ giới thì kích thước hố đào phải lớn hơn kích thước thật của công trình tùy theo loại máy thi công. Ví dụ: Xác định kích thước hố đào cho một móng công trình có kích thước đáy F=amxbm , chiều sâu chôn móng là h như hình 22. Tiết diện ngang là hình thang có đáy lớn là c, đáy nhỏ là a, chiều cao H và hệ số mái dốc m. Ngược lại, với phương kia thì hình thang có đáy lớn là d, đáy nhỏ là b, chiều cao H và hệ số mái dốc m. Cần tìm các kích thước H,a,b,c,d và m. Chiều sâu hố đào H = h + hbtl (2.1) Trong đó: h: chiều sâu chôn móng (lấy theo thiết kế) hbtl: chiều cao lớp bê tông lót (hbtl = 100mm) Kích thước đáy hố đào a = am + 2btc (2.2) b = bm + 2btc Trong đó: btc: khoảng cách thi công thêm (btc ≥ 300mm) Kích thước miệng hố đào c = a + 2mH (2.3) d = b + 2mH Trong đó: m: hệ số mái dốc (căn cứ vào cấp đất và chiều sâu chôn móng h)
Hinh 22 ̀ . Xác định kích thước của một hố móng 2.3. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT THEO HÌNH KHỐI 2.3.1. Các dạng hình khối thường gặp Các công trình bằng đất có dạng hình khối thường gặp là: hố móng, khối đất đắp Tính thể tích một hố móng như hình . vẽ: a) b c ) V4 c V2 A A' D' d V3 d V1 H H B' C' A D b b C B a a Hình 23. Tính khối lượng đất hố móng Chia hố móng thành những hình khối nhỏ. Cách chia như hình 23b:
Từ bốn đỉnh của đáy nhỏ A, B, C, dựng bốn đường vuông góc lên đáy lớn cắt đáy lớn lần lượt tại A’, B’, C’, D’. Qua AA’, BB’, CC’, DD’ ta lần lượt dựng bốn mặt phẳng (mp) thẳng đứng: (AB, A’B’), (CD, C’D’), (AD, A’D’), (BC, B’C’). Các mặt phẳng này chia hình khối thành 9 hình khối nhỏ như hình 2.3. Thể tích của khối đất được xác định theo công thức sau: V = V1 + 2V2 + 2V3 + 4V4 (2.4) Trong đó: 1 d b V1 a.b.H V2 a H ; 2 2 1 c a 1 c a d b V b H3 V 4 H ; 2 2 3 2 2 Thay các giá trị Vi vào (1), qua các bước biến đổi, ta có: V 1 H ab a c b d cd (2.5) 2.3.2. Tính khối lượng đất những công trình chạy dài a. Khái niệm: Những công trình đất chạy dài là những công trình có kích thước thứ ba lớn hơn hai kích thước còn lại rất nhiều như nền đường, đê, đập, bờ kênh, hầm đường giao thông… Những công trình này thường có mặt cắt ngang thay đổi theo địa hình. b. Phương pháp tính Nguyên tắc chung: Chia công trình thành những đoạn nhỏ có thể tích Vi. Do mặt đất tự nhiên không bằng phẳng, nên chiều cao công trình luôn thay đổi. Vì vậy, để tính toán khối lượng đất một cách chính xác, ta chia công trình thành những đoạn mà chiều cao trong mỗi đoạn đó thay đổi không đáng kể (Hình 24). Tính thể tích trong mỗi đoạn Vi. Khối lượng thể tích đất trong công trình được tính theo công thức: n V Vi i 1 Có thể tính toán theo các công thức (2.6) , (2.7) F1 (2.6) V I F2 l i i 2 (2.7) Vi Ftbli Trong đó: F1: Diện tích tiết diện mặt trước (m2) F2: Diện tích tiết diện mặt sau (m2) Ftb: Diện tích tiết diện trung bình tại tiết diện có chiều cao htb h 2 tb h 1 h2