Bài giảng Kỹ thuật thi công Phần 1 (Ch.1): TS. Nguyễn Duy Long (chuẩn nhất)

2/23/2010

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TÁC ĐẤT

NỘI DUNG

 Các loại công trình đất

 Các loại công tác đất

 Phân cấp đất theo biện pháp thi công thủ công

 Phân cấp đất theo thi công cơ giới

 Hệ thống phân loại đất thống nhất  Hệ thố hất

i đất thố

hâ l

 Phân loại đất theo OSHA – Hoa Kỳ

 Các tính chất của đất

2/23/2010

CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH ĐẤT

Loại công trình đất

Theo thời gian sử dụng

Theo mặt bằng xây dựng

Lâu dài

Tạm thời Chạy dài Tập trung

CÁC LOẠI CÔNG TÁC ĐẤT

 Đào (excavate, dig)

 Đắp (embark)

 San (cut, level)

 Bóc (strip)

 Lấp (fill, backfill)

 Đầm (compact)

Nguồn: Peurifoy và các tác giả, 2005

2/23/2010

PHÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN PHÁP THI CÔNG THỦ CÔNG

Tên đất Nhóm đất Công cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất I Dùng xẻng xúc dễ dàng

Đất phù sa, cát bồi, đất màu, đất mùn, đất hoàng thổ, đất đen Đất đồi sụt lở hoặc đất nơi khác đem đổ (thuộc nhóm đất IV trở lại) chưa bị nén chặt II

Dùng xẻng cải tiến ấn nặng tay xúc được xúc được

Đất cát pha thịt hoặc thịt pha cát Đất cát pha sét Đất màu ẩm ướt nhưng chưa đến trạng thái dính dẻo Đất màu ẩm ướt nhưng chưa đến trạng thái dính dẻo Đất nhóm III hoặc IV sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ đã bị nén chặt nhưng chưa đến trạng thái nguyên thổ Đất phù sa, cát bồi, đất màu, đất mùn, đất hoàng thổ tơi xốp có lẫn gốc rễ cây, mùn rác, sỏi đá, gạch vụn, mảnh sành kiến trúc đến 10% thể tích, hoặc 50-150 kg/m3

PHÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN PHÁP THI CÔNG THỦ CÔNG

Tên đất Nhóm đất Công cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất III

Dùng xẻng cải tiến đạp bình thường đã ngập xẻng

ụ , , ,

Đất sét pha thịt, đất sét pha cát Đất sét vàng hay cát trắng, đất thịt, đất chua, đất kiềm ở trạng thái ẩm mềm Đất cát pha thịt, thịt pha cát, cát pha sét có lẫn gốc rễ cây, sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc đến 10% thể tích hoặc 50-150 kg/m3 Đất cát, đất đen, đất mùn có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc, mùn rác, gốc rễ cây 10-20% thể tích hoặc 150-300 kg/m3 Đất cát có lượng ngậm nước lớn, trọng lượng 1.7 t/m3 trở lên

2/23/2010

PHÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN PHÁP THI CÔNG THỦ CÔNG

Tên đất Nhóm đất Công cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất IV Dùng mai xắn được

ặ , y , ,

Đất đen, đất mùn Đất thịt, đất sét pha thịt, pha cát ngậm nước nhưng chưa thành bùn Đất do thân lá cây mục tạp thành, dùng mai cuốc đào không thành tảng mà vỡ vụn ra, rời rạc như xỉ Đất thịt, đất sét nặng, kết cấu chặt Đất mặt, sườn đồi có nhiều cỏ lẫn cây sim, mua, rành rành Đất nâu mềm

PHÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN PHÁP THI CÔNG THỦ CÔNG

Tên đất Nhóm đất Công cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất V Dùng cuốc bàn cuốc được

g , ,

Đất thịt màu xám (bao gồm màu xanh lam, màu xám xanh của vôi) Đất mặt sườn đồi có ít sỏi Đất đỏ ở đồi núi Đất sét trắng kết cấu chặt lẫn mảnh vụn kiến trúc, hoặc lẫn gốc rễ cây chiếm 10% thể tích hoặc 50-150 k/m3 , , Đất cát, đất mùn, đất đen, đất hoàng thổ có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc chiếm 25-35% thể tích hoặc 300-500 kg/m3

2/23/2010

PHÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN PHÁP THI CÔNG THỦ CÔNG

Tên đất Nhóm đất Công cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất VI

Dùng cuốc bàn cuốc chối tay, phải dùng cuốc chim to lưỡi để đào

, g ặ g y

Đất thịt, đất sét, đất nâu rắn chắc, cuốc ra chỉ được từng hòn nhỏ Đất chua, đất kiềm khô cứng Đất mặt sườn đồi có lẫn sỏi đá, có sim, mua, rành rành mọc dầy Đất thịt, đất sét kết cấu chặt lẫn cuội sỏi, mảnh vụn kiến trúc, gốc rễ cây 10-20% thể tích hoặc 150-300 kg/m3 Đá vôi phong hóa già nằm trong đất, đào ra từng mảng được, khi còn trong đất thi tương đối mềm, đào ra rắn dần lại, đập vỡ vụn ra như xỉ

PHÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN PHÁP THI CÔNG THỦ CÔNG

Tên đất Nhóm đất Công cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất VII

Dùng cuốc nhỏ lưỡi nặng đến 2,5 kg.

g Đất đồi lẫn từng lớp sỏi, lượng sỏi 25-35% lẫn đá tảng, đá trái đến 20% thể tích Đất mặt đường đá dăm hoặc đường đất rải mảnh sành, gạch vỡ Đất cao lanh, đất thịt, đất sét kết cấu chặt lẫn mảnh vụn kiến trúc, gốc rễ cây 20-30% thể tích hoặc 300-500 kg/m3 VIII

Đất lẫn đá tảng, đá trái 20-30% thể tích Đất mặt đường nhựa đường hỏng Đất lẫn vỏ loài trai ốc, sò dính kết chặt, đào thành tảng được (vùng ven biển thường đào để xây tường) Đất lẫn đá bọt Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi nặng trên 2,5 kg, hoặc dùng xà beng đào được

2/23/2010

PHÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN PHÁP THI CÔNG THỦ CÔNG

Tên đất Nhóm đất Công cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất IX

Dùng xà beng, choòng búa mới đào được

Đất lẫn đá tảng, đá trái lớn hơn 30% thể tích cuội sỏi giao kết bởi đất sét Đất có lẫn từng vỉa đá phiến, đá ong xen kẽ (loại đá khi còn trong lòng đất tương đối mềm) Đất sỏi đỏ rắn chắc

PHÂN CẤP ĐẤT THEO THI CÔNG CƠ GIỚI

Cấp đất Mô tả

1 Bao gồm đất trồng trọt, đất bùn, cát pha sét, cuội sỏi có kích thước nhỏ hơn 80mm. 2 Bao gồm sét quánh, đất lẫn rễ cây, cát sỏi, cuội sỏi có kích thước lớn hơn 80mm. 3 Bao gồm đất sét lẫn sỏi cuội, đất sét rắn chắc

4 Bao gồm đất sét rắn, hoàng thổ rắn chắc, đá được làm tơi

2/23/2010

HỆ THỐNG PHÂN LOẠI ĐẤT THỐNG NHẤT

Unified soil classification system

Nguồn: Peurifoy và các tác giả, 2005

HỆ THỐNG PHÂN LOẠI ĐẤT THỐNG NHẤT: CÁC KÝ HIỆU

Nguồn: Peurifoy và các tác giả, 2005

2/23/2010

PHÂN LOẠI ĐẤT THEO OSHA – HOA KỲ

 Đá ổn định (stable rock): khoáng vật cứng tự nhiên có thể đào thẳng đứng và vẫn giữ chặt được.

 Loại A (type A): đất dính với qu > 144 kPa. Đất

không thuộc loại A nếu:

 bị nứt

 bị rung do xe cộ, đóng cọc, hay tương tự  bị rung do xe cộ đóng cọc hay tương tự

 có dốc với độ dốc 4H:1V hay lớn hơn.

 đất bị ảnh hưởng của các yếu tố mà cần xếp

loại đất ít ổn định hơn.

PHÂN LOẠI ĐẤT THEO OSHA – HOA KỲ

 Loại B (type B):

 đất dính với 48 kPa < qu < 144 kPa

 đất sỏi không dính

 đất đã bị tác động nhưng không rơi vào loại C

 đất có yêu cầu qu và dính bám thuộc loại A

nhưng bị nứt và rung

 đá khô không ổn định

 đất có mái dốc không lớn hơn 4H:1V, nhưng chỉ

khi đất xếp loại B.

2/23/2010

PHÂN LOẠI ĐẤT THEO OSHA – HOA KỲ

 Loại C (type C):

 đất dính với qu < 48 kPa

 đất hạt (granular soil) như sỏi, cát

 đất dưới nước hay thấm nước tự do

 đá dưới nước không ổn định ổ đị h

đá d ới

ớ khô

 đất có mái dốc 4H:1V hay dốc hơn

CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT

 Độ tơi xốp (%): độ tăng của một đơn vị thể

tích đất ở dạng đã được đào lên so với đất ở dạng nguyên thổ.

 Độ ẩm của đất (%): tỷ lệ của lượng nước

chứa trong đất.

g ạ  Khả năng chống xói lở: khả năng chống lại sự cuốn trôi của dòng nước chảy của các hạt đất

 Độ dốc của mái đất: phụ thuộc vào góc ma

sát trong, độ dính, và độ ẩm của đất.

2/23/2010

CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: ĐỘ TƠI XỐP

 Đất nguyên thổ (V1) < đất đã đầm chặt (V3) <

đất đã đào lên (V2)

 Độ tơi xốp:

K = V2 - V1 x100%

đào hay trên xe vận chuyển (k1)

 Độ tơi cuối cùng: độ tơi khi đã được đầm

chặt (k0)

V1  Độ tơi ban đầu: khi đất nằm trong gầu máy

CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: ĐỘ TƠI XỐP

Tên đất Ghi chú

Hệ số chuyển từ tự nhiên sang tơi Cuội 1.26 – 1.32

Nguồn: TCVN 4447-1987

Đất sét 1.26 – 1.32 Sỏi nhỏ và trung 1.14 – 1.26 Đất hữu cơ 1.20 – 1.28 Hoàng thổ 1.14 – 1.28 Cát 1.08 – 1.17 ố Cát lẫn đá dăm và sỏi 1.14 – 1.28 Đá cứng đã nổ mìn tơi 1.45 – 1.50 Đối với từng loại đất cụ thể phải thí nghiệm kiểm tra lại hệ số tơi xốp của đất tại hiện trường Đất pha cát nhẹ 1.14 – 1.28 Đất pha cát nhẹ nhưng lẫn cuội sỏi, đá dăm 1.26 – 1.32 Đất pha cát nặng không lẫn cuội sỏi, đá dăm 1.24 – 1.30 Đất cát pha có lẫn cuội, sỏi, đá dăm 1.14 – 1.28

2/23/2010

CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: ĐỘ ẨM

 Độ ẩm: w =

  w d  d

100  Với w và d trọng lượng riêng ở trạng thái tự nhiên (khi ướt )(wet) và sau khi sấy khô (dry)

 Phân loại đất theo độ ẩm:

 Đất khô: w < 5%

 Đất ẩm: 5% < w < 30%

 Đất ướt: w > 30%

CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: KHẢ NĂNG CHỐNG XÓI LỞ

 Để đất không bị xói thì vận tốc dòng nước

không được lớn hơn các giá trị sau:

 Đất cát: 0.45 – 0.8 m/s

 Đất thịt: 0.8 – 1.8 m/s

 Đất đá: 2 – 3.5 m/s

2/23/2010

CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: ĐỘ DỐC CỦA MÁI ĐẤT

 Độ dốc tự nhiên của đất: i = tg = H/B

 Hệ số mái dốc (độ soải): m = 1/i = B/H

CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: ĐỘ DỐC CỦA MÁI ĐẤT

Loại đất Độ dốc lớn nhất cho phép khi chiều sâu hố đào 1 5 m 1.5 m 3 m 3 m 5 m 5 m i i i    Đất mượn 56 1:0.67 45 1:1 38 1:1.25 Đất cát và cát cuội ẩm 63 1:0.5 45 1:1 45 1:1 Đất cát pha 76 1:0.25 56 1:0.67 50 1:0.85 Đất thịt 90 1:0 63 1:0.5 53 1:0.75 Đất sét Đất sét 90 90 1:0 1:0 76 76 1:0.25 1:0 25 63 63 1:0.5 1:0 5 90 1:0 63 1:0.5 63 1:0.5 Hoàng thổ và những loại đất tương tự trong trạng thái khô