BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP & XÂY DỰNG

BÀI GIẢNG MÔN HỌC
KỸ THUẬT THI CÔNG
Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp
(Lưu hành nội bộ)
Người biên soạn: Trần Minh Quang
Uông Bí, năm 2010
1
Lêi nãi ®Çu
Để đáp ứng kịp thời nhu cầu về tài liệu giảng dạy cho giáo viên và tài liệu học
tập cho sinh viênchuyên ngành Xây dựng. Khoa xây dựng đã tiến hành tổ chức
biên soạn cuốn
" Giáo trình kỹ thuật thi công"
Trong lần biên soạn này, các tác giả tham gia biên soạn Giáo trình đã tiếp thu
nghiêm túc những đóng góp của người đọc về những điểm cần chỉnh lý và bổ sung,
kiến thức mới đảm bảo tính cơ bản , hiện đại và chính xác, khoa học của giáo trình
" Giáo trình kỹ thuật thi công" là tài liệu chính thống, bắt buộc sử dụng trong đào
tạo chuyên ngành Xây dựng dân dụng và công nghiệp. Đồng thời Giáo trình còn là
tài liệu tốt cho các bạn đọc quan tâm khác.
Tham gia biên soạn Giáo trình là tập thể cán bộ giảng dạy khoa Xây dựng.
Trường Cao đẳng Công nghiệp và Xây dựng sau đây.
1. KSXD. Hà Văn Lưu - Trưởng khoa xây dựng
2. KS. Trần Minh Quang - Chủ biên
Tập thể người chỉ đạo, biên soạn giáo trình của khoa xây dựng trường cao
đẳng công nghiệp và xây dựng xin giới thiệu cuốn sách với độc giả, rất mong
nhận được những ý kiến đóng góp có tính xây dựng của bạn đọc cho lần tái bản
sau.
Quảng Ninh, ngày 15/08/2009
Chủ biên
KS. Trần Minh Quang
2
CHƯƠNG 1
CÔNG TÁC ĐẤT VÀ GIA CỐ NỀN MÓNG
************************
A. CÔNG TÁC ĐẤT
I. KHÁI NIỆM.
1. Các loại công trình và công tác đất.
- Xây dựng bất kỳ công trình nào cũng đều có phần công tác đất.
- Khối lượng công tác đất phụ thuộc vào qui mô, tính chất và địa hình công
trình. Những nơi có địa hình và địa chất phức tạp, thi công đất có thể gặp nhiều
khó khăn.
- Có những công trình công tác đất chiếm một khối lượng lớn làm ảnh
hưởng đến chất lượng và tiến độ thi công công trình.
1.1- Phân loại công trình đất: Có nhiều cách
- Theo mục đích sử dụng: có 2 loại chủ yếu:
+ Các công trình bằng đất: mương máng, đường sá, bãi chứa ....
+ Các công trình phục vụ công trình khác: hố móng, rãnh đặt đường ống .....
- Theo thời gian sử dụng: có 2 loại:
+ Các công trình sử dụng lâu dài: đê, đập, đường sá ....
+ Các công trình sử dụng ngắn hạn: đê quai, hố móng, rãnh thoát nước .....
- Theo hình dạng công trình: có 2 loại:
+ Các công trình tập trung: hố móng, san ủi mặt bằng ...
+ Các công trình chạy dài: đê, đường sá, mương máng....
1.2- Các dạng công tác đất:
-Đào đất: là hạ độ cao mặt đất tự nhiên xuống bằng độ cao thiết kế (như
đào móng, đào mương....). Thể tích đất đào thường được kí hiệu là V+
-Đắp đất: là nâng độ cao mặt đất tự nhiên lên bằng độ cao thiết kế (như
đắp nền nhà, đắp đê... ). Thể tích đất đắp thường được kí hiệu là V-
-San đất: là làm bằng phẳng một diện tích nào đó của mặt đất. Trong san
đất bao gồm cả công tác đào và công tác đắp. Lượng đất trong khu vực san có
thể vẫn được giữ nguyên, có thể đào bỏ đi hoặc có thể đắp thêm vào.... để đạt
đến một cao trình nào đó (như san mặt bằng, san nền đường ....)
-Hớt (bóc) : là bóc bỏ lớp đất phía trên không sử dụng như: lớp thực vật,
lớp đất phân hoá... Lớp này không có khả năng chịu lực. Thực chất đây là công
tác đào nhưng không theo một cao trình cụ thể nào cả mà phụ thuộc vào chiều
dày lớp đất cần bóc bỏ.
-Lấp đất: là làm cho những chỗ trũng cao bằng khu vực xung quanh. Thực
chất đây là công tác đắp, khối lượng đắp phụ thuộc vào cao độ tự nhiên của khu
vực xung quanh hoặc độ sâu của vùng đất yêu cầu xử lý.
-Đầm đất: là đầm nén các lớp đất mới đổ cho đặc chắc.
2. Các tính chất kỹ thuật của đất và ảnh hưởng của nó đến kt thi công đất.
2.1- Trọng lượng riêng của đất (
): Là trọng lượng của một đơn vị thể tích
đất, được xác định bằng công thức:
=
V
G
[g/cm3] hoặc [t/m3]
3
Trong đó: G - trọng lượng của khối đất có thể tích là V.
Trọng lượng riêng của đất thể hiện sự đặc chắc của đất. Thông thường, đất
có trong lượng riêng càng lớn thì càng đặc chắc.
2.2- Độ ẩm của đất (W): Là tỉ lệ phần trăm của nước có trong đất.
0
0
G
GG
W
x 100 (%)
Trong đó: G0- là trọng lượng khô của đất
Muốn thi công dễ dàng thì cần phải có độ ẩm thích hợp cho từng loại đất.
Thông thường theo độ ẩm của đất, người ta phân đất ra làm 3 loại:
Đất có: - W ≤ 5% : đất khô
- W ≤ 30% : đất ẩm
- W ≥ 30% : đất ướt.
Theo kinh nghiệm, ngoài hiện trường thi công, người cán bộ chỉ huy có
thể xác định tương đối chính xác độ ẩm của đất bằng cách bốc một nắm đất bóp
chặt lại rồi thả ra, nếu nắm đất vỡ rời ra là đất khô, nếu nắm đất giữ nguyên hình
dạng là đất đủ ẩm, nếu nắm đất dính bét trên tay là đất quá ướt.
2.3- Độ dốc của mái đất (i): Là góc lớn nhất của mái dốc khi đào đất (với
đất nguyên thể) hoặc khi ta đổ đống hay đắp đất mà đất không bị sạt lở.
+ Độ dốc của mái đất phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất (), độ dính
của đất (C), độ ẩm của đất (W), tải trọng tác dụng lên mặt đất và chiều sâu của
hố đào (H).
+ Xác định độ dốc (i):
Từ hình vẽ 1-1 ta có: i = tg =
B
H
Trong đó:
i- là độ dốc tự nhiên của đất;
- là góc của mặt trượt;
H - chiều cao hố đào (mái dốc);
B - chiều rộng của hố đào (mái
dốc).
Thông thường người ta cho độ soải m của mái dốc:
m =
i
1
=
H
B
= cotg
m- còn gọi là hệ số mái dốc.
Việc xác định chính xác độ dốc của mái đất có ý nghĩa quan trọng tới sự
đảm bảo an toàn cho công trình trong quá trình thi công và giảm tới mức tối
thiểu khối lượng đào.
2.4- Độ tơi xốp của đất (
): là tính chất biến thiên thể tích của đất trứơc và
sau khi đào. Độ tơi xốp được xác định theo công thức:
(%)100
0
0x
V
VV
Trong đó: V0- thể tích đất nguyên thổ.
V - thể tích đất sau khi đào lên.
4
Có 2 hệ số tơi xốp: Độ tơi xốp ban đầu
0
là độ tơi xốp khi đất vừa đào lên
chưa đầm nén; và độ tơi xốp cuối cùng
là độ tơi xốp khi đất đã được đầm
chặt. Đất càng rắn chắc thì độ tơi xốp càng lớn, đất xốp rỗng có độ tơi xốp nhỏ,
có trường hợp có giá trị âm.
2.5- Độ chống xói mòn của đất: là tính không bị dòng nước cuốn trôi khi
có dòng nước chảy qua.
Muốn không xói lở thì lưu tốc của dòng nước trên mặt đất không vượt quá
lưu tốc cho phép.
Lưu tốc cho phép là trị số lưu tốc mà ở đấy hạt đất bắt đầu bị cuốn đi. Đất có
lưu tốc cho phép càng lớn thì khả năng chống xói lở càng cao.
Lưu tốc cho phép của một số loại đất thông thường như sau:
- Đối với đất cát: lưu tốc cho phép: v = 0,15 - 0,80 m/s
- Đối với đất sét chắc : v = 0,80 - 1,80 m/s
- Đối với đất đá : v = 2,00 - 3,50 m/s
Những công trình bằng đất có tiếp xúc với dòng chảy cần lưu ý đến tính chất
này khi chọn đất thi công.
3. Phân cấp đất.
Trong các công tác thi công đất, người ta dựa vào mức độ khó dễ khi thi
công để phân cấp. Cấp đất càng cao thì càng khó thi công, mức độ chi phí nhân
công và chi phí máy càng lớn.
3.1- Phân cấp đất theo phương pháp thi công thủ công: Phân đất thành 9 cấp, mức độ
khó cho thi công tăng dần từ cấp 1 đến cấp 9. (xem bảng, trang 9, GT-KTTC)
3.2- Phân cấp đất theo phương pháp thi công cơ giới: Phân loại đất thành
11 cấp. Từ cấp 1 đến cấp 4 là đất, từ cấp 5 đến cấp 11 là đá . Phân cấp của đất
dựa vào chi phí lao động để đào 1m3 đất, còn phân cấp đá dựa vào thời gian
khoan 1m dài lỗ khoan.(xem bảng, trang 10, GT KTTC)
Việc phân cấp đất đá giúp ta chọn được loại máy thi công và phương pháp
thi công hợp lý.
II . TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT
- Mục đích: Hầu hết các công trình xây dựng đều có liên quan đến công tác
đất. Việc xác định khối lượng công tác đất làm cơ sở để lập phương án thi công,
lập dự toán hợp lý. Do đó, việc tính toán xác định công tác đất phải tiến hành
cẩn thận và chính xác.
- Nguyên tắc tính toán:
+ Đối với những công trình có địa hình đơn giản: Dùng các công thức hình
học đơn giản để tính toán.
+ Đối với những công trình có hình dạng không rõ ràng : thì ta qui đổi thành
các hình đơn giản rồi áp dụng các công thức như trên.
1. Tính khối lượng công tác đất theo hình khối:
- Đối với hình đống cát :
6
h
- Đối với khối lập phương : V= a3
[ab + (a+c)(b+d) + dc]
V=