Bài giảng kết cấu công trình xây dựng môi trường chương 2 trường đh công nghiệp thực phẩm

4/21/2020 LOGO NỘI DUNG CHƯƠNG v Tính chất kỹ thuật đất v Các loại đất v Tính toán khối lượng đất đào v Phương pháp đào đất v Rủi ro công tác đất v Gia cố đất yếu v Chống sạt lở đất v Hạ mực nước ngầm 4/21/2020 TÍNH CHẤT KỸ THUẬT CỦA ĐẤT v Trọng lượng riêng đất v Độ ẩm đất v Độ dốc tự nhiên mái đất v Độ tơi xốp v Lưu tốc cho phép Trọng lượng riêng đất v Công thức xác định: v G: trọng lượng mẫu đất thí nghiệm (T, kg ) v V: thể tích mẫu đất thí nghiệm (m3, cm3 ) v Tính chất v Trọng lượng riêng đất thể đặc đất Đất có TLR lớn khó thi cơng, cơng lao động chi phí để thi cơng cao 4/21/2020 Độ ẩm v Gnước: trọng lượng nước v GW: trọng lượng tự nhiên đất v Gkhô: trọng lượng khô đất v Đất khô có độ ẩm W 30% v Theo kinh nghiệm: bốc đất lên tay nắm chặt lại buông ra, Đất rời đất khơ, Đất giữ hình dạng tay khơng ướt đất ẩm , Đất dính bết vào tay hay làm tay ướt đất ướt Độ dốc tự nhiên mái đất 4/21/2020 Độ dốc tự nhiên v a: góc mặt trượt v H: chiều sâu hố đào v B: chiều rộng chân mái dốc hệ số mái dốc: Độ dốc tự nhiên đất phụ thuộc vào: v Góc ma sát đất v Độ dính hạt đất v Tải trọng tác dụng lên mặt đất Độ dốc tự nhiên v Cùng loại đất, đào hai hố móng có độ sâu nhau, hố móng có tải trọng tác dụng lên mái đất lớn có hệ số mái dốc lớn (m2>m1 hay a2 < a1) v Chiều sâu hố đào Càng đào sâu dễ gây sụt lở, trọng lượng lớp đất mặt trượt lớn lớn v Biết độ dốc tự nhiên đất ta đề biện pháp thi công phù hợp có hiệu an tồn v Khi đào đất hố tạm thời hố móng cơng trình, rãnh đường ống độ dốc mái đất không lớn độ dốc lớn cho phép bảng sau: 4/21/2020 Độ dốc cho phép Loại đất Độ dốc cho phép (i) h = 1,5m h = 3m h = 5m Đất đắp Đắp cát : 0,6 : 0,5 1:1 1:1 : 1,25 1:1 Cát pha Đất thịt : 0,75 1:0 : 0,67 : 0,5 : 0,85 : 0,75 Đất sét 1:0 : 0,25 : 0,5 Sét khô 1:0 : 0,5 : 0,5 Độ tơi xốp lưu tốc cho phép v VO: thể tích đất nguyên thể v V: thể tích đất sau đào lên v Có hai hệ số tơi xốp: v Độ tơi xốp ban đầu ro: độ tơi xốp đất mà đào lên chưa đầm nén v Độ tơi xốp cuối re : độ tơi xốp đất mà đào lên đất đầm nén chặt 10 4/21/2020 Lưu tốc cho phép v Lưu tốc cho phép: tốc độ tối đa dịng chảy mà khơng gây xói lở đất v Đất có lưu tốc cho phép lớn khả chống xói mịn ntn? v Muốn chống xói lở lưu tốc dịng chảy khơng lớn giá trị mà hạt đất bắt đầu bị theo dòng chảy v Đất cát vcp = 0,45 - 0,8 (m/s) v Đất thịt vcp = 0,8 - 1,8 (m/s) v Đất đá vcp = 2,0 - 3,5 (m/s) 11 Phân loại đất v Đất rời: đất mà trạng thái ẩm ướt khơng xuất dính bám hạt đơn lẻ bị rời rạc khô; Cịn gọi đất khơng dính v Đất dinh: Là đất mà trạng thái ẩm ướt xuất dính bám hạt đơn lẻ, nhồi nặn thành hình dạng tùy ý, khơ giữ ngun hình thể có có độ cứng định v Đất bùn: Gồm loại đất sét, đất bụi, đất cát pha sét có khơng chứa hữu thuộc trầm tích trẻ môi trường ngập nước, cố kết tự nhiên khó khăn Đặc trưng đất bùn có hệ số rỗng , số chảy lớn, mềm nhão, sức chịu tải không đáng kể 12 4/21/2020 Đất cát Đất sét Đất bùn 13 Phân loại cấp đất dựa theo pp thi công thủ công Cấp đất I II III IV Tên đất Đất phù sa, cát bồi, đất hoàng thổ, đất sụt Đất sét, cát, đất nguyên thổ có lẫn rễ Đất cát, đất mùn có lẫn sỏi đá Đất sét, đất sét pha cát ngậm nước chưa thành bùn, đất mầu mền, đất mặt sườn đồi có nhiều cỏ sim Đất mặt sườn đồi có sỏi, đất sét pha sỏi non Công cụ tiêu chuẩn để xác định Dùng xẻng cải tiến đạp bình thường ngập xẻng, ấn mạnh tay xúc Dùng mai xắn dùng cuốc bàn cuốc Đất sét, đất nâu cuốc nhiều cục Dùng cuốc bàn cuốc chối nhỏ, đất mặt đê, mặt đường cũ, đất mặt tay, dùng cuốc chim to sườn đồi có lẫn sỏi đá lưỡi nhỏ lưỡi nặng Đất đồi lẫn lớp sỏi đá, đất mặt đường, đến 2,5kg để đào đá dăm đường đất rãi mảnh sành, gạch vụn Đất lẫn đá tảng, đất mặt đường nhựa hỏng, Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi đất lẫn đá bọt nặng Đất sỏi đỏ rắn >2,5kg xà beng, choòng đào 14 4/21/2020 Phân cấp đất dựa theo pptc giới Cấp đất Tên đất I II III IV Đất bùn không lẫn rễ cây, đất trồng trọt, hồng thổ có độ ẩm thiên nhiên Đất cát pha sét, đất cát loại, cát lẫn sỏi cuội, loại cuội có đường kính hạt < 80mm Đất bùn có rễ cây, đất trồng trọt có lẫn sỏi đá Đất thịt quách Đất sét pha cát loại sét lẫn sỏi cuội Các loại cuội có đường kính >80mm Đất sét nặng, đất sét có lẫn nhiều sỏi cuội Các mùn rác xây dựng kết dính Đất sét rắn Hoàng thổ rắn Thạch cao mềm Các loại đất đá làm tơi lên 15 Các tình xảy đào đất v Mực nước ngầm q cao v Có di tích lịch sử v Có cơng trình ngầm v Có mồ mả v Có di tích chiến tranh v Có tài sản chơn giấu 16 4/21/2020 Rủi ro công tác đất v Vách đất bị sụt lở v Bị ngã xuống hố sâu v Đất đá lăn từ xuống v Ngạt khí v Bom mìn, vật thể lạ đất 17 Chống vách đất 18 4/21/2020 Chống sụt lở vách đứng không gia cố chống vách v Chỉ đươc đào với vách đứng đất ngun thổ, khơng có mạch nước ngầm xa nguồn chấn động với chiều sâu giới hạn v Không 1m đất cát đất tơi xốp,và đất đắp v Không 1,25m đất pha cát (á cát) v Không 1,50m đất pha sét (á sét) đất sét v Không 2,0m đất cứng đào phải dùng xà beng cuốc chim v Trong trường hợp khác hố, hào sâu phải đào với vách dốc, đào vách đứng phải chống vách với suốt chiều cao 19 Chống sụt lở vách đứng không gia cố chống vách v Khi đào hố, hào sâu máy nơi đất dính có độ chặc cao cho phép đào vách đứng sâu tới 3m khơng có người Nếu cần có người làm việc chỗ có người phải chống vách đào thành mái dốc v Trong suốt q trình thi cơng phải thường xuyên xem xét tình hình ổn định vững vách hố, hào, thấy vách có vết rạn nứt bị sạt lở phải ngừng công việc v Khi đào hố, hào sâu với vách đứng tuyệt đối không đào kiểu hàm ếch 20 10 4/21/2020 Đào hố sâu có chống vách v Đào hố sâu nơi đất bị xáo trộn, mức nước ngầm cao vách đào thẳng đứng phải chống vách v Để chống vách hố, hào phải dùng ván dày 45cm, đặt chúng nằm ngang áp sát vào vách đất theo mức đào sâu dần, phía ngồi có cọc đứng giữ với văng chống ngang Trong đất độ ẩm tự nhiên, trừ đất tơi, gia cố ván nằm ngang đặt cách khoảng chiều rộng ván 21 v Trong đất độ ẩm cao đất tơi, gia cố ván để nằm ngang, đặt sát Cọc đứng đóng cách 1,5m dọc theo vách hố, hào Văng chống ngang đặt cách không 1m theo phương đứng Văng phải đóng cố định vào cọc cứng Trong hố, hào có chiều rộng lớn, văng chống ngang hai vách hố, hào dài, chịu lực yếu, thay văng chống ngang chống xiên 22 11 4/21/2020 Xác định khối lượng cơng tác đất hố móng v có dạng hình khối thường gặp là: hố móng, khối đất đắp v Để tính thể tích hố móng hình vẽ, ta chia hố móng thành hình khối nhỏ Cách chia sau 23 Xác định khối lượng công tác đất hố móng v Thể tích khối đất xác định theo công thức sau : v V = V1 + 2V2 + 2V3 +4 V4 (1) v Trong : 24 12 4/21/2020 Xác định khối lượng cơng tác đất chạy dài v cơng trình có kích thước thứ ba lớn kích thước cịn lại nhiều v Những cơng trình thường có mặt cắt ngang ln thay đổi theo địa hình 25 Xác định khối lượng công tác đất chạy dài c1 v Chia cơng trình thành đoạn nhỏ tích Vi v H1-h2≤ 0.5m v li < 50m v V=SVI 26 13 4/21/2020 Phương pháp thi công đất v Thủ công: Dụng cụ dùng để làm đất dụng cụ cổ truyền xẻng, cuốc chim, kéo cắt đất, xà beng, cuốc chim v.v Để vận chuyển đất, người ta dùng quang gánh, xe rùa, xe bò v Cơ giới: Đào đất máy đào gàu thuận, máy đào gàu nghịch, máy cạp, máy ủi, máy đào gàu dây, 27 28 14 4/21/2020 29 Xử lý đất yếu v loại đất yếu sau: đất sét yếu; đất cát yếu (cát chảy); bùn; than bùn đất than bùn, đất bazan, đất đắp v Biện pháp học: làm chặt đầm, giếng cát, loại cọc (cọc cát, cọc đất, cọc vôi…), nén trước, vải địa kỹ thuật, phương pháp đệm cát… v biện pháp vật lý: hạ mực nước ngầm, phương pháp bấc thấm, điện thấm… v Các biện pháp hóa học: keo kết đất xi măng, Silicat hóa, phương pháp điện hóa… 30 15 4/21/2020 Tiêu nước bề mặt 31 Hạ mực nước ngầm v Khi đào hố móng thi cơng cơng trình nằm sâu lịng đất mà đáy hố móng cơng trình nằm mực nước ngầm, nước ngầm chảy vào hố móng cơng trình gây cản trở cho q trình thi cơng sụt lở vách đất v Hạ mực nước ngầm làm cho mức nước ngầm hạ thấp cục vị trí đó, phương pháp nhân tạo v Một giếng làm khô phạm vi hẹp định đấy, muốn làm khô vùng xung quanh khu vực đất phải làm hệ thống giếng từ giếng nước bơm liên tục 32 16 4/21/2020 33 Các phương pháp hạ mực nước ngầm v Hiện để hạ mực nước ngầm có ba loại thiết bị chủ yếu : v Ống giếng lọc với bơm hút sâu v Thiết bị kim lọc hạ mức nước nông v Thiết bị kim lọc hạ mức nước sâu 34 17 4/21/2020 phương pháp giếng lọc với máy bơm hút sâu v Ống giếng lọc: ống thép có đường kính 200 ÷ 450mm, phía có nhiều khe nhỏ để hút nước gọi phần lọc v Phần lọc có cấu tạo hình vẽ Chiều dài phần lọc tuỳ theo địa chất kéo dài từ ÷ 15m v Máy bơm trục đứng đặt sâu ống giếng, để quay máy bơm động 35 Ống giếng Máy bơm trục đứng Lớp dây thép Lưới lọc Lớp cát lọc Thành giếng 36 18 4/21/2020 Ưu nhược điểm phương pháp v * Ưu điểm v Hiệu suất cao, suất lớn v Có thể nâng nước lên cao (80÷100m) nghĩa hạ mực nước ngầm xuống sâu v Mỗi giếng hạ mực nước ngầm độc lập v * Nhược điểm v Công tác hạ ống phức tạp, tốn thời gian, chi phí v Máy bơm chóng hỏng nước có lẫn cát 37 Áp dụng v Khi hạ mực nước ngầm xuống sâu, mà loại thiết bị khác không đủ khả v Khi địa chất phức tạp (đất nứt nẻ, đất bùn, đất sét, sét pha cát xen kẽ với lớp cát) trường hợp phải đổ nhiều loại vật liệu thấm nước xung quanh ống lọc v Khi hố móng rộng, lượng nước thấm lớn v Khi thời gian làm viêc hố móng kéo dài 38 19 4/21/2020 phương pháp dùng ống kim lọc hút nông v Đoạn ống hút v Khớp nối v Lưới lọc v Lưới thép bảo vệ v Đoạn ống ngồi (đục lỗ) v Đoạn ống (khơng đục lỗ) v Van vành khuyên v Van cầu v Lị xo 39 Bố trí hệ thống kim lọc 40 20 4/21/2020 phương pháp dùng ống kim lọc hút sâu v 1: ống ngoài, v : ống trong, v : miệng phun, v : khớp nối, v : ống lọc trong, v : ống lọc ngoài, v : van bi v bơm đẩy nước với áp cao vào ống kim lọc, nước chảy khoảng trống hai ống (1) (2) đến miệng phun Tia nước chảy qua lỗ nhỏ miệng phun phun lên với lưu tốc lớn, làm giảm áp suất khoảng không gian phía ống trong, hút theo nước ngầm đất lên cao 41 Phạm vi áp dụng v Dùng để hạ mực nước ngầm xuống sâu, mà ống kim lọc hút nông không hạ v Dùng ống kim lọc hút sâu hạ mực nước ngầm xuống đến độ sâu 18m Tuy nhiên không nên dùng thiết bị để hạ mực nước ngầm xuống sâu phải cần lượng nước mồi lớn v Trong trường hợp nguồn nước thấm lớn (trên lít/giây cho ống kim lọc) thời gian hạ mực nước ngầm dài nên áp dụng phương pháp ống giếng lọc có máy bơm hút sâu, có hiệu suất cao phương pháp ống kim lọc hút sâu 42 21