Chng 3: PHNG N THI CễNG NN NG O V NN NG P Bi ging Xõy dng nn ng Trang 19 CHNG 3 PHNG N THI CễNG NN NG O V NN NG P Khi thi cụng nn ng o v nn ng p, cú th cú nhiu phng ỏn thi cụng khỏc nhau. Chn phng ỏn thi cụng no, phi xut phỏt t tỡnh hỡnh c th v phi tha món c cỏc yờu cu sau : 1. Mỏy múc v nhõn lc phi c s dng thun li nht, phỏt huy c ti a cụng sut ca mỏy, phi cú din thi cụng, m bo mỏy múc v nhõn lc lm vic c bỡnh thng v an ton. 2. m bo cỏc loi t cú tớnh cht khỏc nhau p thnh nn ng theo tng lp 3. m bo nn ng thoỏt nc d dng trong quỏ trỡnh thi cụng $.1- PHNG N THI CễNG NN NG O Trong bt c trng hp no, o nn ng hay o thựng u, trc tiờn phi m bo iu kin thoỏt nc tt. Trong phm vi xõy ng cụng trỡnh, nu cú h, ao, rung nc, phi tỡm cỏch dn nc ra ngoi phm vi thi cụng v o cỏc rónh ct nc hay p cỏc ờ ngn nc trỏnh nc bờn ngoi chy vo phm vi thi cụng. Khi thi cụng nn o, phi da vo kớch thc nn ng, tỡnh hỡnh phõn b ca t trong phm vi ly t p, iu kin a cht thy vn v loi cụng c mỏy múc thi cụng hin cú, m cú th chn trong cỏc phng ỏn di õy: 1.1 - Phng ỏn o ton b theo chiu ngang. - T mt u hoc t c hai u on nn o, o trờn ton b mt ct ngang (chiu rng v chiu sõu) tin dn vo dc theo tim ng. (hỡnh 3-l). Hỡnh 3.1. a) o trờn ton mt ct b) o theo bc Hỡnh 3.1. o ton b theo chiu ngang. - Cú th dựng cỏc loi mỏy sau thi cụng: Nền đắp H-ớng đào Nền đào A A Nền đắp B H-ớng đào Nền đào B A - A 1 : m 1 : m B - B Bậc thứ 1 Bậc thứ 2 Đ-ờng vận chuyển đất a) b) Bậc thứ 1 Bậc thứ 2 Phn o sau cựng Chương 3: PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 20 + Máy xúc: 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 + Thi công bằng máy ủi: có thể dùng máy ủi đào đổ ngang trong trường hợp chiều sâu đào thấp hay đào chữ L - Nếu nền đường sâu, có thể chia làm nhiều bậc 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. 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. 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. 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), nhưvậy 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. NÒn ®¾p NÒn ®¾p NÒn ®µo 1 2 3 4 5 6 7 Chương 3: PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 21 - Sau khi đào hào dọc xong, có thể dùng máy xúc hay nhân lực để thi công nền đường theo phương án này. 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. 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. 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. $. 2 - PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP 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. 1 4 5 623 7 10 1189 Hµo ®µo ngang Hµo ®µo däc Chương 3: PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 22 a. Nền thông thường: Xử lý nhưsau tuỳ thuộc vào độ dốc sườn tự nhiên - Nếu độ dốc sườn tự nhiên i s < 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 i s = 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 i s > 50% : cần có biện pháp thi công riêng, làm các công trình chống đỡ như: tường chắn, kè chân, kè vai đường 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, bấc thấm). - Cọc ba lát, cọc bê tông cốt thép…. 2.2 – Nguyên tắc đắp nền đường bằng đất. - 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 cơlý 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 1 : m 1 : m b 2 0 % < i s < 5 0 % 2 - 3% Chương 3: PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 23 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. Có thể tham khảo bảng sau: Các loại đất đắp nền đường Loại đất Tỷ lệ hạt cát (2-0,5mm) theo % khối lượng Chỉ số dẻo Khả năng sử dụng Á cát nhẹ hạt to >50% 1 - 7 Rất thích hợp Á cát nhẹ >50% 1 – 7 Thích hợp Á sét nhẹ >40% 7 – 12 Thích hợp Á sét nặng >40% 12 – 17 Thích hợp Sét nhẹ >40% 17 - 27 Thích hợp + Lớp vật liệu dày 30-50cm trên mặt nền đắp (dưới đáy áo đường hay còn gọi là lớp trên nền đường) phải được chọn lọc kỹ theo đúng các chỉ tiêu kỹ thuật qui định cho lớp Subgrade (lớp đất có độ đầm chặt yêu cầu K0,98 theo đầm nén cải tiến – AASHTO T180) và phải phù hợp với các yêu cầu sau: Giới hạn chảy Tối đa 40. Chỉ số dẻo Tối đa 17 CBR (ngâm 4 ngày) Tối thiểu 7% Kích cỡ hạt cho phép 100% lọt sàng 90mm + Khi đắp nền đường bằng đá, vật liệu phải đảm bảo các tiêu chuẩn sau: a. Đá phải rắn chắc, bền và đồng chất, không nứt nẻ, không phong hoá có cường độ tối thiểu bằng 400daN/cm 2 được Tưvấn giám sát chấp thuận. b. Đá phải có thể tích trên 0,015m 3 và không dưới 75% tổng khối lượng đá đắp nền đường phải là các viên có thể tích 0,02m 3 . c. Dung trọng thiên nhiên (khối đặc) w = 2,4T/m 3 . d. Hệ số mềm hoá Km 0,75. - Tốt nhất nên dùng một loại đất đồng nhất để đắp cho một đoạn nền đắp. Nếu thiếu đất mà phải dùng hai loại đất dễ thoát nước và khó thoát nước để đắp trên cùng một đoạn nền đường thì phải tuân theo những nguyên tắc sau đây: + Đất khác nhau phải đắp thành từng lớp nằm ngang khác nhau, không đắp lẫn lộn (Tránh hiện tượng lún không đều làm hưhỏng mặt đường). Chương 3: PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 24 + 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. + Nếu đất thoát nước tốt đắp dưới lớp thoát nước khó, thì bề mặt lớp dưới có thể bằng phẳng. + 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 . - Khi mở rộng nền đường đắp, thì phải theo nguyên tắc: + 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). 2.3 – 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: 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 §Êt khã tho¸t n-íc §Êt tho¸t n-íc tèt §Êt khã tho¸t n-íc §Êt tho¸t n-íc tèt §¾p ®óng §¾p sai §Êt tho¸t n-íc tèt §Êt khã tho¸t n-íc Chương 3: PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 25 + Phương pháp đắp từng lớp ngang. + Phương pháp đắp từng lớp xiên (đắp lấn) + Phương pháp hỗn hợp. 2.3.1. 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 Thường chiều dày mỗi lớp từ 0.1 đến 0.3m. Ttrước khi đắp lớp bên trên phải được tưvấn 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. 2.3.2. 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. + Dùng đất cát hoặc á cát. 1 2 3 2 1 3 A A A-A 2 A 1 A-A A 3 Chương 3: PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 26 2.3.3, Phương án đắp hỗn hợp: Nếu nền đường tương đối cao và địa hình cho phép thì có thể đắp lớp dưới theo phương án 2.3.2 còn lớp trên đắp theo phương án 2.3.1 2.4 - 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. + Từ trục cống ra hai bên một đoạn ít nhất bằng hai lần đường kính cống. 2.5 - 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 sơđồ sau : Cần đầm chặt và bảo đảm thoát nước tốt 1 1 2 3 4 5 2 3 4 6 >=2d 2 A 1 A-A A 5 4 3 5 4 Chương 3: PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 27 Sơđồ đắp đất ở đầu cầu - Việc đắp đất ở góc tưnón, 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. 2 1 3 4 7 6 8 5 H+2m H 2m hi . hoặc á cát. 1 2 3 2 1 3 A A A-A 2 A 1 A-A A 3 Chương 3: PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 26 2 .3. 3, Phương án đắp hỗn hợp: Nếu nền đường tương đối. 1 : m 1 : m b 2 0 % < i s < 5 0 % 2 - 3% Chương 3: PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 23 những nơi nền đường khô ráo, không bị ngập, chân đường thoát nước nhanh,. 2 3 4 5 6 7 Chương 3: PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 21 - Sau khi đào hào dọc xong, có thể dùng máy xúc hay nhân lực để thi công nền đường