tài liệu xây dựng và đánh gia chất lượng đường

Phân loại công trình nền đường và phân loại đất nền đường 1.2.1 Phân loại công trình nền đường : Đối với công tác thi công nền đường, thường căn cứ vào khối lượng thi công của công trì

Phần 1 - Xây dựng nền đường ô tô

Chương 1

Các vấn đề chung về xây dựng nền đường

1.1 Yêu cầu đối với nền đường và công tác thi công nền đường

1.1.1 Yêu cầu đối với nền đường

1.1.1.1 Yêu cầu kỹ thuật đối với nền đường

- Nền đường là bộ phận chủ yếu của công trình đường Nhiệm vụ của nó là đảm bảo cường độ và độ ổn định của áo đường Nó là nền tảng của áo đường; cường độ, tuổi thọ và chất lượng sử dụng của áo đường phụ thuộc rất lớn vào cường độ và độ ổn định của nền

đường

- Nền đường yếu, áo đường sẽ biến dạng rạn nứt và hư hỏng nhanh Do đó nền đường cần đảm bảo các yêu cầu sau :

+ Đảm bảo ổn định toàn khối

+ Đủ cường độ

+ Đảm bảo ổn định cường độ trong suốt thời kỳ khai thác

- Đặc trưng cho cường độ của nền đường là Eđh, CBR, c, 

- Yếu tố chủ yếu ảnh hưởng tới cường độ và độ ổn định của nền đường là :

+ Tính chất của đất nền đường (vật liệu xây dựng nền đường)

+ Phương pháp thi công + Chất lượng đầm lèn

+ Biện pháp thoát nước + Biện pháp bảo vệ nền đường

1.1.1.2 Các hiện tượng hư hỏng thường gặp của nền đường

a Hiện tượng co rút nền đường: nguyên nhân do đất đắp nền đường có lẫn nhiều chất hữu cơ

b Hiện tượng sụp toàn bộ nền đường: nguyên nhân do chất lượng đầm nén

c Hiện tượng trượt toàn bộ nền đường: đắp trên sườn dốc nhưng xử lý nền tự nhiên chưa thỏa đang

d Hiện tượng sụp mái ta luy âm: nguyên nhân:

- do chất lượng thi công

- độ dốc mái ta luy quá lớn

- Biện pháp bảo vệ mái ta luy chưa thỏa đáng

e Sụp mái ta luy dương: nguyên nhân

- độ dốc mái ta luy quá lớn

- do nổ phá

- do khảo sát địa chất chưa kĩ, có thể có túi nước bên trong mái ta luy

- do diện tích lưu vực đổ về rãnh dọc quá lớn

- do thế nằm của đất đá

f Lún trồi: Nền đường đắp trên nền đất yếu chưa được xử lý hay xử lý không được thoả đáng

1.1.2 Yêu cầu với công tác tổ chức thi công nền đường

Trong xây dựng đường, công tác làm nền đường chiếm tỷ lệ khối lượng rất lớn, nhất

là đường vùng núi, đòi hỏi nhiều sức lao động máy móc, xe vận chuyển, cho nên nó còn là một trong những khâu mấu chốt ảnh hưởng tới thời hạn hoàn thành công trình

Vì vậy trong công tác tổ chức thi công nền đường phải bảo đảm:

1 Chọn phương pháp thi công thích hợp

2 Chọn máy móc thi công, phương thức vận chuyển hợp lý

3 Sử dụng tốt nhân lực, máy móc và nguyên vật liệu

4 Điều phối đất hợp lý

5 Các khâu công tác phải tiến hành theo kế hoạch thi công đã định

6 Tuân thủ chặt chặt chẽ quy trình kỹ thuật và quy tắc an toàn trong thi công

-

1.2 Phân loại công trình nền đường và phân loại đất nền đường

1.2.1 Phân loại công trình nền đường :

Đối với công tác thi công nền đường, thường căn cứ vào khối lượng thi công của công trình, chia làm hai loại:

+ Công trình có tính chất tuyến : khối lượng đào đắp không lớn và phân bố tương đối đều dọc theo tuyến

+ Công trình tập trung: khối lượng đào đắp lớn, tập trung (đào sâu, đắp cao) với khối lượng  3000-5000 m3/100m dài (giá trị nhỏ dùng cho địa hình đồng bằng,

đồi; giá trị lớn dùng cho địa hình núi)

Khối lượng tập trung của công trình ảnh hưởng rất lớn tới việc chọn phương pháp thi công, tới công tác thi công, điều kiện làm việc của máy móc, hiệu suất công tác, tiến độ thi công và giá thành 1m3 đào đắp

1.2.2 Phân loại đất nền đường:

Đất là vật liệu chủ yếu dùng để xây dựng nền đường, có phổ biến ở các nơi Thành phần của nó rất phức tạp, tính chất phụ thuộc vào tỷ lệ các thành phần hạt, thành phần vật liệu khoáng chất và trạng thái của đất (độ ẩm) Ngoài đất ra có khi còn gặp đá trong thi công nền

đường

Phân loại đất nghĩa là gán cho một loại đất nào đó một tên gọi xác định, nó là phương tiện để giao tiếp và giúp cho người kỹ sư có những hình dung phán đoán ban đầu về đất mà mình gặp Các ngành khác nhau do mục đích sử dụng đất không giống nhau nên cách phân loại đất cũng khác nhau Trong xây dựng nền đường phân loại đất theo:

1.2.2.1 Phân loại đất theo tính chất xây dựng:

Tất cả các phương pháp phân loại đất theo tính chất của đất đều dựa trên 2 đặc trưng vật lý cơ bản nhất của đất:

+ Cấp phối hạt của đất (thành phần hạt) + Các giới hạn Atterberg của đất (Wp, WL, IP)

Hệ thống phân loại đất thống nhất USCS (Unified Soid Classification System) chia ra:

- Đá: các loại đá phún xuất, trầm tích, biến chất ở trạng thái liền khối hoặc rạn nứt

- Đá mảnh: các hòn đá rời nhau, có trên 50%(theo trọng lượng) là các hạt >2mm

- Đất cát: ở trạng thái khô thì rời rạc, chứa không quá 50% các hạt >2mm, chỉ số dẻo Ip

< 1; được phân loại cụ thể trong bảng 1-1

- Đất dính: nhỏ hạt, ở trạng thái khô thì dính kết, chỉ số dẻo Ip >1; được phân loại cụ thể trong bảng 1-2

Bảng1-1:

Các loại đất rời

Loại đất Hàm lượng hạt theo kích cỡ (%

trọng lượng)

Khả năng sử dụng trong xây dựng đường Xây dựng nền Gia cố bằng chất kết dính Cát sỏi

Cát to

Cát vừa

Cát nhỏ

Cát bột

Trọng lượng các hạt >2mm

chiếm 2550%

Hạt >0,5mm chiếm trên 50%

Hạt >0,25mm chiếm trên 50%

Hạt >0,1mm chiếm trên 75%

Hạt >0,05mm chiếm trên 75%

Rất tốt

Thích hợp

- nt - Thích hợp nhưng kém

ổn định hơn cát vừa

ít thích hợp

Rất thích hợp để gia cố xi măng nếu có cấp phối tốt

- nt -

ít thích hợp so với cát to

Bảng 1-2:

Các loại đất dính

Loại đất dính Chỉ số

dẻo IP

Hàm lượng cát (% khối lượng)

Khả năng sử dụng trong xây dựng đường Xây dựng nền Gia cố bằng chất kết dính

- á cát nhẹ

- á cát bụi

- á cát bụi nặng

1 - 7

1 - 7

1 - 7

> 50

20 - 50

< 20

Thích hợp

í t thích hợp Không thích hợp

Thích hợp

- nt -

í t thích hợp

- á sét nhẹ

- á sét nhẹ bụi

- á sét nặng

- á sét bụi nặng

7 - 12

7 - 12

12 - 17

12 -17

> 40

< 40

> 40

< 40

Thích hợp

í t thích hợp Thích hợp

í t thích hợp

Thích hợp

- nt - Thích hợp nhưng hạn chế

- nt - -Đất sét nhẹ

-Đất sét bụi

-Đất sét béo

17 - 27

17 - 27

> 27

> 40 Không quy định

- nt -

Thích hợp

í t thích hợp Không thích hợp

í t thích hợp

- nt - Không thích hợp

Như vậy rất nhiều loại đất khác nhau, tuy nhiên trong xây dựng nền đường thì vấn đề quan trọng nhất là phải chọn được loại đất phù hợp với từng công trình nền đường, đặc biệt

là phù hợp với chế độ thuỷ nhiệt của nền đường

- Đá dùng để đắp nền đường rất tốt đặc biệt là tính ổn định nước Tuy nhiên do có giá thành cao, khó đầm nén nên nó ít được dùng để xây dựng nền đường mà chủ yếu dùng trong xây dựng mặt đường

- Đất cát: Là loại vật liệu rất kém dính (c=0), trong đó không hoặc chứa rất ít hàm lượng

đất sét Do vậy đất sét là loại vật liệu có thể dùng cho mọi loại nền đường đặc biệt các đoạn chịu ảnh hưởng nhiều của nước, nhưng lại phải đặc biệt chú ý đến biện pháp bảo vệ mái ta luy nền đường

- Đất sét: Trong đất chứa nhiều thành phần hạt sét, có lực dính C lớn Khi đầm chặt cho cường độ khá cao Tuy nhiên do có nhiều hạt sét nên đất sét là vật liệu kém ổn định với nước, khi bị ngâm nước hoặc bị ẩm, cường độ của nó giảm đi rất nhiều Do đó, đất sét thường chỉ dùng ở những nơi không hoặc ít chịu ảnh hưởng của nước

- Đất cấp phối đồi: Là loại cấp phối tự nhiên, có nhiều ở vùng trung du, đồi núi thấp Trong thành phần hạt, sỏi sạn chiếm tỷ lệ tương đối lớn, khi đầm chặt cho cường độ rất cao (

E0  1800daN/cm2) Tuy nhiên trong thành phần của nó cũng chứa một hàm lượng sét nhất

định nên nó cũng là loại vật liệu kém ổn định với nước Do vậy, vật liệu này chỉ sử dụng ở những nơi ít chịu ảnh hưởng của nước, hoặc để làm lớp trên cùng của nền đường

- Đất á sét, á cát: Là loại đất có tính chất ở mức độ trung bình giữa đất cát và đất sét, do vậy nó cũng được dùng phổ biến trong xây dựng nền đường

a) Đất sét b) Đất cát c) Đất á cát, á sét

- Các loại đất sau không dùng để đắp nền đường: Đất chứa nhiều chất hữu cơ, đất than bùn, đất chứa nhiều lượng muối hoà tan, đất có độ ẩm lớn

1.2.2.2 Phân loại đất theo mức độ đào khó dễ:

Theo “Định mức xây dựng cơ bản – phần xây dựng” ban hành kèm theo quyết định số 24/2005/QĐ-BXD ngày 29 tháng 7 năm 2005, của Bộ Xây dựng, đất đá được phân loại như sau:

+ Đất được chia thành 4 cấp từ cấp 1 đến cấp 4 với cường độ tăng dần từ cấp 1 đến cấp 4 (bảng 1-4a và bảng 1-4b)

+ Đá cũng được chia thành 4 cấp từ cấp 1 đến cấp 4 nhưng với cường độ giảm dần từ cấp 1 đến cấp 4, (bảng 1-3)











Bảng phân cấp đá

(Dùng cho công tác đào phá đá)

Bảng 1-4a:

Bảng phân cấp đất

(Dùng cho công tác đào vận chuyển, đắp đất bằng thủ công)

Cấp

đất

NhóM

Dụng cụ tiêu chuẩn xác

định nhóm

đất

1

- Đất phù sa, cát bồi, đất mầu, đất mùn, đất đen, đất hoàng thổ

- Đất đồi sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ (thuộc loại đất nhóm 4 trở xuống) chưa bị nén chặt

Dùng xẻng xúc dễ dàng

- 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 thái nguyên thổ

- Đất phù sa, cát bồi , đất mầu, đất bùn, đất nguyên thổ tơi xốp có lẫn rễ cây, mùn rác , sỏi đá, gạch vụn, mảnh sành kiến trúc đến 10% thể tích hoặc 50kg đến 150 kg trong 1m 3

Dùng xẻng cải tiến ấn nặng tay xúc

được

3

- Đất sét pha cát

- Đất sét vàng hay trắng, đất chua, đất kiềm ở trạng thái

ẩm mềm

- Đất cát, đất đen, đất mùn có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc, mùn rác, gốc dễ cây từ 10% đến 20% thể tích hoặc từ

150 đến 300 kg trong 1m 3

- Đất cát có lượng ngậm nước lớn, trọng lượng từ 1,7 tấn/1m 3 trở lên

Dùng xẻng cải tiến đạp bình thường

đã ngập xẻng

- Đất đen, đất mùn ngậm nước nát dính

- Đất sét, đất sét pha cát, ngậm nước nhưng chưa thành bùn

- Đất do thân cây, lá cây mục tạo thành, dùng mai cuốc

đào không thành tảng mà vỡ vụn ra rời rạc như xỉ

- Đất sét nặng kết cấu chặt

- Đất mặt sườn đồi có nhiều cỏ cây sim, mua, dành dành

- Đất màu mềm

Dùng mai xắn được

- Đất sét pha mầu xám (bao gồm mầu xanh lam, mầu xám của vôi)

5

- Đất mặt sườn đồi có ít sỏi

- Đất đỏ ở đồi núi

- Đất sét pha sỏi non

- Đất sét trắng kết cấu chặt lẫn mảnh vụn kiến trúc hoặc

rễ cây đến 10% thể tích hoặc 50kg đến 150kg trong 1m 3

- Đất cát, đất mùn, đất đen, đất hoàng thổ có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc từ 25% đến 35% thể tích hoặc từ >

300kg đến 500kg trong 1m 3

Dùng cuốc

được

- Đất sét, đất nâu rắn chắc cuốc ra chỉ được từng hòn nhỏ

- Đất chua, đất kiềm thổ cứng

- Đất mặt đê, mặt đường cũ

- Đất mặt sườn đồi lẫn sỏi đá, có sim, mua, dành dành mọc lên dầy

- Đất sét kết cấu chặt lẫn cuội, sỏi, mảnh vụn kiến trúc, gốc rễ cây >10% đến 20% thể tích hoặc 150kg đến 300kg trong 1m 3

- Đá vôi phong hoá già nằm trong đất đào ra từng tảng được, khi còn trong đất thì tương đối mềm đào ra rắn dần lại, đập vỡ vụn ra như xỉ

Dùng cuốc bàn cuốc chối

chim to lưỡi

để đào

7

- Đất đồi lẫn từng lớp sỏi, lượng sỏi từ 25% đến 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 sét, đất sét kết cấu chặt lẫn mảnh

Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi

2,5kg

vụn kiến trúc, gốc rễ cây từ 20% đến 30% thế tích hoặc

>300kg đến 500kg trong 1m 3

- Đất lẫn đá tảng, đá trái > 20% đến 30% thể tích

- Đất mặt đường nhựa hỏng

- Đất lẫn vỏ loài trai, ốc (đất sò) kết dính chặt tạo thành tảng được (vùng ven biển thường đào để xây tường)

- Đất lẫn đá bọt

Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi

dùng xà beng

đào được

9

Đất lẫn đá tảng, đá trái>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

beng choòng búa mới đào

được

Bảng 1-4b:

Bảng phân cấp đất

(Dùng cho công tác đào, vận chuyển và đắp đất bằng máy)

Công cụ tiêu chuẩn xác

định

I

Đất cát, đất phù sa cát bồi, đất mầu, đất đen, đất mùn, đất cát, cát pha sét, đất sét, đất hoàng thổ, đất bùn Các loại đất trên

có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ, đá dăm , mảnh chai từ 20%

trở lại, không có rễ cây to, có độ ẩm tự nhiên dạng nguyên thổ

hoặc tơi xốp, hoặc từ nơi khác đem đến đổ đã bị nén chặt tự

nhiên Cát đen, cát vàng có độ ẩm tự nhiên, sỏi, đá dăm, đá vụn

đổ thành đống

II

Gồm các loại đất cấp I có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ,

đá dăm, mảnh chai từ 20% trở lên Không lẫn rễ cây to, có độ

ẩm tự nhiên hay khô Đất á sét, cao lanh, đất sét trắng, sét vàng,

có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, mảnh chai, gạch vỡ không quá 20%

ở dạng nguyên thổ hoặc nơi khác đổ đến đã bị nén tự nhiên có

độ ẩm tự nhiên hoặc khô rắn

Dùng xẻng, mai hoặc cuốc bàn xắn

được miếng mỏng

III

Đất á sét, cao lanh, sét trắng, sét vàng, sét đỏ, đất đồi núi lẫn sỏi sạn, mảnh sành, mảnh chai, gạch vỡ từ 20% trở lên có lẫn rễ

cây Các loại đất trên có trạng thái nguyên thổ có độ ẩm tự

nhiên hoặc khô cứng hoặc đem đổ ở nơi khác đến có đầm nén

Dùng cuốc chim mới cuốc được

IV

Các loại đất trong đất cấp III có lẫn đá hòn, đá tảng Đá ong,

đá phong hoá, đá vôi phong hoá có cuội sỏi dính kết bởi đá vôi,

xít non, đá quặng các loại đã nổ mìn vỡ nhỏ, sét kết khô rắn

chắc thành vỉa

1.3 Các phương pháp thi công nền đường

Khi chọn các phương pháp thi công nên đường phải căn cứ vào loại tính chất công trình, thời hạn thi công, điều kiện nhân vật lực, thiết bị hiện có Sau đây là các phương pháp thi công nền đường chủ yếu

1.3.1 Thi công bằng thủ công

- Dùng dụng cụ thô sơ và các công cụ cải tiến, dựa vào sức người là chính để tiến hành thi công

- Có chất lượng và năng suất thấp

- Phương pháp thi công này thích hợp với công trình có khối lượng công tác nhỏ, cự ly vận chuyển ngắn trong điều kiện không sử dụng được máy móc (diện thi công quá hẹp, không đủ diện tích cho máy hoạt động)

1.3.2 Thi công bằng máy

- Chủ yếu là dựa vào các loại máy móc: như máy xới,máy ủi máy xúc chuyển hay máy

đào, máy lu v.v để tiến hành thi công

- Phương pháp này cho năng suất cao, chất lượng tốt, là cơ sở để hạ giá thành xây dựng

- Phương pháp thi công này thích hợp với công trình có khối lượng đào đắp lớn, yêu cầu thi công nhanh, đòi hỏi chất lượng cao

1.3.3 Thi công bằng nổ phá

- Chủ yếu là dùng thuốc nổ và các thiết bị cần thiết (khoan lỗ mìn, đào buồng mìn, kíp

nổ ) để phá vỡ đất đá

- Thi công bằng thuốc nổ có thể đảm bảo nhanh chóng, không đòi hỏi nhiều nhân lực, máy móc nhưng yêu cầu phải tuyệt đối an toàn

- Phương pháp này thường dùng ở những nơi đào nền đường qua vùng đá cứng mà các phương pháp khác không thi công được

1.3.4 Thi công bằng sức nước

- Thi công bằng sức nước là lợi dụng sức nước xói vào đất làm cho đất tở ra, hòa vào với nước, đất lơ lửng ở trong nước rồi được dẫn tới nơi đắp

- Như vậy, các khâu công tác đào và vận chuyển đất đều nhờ sức nước

Nhận xét :

Các phương pháp thi công chủ yếu trên có thể được áp dụng đồng thời trên các đoạn khác nhau, hay phối hợp áp dụng trên cùng một đoạn tuỳ theo điều kiện địa hình địa chất, thủy văn, điều kiện máy móc, thiết bị, nhân lực, điều kiện vật liệu mà áp dụng các phương pháp trên với mức độ cơ giới hoá khác nhau Hiện nay ở nước ta chủ yếu kết hợp giữa thi công bằng máy và thủ công, trong những trường hợp gặp đất đá cứng thì kết hợp với phương pháp thi công bằng thuốc nổ

1.4 Trình tự và nội dung thi công nền đường

Khi tổ chức thi công nền đường phải căn cứ vào điều kiện thiên nhiên của từng đoạn, tình hình máy móc, thiết bị, nhân lực để phối hợp thực hiện theo một trình tự thích hợp

Thông thường các công trình nhỏ cầu nhỏ, cống, kè v.v tiến hành thi công đồng thời với nền đường nhưng thường yêu cầu làm xong trước nền đường Khi dùng phương pháp tổ chức thi công dây chuyền, để tránh ảnh hưởng đến thi công nền đường, thì các công trình nhân tạo nhỏ thường phải tiến hành thi công trước công trình nền đường

Trình tư thi công nền đường như sau:

1.4.1 Công tác chuẩn bị trước khi thi công

1.4.1.1 Công tác chuẩn bị về mặt kỹ thuật:

+ Nghiên cứu hồ sơ

+ Khôi phục và cắm lại tuyến đường trên thực địa

+ Lên ga, phóng dạng nền đường

+ Xác định phạm vi thi công

+ Làm các công trình thoát nước

+ Làm đường tạm đưa các máy móc vào công trường

1.4.1.2 Công tác chuẩn bị về mặt tổ chức:

+ Tổ chức bộ phận quản lý chỉ đạo thi công

+ Chuyển quân, xây dựng lán trại

+ Điều tra phong tục tập quán địa phương, điều tra tình hình khí hậu thủy văn tại tuyến đường v.v

1.4.2 Công tác chính

+ Xới đất + Đào vận chuyển đất

+ Đắp đất, đầm chặt đất

+ Làm các rãnh thoát nước, ngăn nước và các công trình bảo vệ

+ Công tác hoàn thiện: san phầng bề mặt, tu sửa mái dốc ta luy, trồng cỏ