Giao trinh kỹ thuật thi công 1

 Đối với các công trình bằng đất tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy như đ p, kênh, mương ta cần phải quan tâm đến tính chất n đ có các bi n pháp phòng chống sự cuốn trôi của đất khi có dò

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

CHƯƠNG 1: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT TRONG XÂY DỰNG 1

1.1 CÁC DẠNG CÔNG TRÌNH VÀ CÔNG TÁC ĐẤT 1

1.1.1 Các dạng công trình đất 1

1.1.2 Các loại công tác đất 1

1.2 CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT ẢNH HƯỞNG ĐẾN KỸ THUẬT THI CÔNG 3

1.2.1 Trọng lượng riêng của đất 3

1.2.2 Độ ẩm của đất 3

1.2.3 Độ dốc tự nhiên của đất 5

1.2.4 Độ tơi xốp 7

1.2.5 Lưu tốc cho phép 8

1.3 PHÂN CẤP ĐẤT TR NG TH CÔNG NG 9

1.3.1 Cấp đất 9

1.3.2 Phân loại cấp đất (theo ĐM 1776-2007) 9

CHƯƠNG 2: TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT 13

2.1 MỤC ĐÍCH, NGU ÊN TẮC CỦA VIỆC TÍNH KHỐ LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT 13

2.1.1 Mục đích 13

2.1.2 Nguyên tắc tính toán 13

2.2 ÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH TH CÔNG ĐẤT 13

2.2.1 Kích thước các công trình trực tiếp liên quan tới đất 14

2.2.2 Kích thước những công trình phục vụ 14

2.3 TÍNH TOÁN KHỐ LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT THEO HÌNH KHỐI 15

2.3.1 Các dạng hình khối thường gặp 15

2.3.2 Tính khối lượng đất những công trình chạy dài 16

2.4 TÍNH KHỐ LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT TRONG SAN BẰNG 19

2.4.1 Các trường hợp san bằng 19

2.4.2 Trình tự tính toán 20

2.4.3 Các phương pháp tính khối lượng đất san bằng 20

2.4.4 ác đ nh hướng cự l n chu n trung ình khi an đất 27

CHƯƠNG 3: CÔNG TÁC CHUẨN BỊ VÀ PHỤC VỤ THI CÔNG 32

PHẦN NGẦM CÔNG TRÌNH 32

3.1 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ MẶT BẰNG TH CÔNG ĐẤT 32

3.1.1 Giải phóng, thu dọn mặt bằng 32

3.1.2 Chuẩn b v trí đổ đất 32

3.2 CÔNG TÁC TH ÁT NƯỚC THI CÔNG 33

3.2.1 Thoát nước bề mặt 33

3.2.2 Hạ mực nước ngầm 34

3.3 ĐỊNH VỊ, GIÁC MÓNG CÔNG TRÌNH 43

3.3.1 Đ nh v công trình 43

3.3.2 Giác móng công trình 45

3.4 CÔNG TÁC CHỐNG VÁCH HỐ ĐÀ 46

3.4.1 Mục đích 46

3.4.2 Các bi n pháp chống ách hố đ o 47

CHƯƠNG 4: KỸ THUẬT THI CÔNG ĐÀO ĐẤT 55

4.1 TH CÔNG ĐÀ ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦ CÔNG 55

4.1.1 Các nguyên tắc thi công 55

4.1.2 Một ố i n pháp thi công đ o đất thủ công 55

4.2 TH CÔNG ĐÀ ĐẤT BẰNG MÁ ĐÀ 58

4.2.1 Đ o đất bằng má đ o g u thu n 58

4.2.2 Đ o đất bằng má đ o g u ngh ch 63

4.2.3 Đ o đất bằng má đ o g u dâ 65

4.2.4 Đ o đất bằng má đ o g u ngoạm 68

4.2.5 Năng uất của má đ o một gàu 68

4.3 TH CÔNG ĐẤT BẰNG MÁY ỦI 70

4.3.1 Khái ni m chung ề má ủi 70

4.3.2 Các ơ đ n h nh của má ủi 71

4.3.3 Năng uất của má ủi 73

4.3.4 Các i n pháp l m tăng năng uất của má ủi 74

4.4 TH CÔNG ĐẤT BẰNG MÁY CẠP 76

4.4.1 Khái ni m chung ề má cạp 76

4.4.2 Kỹ thu t thi công đất bằng máy cạp 77

4.4.3 Năng uất của máy cạp 81

4.4.4 Các bi n pháp l m tăng năng uất của máy cạp 82

CHƯƠNG 5: THI CÔNG ĐẮP VÀ ĐẦM ĐẤT 83

5.1 TH CÔNG ĐẮP ĐẤT 83

5.1.1 Những yêu cầu về đất đắp 83

5.1.2 Kỹ thu t thi công đắp đất 83

5.2 TH CÔNG ĐẦM ĐẤT 85

5.2.1 Bản chất của vi c đầm đất 85

5.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến công tác đầm đất 85

5.2.3 Thi công đầm đất ằng thủ công 87

5.2.4 Thi công đầm đất ằng cơ giới 89

CHƯƠNG 6: THI CÔNG CỌC VÀ VÁN CỪ 100

6.1 PHÂN LOẠI CỌC VÀ CỪ 100

6.1.1 Cọc dùng đ gia cố nền đất 100

6.1.2 Các loại cọc của m ng cọc 102

6.1.3 Phân loại cọc theo tính chất làm vi c của cọc 103

6.1.4 Một ố loại án c 103

6.2 TH ẾT Ị TH CÔNG CỌC Ê TÔNG CỐT TH P Đ C N VÀ VÁN

CỪ 105

6.2.1 Giá a đ ng cọc 105

6.2.2 Các loại a đ ng cọc 106

6.2.3 Thiết thi công p cọc 109

6.2.4 Thiết thi công hạ án c 111

6.3 TH CÔNG Đ NG CỌC 112

6.3.1 Đặc đi m 112

6.3.2 Chọn a đ ng cọc 113

6.3.3 V n chu n xếp d cọc 114

6.3.4 Lắp cọc o giá a 115

6.3.5 Kỹ thu t đ ng cọc 116

6.3.6 Ki m tra độ chối khi đ ng cọc 117

6.4 TH CÔNG P CỌC 118

6.4.1 Đặc đi m 118

6.4.2 V n chu n xếp d cọc 118

6.4.3 Chọn má p cọc 118

6.4.4 Thí nghi m cọc thử (TCVN 9393:2012) 121

6.4.5 Kỹ thu t p cọc 121

6.5 TH CÔNG HẠ VÀ NH CỪ 122

6.5.1 Hạ c bằng a đ ng 122

6.5.2 Hạ c ằng a rung 122

6.5.3 Hạ c ằng má p thủ lực (ro ot 123

6.5.4 Thi công nhổ c 123

6.6 NH NG TRỞ NGẠ THƯ NG GẶP KH TH CÔNG HẠ CỌC VÀ CÁCH GIẢI QUYẾT 124

6.6.1 Các sự cố thường gặp khi đ ng cọc và cách giải quyết 124

6.6.2 Các sự cố thường gặp khi ép cọc và cách giải quyết 125

CHƯƠNG 7: CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ GIÀN GIÁO 129

7.1 KHÁI NIỆM VÀ NH NG YÊU CẦU ĐỐI VỚI VÁN KHUÔN, CỘT CHỐNG VÀ SÀN THAO TÁC 129

7.1.1 Khái ni m 129

7.1.2 Những yêu cầu đối với ván khuôn, cột chống và sàn thao tác 129

7.1.3 Những yêu cầu khi lắp dựng ván khuôn, cột chống và sàn thao tác 130

7.2 PHÂN LOẠI VÁN KHUÔN, CỘT CHỐNG VÀ SÀN THAO TÁC 130

7.2.1 Phân loại ván khuôn 130

7.2.2 Các loại cột chống, đ đ 136

7.2.3 Các loại giàn giáo 142

7.3 CẤU TẠO VÁN KHUÔN CHO MỘT SỐ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 143

7.3.1 Ván khuôn móng 143

7.3.2 Ván khuôn cột 145

7.3.3 Ván khuôn dầm, sàn, cầu thang 148

7.3.4 Ván khuôn tường 151

7.4 VÁN KHUÔN ĐỘNG 152

7.4.1 Ván khuôn di động theo phương ngang 152

7.4.2 Ván khuôn di động theo phương đứng 153

7.5 THIẾT KẾ VÁN KHUÔN, CỘT CHỐNG 156

7.5.1 ác đ nh tải trọng (theo TCVN 4453:1995) 156

7.5.2 Phương pháp tính 159

7.6 NGHIỆM THU VÁN KHUÔN, CỘT CHỐNG VÀ G ÀN G Á 164

7.6.1 Nghi m thu ván khuôn 164

7.6.2 Nghi m thu cột chống, gi n giáo 166

7.7 THÁO DỠ VÁN KHUÔN 166

7.7.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian tháo d 166

7.7.2 Yêu cầu kỹ thu t khi tháo d ván khuôn 166

CHƯƠNG 8: CÔNG TÁC CỐT THÉP 169

8.1 ĐẶC Đ ỂM CÔNG NGHỆ CỦA CÔNG TÁC CỐT THÉP 169

8.2 PHÂN LOẠI CỐT THÉP VÀ NH NG YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI CÔNG TÁC CỐT THÉP 169

8.2.1 Phân loại cốt thép trong xây dựng 169

8.2.2 Những yêu cầu chung đối với công tác cốt thép 170

8.3 CÔNG TÁC G A CƯ NG CỐT THÉP 171

8.3.1 Khái ni m ngu ên lý gia cường cốt thép 171

8.3.2 Các phương pháp gia cường nguội 172

8.4 CÔNG TÁC GIA CÔNG CỐT THÉP 174

8.4.1 Phương pháp thủ công làm thẳng, cạo gỉ, đo, cắt, uốn cốt thép 174

8.4.2 Phương pháp cơ giới làm thẳng, cạo gỉ, đo, cắt, uốn cốt thép 177

8.4.3 Nối cốt thép 178

8.4.4 Bảo quản thép sau khi gia công 182

8.5 LẮP D NG CỐT THÉP 183

8.5.1 Các yêu cầu kỹ thu t khi lắp dựng cốt thép 183

8.5.2 Các phương pháp lắp dựng cốt thép 183

8.6 KIỂM TRA, NGHIỆM THU CỐT THÉP 184

8.6.1 Ki m tra công tác cốt thép sau khi gia công: 184

8.6.2 Ki m tra công tác cốt thép sau khi lắp dựng: 185

8.6.3 Nghi m thu cốt thép: 185

CHƯƠNG 9: CÔNG TÁC BÊ TÔNG 186

9.1 CHUẨN BỊ VẬT LIỆU 186

9.2 ÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CỦA V A BÊ TÔNG 187

9.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TRỘN Ê TÔNG 187

9.3.1 Các êu cầu đối ới ữa ê tông 187

9.3.2 Trộn ê tông ằng thủ công 188

9.3.3 Trộn ê tông ằng cơ giới 189

9.4 VẬN CHU ỂN V A Ê TÔNG 190

9.4.1 êu cầu kỹ thu t chung 190

9.4.2 Các phương pháp n chuy n bê tông 191

9.5 CÔNG TÁC Đ Ê TÔNG 198

9.5.1 êu cầu kỹ thu t chung 198

9.5.2 Những ngu ên tắc i n pháp đổ ê tông 199

9.6 MẠCH NGỪNG TR NG CÔNG TÁC TH CÔNG Ê TÔNG VÀ Ê TÔNG CỐT TH P T ÀN KHỐ 203

9.6.1 Khái ni m 203

9.6.2 Thời gian trí ng ng 203

9.6.3 V trí mạch ng ng trong các kết cấu 204

9.6.4 ử lý mạch ng ng 207

9.7 CÔNG TÁC ĐẦM Ê TÔNG 207

9.7.1 ản chất của i c đầm ê tông 207

9.7.2 Đầm ê tông ằng thủ công 207

9.7.3 Đầm ê tông ằng cơ giới 208

9.8 Ả ƯỠNG Ê TÔNG VÀ ỬA CH A CÁC KHU ẾT TẬT AU KH Đ Ê TÔNG 213

9.8.1 ảo dư ng ê tông 213

9.8.2 ửa chữa những khu ết t t trong ê tông 215

TÀI LIỆU THAM KHẢO 218

khuôn 7.4 ảng tính áp lực ngang của hỗn hợp ê tông mới đổ ( ảng

A.1-TCVN4453:1995)

158

7.6 ảng tra giá tr ượt tải ( ảng A.3-TCVN 4453 :1995) 160 7.7 H ố uốn dọc  của cấu ki n ch u n n đ ng tâm ( ảng 8-

7.9 Cường độ ê tông tối thi u đ tháo d án khuôn,đ giáo

ch u lực (%R28 khi chưa chất tải ( ảng 3-TCVN 4453:1995)

9.3 Mức giá tr cường độ ảo dư ng tới hạn thời gian ảo

dư ng cần thiếtcho ê tông nặng thông thường ( ảng TCVN 8828:2011)

2-214

DANH MỤC CÁC HÌNH

Chương 1

2.9 ác đ nh cao trình tự nhiên (cao trình đen 21 2.10 ác đ nh khối lượng đất ô đất chu n tiếp 22

2.13 Ô uông c 1 đi m trái dấu 3 đi m còn lại 25

2.16 Tính khối lượng đất các ô c độ cao thi công khác dấu 27

2.21 i u đ CUT N V cho công trình chạ d i 31

Chương 3

3.23 Thi công chống ách hố đ o ằng h horing 54

Chương 4

4.2 Đ o hố khi c nước ngầm ha trong trời mưa 56

4.22 Khả năng tha đổi g c đẩ của má ủi ạn năng 71

5.12 Tương quan giữa iến dạng của ánh hơi nền đất 94

5.16 Đầm theo đường òng kh p kín của đầm chân c u 98 5.17 ơ đ chu n động của đầm theo đường xoắn ốc 98

5.19 ơ đ đầm khối đất đắp trở lại xung quanh đế m ng 99

7.33 Ván khuôn leo 156 7.34 ơ đ cấu tạo ơ đ tính của cấu ki n ch u uốn 159

9.2 V n chu n ê tông theo phương thẳng đứng ằng thủ

9.8 Đổ ê tông m ng ằng ô tô các thiết chống phân

PHẦN I: CÔNG NGHỆ THI CÔNG PHẦN NGẦM

CHƯƠNG 1: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT TRONG XÂY DỰNG 1.1 CÁC DẠNG CÔNG TRÌNH VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

 Công trình đất t p trung l các công trình đất c dạng t p trung, t l giữa chiều

d i chiều rộng không lớn như các hố m ng, công tác an mặt ằng

1.1.2 Các loại công tác đất

a)

Công tác đ o đất l công tác hạ cao trình mặt đất xuống một cao trình thấp hơn theo

êu cầu của thiết kế Công tác đ o đất c th tiến h nh ằng phương pháp thủ công, cơ giới hoặc kết hợp giữa thủ công cơ giới

Ví dụ: đào hố móng, đường hầm, kênh…

Th tích đất đ o thường qu ước mang dấu dương (V+)

2

: ư khố ư ng đ đào, đ b)

Công tác đắp đất l công tác nâng cao trình mặt đất lên một cao trình cao hơn theo

êu cầu thiết kế

hi n xen k ới công tác đầm đất

Th tích đất đắp thường được qu ước mang dấu âm (V

-)

c)

Công tác an đất l công tác l m phẳng một di n tích mặt đất, ao g m cả đ o đất đắp đất

ụ: n h ng m kh đ àm kh h , n h h o

Các dạng an mặt ằng đất

 an mặt ằng theo điều ki n cân ằng đ o đắp Trong trường hợp n thì tổng khối lượng đất đ o ằng tổng khối lượng đất đắp (ΣV+ = ΣV-)

 an mặt ằng theo cao trình thiết kế cho trước (Ho Trong trường hợp n thì

c th lấ ớt đất t công trình đi nơi khác (ΣV+

> ΣV- ha phải đổ thêm đất o công trình (ΣV+ < ΣV-)

 San mặt bằng au khi đổ thêm vào công trình hoặc lấy bớt đi t công trình một khối lượng đất cho trước

d)

Công tác c đất l công tác lấ đi một lớp đất (không ử dụng trên mặt đất tự nhiên như lớp đất mùn, đất ô nhi m đổ đi nơi khác c đất l đ o đất nhưng không theo một độ âu nhất đ nh m phụ thuộc o độ d của lớp đất lấ đi

e) Côn

Công tác lấp đất l công tác l m cho chỗ đất tr ng cao ằng khu ực xung quanh Lấp đất l đắp đất nhưng độ d của lớp đất đắp phụ thuộc o cao trình của mặt đất tự nhiên của khu ực xung quanh

Ví dụ: l p rãnh, móng, l p quanh công trình xây xong, l p ao, l p hồ…

Công tác đầm đất l công tác dùng ngoại lực tru ền xuống đất những tải trọng c chu k ới mục đích đẩ không khí nước trong đất ra ngo i nhằm l m tăng độ chặt, tăng m t độ hạt đất trong một đơn th tích, tạo ra một kết cấu mới cho đất chắc hơn,

ch u lực tốt hơn

Ví dụ: đầm nền khỏ ún, đầm đ t khỏi th m nư c

1.2 CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT ẢNH HƯỞNG ĐẾN KỸ THUẬT THI CÔNG

Đất là v t th rất phức tạp về nhiều phương di n, có rất nhiều tính chất (cơ, lý,

h a đã được n i đến trong Cơ học đất Trong giới hạn chương trình, ta chỉ đề c p đến một số tính chất của đất ảnh hưởng nhiều đến kỹ thu t thi công đất Những tính chất này gọi là tính chất kỹ thu t thi công đất như trọng lượng riêng, độ ẩm, độ dốc tự nhiên, độ tơi xốp, lưu tốc cho phép, cấp đất

1.2.1 Trọng lượng riêng của đất

Trong đ G: là trọng lượng của mẫu đất thí nghi m (kN, daN

V: là th tích của mẫu đất thí nghi m (m3, cm3

4

trọng lượng hạt của đất, ký hi u là W

b) Công thứ x ịnh

% 100

G

G G

(1.3) Trong đ Gn: là trọng lượng nước chứa trong mẫu đất thí nghi m

Gw: là trọng lượng tự nhiên của mẫu đất thí nghi m

Gk: là trọng lượng khô của mẫu đất thí nghi m

c) Tính ch t

Độ ẩm ảnh hưởng đến công lao động l m đất rất lớn Đất ướt quá ha khô quá đều

l m cho thi công kh khăn

Ví dụ: Trong h ông đào đ t, nế đ t khô rời rạc, không có lực dính làm hiệu quả

đào kém h đ t khô cứng q á hì đ đào đư đ t cần tác dụng m t lự đào hải l n

h n, nếu đào bằng máy thì hao phí về nhiên liệu, thờ g n ăng ên, òn nế đào bằng

thủ ông hì năng đào g ảm Trường h đ q á ư , ư i tác dụng của các tác

nh n như ự đào đ , ngườ đ ạ … àm ho đ t rời ra, sự bám dính giữa các hạt không

còn nữa, nhiều loạ đ t tạo hành bùn, g khó khăn r t nhiều trong việ đào ũng như

vận chuy n đ t, vệ nh đá hố móng…

Độ ẩm của đất ảnh hưởng rất lớn đến công tác thi công đất Đối với mỗi loại đất, có

một độ ẩm thích hợp cho thi công đất

Căn cứ o độ ẩm người ta chia đất ra ba loại:

 Đất khô c độ ẩm W < 5%  đất rất cứng và khó thi công kh đ o c ng

khó lèn chặt

 Đất ẩm c độ ẩm 5% ≤ W ≤ 30% rất phù hợp cho thi công: d đ o c ng d

lu, lèn chặt

 Đất ướt c độ ẩm W > 30% trạng thái đất lầy lội, ảnh hưởng nhiều đến chất

lượng thi công kh đ o kh đầm nén

Theo kinh nghi m có th xác đ nh gần đ ng trạng thái ẩm của đất bằng cách bốc đất

lên tay nắm chặt lại r i buông ra, nếu:

 Đất rời ra l đất khô

 Đất giữ được hình dạng nhưng ta không ướt l đất ẩm (dẻo)

 Đất dính bết o ta ha l m ta ướt l đất ướt

1.2.3 Độ dốc tự nhiên của đất

a) Đị ĩ

Độ dốc tự nhiên của mái đất là góc lớn nhất m mái đất khi đ o ha khi đắp mà

không gây sụt lở cho đất, ký hi u là i

Ví dụ: Kh đổ m đống đ hì đ t sẽ chảy dài tạo thành m t mái dốc so v i mặt

đ t nằm ng ng Cũng oạ đ đó, đổ m đống đ o h n hì ũng ó m t mái dốc như ậy, ta gọi góc dốc này là góc dốc tự nhiên củ má đ t

Kh đào m t hố đào ó má ốc th ng đứng, đến m đ nào đó, ác bờ hố sẽ

Trong đ α: là góc của mặt trượt

H: là chiều sâu hố đ o

B: là chiều rộng chân mái dốc

Ngược lại với độ dốc, ta c độ soải mái dốc hay h số mái dốc:



g H

B i

6

 Độ dính của những hạt đất (c): c càng lớn → α c ng lớn → i càng lớn

 Tải trọng tác dụng lên mặt đất (q)

Ví dụ: Cùng m t loạ đ t, nế đào h hố móng ó đ sâu bằng nh , nhưng hố

móng có tải trọng tác dụng lên mái đ t l n h n (q 2 > q 1 ) thì có hệ số mái dốc l n h n (α 2

 Khi đ o đất những hố móng tạm thời như các hố móng công trình, các rãnh

đường ống thì độ dốc mái đất không được lớn hơn độ dốc lớn nhất cho phép của bảng

nghiêng của mái dốc (α

T l độ dốc

Góc nghiêng của mái dốc (α

T l độ dốc

Góc nghiêng của mái dốc (α

T l độ dốc

Đất mượn 56 1 : 0,67 45 1 : 1 38 1 : 1,25 Đất cát 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 th t 90 1 : 0 63 1 : 0,5 53 1 : 0,75 Đất t 90 1 : 0 76 1 : 0,25 63 1 : 0,5 Hoàng thổ và những loại

V

V V

 Độ tơi xốp ban đầu k1 l độ tơi xốp của đất khi mới v a đ o lên, trong máy

đ o, trên xe n chuy n ha đất đổ đống chưa đầm nén

%100.0

0 1 1

V

V V

0 2 0

V

V V

Trong đ V1, V2, V0 lần lượt là th tích đất đ o lên chưa đầm, đã đầm, nguyên thổ

 Độ tơi xốp an đầu ảnh hưởng đến vi c bố trí kho chứa đất, thùng xe chuyên chở đất, th tích nơi chứa đất Độ tơi xốp cuối cùng ảnh hưởng đến tính toán san nền Muốn khu đất không b l n au mùa mưa khi đ nh độ cao lấp phải ch ý đến độ tơi xốp cuối cùng

 Đất càng rắn chắc thì độ tơi xốp càng lớn, do đ thi công đất c ng kh khăn,c

th phải xới tơi trước

 Đất xốp rỗng thì độ tơi xốp nhỏ, c trường hợp độ tơi xốp có giá tr âm

Ví dụ: Đ t chứa quá nhiề nư h kh (đ t quá rỗng, xố ) kh đào ên hì nư c và

khí thoát hết ra ngoài, các hạ đ t dịch chuy n lại gần nh h n (đ rỗng giảm xuống) nên th tích giảm: V <V 0 => V – V 0 < 0 => k < 0

 Trong tính toán thường sử dụng một h số chuy n th tích t đất tự nhiên sang đất tơi (h số tơi xốp của đất k’, k’= 1+k , h số này phụ thuộc vào loại đất, cấp đất, tính

chất của đất được cho theo bảng sau (bảng C.1-TCVN 4447 :2012)

Đá pha cát nh nhưng lẫn cuội sỏi, đá dăm 1,26 đến 1,32

Đá pha cát nặng không lẫn cuội sỏi, đá dăm 1,24 đến 1,30

Đất cát pha có lẫn cuội, sỏi, đá dăm 1,14 đến 1,28

 Đất c lưu tốc cho phép càng lớn thì khả năng chống xói mòn càng cao

 Đối với các công trình bằng đất tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy như đ p, kênh, mương ta cần phải quan tâm đến tính chất n đ có các bi n pháp phòng chống sự cuốn trôi của đất khi có dòng chảy chảy qua

 Muốn chống xói lở thì lưu tốc dòng chả không được lớn hơn một giá tr mà tại

đ các hạt đất bắt đầu b cuốn theo dòng chảy Mỗi một loại đất khác nhau s có một lưu tốc cho ph p khác nhau, au đâ l lưu tốc cho phép của một số loại đất:

 Đất cát : vcp = 0,45 ÷ 0,8 (m/s)

 Đất th t : vcp = 0,8 ÷ 1,8 (m/s)

 Đất đá : vcp = 2,0 ÷ 3,5 (m/s).

 Khi thi công các công trình gặp dòng chả c lưu tốc lớn hơn lưu tốc cho phép,

ta phải tìm cách giảm lưu tốc dòng chả đ bảo v công trình hoặc không cho dòng chảy tác dụng trực tiếp lên công trình (bằng cách chia nhỏ dòng chảy, giảm độ dốc của mặt đất, đắp bờ đê, chu n hướng dòng chảy, hoặc c th xử lí nền đất trước đ tăng lưu tốc

Trong thi công vi c xác đ nh cấp đất là rất quan trọng Mỗi loại cấp đất ứng với một loại dụng cụ ha má thi công, do đ i c xác đ nh cấp đất ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất thi công và hi u quả kinh tế của công trình

1.3.2 Phân loại cấ đất theo ĐM 1776-2007)

a) Phân lo i c ươ ủ công

Dựa vào dụng cụ thi công, phân cấp đất thành 4 cấp, 9 nhóm (Bảng 1.3)

Bảng 1.3: Phân loạ đ heo hư ng há thi công thủ công

- Đất đ i ụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ (thuộc loại đất nhóm 4 trở xuống chưa đầm nén

ùng xẻng x c được d dàng

2

- 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 nén chặt nhưng chưa đến trạng thái nguyên thổ

- Đất phù sa, cát b i, đất mầu, đất ùn, đất nguyên thổ tơi xốp có lẫn r cây, mùn rác, sỏi

đá, gạch vụn, mảnh sành kiến tr c đến 10% th tích hoặc 50kg đến 150 kg trong 1m3

ùng xẻng cải tiến

ấn nặng tay xúc được

10

- 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 r cây t (10÷ 20) % th tích

- Đất cát c lượng ng m nước lớn, trọng tải

- Đất cát, đất mùn, đất đen, đất hoàng thổ có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc t (25÷35)% th tích hoặc t 300kg đến 500 kg trong 1m3

Dùng cuốc bàn cuốc được

- Đá ôi phong h a gi nằm trong đất đ o ra

t ng tảng được, khi còn trong đất thì tương đối mềm, đ o ra rắn dần lại, đ p v vụn ra như xỉ

Dùng cuốc chim nhỏ lư i nặng đến 2,5kg

Dùng cuốc chim nhỏ lư i nặng trên 2,5kg hoặc dùng xà beng mới đ o được

9

- Đất lẫn đá ọt

- Đất lẫn đá tảng, đá trái lớn hơn 30% th tích, cuội sỏi giao kết bởi đất sét

- Đất có lẫn t ng vỉa đá, phiến đá ong xen k (loại đá khi còn trong lòng đất tương đối mềm)

- Đất sỏi đỏ rắn chắc

Dùng xà bèn choòng búa mới đ o

được

b) Phân lo i c ươ ơ ới

Dựa vào sức tiêu hao năng lực của máy hoặc theo năng uất của má đ o g u đơn,

ta chia thành bốn cấp sau:

loại đất trên có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch v , đá

dăm, mảnh chai t 20% trở lại, không có r cây to,

c độ ẩm tự nhiên dạng nguyên thổ hoặc tơi xốp,

hoặc t nơi khác đem đến đổ đã nén chặt tự nhiên

Cát đen, cát ng c độ ẩm tự nhiên, sỏi, đá dăm, đá

vụn đổ th nh đống

II

G m các loại đất cấp I có lẫn sỏi sạn, mảnh sành,

gạch v , đá dăm, mảnh chai t 20% trở lên Không

lẫn r câ to, c độ ẩm tự nhiên ha khô Đất á sét,

cao lanh, đất sét trắng, sét vàng, có lẫn sỏi sạn, mảnh

sành, mảnh chai, gạch v không quá 20% ở dạng

nguyên thổ hoặc nơi khác đổ đến đã nén chặt tự

nhiên c độ ẩm tự nhiên hoặc khô rắn

Dùng xẻng, mai hay cuốc bàn xắn được miếng mỏng

III

Đất á t, cao lanh, t trắng, t ng, t đỏ, đất

đ i núi lẫn sỏi sạn, mảnh sành, mảnh chai, gạch v

t 20% trở lên có lẫn r cây Các loại đất trên có

trạng thái nguyên thổ c độ ẩm tự nhiên hoặc khô

cứng hoặc đem đổ ở nơi khác đến c 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 h a, đá ôi phong h a c

cuội sỏi dính kết bởi đá ôi, xít non, đá quặng các

loại đã nổ mìn v nhỏ, sét kết khô rắn chắc thành

vỉa

CHƯƠNG 2: TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT

2.1 MỤC ĐÍCH, NGU ÊN TẮC CỦA VIỆC TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT

 Về mặt thi công, vi c xác đ nh khối lượng công tác đất đ biết được khối lượng công vi c nhằm xác đ nh i n pháp thi công đất cho phù hợp T đ , đơn thi công tiến hành phân tích lựa chọn thiết b thi công cho phù hợp, đạt hi u quả cao nhất

2.1.2 Nguyên tắc tính toán

 Đối với công trình có dạng khối đơn giản, rõ ràng thì dựa vào các công thức hình học đ xác đ nh Các dạng khối hình học đơn giản thường gặp là khối lăng trụ có tiết

di n chữ nh t, khối hình tháp, khối hình ch p cụt, khối hình nón cụt

 Đối với công trình có hình dạng phức tạp, phân chia công trình thành những khối hình học đơn giản và áp dụng các công thức hình học đã c

 Đối với công trình có hình dạng quá phức tạp không th phân chia thành các khối hình học đơn giản thì tiến hành phân chia công trình thành những khối hình học gần

đ ng đ tính toán

 Có 2 cách tính khối lượng đất:

 Tính trên bản v

 Tính bằng cách đo tự nhiên

2.2 ÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH THI CÔNG ĐẤT

Công trình bằng đất thường c kích thước rất lớn theo không gian như các công trình đê, đ p, nền đường, kênh mương Vì y, vi c xác đ nh kích thước b sai l ch s dẫn đến kết quả tính toán sai khối lượng công tác đất, làm ảnh hưởng đến kết quả tính toán dự toán công trình, dẫn đến sai l ch trong tổ chức thi công, làm cho vi c thi công công trình kém hi u quả o đ , i c xác đ nh kích thước công trình bằng đất mang một

ý nghĩa rất lớn

Có 2 dạng công trình bằng đất thường gặp là loại công trình bằng đất (như đê, đ p,

14 nền đường, kênh, mương loại công trình phục vụ (như các hố m ng, rãnh đặt ống

2.2.1 Kích thước các công trình trực tiế liên quan tới đất

Đối với những công trình này thì kích thước tính toán khối lượng đất đ ng ằng kích thước công trình Các công trình bằng đất như nền đường, mương thoát nước, kênh

Ví dụ: Đ tính toán khố ư ng đ t cho m t

con kênh có chiều dài L và tiết diện ngang của con

kênh như hình 2 1 hì k h hư ùng đ tính khối

ư ng h ông đ t là:

 Chiều dài của kênh là L

 Tiết diện ngang: là tiết diện của

hình th ng ó đá n à , đá nhỏ là b, chiều cao h và mái dốc m

2.2.2 Kích thước những công trình h c v

Đối với những công trình này thì khối lượng công tác đất phụ thuộc vào bi n pháp thi công, tính chất của đất và chiều sâu hố đ o qu ết đ nh đến h số mái dốc của hố đ o Các công trình phục vụ như hố m ng, rãnh đặt đường ống

 Nếu bi n pháp thi công là thủ công thì kích thước của hố đ o phải lấy lớn hơn kích thước th t của công trình tối thi u 0,3m – 0,5m về mỗi ên đ thao tác trong thi công như gh p án khuôn, chống đ ván khuôn hoặc khi các hố móng gặp nước ngầm hay thi công trong mùa mưa, đ thoát nước trong hố móng, cần tạo 1 rãnh xung quanh hố móng

o đ kích thước đá hố móng lớn hơn kích thước công trình 1 khoảng đủ đ tạo rãnh thoát nước và thi công

 Nếu bi n pháp thi công l cơ giới thì kích thước của hố đ o phải lớn hơn kích

thước th t của công trình tùy theo loại máy thi công

Ví dụ: Xá định k h hư c hố đào ho m móng ông rình ó k h hư đá F=a m xb m , chiề hôn móng à h như hình 2 2

Tiết di n ngang l hình thang c đá lớn l c, đá nhỏ là a, chiều cao H và h số mái dốc m Ngược lại, với phương kia thì hình thang c đá lớn l d, đá nhỏ là b, chiều cao

H và h số mái dốc m V y ta cần tìm các kích thước H,a,b,c,d và m

Trong đ h: chiều sâu chôn móng (lấy theo thiết kế)

hbtl: chiều cao lớp bê tông lót (hbtl = 100mm)

 Kích thước đá hố đ o

b = bm + 2btc Trong đ btc: khoảng cách thi công (btc ≥ 300mm

 Kích thước mi ng hố đ o

d = b + 2mH Trong đ m: h số mái dốc (căn cứ vào cấp đất và chiều sâu chôn móng h)

16

Hình 2.3: Tính khố ư ng đ t hố móng

Ta chia hố móng thành những hình khối nhỏ Cách chia như au

 Ta chia hình khối thành nhiều hình khối nhỏ, mỗi hình khối có hình dáng giống với các khối hình học đã c công thức tính cụ th

 T bốn đỉnh của đá nhỏ A, B, C, dựng bốn đường uông g c lên đá lớn cắt

đá lớn lần lượt tại A’, ’, C’, ’

 ua A, , C, A’, ’, C’, ’ ta lần lượt dựng bốn mặt phẳng (mp) thẳng đứng (A , A’ ’ , (C , C’ ’ , (A , A’ ’ , ( C, ’C’ Các mặt phẳng này chia hình

khối thành 9 hình khối nhỏ như hình 2.3

Th tích của khối đất được xác đ nh theo công thức sau:

1 6

H

b

d c

b) P ươ

 Nguyên tắc chung

 Chia công trình thành những đoạn nhỏ có th tích Vi Do mặt đất tự nhiên không bằng phẳng, nên chiều cao công trình luôn tha đổi Vì v , đ tính toán khối lượng đất một cách chính xác, ta chia công trình thành những đoạn mà chiều cao trong mỗi đoạn đ tha đổi không đáng k ( Hình 2-4)

 Tính th tích trong mỗi đoạn Vi

 Khối lượng th tích đất trong công trình được tính theo công thức:

1

n i i

li : chiều dài của đoạn công trình (m)

Nh n xét: Th tích thực V của đoạn công trình thực tế:VI > V > VII o đ công thức (2.6) và (2.7) chỉ áp dụng trong trường hợp: li < 50m │h1- h2│≤ 0.5m

4: Công rình đ t chạy dài

 Trong trường hợp cần độ chính xác cao hơn, c th tính th tích đất thực theo công thức như au

; 2

Công thức (2.9) và (2.10 được áp dụng khi li > 50m và |h – h’| > 0.5m

c) Công thức tính tiết diện ngang củ t ch y dài

 Trường hợp mặt đất nằm ngang và bằng phẳng (hình 2.6a)

Tiết di n ngang được xác đ nh theo công thức:

b B h

) (b m h m h h h

ab

EF

D

C

D1 C1 1

: Tính diện tích mặt c t ngang

Nếu h1 và h2 chênh l ch nhau không nhiều lắm ( h1 – h2 < 0.5m) thì ta dùng công thức đơn giản đ xác đ nh B: B = b + m1h1 + m2h2 (2.14)

 Trường hợp mặt đất dốc nghiêng nhưng không phẳng (hình 2.7)

Hình 2.7: Tiết diện ngang công trình có mặ đ t dốc nghiêng và không ph ng

Tiết di n ngang được xác đ nh theo công thức:

22

5 4 4 4 3 3 3 2 2 2

h a a h a a h a a

(2.15)

2.4 TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT TRONG SAN BẰNG

2.4.1 Các trường hợ san bằng

Gọi V0 = |Vđ o| - |Vđắp| Ta c các trường hợp san bằng:

 San bằng theo cao trình cho trước trường hợp n lượng đất thi công trong mặt bằng có th tha đổi (V0 ≠ 0 , c th đắp thêm đất vào (V0 < 0), có th đ o ớt đi (V0 >0) Trường hợp này áp dụng khi khối lượng san bằng không lớn

20

 San bằng với điều ki n cân bằng khối lượng đ o đắp: chỉ san phẳng mặt đất mà không cần theo độ cao nhất đ nh nào cả, đất thi công trong mặt bằng không tha đổi (V0=0, nghĩa l Vđ o = Vđắp , không đ o đi m c ng không thêm o Thường áp dụng khi mặt san rộng, khối lượng san lớn

2.4.2 Trình tự tính toán

Trình tự tính toán trong cả hai trường hợp giống nhau tuân theo các ước au :

B1: Chia ô (hình vuông, hình chữ nh t, tam giác hay hình thang tùy vào t ng

phương pháp tính ao cho ề mặt trong mỗi ô tương đối bằng phẳng

B2 ác đ nh cao trình tự nhiên (cao trình đen Hi bằng phương pháp nội u đường

đ ng mức

B3 ác đ nh cao trình san bằng H0 Khi mặt an nghiêng thì H0 lấ tại tâm mặt san

B4 ác đ nh cao trình thiết kế (cao trình đỏ) HTK

Khi mặt an nghiêng thì HTK được xác đ nh như au : HTK = H0 iL Với i l độ dốc mặt an L l khoảng cách t đi m c độ cao H0 mặt an đến đi m cần xác đ nh HTK

B5 ác đ nh cao trình thi công (hi)

hi = Hi – HTK (hi > 0 đất phải đ o, hi < 0 đất phải đắp)

B6: ác đ nh ranh giới đ o, đắp trên mặt ằng thi công : v đường số 0 (trong các ô

với những độ cao thi công khác nhau, thì đường số 0 trong mỗi ô đ được v th nh đoạn

thẳng nối các đi m c độ cao thi công bằng 0)

B7: ác đ nh khối lượng đất đ o (V+ khối lượng đất đắp (V

-) trong thi công

B8: ác đ nh hướng khoảng cách n chu n khi an đất (mục 2.4.4)

2.4.3 Các hương há tính hối lượng đất san bằng

Khi tính toán khối lượng đất an ằng, dựa o đ a hình khu đất m ta c các phương pháp tính toán au :

 Phương pháp tính theo mạng ô tam giác

 Phương pháp tính theo mạng ô uông

 Phương pháp tính theo tỉ l cao trình

a) P ươ ng ô tam giác

Phương pháp n được áp dụng khi đ a hình khu ực an đất phức tạp, đường đ ng mức d , cong lượn phức tạp, độ chênh cao lớn

Các ước không được nêu au đâ tính toán tương tự phần trình tự tính toán chung

B1 Chia lưới ô vuông cạnh a = 30 ÷100m sao cho bề mặt trong mỗi ô uông tương

đối bằng phẳng Phân chia các ô uông th nh các ô tam giác ằng cách các đường

ch o ao cho các đường ch o c ng xuôi theo đường đ ng mức c ng tốt, đánh ố thứ tự các đỉnh

Hình 2.8: Chia ư i ô tam giác

B2 ác đ nh cao trình tự nhiên(cao trình đen Hi tại các đỉnh ô bằng phương pháp nội u đường đ ng mức

Hình 2.9: Xá định cao trình tự nh ên ( o rình đen)

n1h

n2

n: số tam giác có trên mặt bằng.

B7: ác đ nh khối lượng đất đ o (V+ khối lượng đất đắp (V

-) các ô tam giác

 Trường hợp h1, h2, h3 cùng dấu

) 3 (

6 ) (

2 3 2 1

2

H H H H

a h h h

a

Nếu Vi > 0 thì đâ l ô đất đ o ngược lại l ô đất đắp

 Trường hợp h1, h2, h3 trái dấu thì đâ l ô chu n tiếp Ô chu n tiếp c cả phần

đ o (Vi > 0 phần đắp (Vi < 0 Cách xác đ nh khối lượng đất ô chu n tiếp như au gọi h1 l đỉnh trái dấu ới hai đỉnh còn lại l h2 h3, dựng hai mặt phẳng thẳng đứng qua hai cạnh c chung đỉnh hi trái dấu như hình 2 10

Hình 2.10: Xá định khố ư ng đ ô đ h n ế

Khi đ th tích khối ch p tam giác l : sin

6

1 3

1

1

h S

au khi iến đổi l :

))(

(6

2 1 3 1

3 1 2

h h h h

h a V

Th tích khối khối nêm còn lại: Vnêm = Vi - VΔ (2.20)

Vnêm, Vi, VΔ lấ theo giá tr đại ố Vnêm luôn trái dấu ới VΔ

 ác đ nh khối lượng đất các ô mái dốc: Ô mái dốc ở iên của khu đất được thi công đ tránh hi n tượng ụt lở, p hố đ o Ta c các dạng ô mái dốc như hình cách tính như au :

Hình 2.11: Xá định khố ư ng đ t ô mái dốc

 Ô loại

2 1 1

6

ấu của VI, VIII lấ theo dấu của h1, h3 dấu của VII lấ theo dấu của h1 h2

 Khối lượng tổng cộng đất mái dốc đào (đắp) ở xung quanh di n tích khu vực cần san bằng có th xác đ nh theo độ cao thi công trung bình bằng công thức gần đúng sau:

2

m l n

h

Trong đó: h - tổng các độ cao thi công ở trên đường chu v đào hay đắp

N - số lượng các độ cao thi công

l - chiều dài chân các mái dốc đào hay đắp

m

m a

¤ lo¹i I