Khái niệm chung về công tác đất

GIẠO TRÇNH MÄN HC K THÛT THI CÄNG I 4 PHÁƯN I CÄNG TẠC THI CÄNG ÂÁÚT CHỈÅNG I. KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ CÄNG TẠC ÂÁÚT § 1.1. CẠC LOẢI CÄNG TRÇNH V CÄNG TẠC ÂÁÚT 1.1.1. Cạc loải cäng trçnh bàòng âáút 1. Theo mủc âêch sỉí dủng Theo mủc âêch sỉí dủng, cäng trçnh bàòng âáút âỉåüc chia thnh 2 loải: cäng trçnh bàòng âáút v cäng tạc âáút phủc vủ cạc cäng tạc khạc. + Cäng trçnh bàòng âáút: Âã, âáûp, kãnh mỉång, nãưn âỉåìng .(thỉåìng cọ khäúi lỉåüng låïn). + Cäng tạc âáút phủc vủ cạc cäng tạc khạc: Häú mọng, rnh âàût âỉåìng äúng . 2. Theo thåìi gian sỉí dủng Theo thåìi gian sỉí dủng, cäng trçnh bàòng âáút âỉåüc chia thnh 2 loải: cäng trçnh sỉí dủng láu di v cäng trçnh sỉí dủng ngàõn hản. + Cäng trçnh sỉí dủng láu di: nãưn âỉåìng bäü, nãưn âỉåìng sàõt, âã, âáûp, kãnh, mỉång . + Cäng trçnh sỉí dủng ngàõn hản: häú mọng, rnh âàût âỉåìng äúng . 3. Theo hçnh dảng cäng trçnh Theo hçnh dảng, cäng trçnh bàòng âáút âỉåüc chia thnh 2 loải: cäng trçnh âáút chảy di v cäng trçnh âáút táûp trung. + Loải cäng trçnh âáút chảy di: Cạc cäng trçnh chảy di nhỉ nãưn âỉåìng, âã, âáûp, kãnh, mỉång . + Loải cäng trçnh âáút táûp trung: Cạc cäng trçnh âáút dảng táûp trung nhỉ häú mọng trủ, häú mọng b, san màût bàòng . 1.1.2. Cạc loải cäng tạc âáút Trong thi cäng âáút cọ cạc loải cäng tạc âáút nhỉ sau: 1. Âo + Âo l hả cao trçnh màût âáút tỉû nhiãn xúng âãún cao trçnh thiãút kãú. + Âãø thi cäng âo âáút ta cọ thãø dng biãûn phạp âo âáút bàòng th cäng, âo bàòng mạy hay kãút håüp c hai . + Thãø têch âáút âo thỉåìng âỉåüc qui ỉåïc dáúu dỉång (V + ) V + V - Pháưn âáút âo Pháưn âáút âàõp Hçnh 1-1. Qui ỉåïc dáúu KL âáút âo, âàõp GIẠO TRÇNH MÄN HC K THÛT THI CÄNG I 5 2. Âàõp + Âàõp l náng cao trçnh màût âáút tỉû nhiãn âãún cao trçnh thiãút kãú. Vê dủ âàõp âáút båì âã, âàõp nãưn âỉåìng . + Tỉång tỉû nhỉ âo, âàõp ta cng cọ thãø ạp dủng biãûn phạp âàõp bàòng th cäng hay âàõp bàòng cå giåïi. Cọ thãø dng mạy âo âãø âo âáút v âäø trỉûc tiãúp vo nåi cáưn âàõp, hay dng cạc ätä váûn chuøn âáút âãún âäø vo nåi cáưn âàõp, cng cọ thãø dng mạy i âãø váûn chuøn âáút âãø âàõp. + Cäng tạc âàõp âáút cáưn phi âỉåüc thỉûc hiãûn xen k våïi cäng tạc âáưm âáút. + Thãø têch âáút âàõp thỉåìng âỉåüc qui ỉåïc mang dáúu ám (V - ) 3. San + San l lm phàóng mäüt diãûn têch màût âáút, bao gäưm c âo âáút v âàõp âáút. Vê dủ san màût bàòng ca mäüt sán ván âäüng hay mäüt khu vui chåi, thãø thao . + Dỉûa vo täøng khäúi lỉåüng âáút âo v âáút âàõp cáưn cho quạ trçnh san ta cọ cạc dảng san màût bàòng nhỉ sau: - San màût bàòng theo âiãưu kiãûn cán bàòng âo âàõp. Trỉåìng håüp ny täøng khäúi lỉåüng âáút âo bàòng täøng khäúi lỉåüng âáút âàõp ΣV + = ΣV - . - San màût bàòng theo cao trçnh sau khi san (H o ) cho trỉåïc. Trỉåìng håüp ny cọ thãø phi láúy båït âáút âi nåi khạc (ΣV + > ΣV - ) hay phi âäø thãm âáút vo (ΣV + < ΣV - ). - San màût bàòng sau khi âäø thãm vo cäng trçnh hồûc láúy båït tỉì cäng trçnh mäüt khäúi lỉåüng âáút cho trỉåïc. 4. Bọc + Bọc l láúy mäüt låïp âáút (khäng sỉí dủng ) trãn màût âáút tỉû nhiãn nhỉ låïp âáút mn, âáút ä nhiãùm . âi nåi khạc. Bọc l âo âáút nhỉng khäng theo mäüt âäü cao nháút âënh m phủ thüc vo âäü dy ca låïp âáút láúy âi. 5. Láúp + Láúp l lm cho chäø âáút trng cao bàòng khu vỉûc xung quanh. Láúp l âàõp nhỉng âäü dy låïp âáút âàõp phủ thüc vo cao trçnh ca màût âáút tỉû nhiãn ca khu vỉûc xung quanh. 6. Âáưm + Âáưm l truưn xúng âáút nhỉỵng ti trng cọ chu k nhàòm ẹp âáøy khäng khê, nỉåïc trong âáút ra ngoi, lm tàng âäü chàût, tàng máût âäü hảt trong 1 âån vë thãø têch, tảo ra mäüt kãút cáúu måïi cho âáút . §1. 2. NHỈỴNG TÊNH CHÁÚT K THÛT CA ÂÁÚT V SỈÛ NH HỈÅÍNG CA NỌ ÂÃÚN K THÛT THI CÄNG ÂÁÚT 1.2.1. Khại niãûm Âáút l váût thãø ráút phỉïc tảp vãư nhiãưu phỉång diãûn, cọ ráút nhiãưu tênh cháút (cå, l, họa .) â âỉåüc nọi âãún trong Cå hc âáút. Trong giåïi hản chỉång trçnh ta chè âãư cáûp âãún mäüt säú tênh cháút ca âáút nh hỉåíng nhiãưu âãún k thût thi cäng âáút. Nhỉỵng tênh cháút ny gi l tênh cháút k thût ca âáút nhỉ : Trong lỉåüng riãng, Âäü áøm, Âäü däúc tỉû nhiãn, GIẠO TRÇNH MÄN HC K THÛT THI CÄNG I 6 Âäü tåi xäúp, Lỉu täúc cho phẹp . 1. Trng lỉåüng riãng ca âáút * Âënh nghéa Trng lỉåüng riãng (TLR) l trng lỉåüng ca mäüt âån vë thãø têch âáút, k hiãûu l γ * Cäng thỉïc xạc âënh γ = V G (T/m 3 , Kg/cm 3 .) G: l trng lỉåüng ca máùu âáút thê nghiãûm (T, kg .). V: thãø têch ca máùu âáút thê nghiãûm (m 3 , cm 3 .). * Tênh cháút Trng lỉåüng riãng ca âáút thãø hiãûn sỉû âàûc chàõc ca âáút. Âáút cọ TLR cng låïn thç cng khọ thi cäng, cäng lao âäüng chi phê âãø thi cäng cng cao. 2. Âäü áøm ca âáút * Âënh nghéa Âäü áøm ca âáút l t lãû pháưn tràm (%) ca trng lỉåüng nỉåïc chỉïa trong âáút trãn trng lỉåüng hảt ca âáút, k hiãûu l W. * Cäng thỉïc xạc âënh W = (%)100x G G khä ỉåïcn Hay W = (%)100x G GG khä khäw − G nỉåïc : l trng lỉåüng nỉåïc chỉïa trong máùu âáút thê nghiãûm. G W : l trng lỉåüng tỉû nhiãn ca máùu âáút thê nghiãûm. G khä : l trng lỉåüng khä ca máùu âáút thê nghiãûm. * Tênh cháút + Âäü áøm nh hỉåíng âãún cäng lao âäüng lm âáút ráút låïn. Âáút ỉåït quạ hay khä quạ âãưu lm cho thi cäng khọ khàn . Vê dủ: Trong thi cäng âo âáút, nãúu âáút khä cỉïng quạ thç âãø âo âỉåüc âáút cáưn tạc dủng mäüt lỉûc âo phi låïn hån, nãúu âo bàòng mạy thç hao phê vãư nhiãn liãûu, thåìi gian tàng lãn, cn nãúu âo bàòng th cäng thç nàng sút âo gim. Trỉåìng håüp âáút quạ ỉåït, dỉåïi tạc dủng ca cạc tạc nhán nhỉ lỉûc âo âáút, ngỉåìi âi lải . lm cho âáút råìi ra, sỉû bạm dênh giỉỵa cạc hảt khäng cn nỉỵa, nhiãưu loải âáút tả o thnh bn, gáy khọ khàn ráút nhiãưu trong viãûc âo cng nhỉ váûn chuøn âáút, vãû sinh âạy häú mọng . + Âäü áøm ca âáút nh hỉåíng ráút låïn âãún cäng tạc thi cäng âáút. Âäúi våïi mäùi loải âáút, cọ mäüt âäü áøm thêch håüp cho thi cäng âáút. + Càn cỉï vo âäü áøm ngỉåìi ta chia âáút ra ba loải: - Âáút khä cọ âäü áøm W <5%. - Âáút áøm cọ âäü áøm 5% ≤ W≥ 30%. - Âáút ỉåït cọ âäü áøm W >30%. GIẠO TRÇNH MÄN HC K THÛT THI CÄNG I 7 + Theo kinh nghiãûm cọ thãø xạc âënh gáưn âụng trảng thại áøm ca âáút bàòng cạch bäúc âáút lãn tay nàõm chàût lải räưi bng ra, nãúu: - Âáút råìi ra l âáút khä. - Âáút giỉỵ âỉåüc hçnh dảng nhỉng tay khäng ỉåït l âáút áøm (do). - Âáút dênh bãút vo tay hay lm tay ỉåït l âáút ỉåït. 3. Âäü däúc tỉû nhiãn ca mại âáút * Âënh nghéa Âäü däúc tỉû nhiãn ca mại âáút l gọc låïn nháút ca mại âáút khi âo hay khi âàõp m khäng gáy sủt låí âáút, k hiãûu l i. Vê dủ: Khi ta âäø mäüt âäúng âáút thç âáút s chy di tả o thnh mäüt mại däúc so våïi H α 1 m 1 Ti trng α 2 H m 2 Hçnh 1-2. Âäü däúc tỉû nhiãn ca mại âáút α Pháưn âáút bë sủt låí αα Mại däúc cáưn âo H q G α Màût trỉåüt tỉû nhiãn B Hçnh 1-3. a) Mại däúc âáút âäø âäúng b) Pháưn âáút gáy sủt låí mại âáút thàóng âỉïng c) Tênh toạn âäü däúc a) b) c) GIẠO TRÇNH MÄN HC K THÛT THI CÄNG I 8 màût âáút nàòm ngang. Cng loải âáút âọ, ta âäø mäüt âäúng âáút cao hån thç ta cng cọ mäüt mại däúc nhỉ váûy, ta gi gọc däúc ny gi l gọc däúc tỉû nhiãn ca mại âáút. Khi ta âo mäüt häú âo cọ mại âáút thàóng âỉïng, âãún mäüt âäü sáu no âọ cạc båì häú s sủt låí, tảo thnh nhỉỵng båì âáút cọ gọc däúc α so våïi màût phàóng nàòm ngang ( α <90 o ). B H tgi =α= Trong âọ: α: gọc ca màût trỉåüt H: chiãưu sáu häú âo B: chiãưu räüng chán mại däúc Ngỉåüc lải våïi âäü däúc, ta cọ âäü soi mại däúc hay hãû säú mại däúc: α=== gcot H B i m 1 * Tênh cháút + Âäü däúc tỉû nhiãn ca âáút phủ thüc vo: - Gọc ma sạt trong ca âáút. - Âäü dênh ca nhỉỵng hảt âáút. - Ti trng tạc dủng lãn màût âáút. Vê dủ: Cng mäüt loải âáút, nãúu âo hai häú mọng cọ âäü sáu bàòng nhau, nhỉng häú mọng cọ ti trng tạc dủng lãn mại âáút låïn hån s cọ hãû säú mại däúc låïn hån. m 2 > m 1 hay α 2 < α 1 - Chiãưu sáu ca häú âo. Cng âo sáu cng dãù gáy sủt låí, vç trng lỉåüng låïp âáút åí trãn màût trỉåtü cng låïn cng låïn. + Âäü däúc tỉû nhiãn ca âáút nh hỉåíng ráút låïn âãún biãûn phạp thi cäng âo, âàõp âáút. Biãút âỉåüc âäü däúc tỉû nhiãn ca âáút ta måïi âãư ra biãûn phạp thi cäng ph håüp v cọ hiãûu qu v an ton. + Khi âo âáút nhỉỵng häú tảm thåìi nhỉ cạc häú mọng cäng trçnh, cạc rnh âỉåìng äúng . thç âäü däúc mại âáút khäng âỉåüc låïn hån âäü däúc låïn nháút cho phẹp ca bng sau: Âäü däúc cho phẹp (i) Loải âáút h = 1,5m h = 3m h = 5m Âáút âàõp 1 : 0,6 1 : 1 1 : 1,25 Âàõp cạt 1 : 0,5 1 : 1 1 : 1 Cạt pha 1 : 0,75 1 : 0,67 1 : 0,85 Âáút thët 1 : 0 1 : 0,5 1 : 0,75 Âáút sẹt 1 : 0 1 : 0,25 1 : 0,5 Sẹt khä 1 : 0 1 : 0,5 1 : 0,5 4. Âäü tåi xäúp GIẠO TRÇNH MÄN HC K THÛT THI CÄNG I 9 * Âënh nghéa Âäü tåi xäúp l tênh cháút thay âäøi thãø têch ca âáút trỉåïc v sau khi âo, k hiãûu l ρ. * Cäng thỉïc xạc âënh (%)x V VV O O 100 − =ρ V O : thãø têch âáút ngun thãø. V: thãø têch ca âáút sau khi âo lãn. * Tênh cháút + Cọ hai hãû säú tåi xäúp: - Âäü tåi xäúp ban âáưu ρ o : l âäü tåi xäúp ca âáút m khi âo lãn chỉa âáưm nẹn. ng.thãø ng.thãø câ o V VV − = ο ρ - Âäü tåi xäúp cúi cng ρ e : l âäü tåi xäúp ca âáút m khi âo lãn âáút â âỉåüc âáưm nẹn chàût. ng.thãø ng.thãø â e V VV − =ρ Trong âọ:V câ , V â , V ng.thäø l thãø têch âáút âo lãn chỉa âáưm, â âáưm, ngun thäø. + Âáút cng ràõn chàõc thç âäü tåi xäúp cng låïn do âọ thi cäng cng khọ khàn. + Âáút xäúp räùng âäü tåi xäúp nh, cọ trỉåìng håüp âäü tåi xäúp cọ giạ trë ám. Vê dủ: Âáút chỉïa quạ nhiãưu nỉåïc hay khê ( âáút quạ räùng, xäúp) khi âo lãn nỉåïc, khê thoạt hãút ra ngoi, cạc hảt âáút dëch chuøn lải gáưn nhau hån (âäü räùng gim xúng) nãn thãø têch gim: V<V ng.thãø => V - V O < 0 => ρ < 0. 5. Lỉu täúc cho phẹp * Âënh nghéa: Lỉu täúc cho phẹp l täúc âäü täúi âa ca dng chy m khäng gáy xọi låí âáút. * Tênh cháút + Âáút cọ lỉu täúc cho phẹp cng låïn thç kh nàng chäúng xọi mn cng cao. + Âäúi våïi cạc cäng trçnh bàòng âáút tiãúp xục trỉûc tiãúp våïi dng chy nhỉ âáûp, kãnh, mỉång . ta cáưn phi quan tám âãún tênh cháút ny khi chn âáút âãø thi cäng. Âäúi våïi nãưn cäng trçnh cáưn quan tám âãún tênh cháút ny âãø cọ cạc biãûn phạp phng chäúng sỉû cún träi ca âáút khi cọ dng chy chy qua. + Mún chäúng xọi låí thç lỉu täúc dng chy khäng âỉåüc låïn hån mäüt giạ trë m tải âọ cạc hả t âáút bàõt âáưu bë cún theo dng chy. Mäùi mäüt loải âáút khạc nhau s cọ mäüt lỉu täúc cho phẹp khạc nhau, sau âáy l lỉu täúc cho phẹp ca mäüt säú loải âáút: - Âáút cạt cọ âäü lỉu täúc cho phẹp v cp = 0,45 - 0,8 (m/s). - Âáút thët chàõc cọ âäü lỉu täúc cho phẹp v cp = 0,8 - 1,8 (m/s). GIẠO TRÇNH MÄN HC K THÛT THI CÄNG I 10 - Âáút âạ cọ âäü lỉu täúc cho phẹp v cp = 2,0 - 3,5 (m/s). + Khi thi cäng cạc cäng trçnh gàûp dng chy cọ lỉu täúc låïn hån lỉu täúc cho phẹp ta phi tçm cạch gim lỉu täúc dng chy âãø bo vãû cäng trçnh hồûc khäng cho dng chy tạc dủng trỉûc tiãúp lãn cäng trçnh (bàòng cạch chia nh dng chy, gim âäü däúc ca màût âáút, âàõp båì âã, chuøn hỉåïng dng chy . ). §1. 3. PHÁN CÁÚP ÂÁÚT 1.3.1. Cáúp âáút + Cáúp âáút l mỉïc phán loải dỉûa trãn mỉïc âäü khọ hay dãù khi thi cäng hay l mỉïc âäü hao phê cäng lao âäüng (th cäng hay cå giåïi) nhiãưu hay êt. Cáúp âáút cng cao cng khọ thi cäng hay hao phê cäng lao âäüng cng nhiãưu. + Trong thi cäng viãûc xạc âënh cáúp âáút l ráút quan trng. Mäùi mäüt loải cáúp âáút ỉïng våïi mäüt loải dủng củ hay mạy thi cäng, do âọ viãûc xạc âënh cáúp nh hỉåíng trỉûc tiãúp âãún nàng sút thi cäng v hiãûu qu kinh tãú ca cäng trçnh. 1.3.2. Phán loải cáúp âáút 1. Phán loải cáúp âáút theo phỉång phạp thi cäng th cäng Cáúp âáút Tãn âáút Cäng củ tiãu chøn âãø xạc âënh I - Âáút ph sa, cạt bäưi, âáút hong thäø, âáút sủt låí . - Âáút ạ sẹt, ạ cạt, âáút ngun thäø cọ láùn rãù cáy . - Âáút cạt, âáút mn cọ láùn si âạ . Dng xng ci tiãún âảp bçnh thỉåìng â ngáûp xng, hồûc áún mảnh tay xục âỉåüc. II - Âáút sẹt, âáút sẹt pha cạt ngáûm nỉåïc nhỉng chỉa thnh bn, âáút máưu mãưn, âáút màût sỉåìn âäưi cọ nhiãưu c cáy sim . - Âáút màût sỉåìn âäưi cọ êt si, âáút sẹt pha si non . Dng mai xàõn âỉåüc hồûc dng cúc bn cúc âỉåüc. III - Âáút sẹt, âáút náu cúc ra âỉåüc nhiãưu củc nh, âáút màût âã, màût âỉåìng c, âáút màût sỉåìn âäưi cọ láùn si âạ . - Âáút âäưi láùn tỉìng låïp si âạ, âáút màût âỉåìng, âạ dàm hồûc âỉåìng âáút ri mnh snh, gảch vủn . Dng cúc bn cúc chäúi tay, dng cúc chim to lỉåỵi hồûc nh lỉåỵi nàûng âãún 2,5kg âãø âo. IV - Âáút láùn âạ tng, âáút màût âỉåìng nhỉûa hng, âáút láùn âạ bt . - Âáút si â ràõn chàõc . Dng cúc chim nh lỉåỵi nàûng >2,5kg hồûc x beng, chong måïi âo âỉåüc GIẠO TRÇNH MÄN HC K THÛT THI CÄNG I 11 2. Phán loải cáúp âáút theo phỉång phạp thi cäng cå giåïi Dỉûa vo sỉïc tiãu hao nàng lỉûc ca mạy hồûc theo nàng sút ca mạy âo gu âån, ta chia thnh bäún cáúp sau: Cáúp âáút Tãn âáút I Âáút bn khäng láùn rãù cáy, âáút träưng trt, hong thäø cọ âäü áøm thiãn nhiãn. Âáút cạt pha sẹt, âáút cạt cạc loải, cạt láùn si cüi, cạc loải cüi cọ âỉåìng kênh hảt < 80mm. II Âáút bn cọ rãù cáy, âáút träưng trt cọ láùn si âạ. Âáút thët quạch. Âáút sẹt pha cạt cạc loải hồûc sẹt láùn si cüi. Cạc loải cüi cọ âỉåìng kênh >80mm. III Âáút sẹt chàõc nàûng, âáút sẹt cọ láùn nhiãưu si cüi. Cạc mn rạc xáy dỉûng â kãút dênh. IV Âáút sẹt ràõn chàõc. Hong thäø ràõn chàõc. Thảch cao mãưm. Cạc loải âáút âạ â âỉåüc lm tåi lãn. . HC K THÛT THI CÄNG I 4 PHÁƯN I CÄNG TẠC THI CÄNG ÂÁÚT CHỈÅNG I. KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ CÄNG TẠC ÂÁÚT § 1.1. CẠC LOẢI CÄNG TRÇNH V CÄNG TẠC ÂÁÚT 1.1.1. Cạc