BÀI GIẢNG MÔN HỌC KỸ THUẬT THI CÔNG Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP & XÂY DỰNG  BÀI GIẢNG MÔN HỌC KỸ THUẬT THI CÔNG Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp (Lưu hành nội bộ) Người biên soạn: Trần Minh Quang ng Bí, năm 2010 Lời nói đầu ỏp ng kp thi nhu cầu tài liệu giảng dạy cho giáo viên tài liệu học tập cho sinh viênchuyên ngành Xây dựng Khoa xây dựng tiến hành tổ chức biên soạn " Giáo trình kỹ thuật thi cơng" Trong lần biên soạn này, tác giả tham gia biên soạn Giáo trình tiếp thu nghiêm túc đóng góp người đọc điểm cần chỉnh lý bổ sung, kiến thức đảm bảo tính , đại xác, khoa học giáo trình " Giáo trình kỹ thuật thi cơng" tài liệu thống, bắt buộc sử dụng đào tạo chuyên ngành Xây dựng dân dụng công nghiệp Đồng thời Giáo trình cịn tài liệu tốt cho bạn đọc quan tâm khác Tham gia biên soạn Giáo trình tập thể cán giảng dạy khoa Xây dựng Trường Cao đẳng Công nghiệp Xây dựng sau KSXD Hà Văn Lưu - Trưởng khoa xây dựng KS Trần Minh Quang - Chủ biên Tập thể người đạo, biên soạn giáo trình khoa xây dựng trường cao đẳng công nghiệp xây dựng xin giới thiệu sách với độc giả, mong nhận ý kiến đóng góp có tính xây dựng bạn đọc cho lần tái sau Quảng Ninh, ngày 15/08/2009 Chủ biên KS Trần Minh Quang CHƯƠNG CƠNG TÁC ĐẤT VÀ GIA CỐ NỀN MĨNG ************************ A CÔNG TÁC ĐẤT I KHÁI NIỆM Các loại cơng trình cơng tác đất - Xây dựng cơng trình có phần cơng tác đất - Khối lượng công tác đất phụ thuộc vào qui mơ, tính chất địa hình cơng trình Những nơi có địa hình địa chất phức tạp, thi cơng đất gặp nhiều khó khăn - Có cơng trình cơng tác đất chiếm khối lượng lớn làm ảnh hưởng đến chất lượng tiến độ thi cơng cơng trình 1.1- Phân loại cơng trình đất: Có nhiều cách - Theo mục đích sử dụng: có loại chủ yếu: + Các cơng trình đất: mương máng, đường sá, bãi chứa + Các công trình phục vụ cơng trình khác: hố móng, rãnh đặt đường ống - Theo thời gian sử dụng: có loại: + Các cơng trình sử dụng lâu dài: đê, đập, đường sá + Các cơng trình sử dụng ngắn hạn: đê quai, hố móng, rãnh nước - Theo hình dạng cơng trình: có loại: + Các cơng trình tập trung: hố móng, san ủi mặt + Các cơng trình chạy dài: đê, đường sá, mương máng 1.2- Các dạng công tác đất: - Đào đất: hạ độ cao mặt đất tự nhiên xuống độ cao thiết kế (như đào móng, đào mương ) Thể tích đất đào thường kí hiệu V+ - Đắp đất: nâng độ cao mặt đất tự nhiên lên độ cao thiết kế (như đắp nhà, đắp đê ) Thể tích đất đắp thường kí hiệu V- San đất: làm phẳng diện tích mặt đất Trong san đất bao gồm công tác đào công tác đắp Lượng đất khu vực san giữ nguyên, đào bỏ đắp thêm vào để đạt đến cao trình (như san mặt bằng, san đường ) - Hớt (bóc) : bóc bỏ lớp đất phía khơng sử dụng như: lớp thực vật, lớp đất phân hố Lớp khơng có kc mà độ sâu hố Ván ngang, Thanh chống, đào khơng sâu q 3m Thanh văng, Nẹp đỡ đặt mảng ván thưa với khe hở 10 - 20 cm để đỡ tốn ván Nếu hai vách hố đào cách xa thường dùng chống chéo chống vào chống đứng ( hình 1- 9b) Chống kiểu đơn giản, dễ thực chống xiên làm cản trở đến công tác thi công đất Khi chiều sâu hố đào từ 2m trở lên, chiều rộng hố đào lớn mặt thi cơng cho phép thường dùng giằng (hình - 9c) Khoảng cách đoạn giằng B phải đảm bảo: B > H/tg Hình - 9b : Dùng chống chéo để tăng cường cho chống đứng Hình - 9c : Dùng giằng gia cố thành hố đào Trong đó: H - chiều sâu hố đào tính mét  - góc nội ma sát đất b Chống đỡ ván dọc: Sử dụng đất có độ dính nhỏ đất rời rạc, vùng đất ướt đất chảy với chiều sâu hố đào từ - m Dùng Hình 1-10 : Chống sạt lở vách ván dày 5cm vót nhọn hố đào ván dọc với hố móng hẹp Ván dọc, Nẹp ngang, 14 Thanh văng, Nẹp đỡ đầu đóng xuống hai bên mép hố đào, đồng thời với việc móc đất đạt độ sâu yêu cầu Sau dùng nẹp ngang 5x25cm liên kết ván dọc lại với dùng văng ngang kết hợp với gỗ tỳ để tạo thành hệ thống chống vách đất Đối với hố sâu phải dùng nhiều tầng chống ván dọc c Chống đỡ ván cừ: Sử dụng mực nước ngầm cao, đất yếu khơng ổn định Ván cừ sản xuất gỗ thép Bức tường chắn đất ván cừ tạo nên gọi tường cừ Việc đào đất tiến hành sau đóng xong ván cừ *Ván cừ gỗ: Sử dụng chiều sâu hố đào khơng lớn, ván cừ đóng sâu xuống đáy móng từ 0,5-0,75m Nếu chiều sâu đóng ván cừ  2,5m dùng ván dày từ 5-7cm Nếu chiều sâu đóng ván cừ từ 3-4m dùng ván dày từ 812cm Cách nối ghép ván cừ gỗ sau: Hình 1-11 : Nối ghép ván cừ gỗ a) Nối kiểu đuôi én với ván dày  10cm b) Nối kiểu mộng vuông với ván dày 10cm Đào đến độ sâu 1m bắt đầu dùng nẹp ngang văng để giữ ổn định cho ván cừ Khoảng cách nẹp ngang theo chiều sâu từ 0,8-1,2m *Ván cừ thép: áp dụng hố đào có chiều sâu lớn 3m, áp lực đất nước lớn Dùng ván cừ thép có nhiều ưu điểm giảm số chống ngang, giảm tối đa lượng nước vào hố sử dụng nhiều lần Tuy nhiên chi phí mua ban đầu lớn Theo hình dáng tiết diện, có loại ván cừ thép phổ biến là: ván cừ phẳng, ván cừ khum ván cừ lacsen Hình - 12 : Các dạng mặt cắt ván cừ thép 15 Chiều dài ván cừ thép từ 8-15 m, dày từ 12-16 ly, khoảng cách hai mép ván cừ từ 320-450 Với ván cừ khum ván cừ lacsen hai liền ghép úp ngửa (hình 1-13) Hình - 13 : Nối ghép ván cừ thép a) Ghép ván cừ khum b) Ghép ván cừ lacsen Trình tự thi cơng: Dùng máy đóng cọc ép cọc đóng (ép) ván cừ sâu xuống đáy móng từ 0,5 đến 1m, sau tiến hành đào đất, đào đến độ sâu 1m bắt đầu dùng nẹp ngang văng để giữ ổn định cho ván cừ IV CÔNG TÁC ĐÀO VÀ VẬN CHUYỂN ĐẤT Đào vận chuyển đất thủ công: 1.1- Dụng cụ đào đất: Thường dùng số loại dụng cụ truyền thống như: cuốc, xẻng, xà beng, quang gánh 1.2- Tổ chức đào đất: Việc đào đất thủ công phải sử dụng nhiều nhân cơng, phải phân cơng tổ đội theo tuyến làm việc, tránh tập trung nhiều người vào chỗ mặt phải phẳng để thuận tiện cho việc vận chuyển Biện pháp thi công cụ thể cho số trường hợp sau: - Đào hố móng hẹp sâu  1,5m: thường dùng cuốc bàng, xẻng xà beng để đào hất đất lên khỏi miệng hố - Đào hố móng sâu 1,5m rộng, hố móng hẹp sâu kéo dài phải đào kiểu bậc thang theo lớp một, lớp sâu từ 20 đến 30cm, rộng từ đến 3m, đến cơng nhân đào bậc Hình 1-14 : Đào hố móng rộng theo kiểu bậc thang Hình 1-15 : Đào hố móng hẹp sâu theo kiểu bậc thang - Đào hố móng có nước ngầm mùa mưa, để đề phòng nước chảy tràn lan mặt bằng; lượt đào ta nên đào trước rãnh sâu thu nước vào chỗ để bơm (hình 1-16) 16 Trước tiên ta đào rãnh tiêu nước (1) xuống độ sâu đào lan phía nơng Nếu hố móng có chiều dài lớn nên đào từ hai đầu vào để tăng tuyến sử dụng lúc nhiều người 1.3 Vận chuyển đất: Có thể dùng băng chuyền ròng rọc để chuyển đất lên cao, dùng xe rùa để vận chuyển gần dùng xe cải tiến xe goòng để vận chuyển đất xa Thời điểm tốt để thi công đất mùa khơ, mưa Nếu phải thi cơng đất vào mùa mưa phải có biện pháp xử lý thích hợp Đào vận chuyển đất giới: 2.1- Đào đất máy đào gầu thuận: a Đặc điểm: Máy đào gầu thuận có tay cần tay gầu ngắn nên rắn khoẻ, đào đất từ nhóm I đến nhóm IV với khối lượng lớn, hố đào sâu rộng Máy làm việc tốt nơi đất khô Sử dụng thuận tiện trường hợp vừa đào vừa đổ đất lên xe để vận chuyển xa Nhược điểm loại phải đào thêm đường lên xuống cho máy xe vận chuyển, khối lượng đào đất tăng lên, xe tải phải lên xuống hố nhiều lần b Các kiểu đào: Có hai kiểu đào đào dọc đào ngang * Đào dọc: Máy ô tô chạy dọc theo khoang đào, đào thành khoang dài Kiểu áp dụng đào hố móng lớn kênh mương hay lịng đường, Hình 1-17 : Máy đào gầu thuận đào đất theo kiểu đào dọc đổ bên Hình 1-18 : Máy đào gầu thuận đào đất theo kiểu đào dọc đổ sau 17 khai thác đất hay vận chuyển vật liệu Trong đào dọc chia làm hai loại sau: - Đào dọc đổ bên: Xe ô tô đứng ngang chạy song song với đường di chuyển máy đào Cách phù hợp khoang đào rộng, vị trí đứng ô tô không hạn chế - Đào dọc đổ sau: Xe ô tô đứng sau máy đào, lúc vào lấy đất xe ô tô phải lùi theo rãnh đào Cách sử dụng khoang đào hẹp sâu *Đào ngang: Phương đào vng góc với với phương di chuyển máy đào vng góc với khoang đào Kiểu áp dụng khoang đào rộng 2.2- Đào đất máy đào gầu nghịch: Máy đào gầu nghịch đào hố móng nơng, sâu khoảng 5,5m Thường dùng để đào mương rãnh nhỏ, chạy dài (phục vụ cho việc đào đường ống cấp nước, cáp điện, móng băng cơng trình xây dựng) Máy loại đào đất nhóm I - II với loại có dung tích gầu đến 0.15 m3; đào đất cấp III với loại có dung tích gầu đến 0,5 m3 Hình 1-20 : Các sơ đồ đào đất máy đào gầu nghịch a) Đào ngang b)Đào dọc Máy có suất thấp máy đào gầu thuận dung tích gầu lại đào nơi có mạch nước ngầm, không cần đào thêm đường lên xuống cho thân cho tơ vận chuyển đất Với cơng trình nhỏ, đứng riêng lẻ hay hố móng trụ độc lập có độ sâu khơng lớn nên dùng loại máy Với máy đào có hai kiểu đào máy đào gầu thuận 2.3- Đào đất máy đào gầu dây: Máy đào gầu dây có cần dài lại có thêm gầu nối với cần hệ thống dây cáp ròng rọc văng xa nên có phạm vi hoạt động lớn Máy đào hố móng sâu (tới 20m) Sử dụng thích hợp cho đất mềm nơi có nước.Thường dùng phải đào đất nơi liền hố móng đổ đất vào nơi cần đắp 2.4- Đào đất máy đào gầu ngoạm: Máy đào gầu ngoạm đứng cao đào sâu.Thường dùng để đào hố thẳng đứng, đào giếng, đào hố sâu có thành ván chắn, nơi ngập 18 nước.Cũng đặt máy sà lan để đào kênh mương vùng đồng nhiều nước 2.5- Năng suất máy đào gầu: Các máy đào gầu làm việc theo chu kỳ nên suất máy xác định theo công thức: 3600 K s q 0 PKT = Tck PKT: suất kỹ thuật máy (m3/h) Tck : chu kỳ hoạt động máy (s) q : dung tích gầu (m3) Ks: hệ số xúc đất 0: hệ số tơi xốp ban đầu đất Năng suất thực dụng máy: PTD = PKT.Z.Kt Trong đó: Z: số máy làm việc ca PTD: suất thực dụng máy (m3/ca) Kt: hệ số sử dụng thời gian, thường lấy Kt = 0,8 - 0,85 Từ công thức ta thấy, muốn nâng cao suất máy xúc ta phải giảm Tck nâng cao hệ số xúc đất Ks cho hệ số sử dụng thời gian tối đa (Kt=max) 2.6- Máy đào nhiều gầu: Là máy đào có nhiều gầu gắn vào hệ thống chuyển động dạng xích hay dạng rơto 2.7- Đào đất máy ủi: a Đặc điểm: Máy ủi đất thường máy kéo có lắp thiết bị ủi để đào vận chuyển đất Máy làm việc độc lập kết hợp với máy khác Máy ủi thường sử dụng cho công việc sau: - Chuẩn bị trường nhổ gốc cây, san đất, gạt đất, gạt bụi rậm - San mặt cơng trình, cơng trường san đường vận chuyển (đường tạm) - Bóc lớp đất thực vật lớp đất phong hoá bề mặt cơng trình - Đào hố móng rãnh rộng, chiều sâu không lớn đồng thời vận chuyển đất (đến đất cấp III) đắp đổ - Lấp đất chổ trũng, hào, rãnh hố móng - Đắp đất cao từ đến 1.5m từ bãi đất xung quanh b Các sơ đồ di chuyển máy ủi: - Đào thẳng lùi: Lùi Tiến Đào đất Vận chuyển Đổ đất Máy ủi chạy thẳng vừa đào vừa vận chuyển đất đến nơi đổ Sau chạy giật lùi vị trí đào Sử dụng sơ đồ vận chuyển lấp hố rãnh cự ly 10 đến 50m - Đào kiểu tiến quay: Máy ủi đào đất chạy dọc gần đến nơi đổ đất quay sang bên để đổ Sau đổ xong máy chạy giật lùi Thường dùng kiểu Trong đó: 19