6.2.1. Xác định chiều dày áo đƣờng
Đối với tuyến đƣờng này thuộc loại đƣờng cấp thấp, yêu cầu về cƣờng độ không cao, ít xe cộ đi lại nên kết câu áo đƣờng chọn một lớp tải trọng trục xe lớn nhất chọn 10T.
Tính toán kết cấu áo đường:
Xác định mô đun đàn hồi của vật liệu, "dựa vào bảng III-3 _Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô_TCVN- TCN Giao thông vận tải_ Nhà xuất bản GTVT". Đối với đất của khu vực nghiên cứu á cát gia cố xi măng 9%, E =3000 (daN/cm2).
Trị số mô đun đàn hổi yêu cầu Eyc của đƣờng giao thông nông thôn miền núi lấy theo tải trọng trục quy chuẩn 10T, với khu vực nghiên cứu có lƣu lƣọng xe 20xe/ngàyđêm, cấp đƣờng thấp B1," tra bảng 3-3 Tiêu chuẩn thiết kế đường
ô tô_TCVN- TCN Giao thông vận tải_Nhà xuất bản GTVT", ta có Eyc= 640daN/cm2.
Đất nền đƣợc sử dụng tại chỗ qua đàm nén để đạt đƣợc độ chặt cần thiết K=0,95, với độ ẩm tƣơng đối từ 0,6 ÷ 0,7 nên ta có trị số mô đun đàn hồi của đất nền E0 = 410daN/cm2. Để thuận tiện cho việc tính chiều dày áo đƣờng cho mô đun đàn hồi chung Ech bằng mô đun đàn hồi yêu cầu (Ech = Eyc).
Từ các tỷ số E0/E1 và Ech/E1," tra toán đồ 3.3 Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô_TCVN- TCN Giao thông vận tải_ Nhà xuất bản GTVT", chúng ta sẽ xác định đƣợc h/D, với D là đƣờng kính vệt bánh xe, D = 33cm. Sau khi tính đƣợc bề dày áo đƣờng thì kiểm tra lại điều kiện:
Ech > Eyc (6-1) Nếu thoả mãn điều kiện (6-1) thì bề dày áo đƣờng là hợp lý và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Xác định tỷ số: 0,14 3000 410 1 0 E E (6-2) 213 , 0 3000 640 1 E Ech (6-3) Tra trên toán đồ 3.3 đƣợc giá trị h/D = 0,34 → h = 33.0,34 = 11,22cm Chọn h = 12cm.
Kiểm tra lại điều kiện (6-1) với giá trị h đã chọn.
364 , 0 33 12 D h ; 0,14 3000 410 1 0 E E
Tra toán đồ 3.3 với hai tỷ số h/D và E0/E1 chúng ta tìm đƣợc Ech/E1= 0,22 Ech = 3000.0,22 = 660 (daN/cm2).
Vậy Ech > Eyc do đó mà chúng ta chọn h = 12cm làm chiều dày áo đƣờng.
6.2.2. Tính giá thành xây dựng
Vởi tuyến đƣờng tính toán trong đề tài do không khống chế cao độ nên sử dụng trực tiếp mặt đƣờng cũ để tính toán giá thành xây dựng. Dây chuyền công nghệ thi công đƣợc thực hiện theo các bƣớc sau:
Cày xới mặt đƣờng (bằng máy cày).
Làm nhỏ đất bằng máy bừa (Máy bừa + đ kéo 75cv).
Rải xi măng (1 nhân công 2,5/7).
Trộn hỗn hợp đất xi măng: Máy bừa+ đ kéo75cv + 1nhân công 2,5/7 tƣới ẩm.
San phẳng mặt đƣờng: 1 nhân công 2,5/7 dùng trang san mặt đƣờng.
Lu lèn: Máy lu 6 -8 Tấn.
kiểm tra.
Để đơn giản cho việc tính toán giá thành cho cả tuyến chúng ta tính toán khối lƣợng vật liệu, công nhân, số ca máy… cho 100m2 mặt đƣợng với vật liệu đã đƣợc xác định và tính toán ở trên.Giả định hoàn thành 100m2
đƣờng gia cố xi măng trong 1 ca làm việc (8 giờ).
Tính khối lƣợng hỗn hợp đất gia cố xi măng.
M = S.h (m3). (6-4) Trong đó: S- diện tích mặt đƣờng cần thi công, S = 100 (m2).
h- Chiều dày áo đƣờng, h = 12cm. M = 100.0,12 = 12(m3).
Với đất gia cố đƣợc đầm chặt thì dung trọng của nó lấy bằng dung trọng lớn nhất cho công tác đầm nén là 1,79g/cm2. Do đó khối lƣợng xi măng cần thi công là: ). ( 2 , 1933 10 10 . 79 , 1 . 09 , 0 . 12 ' 6 3 kg M
Giá thành để xây dựng 100m2 mặt đƣờng bằng vật liệu đã nghiên cứu là: T = T1 + T2+ T3 (6-5) Trong đó: T1- Chi phí vật liệu. T2- Chi phí nhân công. T3- chi phí máy móc.
Do đất đƣợc sử dụng mặt đƣờng cũ để gia cố nên việc tính toán chi phí về vật liệu đề tài chỉ tính chi phí cho xi măng cần thiết để xây dựng mặt đƣờng gia cố.
T1 = 1393,2 * 559 = 778798,8 (đồng)
Tính toán định mức hao phí về lao động:
Tính toán hao phí về lao động là tính toán hao phí cho 3 nhân công 2,5/7 (1nhân công rải xi măng + 1 nhân công tƣới nƣớc +1 nhân công san phẳng mặt đƣờng trƣớc khi lu lèn) làm việc trong 1 ngày hoàn thành công việc 100m2
. T2 = 3 * 52100 = 156300 (đồng)
Tính toán định mức hao phí về máy, thiết bị thi công:
T3 = Tv + Tc + Tlđ + Ttr + Tll
Trong đó: Tv - Hao phí về vận chuyển xi măng ra hiện trƣờng 152.277,78 393849 * 2 1 * 2,5 1,9332 Tv (đồng).
Tc - Hao phí cày xới mặt đƣờng. Tc = 108.830 (đồng). Tlđ - Hao phí làm nhỏ đất. Tlđ =386.660 (đồng). Ttr - Hao phí trộn hỗn hợp đất xi măng. Ttr = T lđ = 386.660 (đồng). Tll - Hao phí lu lèn. Tll = 823.850 (đồng). T3 = 152.277,78 + 108.830 +2* 386.660 + 823.850 = 1.858.277,8 (đồng). T = T1 + T2+ T3 = 778798,8 + 156300 +1.858.277,8 = 2.793.377 (đồng).
Vậy tổng hao phí để làm 100m2 mặt đƣờng cấp phối đất gia cố xi măng là hai triệu bẩy trăm chin mƣơi ba ngàn ba trăm bẩy mƣơi bẩy đồng.
6.2.3. So sánh các chỉ tiểu kinh tế với các loại mặt đƣờng giao thông nông thôn thƣờng dùng hiện nay
Thành phần công việc: Rải đá, san đá, tƣới nƣớc, bù đá, lu lèn, rải lớp cát bảo vệ mặt đƣờng, bảo dƣỡng mặt đƣờng 1 tháng. Vận chuyển vật liệu trong phạm vi 30m.
Đơn vị tính cho 100m2
Mã hiệu Công tác xây lắp
Thành phần
hao phí Đơn vị h=12cm Đơn giá
(đ) Thành tiền (đ) EC.111 Làm đƣờng đá dăm nƣớc Vật liệu Đá 46 m3 15,83 94864 1501697,12 24 m3 0,43 121531 52258,33 12 m3 0,44 122531 53913,64 0,51 m3 0,59 89197 52626,23 Cát chuẩn m3 3,14 100019 314059,66 Nhân công 2,7/7 Công 12,57 53600 673752
Máy thi công
Máy lu 8,5 T ca 2,05 537501 1101877,05
Máy khác % 5 55093,8525
Tổng 3.805.277,88
b. Mặt đường đá dăm láng nhựa
Thành phần công việc: Rải đá dăm tiêu chuẩn, lu lèn đến giai đoạn 3 (đã bao gồm lớp bảo vệ mặt đƣờng ), nấu nhựa, tƣới nhựa, rải đá, lu lèn, bảo dƣỡng mặt đƣờng 10 ngày. Vận chuyển vật liệu trong phạm vi 30m.
Đơn vị tính cho 100m2
Mã hiệu Công tác xây lắp Thành phần hao phí Đơn vị h=12c m Đơn giá (đ) Thành tiền (đ) EC.300, Làm đƣờng đá dăm láng nhựa tiêu chuẩn 3kg/m2 Vật liệu 301 Đá 46 m3 15,8 94864 1498851,2 24 m3 0,43 121531 52258,33 12 m3 2,44 122531 298975,64 0,51 m3 1,09 89197 97224,73 Nhựa bi tum kg 321 6311 2025831 Củi kg 260 300 78000
Nhân công 3,2/7 Công 11,44 57459 657330,96 Máy thi công
Máy lu 8,5 T ca 1,85 537501 994376,85 5.702.848,7
Thành phần công việc: Làm rãnh thoát nƣớc, rải cấp phối, lu lèn (bao gồm bảo vệ mặt đƣờng). Tƣới lớp dầu ma rút hoặc nhựa pha dầu, nấu nhựa (kể cả đục thùng lấy nhựa). Tƣới nhựa, rải đá sỏi, lu lèn, bảo dƣỡng mặt đƣờng 10 ngày. Vận chuyển vật liệu trong phạm vi 30m.
Đơn vị tính cho 100m2
Mã hiệu Công tác xây lắp Thành phần
hao phí Đơn vị lƣợng khối Đơn giá (đ) Thành tiền (đ) EC.600, Làm mặt đƣờng cấp phối láng nhựa tiêu chuẩn 3,5kg/m2 Vật liệu 611 Cấp phối m3 17,2 25000 430000 Dầu ma rút kg 25,4 5479 139166,6 Đá 12 m3 3,26 122531 399451,06 Đá 0,51 m3 0,5 89197 44598,5 Nhựa bi tum kg 374,5 6311 2363469,5 Củi kg 320 500 160000
Nhân công 3/7 Công 9,81 55758 546985,98 Máy thi công
Máy lu 8,5 T ca 2,1 537501 1128752,1
Tổng 5.212.423,74
d. Mặt đường đá dăm kẹp đất
Thành phần công việc: Rải đá và đất trộn đá mạt, lu lèn. Tƣới nƣớc, bù chèn đá, đất, rải lớp bảo vệ. Vận chuyển vật liệu trong phạm vi 30m. Bảo dƣỡng đƣờng 1 tháng. Đơn vị tính 100m2 Mã hiệu Công tác xây lắp Thành phần hao phí Đơn vị h=12cm Đơn giá (đ) Thành tiền (đ) EC.711 Làm đƣờng đá dăm kẹp đất Vật liệu Đá 46 m3 15,83 94864 1501697,12 Đá 0,51 m3 1,96 89197 174826,12 Đất đỏ m3 6,07 2500 15175 Nhân công 3/7 Công 16 55758 892128
Máy thi công
Máy lu 8,5 T ca 1,2 537501 645001,2
Máy khác % 5 32250,06
Tổng 3.261.077,5
So sánh với 4 loại áo đƣờng nông thôn thƣờng dùng hiện nay tôi nhận thấy giá thành xây dựng của các loại áo đƣờng này là rất đắt từ 3 đến 6 triệu cho
100m2, trong khi đó giá thành xây dựng cho mặt đƣờng cấp phối đất gia cố xi măng cho 100m2
chỉ là 2.793.376,6 (đồng). Do đó việc sử dụng mặt đƣờng đất gia cố xi măng ở các tuyến đƣờng giao thông nông thôn là rất hợp lý.
KẾT LUẬN
Qua thời gian làm việc nghiêm túc và khẩn trƣơng đề tài thu đƣợc một số kết quả sau:
Xác định đƣợc thành phần hạt, giới hạn dẻo chảy của các mẫu đất. Qua đó dựa vào tiêu chuẩn phân loại đất hiện hành, đề tài xác định đƣợc tên loại đất nghiên cứu.
Xây dựng đƣợc quan hệ giữa độ ẩm đầm nén và khối lƣợng thể tích khô của các loại đất nghiên cứu và đƣợc thể hiện qua phƣơng trình tƣơng quan và đồ thị biểu thị mối quan hệ của chúng; từ đó xác định độ ẩm tối ƣu và khối lƣợng thể tích khô lớn nhất của đất tại khu vực nghiên cứu.
Xây dựng đƣợc phƣơng trình tƣơng quan và đồ thị quan hệ giữa hàm lƣợng xi măng với cƣờng độ chịu nén. Dựa vào đồ thị và các yêu cầu kỹ thuật của mặt đƣờng mà đề tài đã xác định đƣợc tỷ lệ xi măng pha trộn hợp lý là 9%.
Xây dựng đƣợc phƣơng trình tƣơng quan và đồ thị quan hệ giữa độ ẩm thi công với cƣờng độ chịu nén. Từ phƣơng trình tƣơng quan đề tài xác định đƣợc độ ẩm thi công tối ƣu là từ 27- 29%.
Xác đinh đƣợc giá thành xây dựng mặt đƣờng bằng vật liệu đã nghiên cứu và giá thành cho các loại mặt đƣờng thƣờng dùng ở nông thôn hiện nay. So sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mặt đƣờng cấp phối gia cố xi măng và các loại mặt đƣờng thƣờng dùng ở nông thôn hiện nay thì việc sử dụng mặt đƣờng cấp phối đất gia cố xi măng trong thời gian tới là rất hợp lý.
Trong quá trình làm đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót kính mong đƣợc thầy cô và bạn đọc tham gia, góp ý để những bài viết của tôi sau này đƣợc tốt hơn và có đƣợc nhiều kinh nghiệm hơn sau khi ra làm việc ngoài nhà trƣờng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Quang Chiêu, Phạm Huy Khang, Xây dựng mặt đường ô tô, NXB Giao thông vận tải.
2. GS.TS. Dƣơng Học Hải, Giáo trình xây dựng mặt đường ô tô, NXB Giáo dục.
3. Bộ giao thông vận tải, Hướng dẫn xây dựng cầu đường giao thông nông thôn và miền núi, NXB Giao thông vận tải.
4. Nguyễn Ngọc Bích, Lê Thị Thanh Bình,Vũ Đình Phụng, Đất xây dựng- Địa chất công trình và Kỹ thuật cải tạo đất trong xây dựng (2001), NXB Xây dựng.
5. Lê Tấn Quỳnh - Nguyễn Quang - Trần Việt Hồng, Đất và Vật liệu xây dựng (1995), NXB Nông nghiệp.
6. Đặng Văn Thanh, Bài giảng Đất và vật liệu xây dựng
7. Đặng Văn Thanh, Nghiên cứu ảnh hưởng độ chặt, độ ẩm đến mô đun đàn hồi của đất dùng đắp nền đường lâm nghiệp khu vực Lương Sơn - Hoà Bình, (Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật, Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp 2007).
8. Trần Văn Toàn- Đinh Văn Xuyền, Nghiên cứu mối quan hệ giữa độ chặt và mô đun đàn hồi của đất dùng đắp nền đường khu vực núi Luốt- Trường Đại học Lâm nghiệp, (Chuyên đề nghiên cứu khoa học 2007).
9. Vi Văn Thắng, Xác định tỷ lệ xi măng pha trộn tối ưu giữa đất và chất kết dính ( xi măng) để làm mặt đường nông thôn khu vực thôn Bùi Trám xã Hoà Sơn huyện Lương Sơn tỉnh Hoà Bình, ( Khoá luận tốt nghiệp 2001).
10. Bộ Xây dựng, Tiêu chuẩn Việt Nam (1993), Đất xây dựng- phân loại,
TCVN 5747-1993, NXB Xây dựng, Hà Nội.
11. Bộ Giao thông vận tải, Tiêu chuẩn ngành (1993), Quy trình thiết kế áo đường mềm, 22TCN 211-93, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội.
12. Bộ Giao thông vận tải,Tiêu chuẩn ngành (2006), Quy trình đầm nén đất, đá dăm trong phòng thí nghiệm, 22 TCN 333 - 06, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội.
13.Bộ Giao thông vận tải, Tiêu chuẩn ngành (1984), Quy trình thí nghiệm phân tích nhanh thành phần hạt của đất trong điều kiện hiện trường, 22TCN 66-4.
14. Bộ Xây dựng, Tiêu chuẩn Việt Nam (1991), Đất xây dựng - Phương pháp lấy, bao gói, vận chuyển và bảo quản mẫu, TCVN 2683-1991.
15. Bộ Xây dựng, Tiêu chuẩn Việt Nam (1995), Đất xây dựng - Phương pháp xác định giới hạn dẻo và giới hạn chảy trong phòng thí nghiệm, TCVN 4197-1995.
16. Bộ Xây dựng, Tiêu chuẩn Việt Nam (1995), Đất xây dựng - Các phương pháp xác định thành phần hạt trong phòng thí nghiệm, TCVN 4198-1995.
17. Bộ Xây dựng, Tiêu chuẩn Việt Nam (1995), Đất xây dựng - Phương pháp xác định độ chặt tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm, TCVN 4201-1995.
18. Bộ Giao thông vận tải, Tiêu chuẩn ngành (1984), Quy trtình thí nghiệm Đất gia cố bằng chất kết dính vôi xi măng, 22TCN 59-84.
MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ ... 2
Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ... 3
1.1. Mục tiêu, các cơ sở lý thuyết và các phƣơng pháp gia cố đất ... 3
1.1.1. Mục tiêu và các phƣơng pháp gia cố đất ... 3
1.1.2. Cơ sở lý thuyết và ảnh hƣởng của các yếu tố khác nhau đến quá trình gia cố đất ... 5
1.2. Khái quát chung về cấp phối đất gia cố xi măng ... 9
1.2.1. Khái niệm về đất gia cố xi măng ... 9
1.2.2. Các yêu cầu sử dụng cấp phối đất gia cố xi măng ... 10
Chƣơng 2 MỤC TIÊU, PHẠM VI. NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 15
3.1. Mục tiêu ... 15
3.2. Phạm vi nghiên cứu ... 15
3.3. Nội dung nghiên cứu ... 15
3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ... 15
Chƣơng 3 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VỊ TRÍ LẤY MẪU ĐẤT... 17
3.1. Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu ... 17
3.1.1. Địa lý và địa hình... 17
3.1.2. Khí hậu thuỷ văn ... 17
3.1.3. Kinh tế - văn hoá - xã hội ... 18
3.1.4. Đất đai trong khu vực nghiên cứu ... 19
3.1.5. Mạng lƣới giao thông ... 20
3.2. Xác định vị trí lấy mẫu đất ... 20
3.2.1. Yêu cầu kĩ thuật của đất sử dụng gia cố xi măng làm đƣờng giao thông nông thôn ... 20
3.2.2. Những vị trí lấy mẫu đất và phƣơng pháp lấy mẫu: ... 21
4.1. Phân tích thành phần hạt của đất ... 22 4.1.1. Cơ sở lí thuyết ... 22 4.1.2. Phạm vi ứng dụng ... 22 4.1.3. Các dụng cụ thí nghiệm ... 23 4.1.4. Tiến hành thí nghiệm ... 23 4.1.5. Xử lý kết quả thí nghiệm ... 24
4.2. Xác định giới hạn dẻo, giới hạn chảy của đất ... 26
4.2.1. Phƣơng pháp xác định giới hạn dẻo của đất ... 26
4.2.2. Phƣơng pháp xác định giới hạn chảy của đất ... 27
4.2.3. Kết quả và nhận xét ... 29
4.3. Quan hệ độ ẩm đầm nén và khối lƣợng thể tích khô của đất ... 30
4.3.1. Nguyên lí của phƣơng pháp ... 30
4.3.2. Nội dung thí nghiệm ... 32
4.3.3. Xử lí kết quả thí nghiệm ... 34
4.3.4. Kết quả thí nghiệm ... 35
Chƣơng 5 XÁC ĐINH TỶ LỆ XI MĂNG PHA TRỘN VÀ ĐỘ ẢM THI CÔNG TỐI ƢU ... 39
5.1. Xác định hàm lƣợng xi măng pha trộn... 39
5.1.1. Lựa chọn xi măng và tỷ lệ xi măng pha trộn ... 39
5.1.2. Cƣờng độ chịu nén của cấp phối đất gia cố xi măng... 40
5.1.3. Vẽ đồ thị và lập phƣơng trình tƣơng quan ... 42
5.1.4. Kết luận, nhận xét ... 47
5.2. Xác định độ ẩm thi công tối ƣu ... 47
5.2.1. Nội dung thí nghiệm ... 48