Phương pháp thi công nền đường trên cọc cát và rãnh cát được tiến hành theo trình tự sau:
- Công tác chuẩn bị bao gồm cắm tuyến, dọn sạch cây cối và lên ga phóng dạng nền đường.
- Đắp một phần nền đắp chiều cao khoảng 0,4-0,6m ở trên bề mặt đất lầy để cho bảo đảm máy và phương tiện có thể đi lại trên nó. Đất dùng để đắp phải là đất cát thoát nước tốt khi làm rãnh cát thì không nên đắp phần nền này mà tổ chức cho máy đào đi trực tiếp trên đất lầy hoặc trên các tấm lát di động.
- Tiến hành làm cọc cát và rãnh cát.
- Đắp nền đắp tới độ cao tính toán có dự phòng lún theo các phương pháp thông thường và tiến hành nén chặt đất. Công tác hoàn thiện nên đường chỉ tiến hành sau khi nền đất yếu đã đạt mức độ lún yêu cầu. Để thi công cọc cát, thường dùng các thiết bị đặc biệt bảo đảm tạo thành lỗ đường kính 30-40cm trong đất yếu để đổ cát vào.
Theo kinh nghiệm thi công của Liên Xô thuận tiện hơn cả là dùng các thiết bị sau (hình 10-9). - Máy đào có cần dài э-505 hoặc э-801 có trang bị xích rộng để đi trên nền đất yếu.
- Cọc ống ở phía trên có bộ phận để đặt máy chấn động và có phễu để đổ cát sau khi đã đóng cọc ống xuống tầng đất đủ cường độ. Đầu cuối cọc ống được cấu tạo bằng bốn lá chắn có vòng giữ. Nhờ có cấu cạo này mà khi rút cọc ống lá chắn được mở ra và cát được nằm lại trong nền đất yếu (hình 10-10). Sơ đồ thiết bị để thi công cọc cát được trình bày trên hình 10-9.
Các loại máy chấn để hạ cọc ống xuống nền đất yếu cần phải có lực kích thích từ 10-20T, thí dụ như máy ВП- 4, БΤ-104, ΒП-2 của Liên Xô. Ngoài ra còn cần máy phát điện công suất khoảng 30kW để chạy máy chấn động, máy đào loại nhỏ (0,15m3) để cho cát vào phễu của cọc ống. Khi gặp đất lầy có độ chặt lớn thì cần phải có thiết bị tạo thành lỗ trước để khi hạ cọc ống được dễ dàng.
Năng suất của các thiết bị nói trên khi thi công cọc cát như sau (theo Epghênhép): - Chiều sâu cọc cát 5m là 31,1 cọc cát/kíp.
- Chiều sâu cọc cát 6m là 28,2 cọc cát/kíp. - Chiều sâu cọc cát 8m là 23,7 cọc cát/kíp. - Chiều sâu cọc cát 10m là 20,5 cọc cát/kíp.
Yêu cầu đối với cát làm cọc cát phải được xác định theo tính toán nhưng hệ số thấm nước k không nhỏ hơn 3m/ngày đêm để tránh cho cọc cát khỏi bị tắc.
Kỹ thuật thi công rãnh cát đơn giản hơn nhiều so với thi công cọc cát, bởi vì trong trường hợp này, không cần các thiết bị đặc biệt. Để đào rãnh người ta thường dùng các loại máy đào gầu nghịch hoặc gầu dây có trang bị xích rộng để đi lại trên lầy và dùng máy ủi để đẩy đất cát xuống rãnh. Yêu cầu đối với cát làm rãnh cũng thấp hơn so đất làm cọc. khi làm rãnh có thể dùng các loại cát hạt nhỏ lẫn bụi. Đó là ưu điểm chính của phương pháp rãnh cát. Sơ đồ bố trí rãnh cát được trình bày trên hình 10-11.
Ngoài việc dùng rãnh cát, người ta còn dùng rãnh thoát nước bằng cáctông. Rãnh cáctông gồm có hai lớp cáctông ở ngoài và một lớp cáctông có nếp ở giữa (hình 10-12). Cáctông cần được xử lý trước để tránh bị phân hủy trong đất lầy. Thí nghiệm cho thấy rằng hiệu quả của rãnh cáctông dày 25cm tường đương với cọc cát đường kính 5cm. Rãnh cáctông được sử dụng phổ biến ở Thụy Sĩ và có ưu điểm rất lớn là khi thi công nhanh chóng, đơn giản và giá thành hạ.
Khi thi công nền đường trên đất yếu cần có biện pháp theo dõi độ lún của nền đất yếu hoặc theo dõi áp lực nước.
Sơ đồ bố trí thiết bị theo dõi độ lún và áp lực nước được trình bày trên hình 10-13. Hiện tượng cố kết được xem là chấm dứt khi áp lực nước không vượt quá 10% áp lực ban đầu (trước khi làm nền đường).
Việc theo dõi như vậy cung cấp thêm tài liệu và giúp ích nhiều cho việc đánh giá kết quả biện pháp thi công đã dùng hoặc đề ra các biện pháp thi công mới lúc cần thiết.
§2. Xây dựng nền đường qua vùng đồng chiêm
Ở đồng bằng Bắc bộ nước ta có những vùng đồng chiêm ngập lụt quanh năm. Việc xây dựng nền đường qua các vùng đó gặp những khó khăn lớn về phương pháp thi công cũng như về biện pháp bảo đảm ổn định cho nền đắp.
Đất vùng đồng chiêm ở lớp trên thường là loại bùn lỏng phù sa dùng để trồng trọt, chiều dày trung bình 30- 50cm, có khi lên tới hàng mét. Ở lớp đất dưới phần lớn là loại đất sét có tính dính lớn. Độ ẩm theo trọng lượng (tỷ số giữa nước và trọng lượng toàn bộ) thường vượt quá 90%.
Đối với các loại đất trên, việc sử dụng máy thi công để xây dựng nền đắp và để nén chặt đất đều không thực hiện được mà phương pháp thi công chủ yếu là phương pháp thủ công. Trong trường hợp này cũng có thể dùng biện pháp chở đất khoáng từ nơi khác đến và thường là khá xa để xây dựng nền đường, nhưng rõ ràng đó là biện pháp không kinh tế mấy.
Theo các kết quả nhiên cứu ở nước ta (*), môđun biến dạng của các loại đất đó phụ thuộc chủ yếu vào giới hạn lăn (Đặc trưng cho loại đất) và hệ số độ rỗng ban đầu (đặc trưng cho trạng thái).
Đất có giới hạn lăn càng cao, hệ số độ rỗng ban đầu càng ít thì có mô đun biến dạng càng lớn. Kết luận đó có thể là căn cứ đầu tiên để đánh giá sơ bộ các loại đất vùng đồng chiêm. Những kinh nghiệm đắp đất của nhân dân ta ở vùng đồng chiêm và những nghiên cứu tính chất hóa lý của đất sét đã chỉ rõ ràng qua vùng đồng chiêm có thể xây dựng nền đắp ổn định sau một thời gian ngắn để không làm gián đoạn dây chuyền thi công mặt đường.
Để đảm bảo được yêu cầu đó, khi đắp đất qua vùng đồng chiêm cần chú ý các biện pháp sau:
- Đất sét được xắn thành từng hòn to và đắp từ tim đường đi ra và có thể đẩy bùn ra phía ngoài.
- Khi đắp phải vật mạnh hòn đất sét để bảo đảm cho các hòn đất dính chặt vào nhau và ít kẽ hở. Có thể đổ thêm các hạt đất sét khô vào chỗ tiếp giáp giữa các đầu hòn đất để giảm kẽ hở giữa chúng.
Sau khi đắp xong cần cần có biện pháp theo dõi độn lún và sau hai ba tháng thì dùng máy để nén chặt bề mặt nền đường trước khi tiến hành công tác làm mặt đường.
Taluy nền đắp ở vùng đồng chiêm thường bị phá hủy do sóng nước đập vào. Vì vậy cần gia cố nó bằng đất hữu cơ lên bề mặt taluy và tiến hành trồng cỏ hoặc bỏ đá hộc, xếp đá khan v,v… (xem chương XI).
§3. Đặc điểm xây dựng nền đường trong thành phố và công tác đất ở sân bay
Kỹ thuật thi công đất để xây dựng nền đường trong thành phố và xây dựng sân bay cũng giống như kỹ thuật thi công nền đường nói chung. Sự khác nhau chủ yếu giữa chúng là phương pháp tổ chức thi công.
Trong thành phố ngoài nền đường còn phải xây dựng các quảng trường khá rộng và tổ chức thi công công tác đất thường phức tạp hơn do có nhiều công trình ngầm nằm dưới nền đường . Đất để xây dựng nền đường thành phố cũng phải vận chuyển từ xa đến, do đó số lượng ô tô vận chuyển cần nhiều hơn. Ngoài ra, yêu cầu bảo đảm vệ sinh trong thành phố đòi hỏi phải dùng những biện pháp kỹ thuật tiên tiến chống bụi, chống lầy, bảo đảm thoát nước tốt và biện pháp thi công nhanh gọn.
Công tác ở sân bay được tiến hành trên một diện tích khá rộng với khối lượng đào đắp đất lớn hàng chục vạn mét khối, có khi đến hàng triệu mét khối. Các công trình trong sân bay chiếm diện tích lớn, lại yêu cầu độ dốc nhỏ nên vấn đề bảo đảm thoát nước trong khi thi công phải rất được chú ý. Trong sân bay khối lượng đào đất làm mương rãnh, đường ống dẫn nước nhiều, vì vậy cần tăng cường các loại máy đào mương. Công tác đào và rải đất hữu cơ trong sân bay được tiến hành ở mọi chỗ không có công trình nhân tạo để trồng cỏ ở những nơi đó nhằm mục đích chống bụi, gia cố nền đất. Công tác xây dựng sân bay tập trung hơn so với công tác xây dựng đường sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc lập kế hoạch tổ chức thi công.