Khi thi công nền đường thì phải tiến hành công tác: xới, đào, vận chuyển, san, đầm nén và hoàn thiện nền đường phù hợp với thiết kế, cho nên thường phải dùng nhiều loại máy khác nhau phố
Trang 1CHƯƠNG 4 THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY
$.1 - NGUYÊN TẮC CHỌN VÀ SỬ DỤNG MÁY TRONG THI CÔNG
NỀN ĐƯỜNG
Khi thi công nền đường thì phải tiến hành công tác: xới, đào, vận chuyển, san, đầm nén và hoàn thiện nền đường phù hợp với thiết kế, cho nên thường phải dùng nhiều loại máy khác nhau phối hợp với nhau
+ Với các công tác chính như: đào, đắp, vận chuyển, đầm lèn…thì cần dùng các loại máy chính
+ Với các công tác phụ có khối lượng nhỏ như: máy xới, san, hoàn thiện thì dùng máy phụ
1 Khi chọ n máy phải chọn máy chính trước, máy phụ sau, trên nguyên tắc máy phụ phải đảm bảo phát huy tối đa năng suất của máy chính.
Ví dụ:
Thi công nền đào chữ L
- Công tác chính: đào đất -> Máy chính: máy xúc, ủi
- Công tác phụ: xới đất, vận chuyển đất, lu lèn -> máy phụ: xới, san, lu
2 Khi chọ n máy, phải xét một cách tổng hợp: tính chất công trình, điề u kiện thi công khả năng cung cấp máy móc đồng thời phải tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuậ t.
Tính chấ t công trình bao gồm:
+ Loại nền đường(đào hay đắp)
+ Chiều cao đào đắp Ví dụ, khi lấy đất từ thùng đấu để đắp, khi chiều cao đắp h<0.75m thì có thể dùng máy san, h<1.5m dùng máy xúc có băngchuyền hoặc máy ủi, nếu h>1.5m thì dùng máy xúc chuyển Chiều cao đào nên là
bội số của chiều cao đào hiệu quả của máy
+ Cự ly vận chuyển: L < 100m: máy ủi; L < 500m: xúc chuyển có công suất nhỏ(3-6m3
) hoặc L<1000m nếu máy xúc chuyển có dung tích lớn; L>1000m: dùng máy xúc + ôtô vận chuyển
+ Khối lương công việc và thời hạn thi công: nếu khối lượng công việc lớn hoặc cần thi công nhanh thì chọn máy có năng suất lớn còn nếu khối lượng công việc nhỏ hoặc không cần bị khống chế về thời gian thi công thì chọn máy có
năng suất nhỏ
Điều kiện thi công bao gồm:
+ Loại đất(mềm hay cứng, lẫn đá hay không )
+ Điều kiện địa chất thủy văn + Điều kiện thoát nước mặt
Trang 2+ Điều kiện vận chuyển(độ dốc mặt đất trạng thái mặt đường, địa hình địa vật v.v )
+ Điều kiện khí hậu(mưa ,nắng,gió ,nhiệt độ ,sương mù v.v ) và+ Điều kiện cung cấp vật liệu cho máy làm việc
Điều kiện thi công có ảnh hưởng rất lớn tới việc chọn máy, nhất là đối với máy chính Đối với đất sét lẫn đá hay đất tương đối cứng có thế dùng máy đào Máyxúc chuyển chỉ có thể thi công đất ứng với năng suất cao sau khi đã được xới tơi.Đối với công tác đào đất ngập nước, dùng máy đào gầu dây thì thích hợp hơn cácloại máy khác
- Trong cùng một điều kiện thi công và tính chất công trình nhưnhau, có thể
có nhiều phương án chọn máy khác nhau thì phải tiến hành so sánh kinh tế để chọn
T - Thời gian làm việc trong một ca(8 tiếng)
Kt - Hệ số sử dụng thời gian: xét đến thời gian dừng máy và thời gian máy không được sử dụng hoàn toàn gồm thời gian đi đến địa điểm làm việc, thòigian quay về nơi để máy, thời gian nghỉ của công nhân lái máy, thời gian điều máy trong quá trình làm việc, thời gian cho dầu, nước vào máy
Q- Khối lượng công việc hoàn thành được trong một chu kỳ làmviệc(m; m2 hay m3)
t- Thời gian của một chu kỳ làm việc để hoàn thành khối lượng công việc Q
Muốn tăng năng suất có thể có các biện pháp sau:
- Tăng số ca làm việc trong một ngày để tăng năng suất làm việc trong một ngày(2 hoặc 3 ca)
- Tăng hệ số sử dụng thời gian Kt Thông thường người ta nên tận dụng tối đa thời gian làm việc của máy thi công để tăng hiệu suất làm việc của máy trong một
Trang 3công thực tế để lực chọn máy có năng suất phù hợp đồng thời với mỗi loại máy, có thể lắp thêm các thiết bị phụ trợ để làm giảm rơivãi trong quá trình làm việc
- Rút ngắn thời gian của một chu kỳ làm việc để hoàn thành khối lượng công việc Q Muốn tăng năng suất thì phải cố gắng làm giảm thời gian làm việc của một chu kỳ bằng cách:
+ Công nhân lái máy cần được huấn luyện thành thạo, có kỹ thuật cao.+ Nâng cao tinh thần trách nhiệm của người lái máy
+ Xác định phương pháp thi công hợp lý
+ Chọn sơđồ làm việc của máy hợp lý
PHẠM VI SỬ DỤNG CỦA MỘT SỐ MÁY CHỦ YẾU
Máy ủi
+ Làm đ ường tạ m
+ Ngả cây ,nhổ gố c
+ Rãy cỏ đ ào lớp hữu cơ
+ San cho dố c thoả i
+ Lấ p hồ ,lấ p mương rãnh
+ Đào đắ p nề n đ ường cao dưới 3m + Đào đấ t
+ Vậ n chuyể n đấ t đ á tới 100m +Đào nề n đ ường hình thang, tam giác và
nề n đườ ng nửa đào ,nửa đắ p
+ San sơbộ mặ t đấ t + Tu sửa thùng dấ u + Đầ m nén đ ấ t + Đẩ y máy xúc chuyể n + Đào cấ p
+ Hót đ ấ t sụt + Kéo xe, kéo máy
Máy xúc
chuyể n
+ Rãy cỏ , đào đắ p lớp hũu cơ
+ Đào đấ t + Đắ p đấ t + Vậ n chuyể n đấ t trong phạ m vi 60- 700m
+ San sơbộ mặ t đấ t + Tu sửa thùng dấ u
+ Đào nề n đường sâu tớ i 0,6m + Đào nề n nửa đào nửa đ ắ p
+ Gọt taluy + Đào rãnh thoát nư ớc + San bằ ng mặ t đầ t + Tạ o đ ộ khum và đ ộ nghiêng
+ Đào hố ,đ ào hào + Đào đấ t dướ i nướ c + Vét bùn
CHỌN MÁY CHÍNH VÀ PHỤ TRONG CÔNG TÁC LÀM DẤT
Lực lượng hợp lý Loại nề n đường
và điề u kiệ n
vận chuyể n
Chiề u cao đào đắp(m)
Cự ly
vậ n chuyể n(
+ San tự hành hay kéo theo + Máy ủi(đề đào, vậ n chuyể n
đ t)
+ Máy ủ i hoặ c máy san(để san
đ t) + Lu bánh lố p hoặ c con lă n kéo theo máy ủi(đ ể lu lèn đ ấ t)
Trang 4Nề n đắ p từ một
hoặ c hai bên
rãnh vào
Tới 2 Tới 100 Không cóđá
+ Máy ủi(để đào và vậ n chuyể n và san đ ấ t)
+ Máy ủ i hoặ c máy san để san
đ t + Các loạ i lu nhưtrên(để lu lèn đ ấ t)
+ Máy ủ i hoặ c xúc chuyể n(đ ể
đ ào và vậ n chuyể n và san đấ t)
+ Các loạ i lu nhưtrên(để lu lèn đ ấ t)
+ Máy ủi vạ n nă ng(để san đ ấ t
và sửa đ ường cho máy xúc chuyể n)
+ Các loạ i lu nhưtrên
500-1000
Không có đá
+ Xúc chuyể n kéo theo hoặ c xúc chuyể n tự hành (để đào và
vậ n chuyể n đấ t) + Máy ủi(để đẩ y sau cho xúc chuyể n)
+ Máy ủi vạ n nă ng(để san đ ấ t
và sửa đường đi cho máy xúc chuyể n)
+ Các loạ i lu nhưtrên
-nt-+ Máy đ ào 1 gầ u dung tích 0,5-1m3 để đ ào
+ ôtô ben(để vậ n chuyể n)
+ Máy ủi(để san đấ t và sửa
đ ường) + Các loạ i lu nhưtrên
+ Máy ủi(để đào và vậ n chuyể n)
+ Máy ủi lắ p thêm một tấ m chắ n(đ ể vậ n chuyể n tiế p nế u
cự ly 100m)
+ Máy hơ i ép và máy khoan(đ ể hỗ trợ khi gặ p đá) + Các loạ i lu nhưtrên
300 Có lẫn đá
+ Máy xúc một gầ u để đ ào + Goòng hoặ c máy kéo bánh lốp có rơ-moóc hoặ c ôtô ben
đ vậ n chuyể n)
+ Máy hơi ép và búa khoan(để
hỗ trợ khi gặ p đá) + Các loạ i lu nhưtrên
+ Các loạ i lu nhưtrên
Không có hoặ c có lãn
ít đá
+ Máy xúc mộ t gầ u dung tích 0,5-1m3(đ ể đ ào và đ ổ đ ấ t) + Máng đổ đất
- - -
-Đấ t -nt- -nt- -nt-
-nt-+ San tự hành hoặ c máy xúc
gầ u bào + San tự hành với lưỡ i phụ hoặ c máy súc gầ u nhỏ + Máy xúc hoặ c máy ủ i với thiế t bị con lă n
+ Máy san hoặ c máy xúc gầ u bào
+ Máy san
Trang 5$.2 - SỬ DỤNG MÁY XỚI TRONG CÔNG TÁC XÂY DỰNG NỀN
xới cũng được
- Chiều sâu xới thường từ 0,15 - 0,50m; có thể xác định bằng phương pháp thínghiệm, cũng có thể tính theo công thức sau: ,
(m) bK
g f F
h - Chiều sâu xới đất,(m) ,
F - Sức kéo của ,máy kéo,(kG);
f - Hệ số ma sát của sắt đối với đất,(kG/t);
g- Trọng lượng máy xới,(t);
b - Chiều rộng xới đất,(m);
K - hệ số lực cản của đất:(kG/m2
), đối với đất sét cứng K = 8.000 kG/m2
- Máy xới thường được đùng đối với các loại đất cấp III và IV trở lên
- Khi tiến hành xới đất, tùy theo yêu cầu và phạm vi xới đất mà có những phương án thi công khác nhau
Năng suất của máy xới có thể tính theo công thức sau:
/ca)(mn
.tv10001
K.L.B.H.T
T - Số giờlàm việc trong một ca;
L - Chiều dài đoạn xới,(m);
H - Chiều sâu xới đất(m);
B - Chiều rộng xới của một lần chạy(m);
Kt - Hệ số sử dụng thời gian;
- Hệ số giảm của năng suất đo phải cạo đất bánh ở răng máy xới;
v - Tốc độ chạy của máy(km/h);
t - Thời gian của một lần quay đầu;
n - Số lần xới cần thiết
Trang 6
-$ 3 - THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY ỦI.
Máy ủi hay còn gọi là máy gạt, máy húc, là loại máy có năng suất cao, thi công được trong địa hình khó khăn, nên được dùng phổ biến trong các công trường làm đường Máy ủi thuộc loại máy chủ đạo trong công tác đào và vận chuyển đất
3.1 Phân loạ i máy ủi
Máy ủi thực chất là máy kéo được lắp lưỡi ủi ở phía trước Phân loại máy ủi thường dựa vào cấu tạo của máy
- Dựa vào kích thước của lưỡi ủi, chia làm 3 loại:
+ Máy ủi loại nhỏ(nhẹ) có chiều dài lưỡi ủi 1,7 - 2,0m; công suất động cơ
- Dựa vào phương thức cố định của lưỡi ủi trên máy kéo, chia làm hai loại:
+ Máy ủi thường: lưỡi ủi chỉ có thể di chuyển theo phương vuông góc với trục dọc của máy
+ Máy ủi vạn năng: lưỡi ủi có thể đặt chéo hay nghiêng , do đó máy cóthể vừa ủi, vừa chuyển đất sang một bên, thường được đùng nhiều trong thi công
nền đường đào hình chữ L, đào rãnh
- Dựa vào cấu tạo của bộ phận di động, chia thành:
+ Máy ủi bánh xích: có khả năng làm việc trên các địa hình khó khăn do
có sức bám tốt nhưng tính cơđộng không cao
+ Máy ủi bánh lốp: có ưu điểm là cơđộng, tiêu hao ít năng lượng hơn
- Dựa vào hệ thống điều khiển nâng hạ lưỡi ủi, chia làm hai loại: loại điều khiển bằng dây cáp và loại điều khiển bằng thủy lực
Tuỳ thuộc vào điề u kiện cụ thể mà chọn loại máy ủi cho phù hợp, nhưng nên ưu tiên chọ n máy điều khiể n bằng thuỷ lực.
Trang 7Máy ủ i bánh xích điều khiể n bằng thuỷ lực
3.2 Phạ m vi sử dụng của máy ủi
Máy ủi có thể làm được các công tác sau:
- Đào và vận chuyển đất trong cự ly 100m, tốt nhất là cự ly 10-70m với các nhóm đất từ cấp I - IV
+ Lấy đất từ thùng đấu đắp nền đường cao không quá l,5m, tối đa không quá 3m, với cự ly vận chuyển nhỏ hơn 50m
+ Đào đất ở nền đào đem đắp ở nền đắp với cự ly vận chuyển không quá l00m
+ Đào nền đường hình chữ L trên sườn dốc lớn
- San lấp mặt bằng, hố móng công trình
- Ủi hoặc san rải vật liệu nhưđá dăm, cát, sỏi
- Làm công tác chuyển bị mặt bằng thi công: mở đường tạm, bóc đấthữu cơ,rãy cỏ, đánh cấp, nhổ rễ cây, đào khuôn áo đường, tăng sức kéo cho máy khác, thu
dọn vật liệu
3.3 Các thao tác cơbả n của máy ủi
Khi làm việc, máy ủi thường tiến hành bốn thao tác: xén đất, vận chuyển đất,
rải và san đất
3.3.1 Xén(đ ào) đ ất:
Có thể tiến hành theo 3 sơđồ làm việc sau:
- Đào đất theo lớp mỏng: (Khi dùng máy ủi D - 271 , thể tích đào 2m3
Trang 8+ Thao tác: Điều khiển cho lưỡi ủi cắm sâu vào đất 8 ~ 10cm sau đó cho máy tiến về phía trước khoảng 6-8 m cho đến khi đất đầy trước lưỡiủi.
+ Tận dụng được 50% công suất máy
+ Áp dụng trong trường hợp đào đất cứng, đặc biệt là trên đoạn dốc để tận
dụng thế xuống dốc
+ Thời gian đào khoảng 20s
- Đào đất theo hình thang lệch (nêm):
+ Tận dụng được tới 100% công suất máy
+ Áp dụng trong trường hợp đào đất xốp, mềm
+ Thời gian đào khoảng 5s
- Đào đất theo hình răng cưa.
+ Thao tác: Cắm lưỡi ủi xuống 12 ~ 16 cm, cho máy tiến về phía trước
một đoạn, tiếp tục cắm lưỡi ủi xuống 10 ~ 14 cm, máy tiếp tục tiến về phía trước sau
đó lại cắm lưỡi ủi xuống 8 ~ 10cm và tiến về phía trước cho đến khi đất đầy trước
lưỡi ủi Chiều dài đào theo hình răng cưa khoảng 5 ~ 7m
+ Tận dụng được 95-100% công suất máy
+ Áp dụng trong điều kiện địa hình ở mức trung gian
+ Thời gian đào khoảng 15s
- Thể tích đất trước lưỡi ủi khi xén và vận chuyền đất là:
)(mtg
.K.2
KH.L
r t 2
Q - Thể tích đất ở trạng thái đất chặt trước lưỡi ủi(m3
)
L - Chiều đài lưỡi ủi(m)
H - Chiều cao lưỡi ủi(m)
- Góc ma sát của đất, phụ thuộc vào trạng thái của đất
Trang 9thì máy lùi lại khó khăn, thời gian làm việc trong một chu kỳ tăng, do đó mà năng suất lại giảm.
3.3.2 Vậ n chuyề n đất:
- Khi vận chuyển đất thường rơi vãi sang hai bên hay lọt xuống dưới,cự ly càng xa, lượng đất rơi vãi càng nhiều, năng suất sẽ càng thấp Do vậy cự ly vận chuyển của máy ủi thường quy định không quá l00m
- Để nâng cao năng suất, có thể dùng những biện pháp sau:
+ Đặt lưỡi ủi sâu dưới mặt đất 0,5 - 2cm để tránh đất lọt xuống dưới
+ Lắp tấm chắn ởhai bên lưỡi ủi để giảm đất rơivãi sang hai bên
+ Sử dụng hai hay ba máy ủi song song chuyển đất.(2 lưỡi ủi cách nhau: 0,2-0,5m) Khi dùng hai máy ủi chuyển đất, khối lượng vận chuyển tăng được 15-30%, khi sử dụng ba máy ủi, thì khối lượng vận chuyển tăng được 30 - 50%
+ Khi đào, tạo thành các bờ để giữ đất Chiều rộng bờ thường 0,5 - l,0m,chiều cao bờ thường không lớn l/2 chiều cao lưỡi ủi để đảm bảo sao cho thể tích của
một bờ đất bằng thể tích một lần đào Theo cách này khối lượng vận chuyển tăng được l0 - 30%
3.3.3 Rả i đất và san đất:
Khi rải đất và san đất có thế tiến hành theo hai cách:
- Máy ủi tiến lên phía trước đồng thời nâng lưỡi ủi lúc đó đất được rải theo
từng lớp
- Khi chuyển đất tới nơiđổ đất, máy dừng lại rồi nâng cao lưỡi ủi, sau đó chomáy tiến về phía trước l l,5m rồi hạ lưỡi ủi xuống và lùi lại, đất được san đều Theo cách rải này đất được ép chặt một phần do lưỡi ủi đê lên và giảm được khối
lượng công tác lèn chặt sau này
3.4 Các phư ơng pháp đào đắp nền đường bằng máy ủi
3.4.1 Lấ y đất từ thùng đấu nề n đường.
- Máy ủi thường đắp nền đường cao l,0 -l,5m
+ Nếu chiều cao nền đường nhỏ hơn 0,75m: bố trí thùng đấu cả hai bên cóchiều rộng 5-7m(bằng chiều dài đào đất của của máy ủi) và chiều sâu độ 0,7m
+ Nếu nền đường cao hơn 0,75m, để đảm bảo thoát nước tốt, không nênđào quá sâu, cần phải mở rộng thùng đấu, khi chiều rộng thùng đấu vượt quá 15m, thì nên tiến hành phương pháp phân đoạn đào đất đào phần giáp nền đường trước
rồi tiến dần ra phía ngoài để tạo độ dốc nghiêng thuận lợi cho việc đào những lần sau
- Khi lấy đất từ thùng đấu đắp nền đường có thể tiến hành theo hai cách:
+ Đắp đất theo từng lớp:
Trang 10Trước hết máy ủi chạy dọc vạch rõ phạm vi đắp nên đường để làm
mốc Sau đó máy chạy sang phía thùng đất đào theo sơđồ
Mỗi lớp rải dày 0,2 - 0,3m khống chế bằng khe giữa lưỡi ủi và mặt đất, rải xong máy ủi tiến lền phía trước l,5 - 2,0m để lợi dụng bánh xích lèn ép lớp đất vừa rải xong
Đắp xong được một lớp, máy ủi chạy sang đoạn khác, máy lu đến đầm lèn ở đoạn này
Nếu dùng bản thân máy ủi đế đầm thì sau khi rải được một lớp trên
một đoạn dài tối thiều là 20m sẽ cho máy ủi chạy dọc 3-5 lượt để đầm sau đó lại tiếp
tục đắp phần trên
Đắp nền đường xong, đất còn lại ở thềm đường có thể dùng máy ủi chạy dọc ở thềm đường san bằng, bảo đảm tốc độ dọc và dốc ngang để thoát nước ở thềm, sau đó dùng máy ủi tu sửa thùng đấu theo yêu cầu cần thiết để đảm bảo thoát
nước tốt
+ Đắp theo từng đống:
Theo phương pháp này có thể đố thành từng đống ép chặt với nhau
rồi tiến hành san bằng và lèn ép Chiều dày mỗi lớp quyết định ở lượng đất của mỗi
lần đổ và độ ép chặt của mỗi đống, thường bằng 0,7-1m
Vì mỗi lớp đầm tương đối dày, nên chỉ thích hợp với đất đắp thuộc loại cát vì máy đầm có khả năng đầm được chiều dày lớn So với phương pháp trên,phương pháp này tiết kiệm được thời gian san đất, và giữ được độ ẩm đất tốt hơn,nhưng nếu dùng đất sét đắp, thì chất lượng đầm lèn kém, không nên dùng
3.4.2.1 Đào và vậ n chuyển ngang.
- Đối với nền đường đào hình chữ U, nếu chiều cao không lớn, thì có thể dùngmáy ủi đào và vận chuyển ngang, đất đổ lên đống đất bỏ tại vị trí quy định, cách thi công gần giống nhưphương pháp đào đất từ thùng đấu đắp nền đường
- Nếu độ dốc nghiêng của mặt đất không lớn, thì nên đổ đất sang cả hai bên để giảm cự ly vận chuyển Nếu độ dốc nghiêng của mặt đất tương đối lớn, thì nên đổ đất về phía thấp để tránh máy phải ủi đất lên dốc, năng suất thấp Để đổ đấtdễ dàng
cứ 50-60m lại đào một lối ra để đẩy đất ra ngoài.Làm lối ra nhưvậy tuy có tăng khối lượng đất đào, nhưng máy không phải ủi đất lên dốc, đồng thời có lợi cho việc thoát nước trong thi công cũng nhưtrong khai thác đường sau này
3.4.2.2 Đào và vậ n chuyể n dọc:
- Dùng máy ủi đào đát ở nền đường vận chuyển dọc đổ đất ra ngoài ở hai đầu
nền đào hoặc lợi dụng để đắp nền đường
Trang 11- Do vận chuyển dọc lợi dụng được độ dốc lúc ủi đất xuống, nên năng suất
tương đối cao Nếu chiều dài nền đào trong phạm vi l00m thì thường dùng máy ủi thi công theo phương pháp này
3.4.3 Thi công nề n đường trên sườn dốc
- Mặt cắt ngang thiết kế nền đường trên sườn dốc thường là mặt cắt ngang đàohình chữ L hay nửa đào nửa đắp do đó, máy ủi thi công nền đào trên sườn dốc thuận tiện hơn các máy khác nên nó thường đóng vai trò máy chủ đạo
- Để thi công trên sườn dốc có thể sử dụng máy ủi thường hay máy ủi vạn
năng Máy ủi vạn năng có ưu điểm hơn vì có thể vừa đào vừa chuyến đất sang ngang
- Khi thi công nền đào trên sườn dốc , thì thường đặt chéo lưỡi ủi để máy chạy
dọc và chuyển đất ngang về phía cuối dốc.Trước hết phải làm đường cho máy leo
tới đỉnh của nền đào rồi tiến hành đào từng bậc trên toàn chiều dài của đoạn thi công.Chiều rộng của đoạn phải đảm bảo máy làm việc an toàn và trong trạng thái bình thường
3.5 Tính nă ng suấ t máy ủi – Biện pháp nâng cao năng suất.
- Năng suất của máy ủi khi xén và chuyển đất là:
/ca) (m Q.K K
t
K T 60
d r
L v
L v
L
t
t c
c x
tq - Thời gian chuyển hướng(ph)
th - Thời gian nâng hạ lưỡi ủi(ph)
td - Thời gian đổi số(ph)
- Năng suất san đất có thể tính theo công thức sau:
/ca) (m F t
K T 60
