Thi công nền mặt đường phần 4 ppsx

6.7.2 Quy định về an toàn khi thi công nổ phá - Phải có thiết kế chi tiết tổ chức thi công nổ phá gọi là hộ chiếu trong đó ghi rõ: sơ đồ bố trí các lỗ mìn, hầm mìn, loại, chiều sâu lỗ m

+ Công tác di chuyển máy khoan đến công trường, mở mặt bằng thi công và làm đường tạm phức tạp

- Phương pháp này được áp dụng rộng rãi khi phá đá ở nền đường đào sâu, vùng đỉnh đèo, và áp dụng trong công tác khai thác đá

a) Sơ đồ chữ nhật b) Sơ đồ hoa mai

+ Khi nổ phá theo phương pháp lỗ mìn người ta thường bố trí hai lỗ mìn đặc biệt ở sát ranh giới đào gọi là lỗ mìn gọt mặt và lỗ mìn tạo nứt Nổ phá gọt mặt được tiến hành sau khi hoàn thành việc nổ phá phần chính Mục đích là tạo sự bằng phẳng cho mái ta luy Còn nổ phá tạo nứt thì lại thực hiện trước khi nổ phá phần chính Mục đích là tạo khe nứt trước Khe nứt này có tác dụng cách ly hoặc giảm chấn động khiến cho phần đất đá hoặc các công trình nằm ngoài ranh giới đào không bị chấn động, đồng thời khống chế để quá trình nổ phá không quá phạm vi yêu cầu Hai lỗ mìn này phải được bố trí thuốc nổ trên suốt chiều sâu lỗ mìn

+ Chiều sâu lỗ mìn phải đảm bảo:

- Ưu điểm của phương pháp nổ bầu :

+ Tăng được hiệu quả nổ phá nhờ tác dụng tập trung thuốc nổ

+ Hiệu suất nổ phá tính theo 1mét dài lỗ khoan tăng lên -> tiết kiệm được chi phí tạo lỗ khoan

- Nhược điểm của phương pháp nổ bầu :

+ Tốn thời gian cho công tác tạo bầu

- Trong xây dựng nền đường : có thể dùng các hầm thuốc chứa từ 20 – 200 kg thuốc nổ

để tiến hành nổ phá trên các đoạn nền đào hoàn toàn hoặc nền đào chữ L trên sườn dốc có khối lượng đất đá đào lớn, tập trung

- Phương pháp này do dùng nhiều thuốc nổ nhiều thuốc nổ nên cho năng suất cao nhưng dễ gây mất ổn định cho nền đường và các công trình xung quanh Do đó không áp dụng đối với các vùng địa chất không ổn định hoặc gần các công trình khác Thông thường, dùng ở những nơi có khối lượng đất đá lớn, tập trung hoặc đoạn đường cần thi công gấp

- Nổ phá vi sai còn có thể giảm nhỏ được tác dụng phá hoại của sóng địa chấn tới các công trình xung quanh nhờ các đợt sóng địa chấn liên tiếp của các đợt nổ cản trở lẫn nhau

- Khi chọn phương pháp nổ vi sai thì vấn đề quan trọng là xác định khoảng thời gian

hệ thống gây nổ làm đợt nổ sau bị câm

- Có rất nhiều công thức kinh nghiệm để tính ∆t, nhưng phổ biến nhất là công thức sau:

∆t = Kt.W Trong đó:

W: đường kháng nhỏ nhất (m)

Kt: hệ số phụ thuộc tính chất của đất đá cần nổ phá (10-3s/m) Có thể ham khảo Kt theo bảng sau:

1 Đá granit, peridolit, poocfia, thạch anh, xienhit Rất cứng 3

2 Quắc zit có chứa sắt, sa thạch, phiến thạch biến

chất

- Theo kinh nghiệm sản xuất thì thường nên chọn 5 - 100% giây; ở nước ta theo kinh nghiệm tổng kết được (mỏ đá Núi Voi) nên chọn ∆t = 30 - 70% giây

- Để khống chế ∆t thì có thể dùng các kíp nổ vi sai hay dùng máy khống chế vi sai

6.6.6 Phương pháp nổ phá định hướng

- Nổ phá định hướng có đặc điểm là sau khi nổ đất đá sẽ tung đi theo một hướng định trước với một cự li định trước

+ Phương hướng định trước này trùng với hướng đường kháng bé nhất

+ Cự ly định trước thì phụ thuộc rất nhiều yếu tố và hiện đang được nghiên cứu

về lý thuyết tính toán cũng như thực nghiệm

- Công thức kinh nghiệm để ước tính phạm vi đất đá tung đến sau khi nổ

x = 5n W , (mét) x: là phạm vi kể từ mặt tự do của hầm thuốc đến nơi xa nhất đất đá có thể tung đến được sau khi nổ (như vậy đất đá sẽ rơi trong phạm vi x)

n: chỉ số nổ

W: đường kháng nhỏ nhất

- Thiết kế nổ phá định hướng phải làm sao cho đất đá nổ ra tập trung rơi nhiều nhất vào

vị trí đã định Như vậy phải thiết kế sao cho phương hướng đường kháng bé nhất của tất cả các khối thuốc nổ có hình chiếu nằm tập trung giao nhau ở mộtđiểm tưc là trung tâm định vị Trường hợp nổ có nhiều mặt thoáng thì phải khống chế vị trí khối thuốc nổ để đất đá tung đi được, để chắc chắn, khi thiết kế nổ phá định hướng phải cho nổ thí nghiệm trong điều kiện thực tế

- Trong ngành giao thông các nước cũng đã sử dụng khá nhiều nổ phá định hướng, ở nước ta cũng đã dùng trong một số trường hợp như để đào kênh (giống như nền đào hoàn toàn) hoặc lắp hố bom, tuy nhiên mới là bước đầu

6.7 ĐẢM BẢO AN TOÀN KHI THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG NỔ PHÁ

+ Kc : hệ số phụ thuộc tính chất của đất ở nền của các công trình xung quanh + α : hệ số phụ thuộc chỉ số nổ n

+ Q : tổng khối lượng thuốc nổ của các hầm thuốc nổ có thời gian như nhau hoặc nổ chênh nhau không quá 2 phút và cự ly cách công trình cần bảo vệ như nhau (chênh nhau không quá 10%)

- Khoảng cách an toàn do tác dụng xung kích của sóng không khí khi nổ :

Rb = Kb Q , mét Trong đó :

+ Kb : hệ số phụ thuộc cách bố trí thuốc nổ và mức độ hư hỏng của công trình Với người chọn Kb = 5

+ Q : lượng thuốc nổ nạp trong 1 lỗ mìn hoặc 1 hầm thuốc

- Khoảng cách an toàn đối với người khi nổ phá :

+ 400 m : Nổ mìn mặt ngoài, nổ lỗ mìn sâu, nổ hầm thuốc

+ 300m : Nổ mìn hầm thuốc nhỏ

+ 200m : Nổ lỗ nhỏ, nổ mìn bầu

+ 50m : Nổ mở rộng bầu

6.7.2 Quy định về an toàn khi thi công nổ phá

- Phải có thiết kế chi tiết tổ chức thi công nổ phá (gọi là hộ chiếu) trong đó ghi rõ: sơ đồ

bố trí các lỗ mìn, hầm mìn, loại, chiều sâu lỗ mìn, hầm mìn lượng thuốc, loại chất nổ, loại kíp, chiều dài dây cháy chậm, chiều dài đoạn lấp lỗ, vật liệu lấp lỗ của mỗi lỗ mìn, hầm mìn, tổng số thuốc nổ dùng trong một đợt, phương pháp gây nổ…

- Hộ chiếu phải phổ biến kỹ cho tất cả cán bộ và công nhân trực tiếp thi công, yêu cầu chấp hành thật nghiêm chỉnh và sau khi nổ phải ghi kết quả kèm theo các nhận xét rồi nộp lại cho người có trách nhiệm theo dõi chỉ đạo

- Phải có người chuyên trách chỉ đạo thi công nổ phá trong bất cứ một trường hợp nào Nhiệm vu là duyệt thiết kế, hộ chiếu, cho lĩnh thuốc nổ, chỉ huy thi công và chỉ huy lúc gây

nổ cũng như giải quyết các sự việc sau khi nổ

- Thợ mìn nên chuyên môn hóa và bắt buộc phải được huấn luyện (có kiểm tra đạt yêu cầu) trước khi thi công hoặc làm bất cứ một việc gì có liên quan đến vật liệu nổ (vận chuyển, bốc dỡ…)

- Phải quy định thời gian nổ mìn (thường chọn vào thời gian thưa người qua lại) và phải được thông báo rộng rãi cho nhân dân quanh vùng Phải có vọng gác cảnh giới, quản lý giao thông và người đi lại

- Tiếp xúc với vật liệu nổ không được hút thuốc lá, không được làm gì để phát sinh ra tia lửa trong vùng 100m cách vật liệu nổ Không để bất cứ một vật gì, một hành động gì gây

ra va đập vào vật liệu nổ hoặc đánh rơi vật liệu nổ, không được dùng dao, sắt, thép hoặc các dụng cụ có thể phát sinh ra tia lửa để cắt thuốc nổ, không được lôi kéo, xách dây dẫn điện của kíp điện

- Phải có hiệu lệnh nổ mìn, gồm hiệu lệnh báo trước (yêu cầu sơ tán người và thiết bị), hiệu lệnh chuẩn bị nổ mìn (sẵn sàng để kiểm tra), hiệu lệnh gây nổ, hiệu lệnh báo yên (sau khi đã kiểm tra thấy bảo đảm an toàn)

- Khi nổ mìn người chỉ huy phải tự mình hoặc phân công theo dõi số tiếng nổ để biết mìn đã nổ hết chưa Nếu biết chắc chắn mìn nổ hết và đất đá nơi nổ mìn đã ổn định thì cũng phải đợi sau năm phút mới được rời nơi trú ẩn về kiểm tra Nếu không nắm chắc hoặc biết có mìn câm thì phải đợi ít nhất 15 phút Kiểm tra sau khi nổ, đối chiếu với hộ chiếu phát hiện những chỗ nghi là có mìn câm và những chỗ đất đá cheo leo dễ sụt gây tai nạn để kịp thời có biện pháp xử lý

- Trường hợp có mìn câm (không nổ) phải báo hiệu Công việc xử lý mìn câm phải hết sức ít người, và phải tiến hành dưới sự hướng dẫn của người có trách nhiệm chính Trong mọi trường hợp cấm dùng tay hay bất cứ vật gì để moi hoặc rút dây lấy kíp trong lỗ mìn ra Trường hợp thuốc nổ chỉ cháy phụt lên mà không nổ thì mặc dù còn hay hết thuốc cũng cấm đào hoặc khoan lại, phải đợi hết nóng mới được tìm cách nạp thuốc bắn lại

+ Xác định được khoảng cách an toàn đối với người và công trình xung quanh + Vị trí của các trạm gác

+ Vị trí ẩn nấp của công nhân, thợ nổ mìn

6.8.2 Trình duyệt cơ quan chức năng

- Sau khi đã thiết kế xong hộ chiếu nổ mìn thì phải trình hộ chiếu lên các cơ quan chức năng phê duệt ( thanh tra kỹ thuật an toàn của nhà nước, công an tỉnh thành phố…)

6.8.3 Thi công

- Sau khi hộ chiếu nổ mìn được phê duyệt thì tiến hành thi công theo trình tự sau:

+ Tạo lỗ mìn bằng thủ công, máy hơi ép hoặc máy khoan

+ Chuẩn bị các vật liệu nổ

+ Nạp thuốc nổ và đấu ghép mạng lưới nổ

+ Lấp lỗ

+ Kiểm tra

+ Tiến hành cho nổ theo mệnh lệnh

6.8.4 Kiểm tra và xử lý mìn câm

- Xác định vị trí mìn câm

- Khoanh vùng để đảm bảo an toàn, cắm cờ báo hiệu

- Dùng máy nén khí để thổi vật liệu lấp lỗ mìn

- Bố trí hệ thống gây nổ và cho nổ lại

CHƯƠNG 7

XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU

7.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐẤT YẾU

7.1.1 Khái niệm

Đường ô tô qua mọi vùng khác nhau với địa hình, địa chất thuỷ văn khác nhau Hầu như ở vùng nào, trên đất nước ta cũng có thể gặp đất yếu Ở vùng đồng bằng, thường có các lớp bùn sét, bùn cát ở dưới Vùng biển thường có đất ngập mặn, Vùng Tây nguyên có đất đỏ bazan có tính trương nở lớn khi gặp nước

Các vùng đất yếu thường gặp ở nước ta là:

Tính ch ất chung của đất yếu:

- Đất yếu là đất có khả năng chịu lực thấp (<1daN/cm2)

- Có tính nén lún mạnh

- Góc nội ma sát (ϕ) và lực dính đơn vị (C) nhỏ: (ϕ <100, C <0.15 daN/cm2)

- Hàm lượng nước cao, khối lượng thể tích nhỏ

- Độ thấm nước rất nhỏ

M ột số loại đất yếu thường gặp:

* Đất sét mềm: là các loại đất sét hoặc á sét bão hoà nước Các hạt sét (kích thước

<0.05mm) và hoạt tính của nó với nước trong đất làm cho đất sét mang những tính chất mà những loại đất khác không có: khi bị thấm nước thì hoá mềm, nhưng khả năng thoát nước rất chậm

* Bùn: Là các lớp đất tạo thành trong môi trường nước ngọt hoặc nước mặn, gồm các

hạt rất nhỏ (<0.02mm), các chất hữu cơ dưới 10% Theo thành phần hạt, bùn có thể là á cát,

á sét, sét và cát mịn Bùn được tạo thành chủ yếu do sự bồi lắng tạicác đáy biển, vũng, vịnh,

hồ, ao hoặc các bãi bồ cửa sông Bùn luôn no nước và yếu về mặt chịu lực

* Than bùn: được hình thành do sự phân huỷ chất hữu cơ (chủ yếu là thực vật) Hàm

lượng hữu cơ chiếm 20-80%, thường có màu đen hoặc nâu sẫm, cấu trúc không mịn Dung trọng khô rất thấp (0,3-0,9T/m3) Độ ẩm tự nhiên cao (85-95%), hệ số nén lún lớn

* Cát chảy: là cát mịn, rời rạc, có nhiều chất hữu cơ hoặc hạt sét, hàm lượng hạt bụi

(0.05-0.002mm) chiếm 60-70% hoặc lớn hơn nữa Khi bị bão hoà nước có thể bị pha loãng Khi bị chấn động hoặc chịu ứng suất thuỷ động thì chuyển sang trạng thái lỏng nhớt gọi là cát chảy

* Đất bazan: Có độ rỗng rất lớn và dung trọng khô rất nhỏ Thành phần hạt gần giống

á sét, khả năng thấm nước khá cao

7.1.2 Tổng quan các phương pháp xử lí khi xây dựng nền đường trên đất yếu

- Khi thiết kế gặp đất yếu, thì biện pháp nghĩ đến đầu tiên là đưa tuyến ra khỏi khu vực có đất yếu

- Trong trường hợp không tránh được thì phải tiến hành khảo sát các tiêu chuẩn kinh

tế kỹ thuật để lựa chọn các phương pháp xử lí trên cơ sở các nguyên tắc sau:

+ Ý nghĩa cấp hạng kỹ thuật của đường

+ Khả năng kinh phí, vốn đầu tư

+ Dựa vào tiến độ thi công

+ Tính chất và chiều dầy của đất yếu

+ Phương tiện thi công

- Trên thực tế các biện pháp xử lí khi xây dựng nền đường trên đất yếu có thể phân làm ba nhóm sau:

+ Thay đổi, sửa chữa đồ án thiết kế (giảm chiều cao nền đắp, di chuyển vị trí tuyến đến khu vực không có đất yếu hoặc có nhưng chiều dày mỏng) Đây là biện pháp tốt nhất nên cố gắng áp dụng

+ Các biện pháp liên quan đến việc bố trí thời gian (XD nền đắp theo giai đoạn), các giải pháp về vật liệu (đắp bằng vật liệu nhẹ, bệ phản áp, đào bỏ một phần đất yếu), hoặc liên quan đến cả hai biện pháp trên (gia tải tạm thời)

+ Các giải pháp xử lí bản thân nền đất yếu (như cọc ba lát, cọc cát, bấc thấm )

7.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU

7.2.1 Các biện pháp xử lí dưới tác dụng của thời gian hoặc tải trọng

Mục đích:

- Bảo đảm sự ổn định của nền đắp trong khi xây dựng

- Đạt được một tốc độ lún phù hợp với thời gian thi công

7.2.1.1 Xây d ựng nền đắp theo giai đoạn

- Cường độ ban đầu của nền đất yếu rất thấp do vậy để cho nền đường ổn định thì cần tăng dần cường độ của nó lên bằng cách đắp từng lớp một, chờ một thời gian cho nền ổn định, cường độ đất nền tăng lên, khả năng chịu tải lớn hơn thì mới đắp lớp tiếp theo

- Phương pháp này có nhược điểm là thời gian xây dựng kéo dài

7.2.1.2 T ăng chiều rộng của nền đường, làm bệ phản áp

- Khi cường độ chống cắt của nền đất yếu quá nhỏ, không đủ để xây dựng nền đắp theo giai đoạn hoặc khi cần tiến độ thi công nhanh htì có thể dùng bệ phản áp

- Bệ phản áp có tác dụng như một đối trọng làm tăng ổn định, giảm khả năng trồi đất

ra hai bên

- Biện pháp này có nhược điểm là chiếm dụng diện tích mặt bằng lớn

7.2.1.3 Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ đất yếu

- Tuỳ theo chiều dày và tính chất của đất yếu mà có thể đào bỏ một phần hoặc toàn bộ đất yếu

- Có thể áp dụng biện pháp này trong các trường hợp sau:

+ Khi thời hạn đưa vào sử dụng là rất ngắn

+ Các đặc trưng cơ học của đất yếu nhỏ (VD: ϕnhỏ)

+ Cao độ thiết kế rất gần cao độ thiên nhiên

7.2.1.4 Gi ảm trọng lượng nền đắp

Có thể giảm trọng lượng nền đắp trên đất yếu bằng hai cách:

- Giảm chiều cao nền đắp đến trị số tối thiểu cho phép căn cứ vào điều kiện địa chất thuỷ văn (đảm bảo chiều cao tối thiểu của nền đường cũng như chiều cao tối thiểu trên mực nước tính toán theo quy phạm) Nếu là nền đường ở bãi sông có thể giảm mực nước dâng bằng cách tăng khẩu độ cầu

- Dùng vật liệu nhẹ để đắp Vật liệu này phải bảo đảm các yêu cầu sau:

+ Dung trọng nhỏ

+ Không ăn mòn bê tông và thép

+ Có khả năng chịu nén tốt nhưng độ nén lún nhỏ

+ Không gây ô nhiễm môi trường

7.2.1.5 Ph ương pháp gia tải tạm thời

- Dùng một tải trọng đặt lên nền đắp (thường là 2-3m nền đắp bổ sung) trong một thời gian sao cho trong thời gian đó nền đường sẽ đạt được độ lún dự kiến Phương pháp này cho phép đạt được một độ cố kết yêu cầu trong thời gian ngắn

- Trong các trường hợp sau biện pháp gia tải tạm thời không nên áp dụng:

+ Chiều cao nền đắp lớn (nếu đắp thêm sẽ mất ổn định)

+ Chiều dày lớp đất yếu lớn (>5m)

Khi lớp đất yếu có chiều dày không lớn và nằm trực tiếp dưới nền đắp thì có thể dùng các biện pháp như làm lớp đệm cát, đệm đá Trong thực tế thường dùng đệm cát, đệm sỏi đá để thay thế lớp đất yếu chiều dày dưới 3m cho móng các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, dưới bản đáy các công trình thuỷ lợi

- Biện pháp này không áp dụng khi chiều dày đất yếu lớn hoặc trong các lớp đất yếu

- Bố cú thể làm bằng tre, gỗ, nứa, bú cành cõy

- Bố cú tỏc dụng mở rộng diện tớch truyền tải trọng và phõn bố lại tải trọng tỏc dụng lờn đất yếu

- Phương phỏp này cú ưu điểm là thi cụng đơn giản, vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền

2.2 Tăng tốc độ cố kết của đất yếu bằng cỏch sử dụng đường thấm thẳng đứng

7.2.2.1 M ục đớch

- Nếu nền đất yếu cú chiều dày lớn hoặc cú hệ số thấm rất nhỏ thỡ quỏ trỡnh lỳn cố kết của nền đất yếu dưới tải trọng của nền đắp sẽ rất lõu Do vậy, để tăng nhanh tốc độ cố kết, người ta làm cỏc đường thấm thẳng đứng bằng cọc cỏt hoặc bấc thấm nhằm tạo ra cỏc dũng thấm ngang vào cọc cỏt hoặc bấc thấm, tiếp tục thoỏt dọc theo cọc cỏt hoặc bấc thấm lờn mặt đất sau đú thoỏt ra ngoài qua tầng đệm cỏt

- Đất yếu chặt lại, sức chịu tải, gúc nội ma sỏt và lực dớnh đơn vị tăng lờn là do sự thoỏt nước của đất yếu (gọi là sự cố kết)

- Để nước trong đất yếu cú thể thoỏt ra ngoài cần cú hai điều kiện:

+ Phải tạo ra một ỏp lực lớn hơn ỏp lực tiền cố kết (ỏp lực tiền cố kết là ỏp lực mà đất yếu đó từng chịu trong lịch sử hỡnh thành của nú)

Nền đắp

Đệm cát

Đất yếu a) Lớp đệm cát đặt trực tiếp trên đất yếu.

b) Lớp đệm cát sau khi đ đào bỏ một phấn đất yếu.

Đường thấm ngang

Đường thấm thẳng đứng

+ Tạo ra một đường thoát nước

- Dùng cọc cát quá trình cố kết của nền tiến triển nhanh hơn khi dùng bấc thấm

- Nếu so với cọc cứng (cọc BTCT) thì cọc cát thì giá thành rẻ hơn rất nhiều Theo kinh nghiệm nước ngoài, giá thành rẻ hơn hai lần so với cọc bê tông cốt thép Ở Việt Nam, giá thành rẻ hơn khoảng 45% so với cọc bê tông cốt thép

Nhược điểm

- Tốc độ thi công chậm (4-5 tiếng cho một cọc cát sâu 15m)

- Vùng xáo trộn lớn: Khi khoan lỗ để hạ cọc cát làm đất xung quanh cọc cát bị xáo trộn nhiều, làm bịt chặt các lỗ thoát nước

- Đối với đất quá yếu cọc cát có thể bị gãy gây ra đứt đường thấm của nước cố kết

2.2.1.3.Trình tự thi công

- Trải lớp vải địa kỹ thuật Lớp vải địa kỹ thuật có tác dụng ngăn cách giữa lớp đất yếu và lớp đệm cát, làm cho lớp đệm cát luôn sạch và thoát nước tốt Trong trường hợp đất yếu không làm bẩn tầng đệm cát thì không cần lớp vải địa kỹ thuật

- Thi công tầng đệm cát có chiều dày khoảng 1m với hai nhiệm vụ chính:

+ Làm đường thoát nước ngang

+ Tạo điều kiện cho máy móc hoạt động dễ dàng trong quá trình thi công

+ Tầng đệm cát cũng phải chia thành từng lớp có chiều dày thích hợp và được đầm nén đến độ chặt yêu cầu

- Định vị tất cả các vị trí cọc cát theo hàng dọc và hàng ngang đúng với hồ sơ thiết kế, dùng cọc tre đánh dấu từng vị trí đã định vị

- Khoan tạo lỗ: có thể dùng các phương pháp sau

+ Tạo lỗ bằng khoan ruột gà

+ Tạo lỗ bằng phương pháp xói nước

+ Tạo lỗ bằng phương pháp nổ mìn dài

+ Tạo lỗ bằng cách đóng một ống thép xuống đất có mũi bằng gỗ hoặc bốn lá thép

tự mở

- Khi đến cao độ thiết kế, tiến hành nhồi cát vào trong ống và tưới nước cho cát chặt lại

- Rút ống thép lên (nếu tạo lỗ bằng ống thép)

- Đắp nền đường lên trên

Khoan các lỗ bằng Các bước làm cọc cát

phương pháp xói nước bằng phương pháp nổ mìn dài

Thiết bị dùng để đóng ống thép xuống nền đất yếu