KỸ THUẬT THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TÁC ĐẤT CỌC VÀ THI CÔNG BÊ TÔNG ĐỔ TẠI CHỖ

Theo sự phân bô khốỉ lượng công tác người ta chia ra công trìn h tập trung như hô" móng, san mặt bằng...; công trìn h chạy dài như đê, đập, đường sá...Trong th i công làm đất, ta thường

PGS TS NGUYỄN ĐÌNH THÁM (Chủ biên)

TS TRẦN HỔNG HẢI ■ ThS CAO THẾ Lực

KỸ THUẬT THI CÔNG XÂY DỰNG

J l ờ l n ó i đ a u

ất bản lần đầu cuốn "Kỹ thuật xây dựng" đã đóng góp cho việc đào tạo hiểu lớp kỹ sư xây dựng trưởng thành, đồng thời củng góp phần phô biến kiến thức khoa học công nghệ cho nền sản xuất xây dựng của đất nước Trong thời gian qua khoa học kỹ thuật có nhiều tiên bộ, nhiều công nghệ mới được áp dụng đã đưa công nghệ sản xuất xây dựng của nước ta lên tầm cao mới Vi vậy sau một thời gian sử dụng chúng tôi thấy sách cần được bổ sung những nội dung mới.

Đê đáp ứng yêu cầu của thực tế sản xuất và cập nhật cho chương trìn h đào tạo chúng tỏi tô chức viết cuốn "Kỹ thuật th i công xây dựng" Sách viết dựa chủ yếu vào cuốn "Kỹ thuật xây dựng" và bổ sung những phần mới do thực tế đòi hỏi Tuy nhiên đây là sách giáo trin h nên chí trìn h bày những nội dung cơ bản nhăt K hi trìn h bày một vấn để trước tiên là trang bị cho người đọc những nguyên lý và cách tư duy sao cho kh i tiếp thu sẽ áp dụng cỏ hiệu quả nhất, sau đó là những chi tiế t m inh họa cụ thế Với cách tiếp cận như vậy sau khi tiếp nhận kiến thức từ sách người đọc có the ap dụng kh i găp văn đề với tư duy logic sẽ sáng tạo g iả i quyết, không thụ động bắt trước một cách máy móc Người đọc sẽ tự tin và năng động sẵn sàng vào cuộc kh i những vấn đề thực tê đặt m, phù h(ýp với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ hiện nay.

Mục đích chính của sách là giáo trin h đào tạo kỹ sư chuyên ngành xây dựng công trin h song sách cũng có thế giúp cán bộ kỹ thuật xây dựng tham khảo

kh i gặp những vấn để kỹ thu ật trong th i công.

Khoa học công nghệ rấ t rộng lớn và ngày càng p h át triền song sự hiểu biet và phạm vi sách là có hạn nên khổng thể không có thiếu sót, tác giá chân thành mong độc giá gần xa góp ý cho lần xuất bản sau được tốt hơn.

Tác giả

MỤC LỤC 5

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 3

PhẦN A CÔNG T Á C Đ Ấ T Chương ỉ ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT TRONG XÂY DỰNG 9

§1.1 CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH VÀ CÔNG TÁC Đ Ấ T 9

§1.2 TÍNH CHẤT KỸ THUẬT CỦA ĐẤT VÀ Sự ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN KỸ THUẬT THI CÔNG 10

Chương 11 XÁC ĐỊNH KHÔI LƯỢNG CÔNG TÁC Đ Ấ T 17

§2.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH BĂNG ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC Đ Ấ T 17

§2.2 TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT THEO HÌNH KHỐI 18

§2.3 TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT CỦA CÔNG TRÌNH CHẠY DÀI 19

§2.4 BÀI TOÁN TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT TRONG SAN MẶT BẰNG 22

§2.5 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG ĐẤT THEO MẠNG Ô VUÔNG 24

§2.6 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG ĐẤT THEO MẠNG Ô TAM GIÁC 26

§2.7 XÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ KHOẢNG CÁCH VẬN CHUYÊN KHI THI CÔNG Đ Ấ T 30

Chương III CÔNG TÁC CHUAN b ị v à p h ụ c v ụ c h o t h i c ô n g đ ấ t 37

§3.1 CHUẨN BỊ MẶT BẰNG THI CÔNG Đ Ấ T 37

§3.2 HẠ MỨC NƯỚC NGẨM 39

§3.3 TRẢI LƯỚI ĐO ĐẠC, ĐỊNH VỊ CÔNG TRÌNH 45

§3.4 CHỐNG VÁCH Đ Ấ T 47

Chương IV KỸ THUẬT THI CÒNG Đ Ấ T 50

§4.1 THI CÔNG ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦ CÔNG 50

§4.2 THI CÔNG ĐẮT BẰNG MÁY Đ À O 52

§4.3 THI CÔNG ĐẤT BẰNG MÁY CẠP 62

§4.4 THI CÔNG ĐẤT BĂNG MÁY ỦI 65

§4.5 Sự CỐ THƯỜNG GẶP KHI THI CÔNG Đ Ấ T 69

§4.6 ĐẮP VÀ ĐẦM ĐẤT 71

§4.7 AN TOÀN LAO ĐỘNG KHI THI CÔNG Đ Ấ T 77

6 CÔNG TÁC ĐẨT CỌC V 入 THI CÔNG BÊTÔNG TAI CHỖ

Chương V CÔNG TÁC N ổ MÌN 78

§5.1 BẢN CHẤT CỦA s ự Nổ MÌN VÀ CÁC LOAI THUỐC N ổ 78

§5.2 CÁC DỤNG CỤ Nổ MÌN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GÂY N ổ 81

§5.3 TÁC DỤNG CỦA NỔ MÌN 84

§5.4 TỈNH LƯỢNG THUỐC N ổ 88

§5.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP Nổ MÌN 90

§5.6 KỸ THUẬT AN TOÀN KHI NO MÌN 98

Chương Vỉ CÔNG TÁC c ọ c VÀ VÁN c ừ 99

§6.1.CÁC LOẠI CỌC VÀ VÁN c ừ 99

§6.2 THIẾT BỊ ĐÓNG, NÉN c ọ c VÀ VÁN c ừ 106

§6.3 CHỌN BÚA ĐÓNG c ọ c 111

§6.4 CHUẨN BỊ ĐÓNG c ọ c 114

§6.5 KỸ THUẬT ĐÓNG c ọ c 118

§6.6 Sự CỐ THƯỜNG GẶP KHI ĐÓNG c ọ c 119

§6.7 THI CÔNG ĐÀI c ọ c 120

§6.8 NHỮNG LOẠI c ọ c KHÁC 120

§6.9 THI CÔNG CỌC ÉP 122

§6.10 THI CÔNG CỌC ĐÚC TẠI CHỖ 134

Chương VII VẬN CHUYỂN t r o n g x â y DựNG 144

§7.1.CÁC DANG VẬN CHUYỂN 144

§7.2 VẬN CHUYỂN BẰNG ĐƯỜNG SẮT 145

§7.3 VẬN CHUYỂN BẰNG ÕTÔ 147

PhẦN B CONG T A C BETONC VÀ BẺTỎNC CÓT THÉP TO ÀN KHÔI Chmmg VIII CÔNG TÁC VÁN KHUÔN, CỘT CHỐNG VÀ SÀN THAO T Á C 161

§ 8 1 NHỮNG YÊU CẨU ĐỐI VỚI VÁN KHUÔN, CỘT CHỐNG 161

§8.2 PHÂN LOẠI VÁN KHUÔN 162

§8.3 VÁN KHUÔN BÌNH THƯỜNG c ố ĐỊNH 162

§8.4 CÁC B ộ PHẬN CỦA VÁN KHUÔN 163

§8.5 VÁN KHUÔN ĐỊNH HÌNH LUÂN Lưu (LUÂN CHUYỂN) 171

§8.6 VÁN KHUÔN DI ĐỘNG 177

§8.7 VÁN KHUÔN ĐẶC BIỆT 186

§8.8 CỘT CHỐNG VÀ SÀN THAO TÁC TRONG THI CÔNG BÊTÔNG ĐỔ TẠI CHỖ 189

§8.9 TÍNH TOÁN VÁN KHUÔN 195

Chương IX CÔNG TÁC CÔT THÉP .200

§9.1 ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ VÀ PHÂN LOẠI THÉP XÂY DỰNG 200

§9.2 GIA CƯỜNG CỐT THÉP 202

MỤC LỤC 7

§9.3 GIA CÔNG NẮN THĂNG, ĐO, CẮT, UỐN CỐT THÉP 206

§9.4 HÀN NỐI CỐT THÉP 208

§9.5 ĐẶT CỐT THÉP VÀO VÁN KHUỒN 214

§9.6 THI CỒNG CỐT THÉP Dự ỨNG L ự c 217

Chương X CÒNG TÁC BÊTÔNG 225

§10.1 CỒNG TÁC CHUẨN BỊ VẬT LIỆU 225

§10.2 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 226

§10.3 NHƯNG YÊU CẦU ĐỐI VỚI VỮA BÊTÔNG 227

§10.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP TRỘN BÊTÔNG 228

§10.5 VẬN CHUYỂN BÊTỒNG 235

§10.6 ĐỒ BÊTỒNG 243

§10.7 ĐẦM BÊTÔNG 249

§10.8 BẢO DƯỠNG BÊTỒNG VÀ THÁO DỠ VÁN KHUỒN 253

§10.9 NHỮNG KHUYỂT TẬT KHI THI CÔNG BÊTỒNG TOÀN KHỐI 255

§10.10 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỔ BÊTỒNG DƯỚI NƯỚC 257

§10.11 THI CÔNG BÊTÔNG KHỐI LỚ N 259

TÀI LIỆU THAM KHẢO 263

PhẦN A CÔNG TÁC ĐẤT

Theo mục đích sử dụng gồm các công trìn h bằng đất như đê, đập, mương, máng, dường đi, bãi chứa; công trình phục vụ công trìn h khác như hô móng, lớp đệm

Theo thời gian sử dụng chia loại công trìn h sử dụng lâu dài như đê đập, aương sá; loại sử dụng ngắn hạn đê quai, đường tạm h〇x móng, rãnh thoát nưốc K hi công trìn h ngắn hạn người ta còn quan tâm đến thòi gian sử dụng công trìn h trong mùa mưa hay mùa khô

Theo sự phân bô khốỉ lượng công tác người ta chia ra công trìn h tập trung như hô" móng, san mặt bằng ; công trìn h chạy dài như đê, đập, đường sá Trong th i công làm đất, ta thường gặp các dạng công tác chính sau:

• Đào là hạ độ cao mặt đât tự nhiên xuôVig độ cao th iế t kế Thể tích đất

đào thường được quy ước là dương (V+)

• Đắp là nâng độ cao mặt đất tự nhiên lên độ cao th iế t kế Thể tích đất

đắp thường được quy ước là âm (V^)

• San là làm phảng một diện tích đất Trong san bao gồm cả đào và đắp,

lượng đất trong mặt bằng vẫn giữ nguyên, nhưng có trường hợp san kết hợp với đào hoặc đắp K hi đó lượng đất trong m ặt bằng có thể lấy đi hoặc chở đến

• H ớ t (bóc) là lấy một phần đất (không sử dụng) trê n mật đất tự nhiên

như hớt lớp đất mùn, đất thực vật, đất ô nhiễm Hớt đất là đào đất nhưng không theo độ cao nhất định mà theo độ dàv của lớp đất lấy đi

• Láp là làm cho chỗ đất trũ ng cao bằng khu vực xung quanh Lấp thuộc

công tác đắp đất nhưng độ cao phụ thuộc độ cao tự nhiên của khu vực xung quanh

JO _ CÔNG TÁC ĐẤT, c o c VÀ THI CÔNG BẼTÔNG TAI CHỖ

§1.2 TÍNH CHẤT KỸ THUẬT CỦA ĐẤT VÀ sự ẢNH HƯỞNG

CỦA NÓ ĐẾN KỸ THUẬT THI CÔNG

Đất là vật thể phức tạp về nhiều phương diện, do đó ta không thể xét tấ t cả các tín h chất của đất (cơ, lý, hoá ) Trong phạm vi sách này chúng ta chỉ đê cập đên một sô tín h chất kỹ thuật của đất có ảnh hưởng nhiều đến kỹ thuật

th i công đất Các tín h chất đó là trọng lượng riêng, độ ẩm, độ dốc tự nhiên, độ tơi xốp, lưu tôc cho phép, cấp đất

1 Trọng lượng riêng của đât là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất, được xác định bàng công thức

trong đó G - trọng lượng của đất có thể tích là V Trọng lượng riêng của đất

thể hiện wSự đặc chắc của đất Đất có trọng lượng riêng càng lớn, công lao động chi phí để thi công càng cao

2 Độ ẩm của đât (co) là tỷ lệ tính theo phần trăm (%) của nước chứa trong đất

Đọ am của đất xác định theo công thức

Go

trong đó G, Gị) - tương ứng là trọng lượng tự nhiên và trọng lượng khô của

mẫu th í nghiệm Độ ẩm của đất ảnh hưởng đến công lao động làm đất rấ t lớn

Phản A. CÔNG TÁC ĐẤT 11

Đat ướt quá hav khô quá đểu làm cho th i công khó khăn Mỗi loại đất có một

độ ẩm thích hợp cho th i công dễ dàng nhất Căn cứ vào độ ẩm người ta chia đất ra ba loại: đất ướt có độ ẩm co > 30%; đất dẻo 5% < co < 30%; đất khô có độ

ẩm co < 5% Trên hiện trường người cán bộ kỹ thu ật có thể xác định gần đúng trạng thái ẩm của đất bằng cách bốc đất lên tay nám chặt lại rồi buông ra; nếu đất ròi ra là đất khô, đất giữ được hình dạng nhưng tay không ướt là đất ẩm; đất dính bết vào tay hay làm tay ướt là đất ướt

3 Độ dốc tự nhiên của đất (i) là góc lớn nhất của mái dốc khi ta đào (với đất nguyên dạng) hay khi ta đổ đôVig (đất đắp) mà không gây sụt lở cho đất Độ dốc tự nhiên phụ thuộc vào góc ma sát trong của các hạt đất Nó ảnh hưởng rất lỏn đến biện pháp th i công đào, đắp đất Biết dược độ dốc tự nhiên của đất, ta mới đề ra phương án th i công phù hợp có hiệu quả

H - chieu cao hô" đào (mái dốic);

B - chiều rộng của mái dốc

Ngược với độ dốc ta có độ thoải m của mái dốc

12 CÓNG TÁC ĐẤT, CỌC VÀ THI CÔNG BÊTÔNG TAI CHỎ

Khi đào đất tạm thời phải tuân theo độ dốc cho phép ở bảng 1.1

Báng 1.1 Độ dốc lớn nhất cho phép của mái dốc đất đào

trong đó V〇 - thể tích của đất nguyên thổ;

V - thể tích của đất sau khi đào lên

Có hai hệ sô" tơi xốp; độ tơi xốp ban đầu (p〇) là độ tơi xốp kh i đất đào lên chưa đầm nén; còn độ tơi xôp cuôì cùng (p )là khi đất đã được đầm chặt Đất càng rắn chắc độ tơi xôp càng lớn; đất xôp rỗng độ tơi xôp nhỏ, có trường hợp có giá

tr ị âm

5 Lưu tốc cho phép là tốc độ tôi đa của dòng chảy mà không gây xói lở đất Đất có lưu tôc cho phép càng lớn thì khả năng chông xói mòn càng cao Đôi với các công trìn h bằng đất có tiếp xúc với dòng chảy ta cần phải lưu ý đến các tính chất này kh i chọn đất th i công Trong bảng 1.2 là lưu tốc cho phép của một sô loại đất

Phần A. CÔNG TÁC ĐẤT 13

càng cao càng khó th i công, mức độ chi phí lao động, máy móc càng lớn Người

Báng 1.3 Phân loại dất theo thi công thủ công

I - Đất phù sa, cát bổi, đất màu, đất mùn, đất

hoang tno, đất đen.

- Đất đói sụt lở hoặc đất nơi khác đem ơen đổ (thuộc đất nhóm IV đổ xuống) chưa bị nén chặt

- Đát phù sa, cát bổi, đất màu, đất mùn, đất hoang thổ, tdi xốp có lẳn gốc rẻ cây, mùn rác, sỏi đá, gạch vụn, mảnh sành kiến trúc đến 10%

thể tích, hoặc 5 0 - 150 kg trong 1m3

xúc được

III - Đất sét pha thịt, đất sét pha cát Dùng xẻng cải tiến đạp bình

- Đất sét vàng hay cát trắng, đất thịt, đất chua, đất kiềm ở trạng thái ẩm mém.

- Đất cát pha thịt, thịt pha cát, cát pha sét có lẫn gốc rẻ cây, sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc đến 10%

thể tích hoặc 5 0 - 150 kg trong 1 m3.

- Đất cát, đất đen, đất mùn có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiên trúc, mùn rác, gốc rẻ cây 10 - 20% thể tích hoặc 150 - 300 kg trong 1 m3.

- Đất cát có lượng ngám nước lớn trọng lượng 1f7Ưm3 trở lẻn.

thường đà ngập xèng

14 CÔNG TÁC ĐẤT, CỌC VÀ THI CÔNG BẾTÔNG TẠI CHỖ

Nhóm

Công cụ tiêu chuẩn xác định

nhóm aat

IV - Đất đen, đất mùn, ngâm nước mất dính.

- Đất thịt, đất sét pha thịt, pha cát ngân nước nhưng chưa thành bùn.

- Đất do thản lá cây mọc tạo thành dùng mai cuốc đào không thành tảng mà vỡ mịn ra, rời rạc như xỉ.

Dùng cuốc bàn cuốc choi tay, phai dùng cuốc chìm to lưỡi để đào.

VI - Đất đổi lằn từng lớp sỏi, lượng sỏi 25 - 35% lẳn

Dùng cuoc chim nhò lưỡi nặng đến 2,5kg.

VII - Đất lẫn đá tảng, đá trái 20 - 30% thể tích.

- Đất mặt đường nhựa hỏng.

- Đất lẫn vỏ loài trai ốc (đất sò) dính kết chặt, đào thành tảng được (vùng ven biển thường đào để xây tường).

- Đất lẫn đá bọt.

Dùng cuốc chim nhò lưỡi nặng trên 2,5kg hoặc dùng xà beng đào được.

VIII - Đất lẫn đá tảng, đả trái lớn hơn 30% thể tích,

cuội sỏi giao kết bởi đất sét.

- Đat có lẫn vùng vỉa đá phien, đá ong xen kẽ (loại đá khi còn trong lòng đất tương đối mềm).

- Đất sỏi đỏ rắn chắc.

Dùng xà beng, choòng búa mới đào được.

Nhóm đất II: Í>01 sạn có lẫn đá to Đất sét ướt mềm, không lẫn đá dăm,

á sét nhẹ Á sét nặng lẫn đất bùn dày dưới 30cm, lẫn rễ cây Đá dăm

Đ ất đồng bằng lớp dưới 0,8 - 2,Om Đ ất cát mềm lẫn sỏi cuội 10% trở lại Đất sét lẫn đá nhỏ và rễ cây

Nhóm đất I I I : Đất sét nặng vỡ từng mảng Đất sét lẫn đá dăm dùng xẻng mai mới xắn dược Đất bùn dày 40cm trở lại Đá đã được nể phá

Đ ất đồng bằng lớp dưới 2 - 35m Đất đỏ vàng ở đồi núi có lẫn đá ong sỏi nhỏ, kết cấu đông đặc cứng Đ ất cứng lẫn đá quả dừa hay sít non

Nhóm đất IV : Đat sét cứng từng lớp lẫn đá thạch cao mềm, đá đã được

nổ phá

• Phân theo máy ủi, đất được chia làm ba nhóm

Nhóm I : Lớp đất cỏ mọc không lẫn rễ và đá dăm, á sét nhẹ Đất bùn không có rề cây dày dưỏi 20cm Đat đồng bằng lớp trên dày clưới 60cm

Đ ất vun đông nhưng đã bị nén

Nhóm I I : Sỏi sạn không lẫn đá to Đ ất sét ướt mềm không lẫn đá dăm, á sét nặng Đ ất bùn dày dưới 30cm Đất đồng bàng dày 0,6 - l,2m

Nhóm 111: Đất sét vỡ từng mảng, mai không xắn được Đ ất sét lẫn sỏi, sạn, đá dăm, cát khô Đất bùn dày trên 30cm Đat lẫn đá tảng Đất đồng bằng dày trên l,2m

• Phân theo máy cạp, đất được chia làm ba nhóm

Nhóm I: Lớp đất cỏ mọc không lẫn rễ và đá Có lẩn đá dăm Đat đắp đả

bị nén

Nhóm I I : Đất sét ướt mềm không lẫn đá dăm Á sét nặng Đất đồng bằng lớp trên dày dưới 50cm

Nhóm I I I : Đất sét nặng vở từng mảng Cát có đọ am tự nhiên Đất đồng bằng lớp trên dày dưới lm

16 CÔNG TÁC ĐẤT, CỌC VÀ THI CÔNG BẼTÔNG TẠI CHỖ

c Phán loại đá theo mục đích sử dụng

Có cách phân loại để phá đá, cách phân loại để nghiền đá

Dưới đây giới thiệu cách phân loại nhóm đá để sử dụng cho máy nghiên (QĐ 349 - UB/KTCB)

Nhóm I: Đá thạch anh, đá huyền vũ và các loại đá cực rắn, có hệ số rắn

/*=20

Nhóm I I : Đá hoa cương, đá lẫn thạch anh nhưng không bàng nhóm I Diệp thạch lẫn silic Đá vôi và các loại silic rắn Hệ sô" rắn /*=15

Nhóm I I I : Đá hoa cương và đá có chất hoa cương Đá vôi và đá lẫn silic Hệ sô

rắn f = 1 0 (như vậy nhóm đá I là rắn nhất, đá thuộc nhóm có sô lớn hơn thì

mềm hơn)

VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH KHỐI LƯỢNG CỒNG TÁC ĐẤT

Công trìn h bằng đất thường có kích thước lốn theo không gian ba chiều; nếu lấy kích thước tính toán sai lệch một ít cũng có thể dẫn đến khôi lượng công tác sai khác rấ t lớn Do đó lấy kích thước tín h toán càng chính xác th ì việc lập

dự toán, kế hoạch sẽ sát thực tế, trá nh được những sai sót đáng kể

Đôl với những công trìn h bằng đất như đường sá, mương máng, mặt nền thì lấy kích thước tín h toán khôi lượng đúng bằng kích thước công trình Còn đối với các công trìn h phục vụ công trìn h khác như hô móng, đương hẩm thì kích thước tín h toán phụ thuộc vào dụng cụ, máy móc th i công Nếu biện pháp th i công là th ủ công th ì kích thước lấy lón hơn công trìn h chính (nhà, tunel) từ

20 - 30cm Nếu th i công bằng cơ giới th ì kích thưốc phải lấy lớn hơn công trìn h chính từ 2 — 5cm, tu ỳ theo loại máy th i công

Phương pháp tín h toán khôi lượng công tác đất dựa vào các công thức hình học không gian K hi hình dáng công trìn h có hình dạng đúng vối hình học thông thường (hình trụ , hộp, nón ), ta chỉ việc áp dụng các công thức có sẵn Đôl với những hình khôi không đúng dạng hình học ta phải đưa về những cách tín h gần đúng, sao cho sai sỗ> nằm trong phạm vi cho phép Đôi khi một công trìn h phải chia ra làm nhieu hình khôi để tín h mới đạt được độ chính xác mong muôn

§2.2 TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT THEO HÌNH KHỐI

Trong thực tế ta gặp các công trìn h bằng đất có dạng hình khối như hố móng (h.2.1a), khối đất đắp (h.2.1b) rấ t phổ biến Không thể tín h toán khối lượng những công trìn h này theo các công thức chính xác được

CÔNG TÁC ĐẤT, CỌC VÀ THI CÔNG BÊTÒNG TAI CHỖ

Để xác định khoi lượng công tác đất trong trường hợp này, người ta tiến hành như sau: Đo vẽ dạng hình khối có hình dạng và các kích thưốc như trên hình 2.2

Đáy của công trìn h là hình chữ nhật có cạnh là a và b M ặt trên của công trìn h cũng là hình chữ nhật có cạnh là c và d Chiều cao của công trìn h lấy trung bình là H (ta coi đáy và mặt của công trìn h là hai mặt phảng song song

với nhau)

Để tính gần đúng thể tích của hình ta chia nó thành chín khôi có the ap dụng các công thức hình học như sau: từ bốn đỉnh của đáy nhỏ dựng bôn đường vuông góc lên đáy lốn (mặt trên) Qua bổn đỉnh của đáy nhỏ và bôn chân của các đường vuông góc nói trên ta dựng bôn mặt phảng thẳng đứng như trẽn hình 2.2 Bôn mặt phẳng này sẽ cắt hình khối ra chín khôi nhỏ Như vậy thể tích khôi đất được xác định theo công thức (2.1)

Hình 2.2 Xác định khối lượng công tác đất

Công thức (2.6) càng chính xác khi hai đáy của hình khoi càng gần song song

với nhau Công thức (2.6) thường được sử dụng để tín h thể tích hố móng, đông

đất lớn Trong các trường hợp phức tạp, công trìn h có thể chia ra thành nhiều phan de ap dụng công thức (2.6)

§2.3 TÍNH KHOI LƯỢNG CỒNG TÁC DAT

CỦA CÔNG TRÌNH CHẠY DÀI

Những công trìn h bằng đất như nền đường, mương máng là những công trìn h chạy dài Những công trìn h loại này thường có kích thưốc thứ ba lớn hơn hai kích thước kia rấ t nhiều Do mặt đất tự nhiên hầu như không bằng phăng nên chiều cao của công trìn h luôn thay đổi Để tín h toán khôi lượng một cách chính xác người ta chia công trìn h ra thành nhiều đoạn, trong mỗi đoạn chiều cao thay đổi không đáng kể Công trìn h càng chia nhỏ làm nhiều đoạn, tính toán khôi lượng càng chính xác, nhưng khối lượng tín h toán lại tăng lên Sau khi đã chia ra thành từng đoạn, ta xác định các thông sô hình học của tiế t aiẹn hai aau (xem hình 2.3)

20 CÔNG TÁC ĐẤT, CỌC VÀ THI CÔNG BÊTÔNG TAI CHỖ

Hình 2.3 Sơ đổ để tính khối lượng công tác đất của công trinh chạy dài

Thể tích của hình chạy dài tính gần đúng theo các công thức sau:

trong đó - diện tích tiế t diện trước;

F2 - diện tích tiế t diện sau;

ỉ - chiều dài của hình khối;

F th - diện tích của tiế t diẹn trung bình; tại đó chieu cao cua tiè t diện bằng tru ng bình cộng cua chieu cao hai ue t diện trước và sau

Thể tích đúng (V) của hình khối thực tế nhỏ hơn Vj nhưng lớn hơn V2:

Vì vậy, công thức (2.7) và (2.8) chỉ áp dụng trong trường hợp công trìn h có

l < 50m, và sự chênh lệch chieu cao của tiè t diẹn đầu và CU01 không quá 0,5m (I へ- /，2120,5m)

Để tính chính xác hơn, V in kle r thanh lập công thức tính như sau (xem hình 2.4)

Cho trư ợt tiế t diện bé theo trục công trìn h đến k h i chồng lên tiế t diện lớn Các điểm A', B*, c, D' sẽ trừng lên các điểm A, B, c, D của tiế t diện lớn Từ hai đường C ơ và DD* ta kẻ hai mặt phang thang góc xuong mặt đáy công

trìn h (C'D'FE) chia công trìn h ra ba khối Khối một (Vị) nằm giữa hai mặt phảng thẳng đứng và hai khối hình chóp [v ]yV,2 j nằm ngoai hai mặt phang đó.

(2.7)

(2.8)

Phần A. CÔNG TÁC ĐẤT 21

Hình 2.4 Sơ đổ tính toán theo phương pháp W inkler

Thể tích công trìn h được tín h theo công thức:

v/ = v/丨+ Kp, + し

Theo (2.7) ta có:

( 6 - + ギ 2 ) + 厂 2

2

trong đó (Pi; <p2 — diện tích đáy tam giác của khối hình chóp;

F ị； F 2 - diện tích tie t diện ỏ hai dầu công trình;

l - chieu dài công trình

Trong trường hợp độ nghiêng của đáy công trìn h theo chieu ngang không lớn

và độ thoải của mái dốc (m) ở hai bên sườn công trìn h bằng nhau, ta có thể chấp nhận một sai sô" để J = ^)2 Như vậy

22 CÔNG TÁC ĐẤT, c o c VÀ THI CÔNG BẼTÔNG TAI C H ỗ

Trong công tác san m ặt bằng ta thường gặp hai loại bài toán:

Bài toán 1 là xác định khôi lượng công tác đất trong san mặt bang, nghía là lượng đất trong mặt bằng không thay đổi (y〇 = 0), ta không lấy đi và cũng không đổ thêm đất vào

Bài toán 2 là xác định khoi lượng công tác aat trong mặt bằng khi san có lượng đất thay đổi (V〇 ^ 0); nghĩa là kh i san có thể đắp vào (V〇 < 0) hoặc đào

đi (V〇> 〇)

Trong ca hai trường hợp khi tính toán thiẽt ke ta phai giai quyết các van

ae sau:

• Xác định độ cao của mặt đất sau kh i san Độ cao này gọi là độ cao th iế t

kế của m ặt san, ký hiệu là H 〇 Nếu mặt san nghiêng th ì H 〇 lấy bằng độ cao tạ i tâm của mặt san

• Xác định độ cao tạ i các aiem can chu y đến mặt aat sau khi san Đọ cao này gọi là độ cao th iè t K e (H TK) thường ký hiẹu bằng màu đỏ trên bản vẽ

nên còn gọi là cao trìn h đỏ (hay H đỏ) K hi mặt đất sau khi san là bằng thì H tk tạ i mọi điem bằng nhau và bằng H 〇 . K hi mặt san nghiêng thì

//以 sẽ lay theo và tăng giam cỉộ chênh cao theo chieu dôc

Phần A. CÔNG ĨẢ C ĐẤT 23

AH = i.L

trong đó i - là độ doc cua mặt san;

L - khoảng cách từ tâm mặt san đến điem can xác định độ chênh cao

• Xác định độ cao cần đào hoặc đắp của các điểm trên mặt san Độ cao

này được gọi là độ cao công tác (hnr) Độ cao công tác được xác định theo

công thức:

(2.18)

trong đó H x - độ cao của mặt đất tự nhien tại điem can xác định Trên bản vẽ

H x thường ghi bằng mực đen nên còn gọi là H đen

//, được xác định theo phương pháp nọi suy qua các đường aong mức (hình 2.5)

Hình 2.5 Xác định độ cao tự nhiên Trên mặt bằng tỷ lệ 1/500 có vẽ đưòng đồng mức, muốn xác định độ cao H x tạ i aiem M (h.2.5a), ta dựng mặt cắt càng vuông góc càng tố t với hai đường đồng mức (a và 6) kế cận hai bôn điểm M Đo khoảng cách A M được Xy và AB được /

Mặt cắt thăng đứng được thể hiện trên hình 2.5b Từ hình vẽ ta có:

• Xác định khối lượng đất đào (V4^); khốỉ lượng đất đắp (V") trong th i công

• Xác định khu vực đào và khu vực cần đắp trên mặt bang

• Xac định hướng và khoảng cách vận chuyên kh i san đất

Để giai bai toán này ngươi ta có hai cách tuỳ thuộc vào địa hình khu đất Sau đây ta sẽ xem xét từng trường hợp cụ the

24 CỒNG TÁC ĐÁT, CỌC VÀ THI CÔNG BÊTÔNG TẠI CHỖ

§2.5 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG ĐẤT THEO MẠNG Ồ VUÔNG

K h i tín h toán san m ặt bằng, nếu địa hình đơn giản tương đốỉ phăng th ì có thể

áp dụng phương pháp mạng ô vuông Cách làm được tiến hành như sau:

Trên bản đồ mặt bằng khu đất san (thường thể hiện các đường đồng mức

chạy tương đốì thẳng), ta kẻ một mạng ô vuông có cạnh là a Thường chọn chiều dài a < 100m, sao cho trong moi 0 vuông mặt đất là một mặt phảng (h 2.6)

Hình 2.6 Kẻ mạng ô vuông, đánh sô đỉnh Bằng cách nội suy, ta xác định H t

của các m ắt lưới theo công thức

(2.19) Các đỉnh của lưới được ký

hiệu qua hai chỉ số (ví dụ / f 3(2))

Hinh 2.7 Các trị sô tại mỗi đỉnh /- tên đỉnh; H,ơ) - độ cao tự nhiên (viết mực đen);

(/)- so 0 vuông (hay tam giác) qui tụ; HTtr độ cao thiết kế (viết mực đỏ); hCT - độ cao công tác

(nếu đào viết mực sáng, nếu đắp viết mực tối)

(Trong trường hợp này ta coi mặt đất sau san không có độ dốc).

Cộng toàn bộ thể tích đất công tác của các ô ta được thể tích đất thừa hoặc thieu sau khi san (V〇):

V 〇 = t v , = + H 2 + H ĩ + H , - 4H0\ (2.22)

trong đó i - so thứ tự của ô vuông;

m - so 0 vuông có trong mặt băng;

/ / ị； H 2\ H ị ； H 4 - độ cao tự nnien của bon đỉnh trong moi ô vuong.Chú ý đến sự lặp lại của các đỉnh trong công thức (2.22) ta có thể viẽt như sau:

Nếu không phải là san tự cân bằng đào đắp (V〇 ^ 0), ta có:

26 CÔNG TÁC ĐẤT, CỌC VÀ THI CÔNG BÊTÔNG TẠI CHỖ

Muốn xác định khốỉ lượng đào đắp riêng, để tiện cho việc lập kê hoạch và chỉ đạo th i công, ta chỉ việc cộng riêng các V /+); và cộng riêng các V/ * vào với nhau Vấn đê xác định khu vực đào đắp và khoảng cách vận chuyển sẽ được trìn h bày kỹ ỏ mục sau (§2.7)

Nếu các đường đồng mức chạy khá thẳng ta có thể áp dụng công thức tính cho hình chạy dài

§2.6 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG ĐẤT THEO MẠNG Ô TAM GIÁC

Khi tín h toán khối lượng công tác đất trong san mặt bằng đối với địa hình

phức tạp (đường đồng mức có dạng cong lượn phức tạp) nếu áp dụng mạng ô vuông, độ chính xác thấp K hi đó, ta áp dụng phương pháp mạng ô tam giác.Cách tiến hành như sau:

Trên bản đồ địa hình tỷ lệ lớn hơn hoặc bằng 1/500 (có thể hiện đường đồng

mức), ta chia mặt bằng thành các ô tam giác có cạnh là a Độ dài của a lấy

nhỏ hơn 100m, sao cho bề mặt trong mỗi ô tương đốì phăng Sau đó chia mỗi ô vuông ra hai tam giác vuông bằng một đường chéo Đường chéo kẻ sao cho càng song song với đường đồng mức càng tô"t Đánh sô" thứ tự các đỉnh tam giác từ một đến hết (xem hình 2.8)

Hình 2.8 Vè mạng ô tam giác để tính khối lượng đất

• Xác định độ cao tự nhiên (Hị) của các đỉnh tam giác theo cách trìn h bày

ở mục §2.3 và viế t lên sơ đồ mặt bằng

• Xác định độ cao th iế t kê của mặt bằng theo công thức:

n - s ố tam giac có trong mặt bằng; n = 2m (m - so 0 vuông)

Công thức (2.26) thành lập theo cách tương tự như trong mục §2.5 đối với mạng ô vuông

Đoi với bai toán 2 ta có V〇 0 (khi san lượng đat không giữ nguyên mà có sự

lay đi hay aap vào), nên H 0 xác định như sau:

Khoi lượng đất của ô tam giac bát kỳ tính theo công thức sau:

hoặc

-)

trong đó hỵ\ /i2； h ?j - độ cao công tác của ba đỉnh tam giac;

/ / j； H 2\ H ： ị - độ cao tự nhien của ba đỉnh tam giac

Nếu cả ba đỉnh tam giác có hCT > 0 thì nó nam trong vùng đào (V, > 0); còn ngược lại tam giác nằm trong vùng đắp (Vị < 0) K h i tam giác có độ cao công

tác của ba đỉnh khác dấu nhau thì nó có cả phan đào và phần đắp V, > 0 là

lượng đất thừa cần đào bỏ; còn V, < 0 là lượng đất cần đắp vào.

28 CÔNG ĨÁ C O Ấ Ĩ.C O C VÀ THI CÔNG BÊTÔNG TAI CHÔ

Muốn xác định rõ lượng đất cần đào, cần đắp trong quá trìn h san ta phải tách riêng chúng ra, nhất là với tam giác có cả đào lẫn đắp Việc xác định thể tích đào và đắp của tam giác có cả đào và đắp tiến hành như sau:

Vối ô tam giác có her tạ i ba đỉnh khác dấu nhau, ta ký hiệu đỉnh có dấu riêng

là h u còn hai đỉnh còn lại là h2 và /i3 (h.2.9) Dựng hai mặt phảng thẳng đứng qua hai cạnh có chung đỉnh hCT khác dấu Ta sẽ xác định được hai cặp đường

giao tuyến của mỗi mặt phăng này với mặt phăng nằm ngang và mặt đất tự nhiên Nốì giao điểm của hai cặp giao tuyến ta được hai đường ranh giới của mặt đất trưốc và sau k h i san

Đường này là ranh giới giữa khu đào và khu đắp nên' thường gọi là đường ranh giới đào đắp, hay đường không - không (đường 0 - 0)

Từ hình 2.9 ta có thể xác định được phần đào và phần đắp của ô tam giác có

cả đào và đắp Thể tích khối chóp có đáy tam giác (có đỉnh có dấu riêng) tính theo công thức:

Trong công thức (2.34) các gia t r ị lấy dấu aại SÔI của chúng.

VA - được xác đ ịn h theo công thức (2.33); Vị - xác định theo công thức (2.28) hoặc (2.29); VA - luôn luôn ngược dấu với V .

Để thuận tiện cho công tác tín h toán người ta tín h theo cách lập bảng mẫu (bảng 2.1)

Bảng gồm 9 cột; cột 1 ghi sô" thứ tự của tam giác Cột 2, 3, 4 ghi độ cao công

tác cua ba đỉnh tam giac Neu ba đỉnh khác dấu thì cột 2 (h {) ghi đỉnh có dấu

khác với hai đỉnh kia

Sang 2.f Tính khối lượng đào, đẳp

Tính VA theo công thức (2.33), nếu VA dương ghi vào cột 7; nếu âm ghi vào

cột 6 và 9 Sau đó tính V = V t - VA được kết quả ghi vào cột 7 và ghi tiếp vào

cột 8 hoặc 9 theo dấu tương ứng

Cuõì cùng cộng giá tr ị của cột 8 và 9 để tìm và E v 1-) (lượng đất đào

và đắp)

Nếu bài toán tự cân bằng đào đắp thì lượng đất đào bằng đắp:

hoặc ngược lạ i th ì đất san sẽ thừa hoặc thiếu:

Nếu V〇 < 0 nghĩa là lượng đất cần đắp thêm vào Nếu V〇 > 0 là lượng đất cần đào bỏ đi kh i san nền

Giá t r ị Z v <") giúp ta lập kế hoạch th i công đất chính xác

§2.7 XÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ KHOẢNG CÁCH VẬN CHUYÊN

KHI THI CÔNG ĐẤT

Trong th iế t kế và th i công công tác đất, yếu tố hướng và khoảng các vận

chuyển có ý nghĩa quan trọng Nắm chắc hai yếu tố này ta sẽ lập được phương

án th i công hợp lý và có hiệu quả

Hướng vận chuyển luôn từ vùng đào đến vùng đắp, nhưng không phải lúc nào

ta cũng nhận thấy ngay mà phải tính toán cụ thể

Khoảng cách vận chuyển được lấy trung bình từ trọng tâm phần đào đến tâm phẩn đắp

Trong trưòng hợp đơn giản ta có thể xác định hướng và khoảng cách vận chuyển theo quy tác nói trên Ví dụ như khi bạt sườn đồi để mở đường di (h.2.10) hay tạo một mặt bằng, ta biết ngay hướng vận chuyển là từ trong đồi

ra ngoài (từ vùng đào sang vùng đáp) Còn để xác định khoảng cách vận chuyển cần tìm trọng tâm của hình phăng rồi xác định khoảng cách giữa hai trọng tâm của vùng đào và vùng đắp

Cách tiến hành như sau:

Tại khu vực cần xác định khoảng cách vận chuyển, vẽ mặt cắt theo hướng vận chuyển đi qua khu vực đó Trên mặt cắt ta chia tiế t diện đào, đắp ra các phần nhỏ cho dễ dàng xác định tương đổì chính xác diện tích và điểm đặt trọng tâm của từng phần (h.2.10)

CÔNG TÁC ĐẤT, c o c VÀ THI CÔNG BẼĨỎNG ĨAI CHỖ

Phần A. CÔNG TÁC ĐẤT 31

Hình 2.10 Xác định khoảng cách vận chuyển khi bạt sườn đổi để mỏ đường đi

Lập một hệ toạ độ có trụ c Ox trùng với mặt nằm ngang và xác định khoảng cách l, từ gôc toạ độ đến trọng tâm các khổì đất vừa chia Áp dụng công thức (2.35) để tìm trọng tâm của phần đào l (^ và phần đắp l (~}:

ỵ ỵ r r

ỵ v r

(2.35)

ở đây Vị có thể lấy tỷ lệ với diện tích tiế t diện nếu chiều dài của các thỏi đất

bằng nhau, hoặc áp dụng công thức tín h đất có hình chạy dài ở §2.3

Khoảng cách vận chuyển khi đó sẽ là

Trong các trường hợp phức tạp, hướng và khoảng cách vận chuyển được xác định bằng biểu đồ Cutinôp (h.2.11)

Trên mặt bằng đã xác định được khối lượng đất công tác của các ô, ta lập biểu

ao theo hai phương của trục toạ độ vuông góc

32 CÔNG TÁC ĐẤT, CỌC VÀ THI CÔNG BÊĨÔNG TẠI CHỎ

Hình 2.11 Biểu đổ Cutinôp để xác định hướng và khoảng cách vận chuyển

Trong phương X (^.2.110) trục Ox là đường đi; trục Oy là tổng lượng đất công tác theo phương X Ta vẽ đường đào riêng [ い… , và đường đắp riêng y v ^ ]

Các gia tr ị của bieu đổ là cộng don từ trên xuong và từ tra i sang phai Cộng hét cột nào th i ghi gia tr ị cộng dồn tới đó vào bieu ao Moi bieu ao ta có hai đường (đường đào và đường đắp)

Tương tự như vậy ta lập biểu đồ theo phương y.

Biểu đồ Cutinôp sẽ thể hiện:

• Khoi lượng đất đào, đàp của mặt bằng từ goc toạ độ đen điem cần xét

• Nếu mặt bằng tự cân bằng đào đắp thì hai đường đào và đắp gặp nhau ở cuối đồ th ị Ngược lại, cuối đồ th ị có khoảng hỏ đúng bằng V〇

Từ đó dễ dàng xác định khoảng cách vận chuyển vì

trong đó lx\ ly - khoảng cách vận chuyển theo trục X và trục y \ hướng tuỳ

thuộc vào vị trí tương đối của đường đào với đường đắp;

- công vận chuyển theo trục X và y, có thể xác định trực tiếp trên biểu đồ hay tín h toán

Hướng và khoảng cách vận

chuyển đất trong khu vực san

được xác định theo nguyên tắc

chuyển riêng cho từng khu vực

Tiếp tục làm như vậy cho đến khi tìm hết các vùng tự cân bằng đào đắp mới thôi Dưối đây ta xem xét một ví dụ cụ thể (h.2.13) Trên mặt bằng, các ô vuông đã được xác định khôi lượng đất công tác và \^~\ Đường ranh giới

đào đắp (0 - 0 ) là đường cong khép kín chia mặt bằng ra hai khu đào bên trong và đắp (\^_)) bên ngoài (h.2.13a)

/ x

Hình 2.12 Xác định hướng và khoảng cách vặn

chuyên theo nguyên tắc cộng vectơ

Hình 2.13 Biểu đổ Cutinôp cho hai phương đê xác định khu vực tự

cân bằng đào đắp và khoảng cách vận chuyển (dùng cho ví dụ)

Để các định hướng và khoảng cách vận chuyển cần lập biểu đồ Cutinôp cho cả mặt bằng Theo phương X ta phát hiện đường đào và đáp cắt nhau ỏ điểm I có

giá tr ị Y j V = 6200m3 Như vậy theo hướng X c ó hai khu vực tự cân bằng đào đắp (I và II) phân chia bởi đường I - I kẻ từ điểm I ngang qua mặt bằng Công vận chuyển đất theo hướng X là w.x và Wj] tương ứng với hai khu đất I và II.

Theo hướng y ta phai vẽ biểu đồ Cutinôp riêng cho từng khu vực là I và II

Biểu đồ b có điểm cắt nhau của đồ th ị là II, nên theo hướng y khu vực I có hai

Phần A. CÔNG TÁC ĐẮT 35

khu vực tự cân bằng đào đắp phân chia bỏi đường I I - II, có giá t r ị công vận

chuyển là wtyt và Wfl Để xác định khoảng cách vận chuyển, theo hướng X ta lập biểu đồ Cutinôp riêng cho khu vực la và Ib là d và e vối công vận chuyển

l à V C

Tương tự cho khu vực II cũng tìm được hai khu vực Ha và Ilb tự cân bằng đào

đắp Ta cũng lập biểu đồ Cutinôp cho từng khu vực theo cả hai chiều

Như vậy bằng biểu đồ Cutinôp ta tìm thấy mặt bằng chia ra làm 4 khu vực

/a; /6; Ha; Ilb tự cân bằng đào đắp, có khoảng cách vận chuyển tương ứng là:

Dựng mật cắt dọc công trìn h (hình 2.14a) chia công trìn h thành những đoạn nhỏ để xác định khôi lượng công tác đất theo hình chạy dài (V,) của từng đoạn

và ghi ngay trên mặt cắt đó

Sau đó dựng biểu đồ Cutinôp theo phương ngang (ox) bằng cách cộng dồn giá

tr ị của các đoạn K h i lập biểu đồ ta không phân biệt đào đắp mà chỉ cộng đại sô" giá trị Biểu đồ vừa dựng (h.2.14b), còn gọi là đường tích phân công tác đất nên có những tín h chất sau:

• Biểu đồ đạt cực t r ị tạ i điểm ranh giới đào đáp (〇!，02)

• Biểu đồ cắt trục Ox đánh dâu một khu vực tự cân bằng đào đáp (điểm B).

• Diện tích giữa đường tích phân và ox thể hiện công vận chuyển đất theo trục toạ độ (W) w > 0 hưống vận chuyển cùng chiều trục toạ độ, và ngược lại

_CÔNG TÁC ĐẤT, CỌC VÀ THI CÔNG BẼTÔNG TAI C H ỗ

Khoảng cách vận chuyển trong mỗi khu vực cân bằng đào đắp xác định theo công thức

w

m ax z v

(2.38)

ở đây l vc - khoảng cách vận chuyển trung bình trong khu vực;

w- công vận chuyển đất, là diện tích nằm giữa đường tích phân với trụ c toạ độ;

max TéV — giá t r ị lớn nhất của đồ th ị trong khu vực xét.

Trên hình 2.14, công trìn h có hai khu vực tự cân bằng đào đắp cách nhau tại

điểm B Khu vực I có w > 0, hướng vận chuyển lị theo chiều trụ c tọa độ.

Khu vực I I có w < 0, hướng vận chuyển ngược với trục ox.

Phần A. CÔNG TÁC ĐẤT 37

Chương III

PHỤC VỤ CHO THI CÔNG DAT

§3.1 CHUẨN BỊ MẶT BẰNG THI CÔNG ĐẤT

Công việc chuẩn bị để th i công đất gồm các việc:

Đốỉ với công trìn h nhà cửa, công trìn h xây dựng phải có th iế t kế phá dỡ bảo đảm an toàn và tận thu vật liệu sử dụng được

Cây to nếu vướng vào công trìn h phải chặt, hạ hoặc di chuyển Phai có biện pháp chặt hạ hoặc di chuyển bảo đảm an toàn cho người, máy móc hoặc công trìn h lân cận Rễ cây phải đào bỏ hết để trá nh mục, mốỉ làm hư, yếu nền đất sau này Có thể dùng máy ủi buộc dây cáp để kéo bật rễ cây hoặc dùng mìn lượng thuốc ít để đánh bỏ rễ cây Đá mồ côi nằm trên vị tr í xây dựng công

trìn h cần phải bỏ và di chuyển đi chỗ khác Việc để lạ i những viên đá trên mặt bằng do kien trúc sư th ie t kế quy hoạch quyết định Có thể phá đá mồ côi bằng mìn.

Những lớp cỏ, lớp đất màu nên hớt bỏ, chứa vào một chỗ, sau khi xây dựng xong,' sử dụng lạ i cho phủ lớp trên của các bãi'cây cỏ quy hoạch

Những nơi lấp đất có bùn ở dưới phải vét bùn để trá n h hiện tượng không ổn định lớp đất đắp

2 Tiêu nưốc bể mặt

Việc tiêu nước bề mặt để hạn chế không cho nước chảy vào hỗ» móng công trình Tuỳ điều kiện địa hình mà làm mương, rãnh, đắp bồ con trạch để bơm tiêu nước T ièt diện mương rãnh cũng như độ dốc bờ mương rãnh phụ thuộc vào tín h chất của đất đã biết ỏ chương I cần bảo đảm mỗi cơn mưa, nước trên bề mặt phải được thoát hết trong thòi gian ngắn nhất Không được để cho mặt bằng th i công bị ngập úng, xói lở Nếu không thoát nước tự chảy,38 CÔNG TÁC ĐẤT, c o c VÀ THI CÔNG BẼTÔNG TAI CHỖ

iTi,i,iiiii,i|r r i iri|i,i,iỉri,i,iTiiiii'ỉ,ỉ,iii

I ẳ 11 11 ỉ I ỉ I ỉ I 1 I ỉ I I I I I I I I I I I ỉ I I ắ 1 I 1 I ỉ 11 11 I 1 I I I 11 I I 11 11 11 I r

Hình 3.1 Hệ thông rảnh thoát nước mặt:

1 - rãnh thoát nước; 2- hố gom nước; 3- máy bơm nước.

Phần A. CÒNG TÁC ĐẤT 39

§3.2 HẠ MỨC NƯỚC NGÃM

K hi đào hô" móng mà đáy hô móng nằm dưới mức nước ngầm cần th iế t kế giai pháp hạ mức nước ngầm

Hạ mức nước ngầm là làm cho mức nước ngầm hạ thấp cục bộ ở một vị trí nào

đó bằng cách nhân tạo, dùng bơm hút nước ở gieng đào sâu dưới đất Bô' trí giếng sâu trong tầng chứa nước và hạ thấp mức nước trong đó bằng cách bơm liên tục tạo nên hình phễu trũ ng hoặc hình phễu bão hòa M ỗi giếng chỉ tiêu nước trong phạm vi hẹp Tiêu nước cho cả một hô" móng phải làm hệ thông giếng và từ các gieng, nước được bơm lên liên tục

Hiện nay, để hạ mức nước ngầm người

ta dùng phổ biến ba loại th iế t bị chủ

yếu: ôVig giếng lọc với bơm hút sâu;

th iế t bị kim lọc hạ mức nước nông;

th iế t bị kim lọc hạ mức nước sâu

Giếng lọc với máy bơm hút sâu là bộ

th iế t bị có các bộ phận: ống giếng lọc,

tổ máy bơm đặt trong mỗi giếng, ống

tập tru ng nước, trạm bơm và ông xả

thoát nước Máy bơm phổ biến dùng

loại máy bơm trục đứng có nhóm bánh

xe công tác đặt ở thân máy và bắt chặt

vào trục đứng chung với ôVig hút có

lưới ở đầu dưới (h.3.2)

Đó là các loại máy bơm ATH Các loại

máy bơm giếng sâu trục đứng ATH

thông dụng là ATH - 8; ATH - 10;

ATH - 1 4 Trong đó các sô' 8，10，14

chỉ đường kính trong nhỏ nhất của lỗ

giếng khoan tín h bằng “ inch” Mỗi

inch đo được 25,4mm Công suất

tru n g bình của máy ATH - 8 là

30m3/h, máy ATH - 1 0 là 70m3/h, và

máy ATH - 1 4 là 200m3/h

Hình 3.2 Giếng lọc có máy bdm hút sâu:

1 -ong bao; 2- ống gieng; 3- ống bơm; 4- lớp dây thép; 5- lưới lọc; 6- lớp cát lọc.

40 CÔNG TÁC ĐẤT, CỌC VÀ THI CÔNG BÊTÔNG TẠI C H ỗ

Nhược điểm của việc dùng giếng lọc đặt máy bơm ATH là:

• Ton nhiều công trong việc th i công các giếng lọc có đường kính lớn;

• Lắp ráp phức tạp, phải có đội chuyên môn;

• Tổ máy rấ t nhạy khi nước có cát Cát lẫn trong nước làm máy bơm mau hỏng

• Cấu trú c trên lỗ khoan ảnh hưởng đến móng công trình

Thiết bị kim lọc hạ nông dùng kh i chiều sâu hạ nước ngầm không lớn Thiết

bị này là một hệ thông gieng lọc đường kính nhỏ, bố tr í sít nhau theo đường thẳng ở quanh hô" móng hoặc theo khu vực cần tiêu nưởc Những giếng lọc nhỏ nối liền vối máy bơm chung bằng ôVig tập trung nước

Máy bơm dùng với th iế t bị kim lọc hạ nông là máy bơm ly tâm có cnieu cao

hú t nước lớn, có k h i đến 8 - 9 mét cột nước K h i cần hạ sâu hơn 4 - 5 mét, bố

t r ị hạ nước theo hai tầng (h.3.3) Thiết b ị kim lọc hạ nông gồm một bộ kim lọc, một ống hú t tập tru ng nước noi ong kim lọc vói máy bơm (hình 3.4)

Kim lọc là nhiều ống thép có đường kính nhỏ nối lại dài tới 10m gồm ba phần: đoạn ôVig trên, đoạn lọc và đoạn cuôl Phần trên là ống thép hú t dẫn nước, tuỳ theo chiểu sâu cần đặt đoạn lọc mà có chiều dài khác nhau

Đoạn lọc (xem hình 3.6) Gồm hai ông lồng vào nhau có khoảng hơ ơ giữa Ống trong là ổ»ng h ú t nước không đục lỗ, nối liền với ôVig hút nước ở trên, ống

ngoài là một ống đục lỗ có đường kính lớn hơn một chút so với ống phần trên

đoạn lọc Bên ngoai ong cuôVi dây thép kiểu lò so; bên ngoài cuộn dây là lưới lọc như ỏ các ông gieng thông thường Đôi khi bên ngoài lưỏi lọc lại được bọc bởi một lưới thô hơn để đế phòng lưới lọc bị hư hỏng khi hạ kim lọc xuống hoặc khi rú t nó lên kh i kết thúc công việc

Hình 3.4 Thiết bị kim lọc hạ nông:

1 -ống tập trung nước; 2- đoạn ong ngắn;

3- khớp noi; 4- ong nut nước; 5- đoạn lọc.

</>7/?

Hình 3.5 Cấu tạo của bộ phận lọc:

1 -ống thu nước; 2- dây bảo vệ; 3- lưới lọc; 4- van cẩu;

5-6- măngsông noi; í- ống dẫn nước.

r

42 CÔNG TÁC ĐÁT, CỌC VÀ THI CÔNG BÊTÔNG TAI CHỖ

Nguyên lý hoạt động của kim lọc như sau (h.3.6); khi hạ kim lọc, người ta đặt thẳng đứng dể đầu kim lọc đúng vào vị trí th iế t kế; dùng búa gõ nhẹ cho kim cắm phần đầu vào đất Miệng ông hút nưác nối với bơm cao áp Khi cho bơm nước vào trong kim lọc (h.3.6a) dưới áp suất lớn nước được nén vào trong kim lọc, đẩy van hình khuyên đóng lại và nén van hình cầu xuống; nước theo các

lỗ ở các răng nhọn phun ra ngoài Với áp suất lớn, các tia nưóc phun ra làm xói lở đất ở đầu kim lọc, kéo theo đất, bùn chảy lên mặt đất Do bị xói ở đầu kim , đất bị nhão ra và cuôn đi Dưới sức nén do trọng lượng bản thân, kim lọc

từ từ chìm xuống độ sâu cần hạ

Hình 3.6 Hoạt động của kim lọc

a) khi hạ ống kim lọc vào trong đất; b) khi hút nước ngầm lên.

Kim ngừng bơm, nước ngầm và đất xung quanh chèn chặt kim lọc Tiếp đó đến giai đoạn hoạt động của kim lọc Ong hút nước nối với hệ thôVig ống gom nước và nốì vối bơm hút Khi bơm hú t nước lên, nước ngầm ngấm qua hệ thông lọc vào đẩy van vành khuyên mỏ ra, tràn vào ông để dược hút lên Đồng thời do áp suất nước ngầm, van cầu đóng lại giữ không cho bùn cát vào trong kim lọc (h.3.6b)