Bài giảng Kỹ thuật thi công (Phần 1: Công tác thi công đất): Chương 4 - Lương Hòa Hiệp

Bài giảng môn Kỹ thuật thi công (Phần 1: Công tác thi công đất) - Chương 4: Thi công đào, đắp và đầm đất cung cấp cho người học các kiến thức: Thi công đào đất thủ công, thi công đào đất bằng cơ giới, thi công đắp và đầm đất. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

1

HUTECH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

KHOA XÂY DỰNG Bài giảng:

KỸ THUẬT THI CÔNG

GV LƯƠNG TOÀN HIỆP

2

HUTECH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

KHOA XÂY DỰNGChương 4: (6 tiết)

THI CÔNG ĐÀO, ĐẮP VÀ ĐẦM ĐẤT

GV LƯƠNG TOÀN HiỆP

HUTECH

I Thi công đào đất thủ công

a) Các công cụ đào đất thủ công

Thi công đất thủ công là phương pháp thi công

gồm: xẻng, cuốc, mai, kéo cắt đất, cuốc chim, xà beng,

choòng vv Tùy theo nhóm đất mà chọn dụng cụ cho

thíchhợp

Để vận chuyển đất người ta dùng quang gánh, xe

đẩy tay, xe súc vật kéo …

b) Các nguyên tắc thi công

Lựa chọn dụng cụ thi công thích hợp tùy theo từng

loại đất.

 Xúc đất dùng xẻng vuông, xẻng cong

 Đào đất dùng xẻng tròn, xẻng thẳng

 Đất cứng dùng cuốc chim, xà beng

 Đất lẫn sỏi, đá dùng chòong, cuốc chim

 Đất mềm, dẻo dùng kéo cắt, mai đào

HUTECH

 Có biện pháp giảm thiểu khó khăn cho thi công:

 Khi đào đất mà gặp đất quá cứng thì làm mềm đất

trước khi đào bằng cách tưới nước hay dùng xà beng,

chòong,để làm tơi trước

 Gặp trời mưa hay gặp mực nước ngầm phải cóbiện

 Tổ chức thi công hợp lý

 Phải phân công các tổ, đội theo các tuyến làm việc,

tránhtập trung nhân công tại một vị trí

 Tổ chức vận chuyển hợp lý, thông thường hướng

đào và vận chuyển thẳng góc hoặc ngược chiều nhau

c) Một số biện pháp thi công

 Nếu hố đào sâu thì chia ra làm nhiều đợt, chiều dày

đào đất của mỗi đợt tương ứng với dụng cụ thi công Các

tổ đào cách nhau sao cho mái dốc của hố đào nhỏ hơnđộ

dốc tự nhiên của đất Tổ đào đất cuối cùng đi đến đâu thì

công việc cũng hoàn tất, không còn người, phương tiện đi

lại làmphávỡ cấu trúc của đất

 Khi đào đất ở khu vực có nước hoặc trong mùa mưa,

để đề phòng nước chảy tràn trên mặt công trình, ta cần

9

HUTECH

Đào hố khi có nước ngầm hay trong mùa mưa

I, II, III : Rãnh tiêu nước

1, 2, 3, 4 : Thứ tự lớp đào

10

HUTECH

 Khi đào đất gặp cát chảy, bùn chảy ta phải làm hố cĩ

tầng lọc ngược để gạn lấy nước trong rồi mới bơm nước

đi Khơng được bớm trực tiếp nước cĩ cát vì sẽ làm rỗng

đất, phá vỡ cấu trúc nguyên của đất xung quanh gây hư

hỏng các cơng trình lân cận Đối với hố đào rộng, cĩ bùn

chảy phải làm hàng cọc chống, lĩt phên và rơm để ngăn

khơng cho cátchảy xuống phía dưới Nếu đào sâu thì cần

làm theodạng bậc thang

HUTECH

Đào đất nơi có bùn, cát chảy

(1) Cọc tre hay gỗ, (2) Phên nứa, (3) Rơm

II Thi cơng đào đất bằng cơ giới

Cĩ 03 phương pháp thi cơng cơ giới phổ biến:

-Sử dụng các loạimáy đào

-Sử dụngsức nổđể đào phá đất đá

-Sử dụngnước để làm sĩi lởđất để đào đất

=> dùng trong khai thác mỏ

13

HUTECH

1) Đào đất bằng máy đào gầu thuận (gàu ngửa)

Hhố

H đổ

Rđổ Rx

Hđào

R max Rmin

Hướng phát triển khoang đào cùng hướng với

hướng di chuyển của máy đào

14

HUTECH

HUTECH

MẶT CẮT A-A

dao max

c

Trongtrường hợp máy đào đổ đất lên xe tải ở trên hố đào

thì chiều sâu rãnh H và khoảng cách từ trục máy đào

đến mép dưới rãnh đào xác định theo:

17

HUTECH

Ưu điểm:máyđào chắc và khỏe, đào đất nhĩm I đến IV cĩ

khối lượng thi cơng lớn, hố đào sâu và rộng Đào rồi đổ vào

xetải từ 3 - 4 gầu là kinh tế nhất Phải đào thêm đường dẫn

xe lênxuống hố đào

18

HUTECH

Nhược điểm:

Phải làm đường lên xuống cho máy đào và xe tải

Xe tải phải lên xuống nhiều lần

Lưu ý:

Đường lên xuống cho máy đào và xe tải cĩ độ dốc

(10÷15)%, rộng 3,5 m (1 chiều), hoặc (6÷7)m (2 chiều).

HUTECH

c) Các kiểu đào: đào dọc và đào ngang

Đào dọc:khi công trìnhchạy dài, hố móng rộng

Có 2 loại: đào dọc đổ bên khi chiều rộng hố đào từ

1,5 - 1,9Rvà đào dọc đổ sau khi hố đào nhỏ hơn 1,5R Bán

kínhđổ đất 0,6 - 0,7 bán kính đào tối đa

HUTECH

2) Đào đất bằng máy đào gầu nghịch (gàu sấp)

 Máy đào gàu nghịch có thể làm việc được với đất cấp

IV, thường được dùng để xúc đất và vật liệu cát đá ở

mức thấp hơn cao trình máy đứng; đào rãnh để lắp đặt

đường ống, cáp điện; đào kênh mương, hố móng

 Gàu có thể được thay bằng thiết bị ngoạm để ngoạm

rác hoặc thay bằng gàu ngoạm để ngoạm đất Máy xúc

gàunghịch thường được dùng làm máy cơ sở để chế tạo

thành các loại máy chuyên dùng khác và máy cắm bấc

thấm không chuyên dùng

a) Thông số kỹ thuật gầu nghịch (gàu sấp)

25

HUTECH

b) Các kiểu đào máy đào gàu nghịch:

Đào dọc:Máyđứng trên bờ hố đào, dịch chuyển lùi theo

trục của hố đào

+ Máyđứng trên bờ hố đào, dịch chuyển song song

với trục hố đào

+ Áp dụng đào những hố đào có chiều rộng lớn

Các kiểu đào của máy đào gàu nghịch a) Đào dọc, b) Đào ngang

26

HUTECH

HUTECH

Ƣu điểm

+ Máy đào gàu nghịch cũng có tay cần ngắn nên đào rất

khoẻ, có thể đào được cấp đất từcấp I ÷ IV

+ Máy có cơ cấu gọn nhẹ nên thích hợp để đào các hố

đào ở những nơi chật hẹp, các hố đào có vách thẳng

đứng

+ Dođứng trên bờ hố đào để thi công nên máy có thể đào

được các hố đào có nước và không phải tốn công làm

Nhƣợc điểm

+ Khi đào đất máy đào đứng trên bờ hố đào để thao tác,

vì vậy cần quan tâm đến khoảng cách từ mép máy đến

méphố đào để đảm bảo ổn định cho máy

+ Năng suất thấp hơn năng suất máy đào gàu thuận có

cùng dung tích gàu

+ Chỉ thi công có hiệu quả với những hố đào nông và

hẹp, với các hố đào rộng và sâu, dùng máy đào gàu

nghịch không thích hợp, năng suất thấp

29

HUTECH

3) Đào đất bằng máy đào gàu dây

a) Thông số kỹ thuật gàu dây

• R I: Bán kính quăng gàu lớn nhất.

• R II: Bán kính đổ đất

• H I: chiều sâu lớn nhất mà máy đào

được ở vị trí máy đứng

• H II: chiều cao đổ đất lớn nhất.

Khi đào dọc, máy dịch chuyển từ C đến C1 với bước dịch chuyển là a thì

có thể đào sâu đến H’ I

30

HUTECH

HUTECH

Ƣu điểm

+ Do có tay cần dài, lại có khả năng văng gàu đi xa nên

thích hợp cho việc thi công các hố đào sâu và rộng

Thường ứng dụng để thi công các loại móng sâu, nạo vét

kênhmương, lòng sông

+ Máy đào gàu dây có thể thi công các loại đất mềm, tới

đất cấp II

+ Thíchhợp cho thi công đổ đống

Nhƣợc điểm

+ Khi đào đất máy đào đứng trên bờ hố đào để thao tác,

vì vậy cần quan tâm đến khoảng cách từ mép máy đến

méphố đào để đảm bảo ổn định cho máy

+ Khi phạm vi đào đất vượt quá khả năng của tay cần,

phải thực hiện quăng gàu, chu kì công tác tăng, năng suất

giảm Chỉ thực hiện quăng gàu khi thực sự cần thiết

+ Năng suất đào và đổ lên phương tiện vận chuyển thấp

hơn các loại máy đào gàu thuận và gàu nghịch có cùng

HUTECH

5) Đào và chuyển đất bằng máy cạp

 Máy cạp còn gọi là máy xúc chuyển, là loại máy vừa

xúcđất vừa vận chuyển đất đến nơi cần thiết

 Máy cạp tích đất vào thùng chứa rồi di chuyển đến

nơi dỡ tải nên cự ly vận chuyển khá xa, với máy cạp

tự hành bánh lốp, cự ly vận chuyển đến 5000m, vận

tốc đến 50km/h; với máy cạp di chuyển nhờ máy

khác kéo, cự ly vận chuyển đến 500m, vận tốc đến

37

HUTECH

 Khi dỡ tải, máy có thể rãi và san sơ bộ; khi mang tải

trong thùng và di chuyển, máy còn có tác dụng đầm

 Máy cạp làm việc được với đất cấp I, cấp II, trường

HUTECH

 Máy cạp có khả năng hoạt động độc lập, tính cơ động

cao, vận chuyển đất trong thùng nên không bị hao hụt,

năng suất cao

 Máy cạp khá cồng kềnh, là loại máy không đa chức

năng như các loại máy làm đất khác, nó đòi hỏinơi lấy

tích đất vào thùng, đất phải không có lẫn đá hay rễ gốc

cây vàphải có đường để vận chuyển

 Không thíchhợp vớiđất dẻo dính, đất cứng

nhỏ Máy cạp chỉ hiệu quả với những công trình có khối

lượng công tác đất lớn như công trình thuỷ điện, khai thác

mỏ, đào đắp nền những tuyến đường dài

 Sanbằng nền công trình, san lấp hố, dồn đống vật liệu

 Kéo lu chân cừu, cáp điện, vật có khối lượng lớn, các

máy khác,đẩy máy cạp, máy khác

 Xới đất

HUTECH

b) Phân loại

 Dựa vào hệ thống di chuyển, máy ủi được chia thành

2 loại: máy ủi di chuyển bằng xích và máy ủi di chuyển

bánhlốp

 Dựa vào hệ thống điều khiển, chia 2 loại: máy ủi điều

khiển thuỷ lực và máy ủi điều khiển bằng cáp

 Dựa vào tính linh hoạt của lưỡi ủi, chia 2 loại: máy ủi

thường và máy ủi vạn năng

 Dựa vào công suất, có các loại: máy ủi cỡ nhỏ, máy ủi

cở trung bình và máy ủi cở lớn

b) Cấu tạo chung

HUTECH

c) Sơ đồ đường đi

• Máy ủi chạy thẳng để đào đất vận chuyển đến nơi

đổ sau đĩ trở về vị trí đào bằng cách chạy giật lùi

• Áp dụng sơ đồ này khi khoảng cách đào và vận chuyển

khơng lớn, yêu cầu tập trung đất về một phía của cơng

trình

• Máy ủi đất chạy dọc đến nơi đổ đất rồi quay sang bên

để đổ đất Sau đĩ chạy giật lùi hoặc quay đầu trở về

Đào

Đắp

tiến lùi

 Những yêu cầu về đất đắp phải đảm bảo được cường

độ và ổn định lâu dài cũng như độ lún nhỏ nhất cho

 Không nên dùng cácloại đất sau đây để đắp:

lực kém

sẽ bị mục nát, bị rỗng, chịu lực lực kém

• Khi mặt bằng cần đắp có độ dốc lớn ( i > 0,2 ) trước khi

đắp, để tránh hiện tượng tụt đất ta phải tạo bậc thang với

bề rộng bậc từ 2 - 4m

• Khi đất dùng để đắp không đồng nhất thì ta phải đắp

riêng theo từng lớp và phải đảm bảo thoát được nước

trongkhối đắp

b) Kỹ thuật đắp đất

• Thông thường đất khó thoát nước đắp ở dưới, đất dễ

thoátnước đắp ở trên

• Lớp dễ thoát nước nằm dưới lớp không thoát nước thì độ

dàycủa lớp thoát nước phải lớn hơn độ dày mao dẫn

• Khi đắp một loại đất khó thoát nước thì ta nên đắp xen kẽ

vài lớp đất mỏng dễ thoát nước để quá trình thoát nước

trongđất đắp được dễ dàng hơn

• Không nên rải đất quá dày hoặc quá mỏng so với bán

53

HUTECH

a) Lớp đất khó thoát nước ở dưới b) Lớp đất khó thoát nước ở trên

c ) Đắp một loại đất khó thoát nước

1 Lớp đất dễ thoát nước; 2 Lớp đất khó thoát nước

i Độ dốc (i = 0,04 ÷ 0,1); h 1 Chiều cao của lớp đất thứ 1

54

HUTECH

2) Thi công đầm đất

a) Đầm đất bằng thủ công

 Loại đầm gỗdùng cho hai ngườiđầm có trọng lượng từ

khoảng 50 - 60cm, có 4 tay cầm cao 60cm hoặc 4 dây

kéo

 Loại đầm gỗ dùng cho 4 người đầm có trọng lượng từ

60 - 70 kg, thân đầm cao khoảng 60 - 70cm, đường

kính mặt đáy 30 - 35cm, có 4 cán ngang gắn vào thân

đầm

HUTECH

HUTECH

 Trong quá trình rải đất phải vệ sinh đất như nhặt rễ cây

và cáctạp chất lẫn trong đất

 Điều chỉnh độ ẩm trong đất để đạt được độ ẩm thích hợp

 Đầm được nâng lên cao khỏi mặt đất từ 30 – 40cm rồi

thả rơi tự do xuống mặt đất Nhát đầm sau phải đè lên

nhátđầm trước½ nhátđầm

 Chia thành nhiều tổ, đội, mỗi tổ đội phụ trách một khu

vực đầm

 Đầm thành nhiều lượt đến khi đạt được độ chặt thiết kế

rồi mới rải lớp đất tiếp theo để đầm

b) Đầm đất bằng cơ giới

b.1 Lu bánh thép: Lu bánh thép còn gọi là đầm lăn mặt

nhẵn, lu bánh cứng trơn Có hai loại lu bánh thép: kiểu kéo

61

HUTECH

Ưu điểm:

Cấu tạo đơn giản, giá thành máy thấp, có thể đầm được

mặt đường đá sỏi, mặt đường nhựa với chiều sâu đầm từ

0,15đến 0,20m

Nhược điểm:

Năng suất thấp, các lớp đất đầm ít có độ dính kết với nhau,

độ bám của máy trên nền thấp

62

HUTECH

b.2 Lu chân cừu

 Lu chân cừu còn gọi là đầm lăn có vấu hay đầm chân

dê Loại lu này thường được thiết kế kiểu kéo theo,

khiđầm phải dùng máy kéo

 Bộ phận công tác của lu chân cừu là quả lăn có thể

gia tải được như lu bánh thép, nhưng trên bề mặt

bánh có các vấu sắp xếp theo hình bàn cờ hay hình

mắt cáo (ô chữ nhật hoặc ô tam giác)

HUTECH

Tác dụng đầm dưới đáy vấu

Vùng a: Đất được đầm bằng tải trọng thẳng đứng

Vùng b: Đất bị lèn ép ngang bởi vấu

Vùng c: Đất bị hất tung và tơi ra

Ưu điểm:

• Các vấu đầm làm giảm diện tích tiếp xúc giữa bánh lu

và nền nên ứng suất tác dụng lên nền lớn, tăng được

chiều sâu đầm

• Các lớp đất đầm dễ dàng có sự dính kết với nhau, chất

lượng đầm cao

65

HUTECH

Nhược điểm:

• Do bề mặt bánh lu có vấu nên việc di chuyển máy khó

khăn, khi chuyển sang công trình khác phải dùng xe

tải, rơmooc để vận chuyển Các vấu cắm vào nền làm

tăng lực cản di chuyển nên sức kéo máy phải lớn

• Lớp đất trên cùng hút nước mạnh khi gặp rời mưa, làm

chậm quá trình đầm đất, làm cho các phương tiện khác

di chuyển khó khăn hơn Khi cần bề mặt phẳng và

nhẵn phải sử dụng loại máy đầm khác để đầm lại lớp

đất trên cùng

66

HUTECH

HUTECH

b.3 Lu bánh lốp

 Lu bánhlốp còn gọi là đầm lăn bánh hơi, có thể tự hành

hoặc kéo theo

69

HUTECH

Kỹ thuật đầm lăn

+ Khi đầm cho máy chạy dồn từ ngoài vào trong khu đất

đắp Mỗi lần đi dãi bánh lu xếp đè lên nhau (15 – 25)cm

+ Cóthể dùng 02 sơ đồ di chuyển như sau:

>=2m

>=2m

L

3 1 5 7

8 6 2 4

- Sơ đồ tiến lùi

Áp dụng khi đầm lăn tự

hành,đoạn làm việc ngắn

HUTECH

b.4 Máy đầm rung

 Dùng động cơ lệch tâm để tạo ra lực chấn động Dưới

tác dụng của chấn động liên tục với tần số cao và biên độ

nhỏ do đầm chấn động gây ra, những hạt cát di động và

chuyển động xuống sâu, tới vị trí ổn định của chúng

nhiều, với loại đầm này, độ ẩm tốt nhất thực tế của đất lớn

+ Chothiết bị đầm chạy theo một sơ đồ nhất định.

+ Đường lu sau phải đè lên đường lu trước bề rộng

khoảng15÷25 cm

+ Tải trọng đầm phải tăng một cách từ từ để tránh hiện

tượng lực đầm quá lớn gây mất ổn định và phá hoại cho

đất

74

HUTECH

+ Khi đầm lăn là đầm bánh hơi, phải xác định đường đầm

sao cho hợp lý để tăng năng suất đầm Không được quá

dài vìđất dễ bị khô phải tăng số lần đầm hay tưới nước

+Ứng suất đầm phải nhỏ hơn cường độ chịu tải lớn nhất

của đất (бđầm = 0,9 Rđất) để tránh hiện tượng gây phá hoại

+ Khi đầm quả nặng được

nâng lên khỏi mặt đất từ 3÷

5m, rồi cho rơi xuống đất để

1) Phát biểu nào sau đây đúng:

A Khu A phải đắp với thể tích đất đắp bằng 25.5m 3

B Khu A phải đắp với thể tích đất đắp bằng 51m 3

C Khu A phải đào với thể tích đất đắp bằng 25.5m 3

D Khu A phải đào với thể tích đất đắp bằng 51m 3

2) Phát biểu nào sau đây đúng:

A Khu B phải đắp với thể tích đất đắp bằng 17m 3

B Khu B phải đắp với thể tích đất đắp bằng 34m 3

C Khu B phải đào với thể tích đất đắp bằng 17m3

D Khu B phải đào với thể tích đất đắp bằng 34m 3

Câu 2: Cho mặt cắt dọc công trình đường với khối lượng đào

đắp như hình (a) và biểu đồ đường cong phân bố khối lượng

dọc tuyến như hình (b)

3) Phát biểu nào sau đây đúng:

HUTECH

Câu 3: Độ sâu của đường đào H xác định theo điều kiện đất

đổ lên xe thuận tiện được xác định theo công thức:

H = Hđổ - (Hxe + 0,8m), Với: Hđổ: chiều cao đổ đất, Hxe: chiều

caomiệng của thùng xe Con số 0.8mcó ýnghĩa: