Bài giảng Kỹ thuật thi công 1

- Đối với các kết cấu dầm sàn, trong thiết kế và thi công, do xem xét không cẩn thận và bố trí không thoả đáng đối với việc sắp đặt cốt thép giữa dầm và sàn hoặc giữa cốt thép dầm sàn [r]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2019

ThS VŨ MINH NGỌC, ThS HOÀNG GIA DƯƠNG

ThS VŨ MINH NGỌC, ThS HOÀNG GIA DƯƠNG

BÀI GIẢNG

KỸ THUẬT THI CÔNG I

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2019

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ KỸ THUẬT THI CÔNG 1 3

1.1 Một số vấn đề chung trong xây dựng 3

1.1.1 Khái niệm về xây dựng 3

1.1.2 Vai trò của ngành công nghiệp xây dựng trong nền kinh tế quốc dân 3 1.2 Đặc điểm của hoạt động xây dựng 4

1.3 Đặc điểm của sản xuất xây dựng 5

1.3.1 Lao động trong xây dựng là lao động nặng nhọc, vất vả 5

1.3.2 Sản xuất xây dựng bao gồm nhiều công việc đa dạng, nhiều ngành nghề khác nhau 5

1.4 Đặc điểm của sản phẩm xây dựng 6

1.4.1 Sản phẩm xây dựng cơ bản chiếm diện rộng, chiếm không gian lớn và gắn liền với mặt đất (hoặc mặt nước trên mặt đất) 6

1.4.2 Thời gian hoàn thành sản phẩm xây dựng dài, sản phẩm xây dựng do nhiều người làm ra 6

1.4.3 Sản phẩm xây dựng không nhất định, không hoặc rất khó di chuyển, tuyệt đối không được phép có tỷ lệ phế phẩm 7

1.4.4 Sản phẩm xây dựng chịu ảnh hưởng của nhiều sự thay đổi 7

1.5 Các yêu cầu trong thi công xây dựng công trình 7

Chương 2 CÔNG TÁC ĐẤT VÀ GIA CỐ NỀN MÓNG 8

2.1 Khái niệm 8

2.1.1 Các loại công trình và công tác đất 8

2.1.2 Phân cấp đất 9

2.1.3 Các tính chất của đất ảnh hưởng đến thi công 11

2.2 Xác định khối lượng đất và công tác đất 17

2.2.1 Xác định kích thước công trình đất và tính khối lượng công tác đất 17 2.2.2 Tính toán khối lượng công trình đất có dạng hình khối 20

2.2.3 Tính toán khối lượng công trình đất chạy dài 21

2.3 Công tác chuẩn bị thi công nền đất 24

2.3.1 Chuẩn bị mặt bằng thi công 24

2.3.2 Định vị và giác móng công trình 37

2.4 Công tác đào đất và vận chuyển đất 40

2.4.1 Đào đất và vận chuyển đất bằng thủ công 40

2.4.2 Đào đất bằng phương pháp cơ giới 42

2.5 Thi công đầm và đắp đất 53

2.5.1 Thi công đắp đất 53

2.5.2 Công tác đầm đất 55

2.6 Các phương pháp gia cố nền móng 59

2.6.1 Phương pháp gia cố bằng cọc tre 59

2.6.2 Cọc gỗ 60

2.6.3 Phương pháp thay lớp đất yếu bằng lớp đất cát, đất pha sỏi (đệm) 60

2.6.4 Phương pháp thi công cọc cát 61

2.7 Thi công cừ và cọc bê tông cốt thép 62

2.7.1 Chế tạo cọc bê tông cốt thép đúc sẵn 62

2.7.2 Các phương pháp hạ cọc bê tông cốt thép đúc sẵn 65

2.7.3 Thi công cọc khoan nhồi bê tông cốt thép 78

2.7.4 Thi công cọc Barette 91

2.7.5 Thi công hạ và nhổ cừ thép 97

Chương 3 CÔNG TÁC BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP 102

3.1 Công tác ván khuôn, cột chống 102

3.1.1 Những yêu cầu kỹ thuật đối với ván khuôn, cột chống 102

3.1.2 Phân loại ván khuôn 102

3.1.3 Cấu tạo và lắp dựng ván khuôn cho một số cấu kiện 106

3.1.4 Tính toán - nghiệm thu ván khuôn 116

3.1.5 Những sai phạm thường gặp trong công tác ván khuôn 121

3.1.6 Tháo dỡ ván khuôn 121

3.2 Công tác cốt thép 122

3.2.1 Thép dùng trong công tác bê tông 122

3.2.2 Gia công cốt thép 122

3.2.3 Lắp đặt cốt thép 136

3.2.4 Nghiệm thu cốt thép 137

3.3 Công tác bê tông 138

3.3.1 Vật liệu trong công tác bê tông 138

3.3.2 Xác định thành phần cấp phối 139

3.3.3 Yêu cầu chất lượng đối với bê tông 139

3.3.4 Các phương pháp trộn bê tông 140

3.3.5 Vận chuyển vữa bê tông 143

3.3.6 Công tác chuẩn bị và nguyên tắc đổ bê tông 153

3.3.7 Biện pháp đô bê tông cho một số cấu kiện 157

3.3.8 Mạch ngừng trong thi công bê tông toàn khối 160

3.3.9 Đầm bê tông 164

3.3.10 Bảo dưỡng bê tông 171

3.3.11 Phụ gia trong bê tông 172

3.3.12 Khuyết tật và biện pháp khắc phục khi tháo ván khuôn 174

TÀI LIỆU THAM KHẢO 178

LỜI NÓI ĐẦU

Trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành Kỹ thuật Xây dựng, khối lượng của nhóm các môn học về thi công là rất lớn Từ đó, việc chuẩn hóa và cập nhật các kiến thức mới trong giảng dạy là rất quan trọng

Bài giảng “Kỹ thuật thi công I” được biên soạn bám sát theo các tiêu chuẩn quốc gia mới nhất và kinh nghiệm thi công của nhóm tác giả Nội dung chính của bài giảng gồm các phần: công tác đất, thi công Cọc và cừ, gia cố nền móng

và thi công bê tông cốt thép toàn khối

Bài giảng được sử dụng làm tài liệu giảng dạy cho sinh viên ngành Kỹ thuật xây dựng, cũng như là tài liệu tham khảo cho các kỹ sư xây dựng trong thực tế Chúng tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Kỹ thuật Công trình - Đại học Lâm nghiệp đã tham gia đóng góp ý kiến cho việc biên soạn bài giảng Đồng thời, chúng tôi cũng mong nhận được sự đóng góp của đông đảo quý độc giả để lần xuất bản sau mang đến chất lượng tốt hơn

Chương 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ KỸ THUẬT THI CÔNG 1

1.1 Một số vấn đề chung trong xây dựng

1.1.1 Khái niệm về xây dựng

Xây dựng là một quy trình thiết kế và thi công các cơ sở hạ tầng nhằm đổi mới và tái sản xuất, mở rộng các tài sản cố định của nền kinh tế quốc dân bằng hình thức xây dựng mới, xây dựng lại, khôi phục và mở rộng chúng

Công trình xây dựng là sản phẩm được tạo thành bởi sức lao động của con người, vật liệu xây dựng, thiết bị lắp đặt vào công trình, được liên kết định vị với đất, có thể bao gồm phần dưới mặt đất, phần trên mặt đất, phần dưới mặt nước và phần trên mặt nước, được xây dựng theo thiết kế Công trình xây dựng bao gồm công trình xây dựng công cộng, nhà ở, công trình công nghiệp, giao thông, thủy lợi, năng lượng và các công trình khác

Hình 1.1 Tổ hợp xây dựng nhà máy Vinfast

1.1.2 Vai trò của ngành công nghiệp xây dựng trong nền kinh tế quốc dân

Công nghiệp xây dựng là một ngành sản xuất hàng hóa đầu tư, hoạt động xây dựng khác với hoạt động sản xuất ở chỗ sản xuất tạo một lượng lớn sản phẩm với những chi tiết giống nhau, còn xây dựng nhắm tới những sản phẩm tại những địa điểm dành cho từng đối tượng khách hàng riêng biệt

Ngành công nghiệp xây dựng giữ vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân bởi ba đặc thù chính: Ngành xây dựng có quy mô lớn nhất trong đất nước, ngành cung cấp phần lớn các hàng hóa đầu tư và Chính phủ là khách hàng của phần lớn các công trình của ngành

Ở nước ta công nghiệp xây dựng là ngành sản xuất vật chất lớn nhất của nền kinh tế quốc dân, liên quan để nhiều lĩnh vực trong xã hội Theo số liệu thống kê năm 2017 thì nền công nghiệp và xây dựng chiếm 33,34% Tại những nước phát triển, ngành công nghiệp xây dựng đóng góp từ 6 - 9% tổng sản phẩm nội địa Xây dựng cơ bản giữ vai trò quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội của đất nước vì:

- Xây dựng cơ bản nhằm đảm bảo và không ngừng nâng cao năng lực sản xuất, năng lực phục vụ cho các ngành, các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân Tất

cả các ngành kinh tế khác chỉ có thể phát triền được nhờ có xây dựng cơ bản;

- Xây dựng cơ bản ngằm đảm bảo mỗi quan hệ tỷ lệ, cân đối, hợp lý sức sản xuất cho sự phát triển kinh tế giữa các ngành, các khu vực, các vùng kinh tế trong giai đoạn xây dựng và phát triển kinh tế của đất nước Tạo điều kiện xóa

bỏ dần sự cách biệt giữa thành thị, nông thôn, miền ngược, miền xuôi;

- Xây dựng có bản tạo điều kiện để nâng cao chất lượng, hiệu quả của các hoạt động xã hội, dân sinh, quốc phòng thông qua việc đầu tư xây dựng các công trình xã hội, dịch vụ, cơ sở hạ tầng ngày càng đạt trình độ cao Góp phần nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cho người dân trong xã hội

Tóm lại, công nghiệp xây dựng giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nó quyết định quy mô và trình độ kỹ thuật của xã hội, của đất nước nói chung và sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa trong giai đoạn hiện nay nói riêng Có thể kết luận rằng ngành công nghiệp xây dựng là một công cụ điều hành của nền kinh tế

1.2 Đặc điểm của hoạt động xây dựng

Hoạt động xây dựng bắt đầu bằng việc lên kế hoạch, thiết kế, lập dự toán

và thi công tới khi dự án hoàn tất và sẵn sàng đưa vào sử dụng

Mặc dù hoạt động này thường được xem là riêng lẻ, song trong thực tế, đó

là sự kết hợp của rất nhiều nhân tố Đầu tiên, một nhà quản lý dự án chịu trách nhiệm quản lý công việc chung, sau đó những nhà thầu, kỹ sư tư vấn thiết

kế, kỹ sư thi công, kiến trúc sư, tư vấn giám sát chịu trách nhiệm điều hành, thực hiện và giám sát hoạt động của dự án Một dự án thành công đòi hỏi một

kế hoạch xây dựng hiệu quả, bao gồm việc thiết kế và thi công đảm bảo phù hợp với địa điểm xây dựng và đúng với ngân sách đề ra trong dự toán; tổ chức thi công hợp lý, thuận tiện cho việc chuyên chở, lưu trữ vật liệu xây dựng; đảm bảo các tiêu chuẩn về môi trường, an toàn lao động; giảm thiểu những ảnh hưởng tới cộng đồng

Hoạt động xây dựng bao gồm lập quy hoạch xây dựng, lập dự án đầu tư xây dựng công trình, khảo sát xây dựng, thiết kế xây dựng công trình, thi công xây dựng công trình, giám sát thi công xây dựng công trình, quản lý dự án đầu

tư xây dựng công trình, lựa chọn nhà thầu trong hoạt động xây dựng và các hoạt động khác có liên quan đến xây dựng công trình

Các hoạt động xây dựng phải tuân thủ theo quy chuẩn xây dựng và tiêu chuẩn xây dựng Trường hợp áp dụng tiêu chuẩn xây dựng của nước ngoài, thì phải được sự chấp thuận của cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền về xây dựng

1.3 Đặc điểm của sản xuất xây dựng

1.3.1 Lao động trong xây dựng là lao động nặng nhọc, vất vả

Để hoàn thành một phần hay một hạng mục công trình phải tiến hành các công tác như thi công cọc, đào đất, gia công lắp dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông… Có thể thấy rằng lao động trong xây dựng là nặng nhọc, vất vả; do đó yêu cầu người công nhân, cán bộ xây dựng phải có trình độ và sức khỏe tốt Các nhà quản lý cần có biện pháp khuyến khích tinh thần và vật chất cho người lao động, đồng thời phải tăng cường kết hợp với cơ giới để giảm lao động nặng nhọc cho công nhân và tăng năng suất lao động

1.3.2 Sản xuất xây dựng bao gồm nhiều công việc đa dạng, nhiều ngành nghề khác nhau

Đối với các công tác thực hiện trong công xưởng, yếu tố thời tiết, khí hậu ảnh hưởng không quá lớn đến quá trình sản xuất, nhưng đối với công tác được thực hiện trên công trường thì thời tiết và khí hậu là các yếu tố ảnh hưởng rất lớn đền quá trình thi công công trình Sự thay đổi thời tiết bất thướng có ảnh hưởng lớn đến kế hoạch sản xuất, tiến độ thi công, chất lượng công trình và giá xây dựng Điều này đặt ra cho người làm xây dựng phải có kế hoạch cụ thể để chủ động trong quá trình chỉ đạo sản xuất, có kế hoạch dự trữ vật tư và tăng cường các công tác được thực hiện trong công xưởng

1.4 Đặc điểm của sản phẩm xây dựng

1.4.1 Sản phẩm xây dựng cơ bản chiếm diện rộng, chiếm không gian lớn và gắn liền với mặt đất (hoặc mặt nước trên mặt đất)

Quá trình tạo ra sản phẩm xây dựng phải thực hiện một khối lượng vận chuyển lớn (Vận chuyển vật liệu, cấu kiện, thiết bị từ nơi khai thác và sản xuất

về công trường) Chi phí của công tác vận chuyển chiếm một tỷ lệ khá lớn trong giá thành xây dựng công trình

Hình 1.2 Nhà cao tầng gắn bó mật thiết với sự phát triển của đô thị

Các yếu tố về địa chất công trình, địa chất thủy văn ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tạo ra sản phẩm xây dựng Các công tác xử lý nền đất, chống các sự cố lún, sụt phải được dự liệu trước khi thi công công trình

Các yếu tố về con người, xã hội gây ra một số tác động tiêu cực cho sản phẩm xây dựng cũng cần phải được đề cập đến trong giải pháp thi công công trình

1.4.2 Thời gian hoàn thành sản phẩm xây dựng dài, sản phẩm xây dựng do nhiều người làm ra

Thời gian hoàn thành sản phẩm hay công trình xây dựng kéo dài nhiều ngày, nhiều tháng, thậm chí nhiều năm

Đặc điểm này cho thấy cần đặc biệt quan tâm đến sự thay đổi giá cả trong quá trình thi công, sự thay đổi của công nghệ xây dựng và chủ đầu tư…

Sản phẩm xây dựng được hoàn thành bao gồm sự tham gia của nhiều người (từ vài chục đến vài vạn người), chất lượng của dản phẩm xây dựng phụ thuộc vào chất lượng công tác của nhiều người tham gia và sự hợp tác của nhiều người trong quá trình sản xuất

1.4.3 Sản phẩm xây dựng không nhất định, không hoặc rất khó di chuyển, tuyệt đối không được phép có tỷ lệ phế phẩm

Do rất nhiều nguyên nhân khác nhau như: sản phẩm xây dựng được hoàn thành trong thời gian dài, được tạo bởi nhiều loại vật liệu, được kết hợp bởi lao động thủ công và cơ giới với mức độ khác nhau… nên sản phẩm xây dựng không thể giống nhau hoàn toàn Sản phẩm xây dựng có kích thước lớn, có trọng lượng lớn, thường gắn liền với đất nên ngoài một số công trình đặc biệt, sản phẩm xây dựng không thể di chuyển được

Công trình xây dựng thường chiếm vốn đầu tư lớn hoặc rất lớn, nó là nơi làm việc, sinh hoạt, học tập của nhiều người, trong công trình còn được trang bị nhiều máy móc, thiết bị hiện đại phục vụ sản xuất, sinh hoạt… có giá trị lớn Vì vậy, sản phẩm xây dựng không được phép có tỷ lệ phế phẩm

1.4.4 Sản phẩm xây dựng chịu ảnh hưởng của nhiều sự thay đổi

Bản vẽ kỹ thuật của sản phẩm xây dựng thường rất nhiều và hay bị thay đổi, bổ sung Do điều kiện sản xuất do nhiều yếu tố chủ quan và khách quan cũng hay bị thay đổi Số lượng, chất lượng cán bộ và công nhân tham gia làm ra sản phẩm cũng thường thay đổi và không thuần nhất

1.5 Các yêu cầu trong thi công xây dựng công trình

Một công trình xây dựng bất kỳ phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- An toàn: Đây là vấn đề cần đặt lên hàng đầu, nhằm đảm bảo cho các yêu cầu khác;

- Tiến độ: Các công trình xây dựng luôn cần được nhanh chóng đưa vào sử dụng nhằm đảm bảo hiệu quả đầu tư cao nhất và giảm ô nhiễm trong thi công nên tiến độ luôn cần được đẩy nhanh;

- Chất lượng: Quyết định đến việc nghiệm thu công trình, công trình không đảm bảo chất lượng gây thiệt hại rất lớn trong quá trình khai thác sau này;

- Giá thành: Trong bối cảnh thị trường cạnh tranh quyết liệt thì giá thành là một yếu tố quan trọng nhằm đem lại lợi nhuận cho cả nhà thầu và chủ đầu tư công trình

Chương 2 CÔNG TÁC ĐẤT VÀ GIA CỐ NỀN MÓNG

2.1 Khái niệm

2.1.1 Các loại công trình và công tác đất

Trong xây dựng, đa số các công trình đều có phần công tác đất Công tác đất chiếm một tỷ trọng tương đối lớn, nó quyết định chất lượng và tiến độ thi công công trình Nếu tách riêng công tác đất với khối lượng lớn thì có thể coi nó

là một công trình làm đất Có thể phân loại các công trình làm đất theo nhiều cách khác nhau

2.1.1.1 Các loại công trình đất

a Chia theo độ bền công trình

Có hai loại: công trình vĩnh cửu và công trình tạm thời

- Công trình vĩnh cửu: Là công trình có thời gian sử dụng lâu dài như nền đường bộ, đường sắt, đê đập, kênh mương…

- Công trình tạm thời: Chỉ phục vụ trong thời gian thi công như hố móng, rãnh đặt đường ống

b Chia theo hình dạng công trình

Gồm hai loại: công trình chạy dài và công trình tập trung

- Công trình chạy dài: Đê, đập, đường sá… là các công trình có tiết diện ngang nhỏ so với tổng chiều dài công trình;

- Công trình tập trung: Hố móng, san mặt bằng… là các công trình có kích thước theo hai phương gần bằng nhau

2.1.1.2 Các loại công tác đất

Trong công tác thi công thường có các loại công tác đất sau:

- Đào: Hạ độ cao mặt đất tự nhiên xuống độ cao thiết kế, thể tích đất đào: V+ Ví dụ: đào hố móng rộng, đào kênh, đào đường hầm…

- Đắp: Nâng độ cao mặt đất tự nhiên lên độ cao thiết kế, thể tích đất đắp: V- Ví dụ: đắp nền, đắp đê, đắp đập đất…

- San: Làm phẳng một diện tích đất, san bao gồm đào và đắp, lượng đất được giữ nguyên San có thể kết hợp với đào và đắp Ví dụ: san bằng mặt đất, san đồi, san nền đường, san đất đắp

- Hớt (bóc): Lấy lớp đất không sử dụng ở trên (đất mùn, đất thực vật, đất ô nhiễm), hớt theo độ dày lớp đất lấy đi

- Lấp: Là việc làm cho chỗ đất trũng cao bằng khu vực xung quanh, lấp đất phụ thuộc độ cao tự nhiên của khu vực xung quanh Ví dụ: lấp rãnh, lấp móng, lấp quanh công trường vừa xây xong…

2.1.2 Phân cấp đất

- Là cách phân loại đất dựa trên mức độ khó dễ khi thi công (bằng thủ công hoặc bằng máy)

- Cấp đất càng cao thì càng khó thi công

- Phân cấp bằng bằng phương pháp thủ công: Dựa vào mức độ hao phí thời gian của người công nhân, khi đào một khối lượng nhất định Thời gian đào trên thể tích càng lớn thì cấp đất càng cao

- Phân cấp theo cơ giới: Dựa vào mức độ hao phí ca máy của máy đào 1 gàu khi đào một khối lượng đất nhất định V Số ca máy đào trên đơn vị thể tích càng cao thì cấp đất càng lớn hay loại đất đó càng rắn

2.1.2.1 Phân cấp đất dựa trên việc thi công đất bằng thủ công

Có thể phân thành 4 cấp theo bảng sau:

Bảng 2.1 Phân cấp đất trong thi công thủ công

Cấp

Công cụ tiêu chuẩn xác định

I

- Đất cát, đất phù sa cát bồi, đất đen, đất mùn, đất cát pha

sét, đất sét, đất hoàng thổ, đất bùn

- Các loại đất trên có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ, đá

dăm ở mức độ < 20%, không có rễ cây to, có độ ẩm tự

nhiên, dạng nguyên thổ hoặc tơi xốp, hoặc được đem từ nơi

vỡ, đá dăm, mảnh chai ở mức độ > 20%, không lẫn các rễ

cây to, có độ ẩm tự nhiên hoặc khô

- Đất á sét, cao lanh, đất sét trắng, sét vàng có lẫn sỏi sạn,

mảnh sành, gạch vỡ, đá dăm ở mức độ < 20%, không có rễ

cây to, có độ ẩm tự nhiên hoặc khô rắn, dạng nguyên thổ hoặc

được đem từ nơi khác đến đổ nhưng đã bị nén chặt tự nhiên

Dùng xẻng, mai hoặc cuốc bàn xắn được thành miếng mỏng

Cấp

Công cụ tiêu chuẩn xác định

III

- Đất á sét, cao lanh, đất sét trắng, sét vàng, sét đỏ, đất đồi

núi có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ, đá dăm, mảnh chai

ở mức độ > 20% có lẫn các rễ cây, có độ ẩm tự nhiên hoặc

khô cứng hoặc đem đổ ở nơi khác đến nhưng có đầm nén

Dùng cuốc chim mới cuốc được

IV

- Các loại đẩt trong đất cấp III có lẫn đá hòn, đá tảng

- Đá ong, đá phong hóa, đá vôi phong hóa có cuội sỏi dính

kết ở đá vôi, xít non, đá quặng các loại đã nổ mìn vỡ nhỏ

2.1.2.2 Phân cấp đất dựa trên việc thi công đất bằng máy

a Phân nhóm đất cho máy xúc (4 nhóm)

Bảng 2.2 Phân nhóm đất cho máy xúc

I

- Đất có cây cỏ mọc không lẫn rễ cây và đá tảng, đất có lẫn đá dăm

- Cát khô, cát có độ ẩm tự nhiên, á cát, không có lẫn đá dăm

- Đất bùn dầy dưới 20 cm, không có rễ cây, sỏi sạn hoặc đất khô lẫn đá

- Đất đỏ, vàng ở vùng đồi núi có lẫn đá ong, sỏi nhỏ, kết cấu đặc, cứng

- Đất cứng lẫn đá quả dừa hay sít non

IV - Đất sét cứng từng lớp lẫn đá thạch cao mềm, đất đã được nổ phá

b Phân nhóm đất cho máy ủi (3 nhóm)

Bảng 2.3 Phân nhóm đất cho máy ủi

- Sỏi sạn không có lẫn đá to

- Đất sét mềm ướt không lẫn lộn đá dăm hoặc á sét nặng

- Đất bùn dầy > 30 cm

- Đất lẫn đá tảng

- Đất đồng bằng dầy trên 1,2 m

III

- Đất sét vỡ từng mảng, xẻng, mai không xắn được

- Đất sét lẫn sỏi sạn, đá dăm, cát khô

- Đất bùn dầy trên 30 cm

- Đất lẫn đá tảng

- Đất đồng bằng dầy trên 1,2 m

2.1.3 Các tính chất của đất ảnh hưởng đến thi công

Đất là một môi trường phức tạp có nhiều yếu tố ảnh hưởng (cơ, lý hoá) Trong bài giảng này chỉ đề cập tới các tính chất có ảnh hưởng lớn nhất tới kỹ thuật thi công đất và đến giá thành công trình đất và năng suất thi công của máy làm đất: trọng lượng riêng, độ ẩm, độ dốc tự nhiên, độ tơi xốp, lưu tốc cho phép…

2.1.3.1 Trọng lượng riêng của đất γ

- Định nghĩa: Là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất ở trạng thái

+ Đất khô quá làm cho chi phí việc đào đất tăng lên, làm giảm năng suất đào đất;

+ Đất ướt quá thì gây dính, cản trở độ cơ động của các thiết bị thi công, vệ sinh lao động trên công trường;

+ Độ ẩm của đất ảnh hưởng rất lớn đến quá trình đầm đất Mỗi loại đất muốn đạt được năng suất và hiệu quả cao trong quá trình đầm thì phải đạt được độ ẩm đầm nén tối ưu Thông thường mỗi loại đất có một độ ẩm mà ở

đó đất có thể đầm chặt nhất (lúc đó nước trong đất đóng vai trò như dầu mỡ bôi trơn trên bề mặt hạt đất tạo lực dính giữa các hạt đất và làm cho đất có độ chặt cần thiết)

- Dựa vào độ ẩm mà người ta phân ra các loại đất như sau:

+ B: Chiều rộng của mái dốc, m;

+ H: Chiều cao hố đào, m

- Ngược lại với góc dốc thì ta có độ soải của mái dốc:

1

cot

B m

+ Khi góc dốc  của khối đất vượt qua góc dốc tự nhiên a thì sự cân bằng của mái dốc được giữ bởi lực ma sát Ntg và lực dính C (AC) tác dụng lên mặt phẳng trượt Khi tổng các lực này nhỏ hơn lực trượt T làm mái dốc sẽ bị sụp đổ (Hình 2.2)

Trong đó:

+ Q: Trọng lượng của khối lăng trụ ABC, daN;

+ : Góc giữa mặt phẳng trượt và mặt phẳng nằm ngang, o

Hình 2.2 Điều kiện cân bằng của mái dốc

+ Độ dốc tự nhiên có ảnh hưởng rất lớn tới các biện pháp thi công đào, đắp đất Biết được các độ dốc tự nhiên của đất ta mới đề ra được biện pháp thi công

có hiệu quả Ví dụ: Thi công có mái dốc hay không có, bố trí các máy móc thi công nằm ngoài khu vực đào hố móng, bố trí các đống đất đổ trên mặt bằng, nếu mặt bằng chật hẹp thì phải chống tường hố đào;

+ Khi đào đất tạm thời phải tuân theo độ dốc cho phép cho ở bảng 1

Bảng 2.4 Độ dốc mái đất của các hố đào tạm thời

Tỉ lệ

độ dốc

Góc nghiêng mái dốc

Tỉ lệ

độ dốc

Góc nghiêng mái dốc

Tỉ lệ

độ dốc

Đất cát và cát cuội ẩm 63 1:0,50 45 1:1 45 1:1 Đất cát pha 76 1:0,25 56 1:0,67 50 1:0,85

Chiều sâu của một số hố đào vách thẳng đứng mà không cần chống đỡ trong các loại đất khác nhau:

Bảng 2.5 Bảng hạn chế về chiều sâu hố đào không cần chống

- Định nghĩa: Là tính chất thể hiện khả năng thay đổi thể tích của đất trước

và sau lúc đào Ký hiệu:  (%)

- Công thức xác định:

0 0 100(%)

V V V

- Tính chất: Có hai hệ số tơi xốp:

+ 0: C tơi xốp ban đầu khi đất đào lên chưa đầm nén;

+ : V tơi xốp sau khi đất đã đầm nén

Bảng 2.7 Hệ số chuyển từ tự nhiên sang đất tơi

- Đất xốp, rỗng có độ tơi xốp nhỏ, có khi có giá trị âm

+ Muốn tránh xói lở đất thì lưu tốc dòng nước chảy theo mặt đất không được lớn hơn một trị số ở đó các hạt đất bắt đầu bị lôi cuốn đi

- Một số lưu tốc cho phép của một số loại đất:

2.2 Xác định khối lƣợng đất và công tác đất

2.2.1 Xác định kích thước công trình đất và tính khối lượng công tác đất

2.2.1.1 Xác định kích thước công trình đất

a Khái niệm

- Việc tính toán khối lượng đất có ý nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế

và thi công các công trình có liên quan đến công tác đất

- Về mặt thiết kế: Có tính được khối lượng đất thì mới tính được dự toán thông qua việc dự báo khối lượng và bóc tách tiên lượng

- Về mặt thi công: Việc tính khối lượng đất giúp ta lập kế hoạch tổ chức thi công và phục vụ cho việc thanh quyết toán khối lượng

- Các công trình đất thường có kích thước rất lớn theo không gian 3 chiều như đê, đập, nền đường, nếu lấy kích thước tính toán sai lệch một ít cũng có thể dẫn đến sai khác rất lớn khi tính toán khối lượng đất dẫn đến sai dự toán, sai lệch trong tổ chức thi công

- Mỗi dạng công trình đất khác nhau sẽ có cách xác định kích thước khác nhau Trong bài này, ta sẽ xác định kích thước của một số dạng công trình thường gặp

b Kích thước một số công trình thường gặp

* Với các công trình chạy dài

- Kích thước nền đường, kênh mương, hệ thống đê điều: Để tính toán khối lượng công tác đất người ta chia công trình thành nhiều đoạn, mỗi đoạn nằm giữa 2 mặt cắt có tiết diện ngang F1, F2, thể tích của mỗi đoạn là Vi thì tổng các

Vi sẽ là thể tích của công trình chạy dài Để tính các thể tích đất Vi thì ta phải xác định diện tích mặt cắt ngang

- Ví dụ: Để tính toán khối lượng công tác đất của một con kênh có chiều dài L, mặt cắt ngang như hình 2.3:

+ Kích thước đáy dưới mương là b, m;

+ Chiều dài kênh L, m;

+ Chiều cao đào đất là h (cốt đất tự nhiên và cốt đáy móng lấy ở bản vẽ kỹ thuật), m;

Hình 2.3 Mặt cắt ngang kênh khi đào trên đất phẳng

- Như vậy, bề rộng cạnh trên của hố đào trong trường hợp cốt đất tự nhiên phẳng B là:

Hình 2.4 Cốt đất không bằng nhau, mặt đất không bằng phẳng

+ Công thức xác định diện tích mặt cắt kênh F:

- Khi đào một hố móng công trình, loại đất và chiều sâu hố ảnh hưởng tới

hệ số mái dốc của hố

- Chiều rộng đáy móng băng, móng độc lập tối thiểu phải bằng kích thước đáy móng cộng 0,1 m bê tông lót về 2 phía, khoảng cách để đặt ván khuôn và

neo giằng, tăng thêm 0,2 m (TCVN 4447-1987, mục 3.9)

- Trong trường hợp cần thiết có công nhân làm việc dưới đáy móng thì khoảng cách tối thiểu giữa kết cấu móng và vách hố móng phải lớn hơn 0,7 m

- Nếu hố móng có mái dốc thì khoảng cách giữa chân mái dốc và chân kết cấu móng ít nhất phải là 0,3 m

- Nếu hố móng lớn và rất lớn, thi công bằng máy thì khoảng lưu không phải lấy rộng hơn kích thước công trình từ (1 ÷ 1,5 m)

- Ví dụ: Xác định kích thước hố đào cho một công trình có đáy F = a.b và chiều sâu đáy hố móng là h

+ Căn cứ vào cấp đất và chiều sâu hố móng ta xác định được hệ số mái dốc + Chiều sâu hố đào được xác định:

+ am, bm: Là kích thước hố móng, m;

+ a1: Là khoảng cách thi công - khoảng lưu không;

+ 0,2 m: Là phần bê tông lót đổ rộng hơn đáy móng về hai phía

Xác định kích thước miệng hố đào A, B (m):

- Dựa vào các phương pháp tính thể tích của hình học không gian

- Khi công trình có hình dáng đúng với các hình thông thường như hình trụ, hình hộp, hình nón thì chỉ cần áp dụng những công thức sẵn có để tính

- Với những công trình có hình dáng phức tạp, ta phải dùng phương pháp tính gần đúng, sao cho sai số nằm trong phạm vi cho phép Để nâng cao độ chính xác, ta phải chia làm nhiều hình khối rồi tổng cộng những khối nhỏ lại

2.2.2 Tính toán khối lượng công trình đất có dạng hình khối

Hình 2.6 Hố móng, khối đất đắp

* Công thức tính khối lượng:

a b

a'

b'

d'

c' V1

Hình 2.7 Hố móng

- Tiến hành đo vẽ các kích thước

- Từ 4 đỉnh đáy nhỏ, dựng 4 đường vuông góc với đáy trên, cắt đáy trên tại

I, J, K, L

- Qua các cạnh ở đáy nhỏ, dựng 4 mặt phẳng vuông góc với đáy trên: 4 mặt phẳng chia hình khối làm 9 khối nhỏ

+ a, b: Chiều dài, rộng của đáy dưới hố móng, m;

+ c, d: Chiều dài, rộng của đáy trên hố móng, m;

+ H: Chiều cao hố móng, m

2.2.3 Tính toán khối lượng công trình đất chạy dài

Thường áp dụng cho những công trình có cạnh thứ ba lớn hơn hai cạnh còn lại nhiều lần như nền đường, đê, đập

2.2.3.1 Phương pháp tính

- Do mặt đất tự nhiên không bằng phẳng nên chiều cao của công trình luôn thay đổi Do đó, để tính chính xác khối lượng đất, ta chia công trình thành những đoạn mà chiều cao trong mỗi đoạn đó thay đổi không đáng kể

- Ta tính thể tích Vi của mỗi đoạn

- Khối lượng thể tích đất V (m3):

1

n i i



- Chia càng nhỏ thì kết quả càng chính xác

1 1 1

B A

+ F1: Diện tích tiết diện trước, m2;

+ F2: Diện tích tiết diện sau, m2;

+ l: Chiều dài hình khối, m;

+ Ftb: Diện tích tiết diện trung bình, m2

Thể tích đúng V thường: V1 > V > V2

- Điều kiện áp dụng công thức: Áp dụng khi l < 50 m và |H1 – H2|  0,5 m

Gọi h1, h2 là độ cao trắc ngang công trình của mặt cắt giới hạn trước F1, đặt:

1 2

h h

H  

(2.11.c) Gọi h3, h4 là độ cao trắc ngang công trình của mặt cắt giới hạn sau F2, đặt:

2 2

h h

H  

(2.11.d)

2.2.3.3 Công thức có độ chính xác lớn hơn

- Trượt tiết diện bé A'B'C'D' chồng lên tiết diện lớn, ta được 4 điểm A, B,

C, D

- Từ C, D hạ 2 đường vuông góc xuống mặt phẳng đáy C'D'EF

- Khi đó, ta có 3 khối với thể tích V1, V2 và V1 ở giữa

+ 1, 2: Diện tích đáy tam giác của khối chóp, m2;

+ F1, F2: Diện tích 2 mặt cắt giới hạn công trình, m2;

+ l: Chiều dài công trình, m

1 3

1 3

2.3 Công tác chuẩn bị thi công nền đất

2.3.1 Chuẩn bị mặt bằng thi công

2.3.1.1 Giải phóng mặt bằng

Bao gồm các công việc sau: Phá dỡ công trình cũ (không sử dụng nữa), chặt hạ cây cối vướng vào công trình, di chuyển mồ mả, xử lý hệ thảm thực vật thấp, dọn sạch chướng ngại vật

- Phá dỡ công trình cũ: Trước khi phá dỡ, xem những công trình nào có thể tận dụng để làm lán trại cho công nhân Nếu công trình cũ phải phá dỡ thì cần lập biện pháp an toàn khi phá dỡ và phải tiết kiệm vật liệu

- Khi di chuyển mồ mả, phải thông báo cho người có mồ mả được biết, lập các biên bản di chuyển mồ mả, thực hiện tốt những qui định về vệ sinh môi trường

- Lưu ý tới nguồn điện, nước phục vụ cho công trình

- Xử lý hệ thảm thực vật thấp có thể dùng sức người hoặc dùng máy ủi

- Việc đào bỏ rễ cây tùy thuộc vào cấu tạo hệ móng, nếu rễ cây không nằm trong khu vực móng và khi nền đắp cao từ 1 m tới 2,5 m thì không cần phải nhổ gốc cây, nhưng phải cưa chúng sát mặt đất, nếu nền đắp cao hơn nữa thì có thể

để nguyên các gốc cây khi các gốc cây đó không cao quá 0,2 m

- Với các gốc cây quá to với đường kính trên 50 cm thì biện pháp đánh gốc cây nhanh nhất là nổ mìn

- Đá mồ côi trên vị trí công trường cần phá bỏ hoặc di chuyển

- Bàn giao mốc giới

- Lập biên bản, ghi rõ ngày, tháng, năm, vị trí các mốc giới bàn giao

- Dẫn mốc giới tới những vị trí ổn định xung quanh công trường và phải có rào chắn bảo vệ

2.3.1.2 Tiêu nước bề mặt khu vực thi công

đó việc tiêu nước bề mặt là hết sức cần thiết

b Điều kiện và yêu cầu chung

- Tốc độ chảy của nước trong hệ thống mương rãnh tiêu nước không được vượt quá tốc độ gây xói lở đối với từng loại đất

- Độ dốc theo chiều nước chảy của mương rãnh tiêu nước không được nhỏ hơn 0,003; nếu ở thềm sông và vùng đầm lầy, độ dốc có thể giảm xuống 0,001; nếu ở các trường hợp đặc biệt có thể lấy 0,002

- Nước từ hệ thống tiêu nước, từ bãi trữ đất và mỏ vật liệu thoát ra phải đảm bảo thoát nhanh, nhưng phải tránh xa những công trình sẵn có hoặc đang xây dựng Không được làm ngập úng, xói lở đất Nếu không có điều kiện dẫn nước tự chảy thì phải đặt trạm bơm tiêu nước

c Biện pháp

Tùy từng địa hình và tính chất của công trình mà có các biện pháp

c.1 Làm các mương rãnh thoát nước, đắp các con trạch chắn nước

- Ngăn nước mưa trên bề mặt: Đào những rãnh ngăn nước mưa về phía đất cao, hoặc đào rãnh để đắp thành con trạch, be bờ ngăn nước (rãnh này sẽ thu nước trên mặt tràn xuống và dẫn đi nơi khác)

- Kích thước rãnh được tính toán theo tính toán thủy lực và phụ thuộc vào

+ Lưu lượng nước không lớn;

+ Thời gian thi công móng nhanh

- Đào rãnh thoát nước lộ thiên có thể rộng từ 0,6 ÷ 0,8 m, sâu từ 0,8 ÷ 1 m

- Nước trong rãnh được thu về một hố thu 1,5 x 1,5 m; h = 1,5÷3 m

- Dùng cừ đóng xung quanh hố đào để giữ tường hố đào

- Đáy hố thu đổ cát hạt to, sỏi nhỏ

Hình 2.10 Hệ thống thoát nước mặt cho hố móng

1- Rãnh thoát nước; 2- Hố gom nước; 3- Máy bơm nước

- Nhược điểm: Ảnh hưởng mặt bằng thi công, dễ sụt lở hố đào

2.3.1.3 Hạ mực nước ngầm

a Ý nghĩa

- Khi đào hố móng mà đáy hố móng nằm dưới mực nước ngầm cần thiết kế giải pháp hạ mực nước ngầm vì khi tiến hành đào nước sẽ tràn vào gây sụp lở thành

hố đào gây khó khăn cho thi công đất, đặc biệt là trong trường hợp đào thủ công

- Chú ý: Việc hạ mực nước ngầm phải được tiến hành cho đến khi bê tông đạt một cường độ Rn = 24 daN/cm2 để tránh nước ngầm xâm nhập vào bê tông phá hỏng tính chất bê tông và có thể làm ăn mòn cốt thép

- Hạ mực nước ngầm là làm cho nước ngầm hạ thấp cục bộ ở một vị trí cách mặt móng a = 0,5 ÷ 1 m bằng phương pháp nhân tạo

Hình 2.11 Hạ mực nước ngầm

- Khi thi công đất, ngoài lớp đất nằm dưới mực nước ngầm bị bão hoà nước, còn phải chú ý đến lớp đất ướt trên mực nước ngầm do hiện tượng mao dẫn Chiều dày lớp đất ướt này được cho trong bảng sau:

Bảng 2.9 Chiều dày lớp đất ướt nằm trên mực nước ngầm cho phép

Loại đất Chiều dày lớp đất ước nằm trên

- Dùng đất sét trên cùng để không cho đất rơi vào rãnh

- Nước hai bên thấm vào rãnh, theo những lớp dẫn nước chảy vào hố thu và được bơm ra ngoài công trình

- Áp dụng khi lưu lượng nước nhỏ, thi công mùa mưa

b.2 Phương pháp giếng thấm

- Nguyên lý: Đào nhiều giếng xung quanh hố móng độ sâu của giếng ấn định theo độ cao hút nước lên của máy bơm và điều kiện đảm bảo hạ mực nước ngầm thấp hơn đáy hố móng Khi đào giếng để tránh đất ở thành giếng sụt lở ta dùng các thùng gỗ để giữ vách đất nước trong giếng được đưa ra ngoài bằng bơm ly tâm

1

2

MNN

1: m¸y b¬m2: v¸n gçchèng sôt lë

Hình 2.13 hạ mực nước ngầm bằng giếng thấm

- Áp dụng: Áp dụng cho trường hợp hố móng nhỏ, hệ số thấm k lớn Độ sâu hạ mực nước ngầm không quá 4 ÷ 5 m, do đó phương pháp này thích hợp trong trường hợp đất hạt thô có hàm lượng sỏi, cát cao

b.3 Phương pháp ống giếng có bơm hút sâu

Cấu tạo: Gồm các bộ phận: ống giếng lọc, tổ máy bơm đặt trong mỗi giếng, ống tập trung nước, trạm bơm và ống xả nước

- Ống giếng lọc bằng thép với đường kính từ 200 ÷ 450 mm, phía dưới có nhiều khe hở nhỏ là phần lọc, chiều dài phần lọc từ 6 ÷ 15 m

- Động cơ điện để làm quay máy bơm trục đứng được đặt sâu trong ống giếng, công suất từ 30 - 200 m3

/h Hiện nay, phổ biến là loại máy bơm trục đứng

có phần bánh xe công tác đặt ở phần thân máy và được bắt chặt vào trục đứng chung với ống hút có lưới ở đầu dưới

- Các loại máy bơm: ATH-8, ATH-10, ATH-14… các số 8, 10, 14 chỉ đường kính trong nhỏ nhất của lỗ giếng khoan tính bằng đơn vị inch Công suất trung bình của máy ath - 8 là 30 m3

/h

líp d© y thÐp

l-íi läc

líp c¸t läc èng b¬m

Hình 2.14 Hạ mực nước ngầm bằng giếng lọc có máy bơm hút sâu

- Nguyên lý: Trước khi thi công, phải hạ ống giếng vào trong đất Có thể khoan lỗ đối với đất rắn chắc hoặc dùng biện pháp xói bằng tia nước để hạ ống đối với đất dễ xói lở như cát pha sét hoặc cát

+ Với biện pháp xói bằng tia nước: Đầu dưới ống giếng lắp thêm một mũi ống để phun ra những tia nước áp lực và nối mỗi ống đó với một ống dẫn nước cao áp (8 - 16 at) Nước phun ra từ ống sẽ phá lở đất và ống giếng tự tụt dần xuống Cứ làm như vậy cho tới khi ống đạt độ sâu thiết kế

+ Với đất dễ xói lở khi bị thấm nước (vách giếng thường bị sụt), để chống sụt vách đất, người ta bơm thêm khí ép (4 - 6 at) cùng với nước vào giếng

+ Để giúp cho việc hạ ống người ta thường dùng cần trục bánh xích

+ Khi hạ ống trong đất lẫn cát sỏi thì sau khi xói nước, cát lẫn sỏi sẽ lấp khoảng trống xung quanh ống, tạo thành màng lọc tự nhiên

+ Khi đất thiếu những thành phần để tạo màng lọc tự nhiên, để tăng bề mặt hút nước, ta tự tạo ra xung quanh ống một màng lọc bằng cát sỏi bằng cách đổ những hạt sỏi có đường kính từ 3 - 10 mm xung quanh ống giếng theo 1 ống bao Ống bao này rộng hơn ống giếng từ 8 ÷ 10 cm Sỏi được đổ vào ống bao ngay sau khi hạ ống tới độ sâu thiết kế, rồi bơm nước với áp lực nhỏ để rút dần ống bao lên

+ Sau khi hạ ống giếng thì lắp máy bơm hút sâu vào trong ống

Hình 2.15 Hạ ống giếng bằng phương pháp xói nước

* Ưu, nhược điểm:

+ Công tác hạ ống phức tạp, cần thợ giỏi, tốn phí nhiều;

+ Máy bơm chóng hỏng nếu nước hút lên có lẫn cát

+ Khi hố móng rộng, lượng nước thấm lớn;

+ Khi thời gian làm việc trong hố móng kéo dài

b.4 Phương pháp dùng thiết bị kim lọc hạ mực nước nông

- Cấu tạo:

+ Thiết bị kim lọc gồm một bộ kim lọc, một ống hút tập trung nước nối ống kim lọc với máy bơm;

+ Ống kim lọc là nhiều ống thép có đường kính  = 50 ÷ 68 mm nối lại với nhau, chiều dài 9 ÷ 10 m gồm: Đoạn ống trên, đoạn lọc và đoạn chân ống có cấu tạo răng cưa;

+ Đoạn ống trên là ống thép hút dẫn nước, tuỳ theo chiều sâu cần đặt đoạn lọc mà có chiều dài khác nhau, sẽ tổ hợp nối một số đoạn ống bằng mặt bích và

bu lông;

+ Đoạn lọc gồm 2 ống lồng vào nhau có khoảng hở ở giữa: Ống trong thu nước không đục lỗ nối liền với ống hút bên trên, ống ngoài có đục lỗ hình ô cờ, bên ngoài ống có cuốn dây thép kiểu lò xo, bên ngoài nữa là một lớp lưới lọc (lớp này ngăn không cho đất lọt vào lỗ của ống ngoài gây tắc ống);

+ Đoạn cuối gồm van cầu, van hình vành khuyên và bộ phận chân ống có

cấu tạo hình răng cưa (có tác dụng định vị ống kim lọc và giảm tiết diện mũi để

giảm áp lực đất lên mũi ống kim lọc)

3

4 5 6

9

9 8 7

2

Hình 2.16 Cấu tạo ống kim lọc

1 Đoạn ống hút; 2 Khớp nối; 3 Lưới lọc; 4 Lưới thép bảo vệ;

5 Đoạn ống ngoài; 6 Đoạn ống trong (0 đục lỗ); 7 Van vành khuyên;

8 Van cầu; 9 Lò xo

1 2 3

Hình 2.17 Mặt bằng bố trí ống kim lọc

1 Ống kim lọc; 2 Ống thu nước; 3 Máy bơm

Hình 2.18 Hoạt động của kim lọc

* Nguyên tắc hoạt động:

- Giai đoạn hạ ống kim lọc:

+ Vận chuyển các ống đến mặt bằng, lắp ống kim lọc vào giá;

+ Định vị ống bằng hệ trục định vị và kiểm tra độ thẳng đứng bằng máy kinh vĩ hoặc các quả rọi;

+ Dùng búa gõ nhẹ cho kim cắm vào đất khoảng 0,5 ÷ 1 m;

+ Miệng ống hút nước nối với bơm cao áp;

+ Bơm nước cao áp vào ống trong của ống kim lọc với áp lực p = 4 ÷ 5 atm với đất cát dễ xói lở, p = 6 ÷ 8 atm với đất dính;

+ Nước được nén vào trong kim lọc, đẩy van hình khuyên đóng lại, nén van hình cầu xuống Nước phun ra ngoài theo các răng nhọn;

+ Các tia nước phun ra làm xói lở đất ở đầu kim lọc Đất nhão ra và bị cuốn

đi cộng với trọng lượng bản thân ống kim lọc chìm xuống;

+ Khi cách độ sâu thiết kế 0,5 ÷ 1 m thì ngừng xói nước Dùng búa đóng ống xuống độ sâu thiết kế (để cho ống ổn định)

- Giai đoạn hoạt động của kim lọc:

+ Chèn vào xung quanh phần lọc một lớp sỏi và cát hạt to để tạo thêm lớp lọc (lớp này vừa có tác dụng định vị ống vừa làm lớp lọc sơ bộ trước khi vào màng lọc) Chèn một lớp đất sét trên miệng lỗ để giữ không cho không khí lọt vào trong ống kim lọc;

+ Ống hút nước nối với hệ thống ống gom nước và nối với bơm hút;

+ Khi bơm hút nước lên, nước ngầm ngấm qua hệ thống lọc vào đẩy van vành khuyên mở ra, tràn vào ống để được hút lên;

+ Do áp suất nước ngầm, van cầu đóng lại giữ không cho bùn cát vào trong kim lọc

- Phạm vi áp dụng:

+ Dùng để hạ nước ngầm cho những công trình nằm dưới mực nước ngầm Mực nước ngầm sau khi hạ phải thấp hơn đáy hố đào 0,5 ÷ 1 m;

+ Dùng khi chiều sâu hạ nước ngầm không lớn;

+ Lưu lượng nước ngầm lớn;

+ Thời gian thi công dài

+ Đối với hố đào rộng ta đặt hàng rào kim lọc xung quanh hố móng

+ Muốn hạ mực nước ngầm ở độ sâu trên 4 ÷ 5 m, thì bố trí hai tầng kim lọc (hình 2.19) Với cách đào này sẽ tiết kiệm được lượng đất phải đào, dễ dàng hơn trong việc cân bằng mái dốc, tận dụng được ống kim lọc hút nông

- Áp dụng tốt trong trường hợp đất dễ thấm: Hệ số thấm k = 1 ÷ 100 m/ngày đêm, tốt nhất k = 4 ÷ 40 m/ngày đêm Nếu k < 1 m/ngày đêm nên kết hợp kim lọc hút nông và phương pháp điện thấm (hình 2.20)

- Chú ý: Với mỗi ống kim lọc đóng kèm 1 cọc sắt, nối nguồn điện Nguồn điện có đầu âm nối với ống kim lọc, đầu dương nối với cọc thép làm các ion nước + hút vào ống kim lọc dẫn đến tăng khả năng hút nước của ống kim lọc

MNN

MNN sau khi h¹

èng kim läc cäc thÐp

Hình 2.20 Kết hợp kim lọc hút nông với phương pháp điện thấm

b.5 Phương pháp dùng thiết bị kim lọc hạ mực nước sâu

3

4

5 6 7

Hình 2.21 Cấu tạo ống kim lọc hút sâu

1 Ống ngoài; 2 Ống trong; 3 Miệng phun; 4 Khớp nối;

5 Ống lọc trong; 6 Ống lọc ngoài; 7 Van bi

- Nguyên lý làm việc:

+ Đầu tiên hạ ống lọc ngoài (có phần lọc và phần chân ống) xuống đất bằng phương pháp xói nước;

+ Thả vào trong ống một ống nhỏ hơn mang miệng phun;

+ Máy bơm đẩy nước với áp suất 7,5 ÷ 8 atm vào ống kim lọc, nước chảy trong khoảng trống giữa 2 ống rồi tiến vào miệng phun;

+ Tia nước chui qua lỗ thu nhỏ của miệng và phun lên với một lưu tốc lớn, làm giảm áp suất không khí có trong khoảng không gian phía sau và mút theo nước ngầm dưới đất lên cao;

+ Hỗn hợp nước ngầm và nước mồi sẽ chảy vào một máng dẫn đến bể chứa nước Máy bơm lại lấy nước ở bể đó bơm vào ống kim lọc làm nước mồi, nước thừa trong bể được dẫn đổ đi nơi khác;

+ Đối với những nơi đất cát, đất cát lẫn sỏi thì không cần đổ màng lọc xung quanh ống kim lọc hút sâu Nhưng khi dùng ở những nơi đất sét pha cát, đất ít thấm thì phải đổ màng lọc xung quanh ống

Hình 2.22 Sơ đồ hoạt động của hệ thống kim lọc hút sâu

1 Máy bơm; 2 Ống dẫn nước mồi; 3 Phần ống lọc;

4 Phần thân ống; 5 Máng gom nước; 6 Bể chứa nước

- Phạm vi áp dụng:

+ Dùng khi ống kim lọc hút nông không hạ được nước ngầm;

+ Có thể hạ được mực nước ngầm xuống 18 m;

+ Không nên dùng thiết bị này để hạ mực nước ngầm xuống quá sâu vì phải có cột nước mồi quá lớn;