CHƯƠNG 1: CÔNG TÁC ĐẤT VÀ GIA CỐ NỀN MÓNG Mục tiêu: - Nhằm giúp học sinh hiểu biết được các khái niệm chung và công tác chuẩn bị thi công phần đất nền móng; - Giúp học sinh biết được các phương pháp đào, vận chuyển đất, đắp đất; - Giúp học sinh biết được các phương pháp gia cố nền móng và an toàn lao động. Nội dung chính: 1. Các loại công trình đất và công tác đất * Các loại công trình đất Có thể phân loại theo nhiều cách trong đó có 2 cách chính: - Theo thời gian sử dụng: Công trình sử dụng lâu dài: đê, đập, đường xá. Công trình sử dụng ngắn hạn (tồn tại trong quá trình thi công): như hố móng, rãnh đặt đường ống.
- Theo hình dạng công trình: Công trình chạy dài: nền đường, đê đập,mương. Công trình tập trụng: hố móng… * Các dạng công tác đất Trong thi công thường gặp 6 dạng công tác chính sau: - Đào : Là hạ độ cao mặt đất tự nhiên xuống cốt thiết kế : như đào móng, đào mương. - Đắp : Nâng độ cao mặt đất tự nhiên lên độ cao thiết kế : Đắp nền, đắp đập. - San : Làm phẳng một diệ tích mặt đất (gồm cả đào và đắp) : san nền đường, san mặt bằng.
- Bóc : Bóc lớp đất thực vật, đất mùn trên bề mặt - Lấp : Lấp đất chân móng, lấp hồ ao, lấp rãnh… - Đầm : làm cho nền đất mới đổ cho đặc chắc. Tính chất của đất và sự ảnh hưởng của nó đến kỹ thuật thi công * Độ tơi xốp 10 - đ/n : Là độ tăng của một đơn vị thể tích ở dạng đã được đào lên so với đất ở dạng nguyên Đất nằm nguyên ở vị trí của nó trong vỏ trái đất ( trước khi được đào lên) gọi là đất nguyên thổ. Đất đã được đào gọi là đất tơi xốp. - Công thức : V-V0 + Độ tơi xốp : K= .100(%) V0 K : Độ tơi xốp (%) V0: Thể tích đất nguyên thổ.
V : Thể tích đất sau khi đã được đào lên Nếu gọi V1 là thể tích của đất nằm trong gầu máy đào hay trên xe vận chuyển ta được : V1 -V0 K1 = 100(%) Với K1 gọi là độ tơi xốp ban đầu. V0 Nếu gọi V2 là thể tích của đất khi đã được đầm chặt V2 -V0 K2 = 100(%) Với K2 gọi là độ tơi xốp cuối cùng.5 trang 11 Giáo trình kỹ thuật thi công. Chú ý : Trên thực tế ta luôn có V0<V1<V2 * Độ ẩm của đất - Đ/n : là tỷ lệ tính theo phần trăm (%) của lượng nước chứa trong đất -Công thức: Wn W -W W= .100% Wkh Wkh Trong đó : Wu : Trọng lượng mẫu đất ở trạng thái tự nhiên Wkh : Trọng lượng mẫu đất sau khi sấy khô Wn : Trọng lượng nước trong mẫu đất. - Phân loại đất theo độ ẩm +Đất có W ≤ 5% là đất khô +Đất có 5% < W ≤30% là đất ẩm 11 +Đất có W > 30% là đất ướt - Đất ướt quá hoặc khô quá đều làm cho thi công khó khăn.
Mỗi loại đất có độ ẩm thích hợp cho thi công dễ dàng nhất. * Khả năng chống xói lở của đất - Đ/n : là khả năng chống lại sự cuốn trôi của dòng nước chảy của các hạt đất. Muốn đất không bị xói lở thì vận tốc các dòng chảy không được lớn hơn lưu tốc cho phép. Mỗi loại đất sẽ có 1 lưu tốc cho phép khác nhau.6 giáo trình KT TC) Khi công trình gặp dòng chảy tốc độ lớn hơn lưu tốc cho phép thì phải tìm cách giảm tốc độ dòng chảy (VD), hoặc không cho dòng chảy tác dụng trực tiếp vào công trình.
* Độ dốc tự nhiên của mái đất - Đ/n : là tg của góc α, với α là góc lớn nhất của mái dốc khi ta đào hay đắp đất mà không gây sụt lở. Phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất, độ dính của đất, độ ẩm của đất, tải trọng tác dụng lên đất, chiều sâu hố đào. - Công thức : H i=tgα= B i : Độ dốc tự nhiên của mái dốc.4 Sách giáo trình KTTC. B : Chiều rộng mái dốc.
1 1 Ngoài ra : đặt m= = =cotgα i tgα Thì B = m. - Tác dụng : biết được độ dốc cho phép để ta tính toán được Taluy khi đào hố.2 Tính khối lượng công tác đất 1. Các công thức tính toán - Công trình có hình dạng đúng với hình học thông thường thì áp dụng công thức - Nếu công trình có hình dạng phức tạp thì tìm cách chia nhỏ thành những hình đơn giản có công thức tính đã biết. 12 - Đối với công trình dạng hình khối h V= a.d 6 Trong đó : V : Thể tích a,b – chiều dài và chiều rộng mặt đáy c,d – chiều dài và chiều rộng mặt trên h – chiều sâu của hố - Đối với công trình dạng chạy dài Thể tích của công trình có thể tính theo 2 công thức gần đúng sau : F +F2 Công thức 1 : V1 = 1 .l (V1 hơi lớn Vthực) 2 Công thức 2 : V2 =Ftb.
Tính khối lượng san bằng mặt đất * Có 2 trường hợp : - San bằng với điều kiện cân bằng khối lượng đào đắp - San bằng theo cao trình cho trước * Xác định khối lượng san bằng mặt đất theo điều kiện cân bằng đào đắp Tính toán bình thường như trong trắc đạc, tính Mđào và Mđắp rồi xét : M đào - M đ?p Δh= = Mđào- Mđắp m. Công tác chuẩn bị thi công đất Các công việc chuẩn bị phục vụ thi công đất gồm : - Giải phóng, thu dọn mặt bằng (….) - Tiêu nước bề mặt - Hạ mực nước ngầm (khi mực nước ngầm cao hơn đáy móng) - Định vị công trình (giác móng công trình) , định vị hố đào, - Chống sạt lở thành hố đào - Chuẩn bị vị trí đổ đất khi đào móng v. Chuẩn bị mặt bằng thi công * Giải phóng, thu dọn mặt bằng - Gồm các việc : Di chuyển, phá dỡ công trình cũ nếu có, ngả hạ cây cối nằm trong mặt bằng xây dưng, phá đá mồ côi trên mặt bằng nếu cần, xử lý thảm thực vật thấp, dọn dẹp chướng ngại tạo thuận tiện cho thi công. - Chú ý : Di chuyển mồ mả phải đúng theo phong tục và quy định vệ sinh Khi tháo dỡ công trình cũ phải thiết kế biện pháp tháo dỡ đảm bảo an toàn và tận thu vật liệu sử dụng được.
Khi lấp đất ở những nơi có bùn ở dưới thì nên vét hết bùn để tránh hiện tượng không ổn định cho lớp đất đắp * Tiêu nước bề mặt - điều kiện: Đảm bảo mặt bằng công trình không đọng nước, không bị úng ngập trong suốt thời gian thi công. - Các phương pháp: Tạo độ dốc cho mặt bằng thi công, Xây hệ thống mương thoát nước bằng gạch có nắp đậy Lắp đặt hệ thống ống bê tông cốt thép và tổ chức các hố ga để dẫn nước về mương thoát nước khu vực. (hệ thống mương hoặc ống dẫn nước thường được đặt dọc 2 bên đường tạm trên công trường. Mương qua đường phải nằm sâu xuống mặt đường tối thiểu là 70cm.
Đối với các công trình lớn nên thi công 14 hệ thống thoắt nước mặt vĩnh cửu theo thiết kế để tiết kiệm vốn đầu tư xây dựng. Định vị công trình và chống sạt lở vách hố đào * Định vị công trình : - Cắm trục định vị: Từ cọc mốc chuẩn, cao trình chuẩn (được bên mời thầu bàn giao), dựa trên bản vẽ thiết kế mặt bằng định vị, triển khai các trục của công trình theo hai phương bằng máy trắc đạt, thước thép, nivô, quả dọi, dây thép 1 1 1 2 2 2 1 a) b) 5 5 4 3 200 300 200 300 200 300 200 300 1-1 2-2 Hệ cọc đơn định vị a) : Cọc gỗ, b) : Cọc thép 1. Đinh định vị tim; 2. Rãnh định vị tim, 3.
Bêtông giữ cọc. Mỗi một trục được xác định bởi hai cọc (hay nhiều cọc tuỳ theo mặt bằng công trình). Các cọc định vị này được bố trí tại những vị trí sao cho dễ nhìn thấy, không ảnh hưởng đến công tác thi công và được bảo vệ cẩn thận trong suốt quá trình thi công. Các cọc định vị có thể làm bằng gỗ với tiết diện 40x40x100 hay được làm bằng cọc thép 20.
Khi cắm trục định vị dùng hệ cọc đơn như trên có ưu điểm là ít gây cản trở trong quá trình thi công, dễ bảo quản. Tuy nhiên việc dùng hệ cọc đơn có nhược điểm là trong quá trình định vị tim trục của công trình, việc đóng cọc xuống đất (để vạch tim) rất khó chính xác, thường nếu không để ý khi đóng 15 xong cọc thì đường tim của công trình không còn nằm trên đầu cọc nữa (vì cọc đã bị đóng lệch). Để tránh hiện tượng này trong quá trình đóng phải thường xuyên kiểm tra bằng máy kinh vĩ. Ngoài hệ thống cọc đơn, ta còn dùng giá ngựa để đánh dấu tim, trục định vị.
Hệ thống giá ngựa a) Giá ngựa có ván ngang liên kết trên đầu cọc, b) Giá ngựa có ván ngang liên kết trên thân cọc, 1. Đinh làm dấu tim 4. Đinh liên kết; 5. Bêtông giữ chân cọc.
Giá ngựa đơn: Gồm hai cột và một tấm ván được bào nhẵn, thẳng đóng ngang vào phía sau cột, để khi căng dây ván không bị lôi bật khỏi cột. Cũng có thể đóng nằm ván trên hai đầu cột. Giá ngựa kép: Hệ thống gòm nhiều giá ngựa đơn ghép lại với nhau. Để đánh dấu tim trục công trình ta dùng chì vạch trên ván ngang rồi dùng đinh đóng để làm dấu và dùng để căng dây sau này.
Khi dùng giá ngựa để làm dấu một tim, trục công trình thì độ dài ván ngang (khoảng cách giữa hai cột) là l = 0,4 0,6m. Khi dùng giá ngựa để đánh dấu nhiều tim (trục) của công trình thì chiều dài ván ngang phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai tim(trục) biên. Hệ thống giá ngựa khắc phục được nhược điểm của cọc đơn, việc định vị công trình rất dễ dàng và chính xác. Tuy nhiên nếu dùng hệ thống Gavari lớn (dài) để định vị hết công trình sẽ gây cản trở trong giao thông phục vụ thi công.
Chính vì vậy mà tuỳ theo địa hình mà chọn hệ thống cọc đơn hay hệ thống giá ngựa hoặc kết hợp cả hai sao cho hợp lý. 16 Hệ thống giá ngựa để định vị công trình 1. Mặt bằng công trình; 2.