Giáo trình Kỹ Thuật Thi Công (NXB Xây Dựng) - ThS. Nguyễn Đức Chương

Giáo trình về kĩ thuật thi công, biên soạn theo chương trình đào tạo chuẩn, hệ thống hóa kiến thức từ cơ bản đến nâng cao., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Thi Công
• Đề tài: Giáo Trình Kĩ Thuật Thi Công
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CÔNG TÁC ĐẤT VÀ GIA CỐ NỀN MÓNG
• 1.1. Các loại công trình và công tác đất
• 1.2. Tính chất của đất và sự ảnh hưởng của nó đến kỹ thuật thi công
• 1.3. Phân loại đất
• 1.3.1. Phân loại đất theo phương pháp thi công thủ công
• 1.3.2. Phân loại đất theo phương pháp thi công cơ giới
• 1.4. Xác định khối lượng và công tác đất
• 1.4.1. Xác định kích thước công trình đất và phương pháp tính khối lượng công tác đất
• 1.4.2. Tính khối lượng công tác đất theo hình khối
• 1.4.3. Tính khối lượng công tác đất của công trình chạy dài
• 1.4.4. Bài toán tính khối lượng công tác đất trong việc san ủi mặt bằng theo ô vuông và ô tam giác
• 2. CHƯƠNG 2: CÔNG TÁC XÂY
• 3. CHƯƠNG 3: CÔNG TÁC BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP
• 4. CHƯƠNG 4: CÔNG TÁC LẮP GHÉP
• 5. CHƯƠNG 5: HOÀN THIỆN

Tóm tắt

I. Tổng quan giáo trình kĩ thuật thi công và công tác đất

Giáo trình kĩ thuật thi công là tài liệu nền tảng, cung cấp kiến thức cốt lõi cho ngành xây dựng. Nội dung giáo trình bao quát toàn bộ các giai đoạn hình thành một công trình, từ chuẩn bị mặt bằng đến hoàn thiện. Trong đó, công tác đất được xem là chương khởi đầu, giữ vai trò quyết định đến sự ổn định và chất lượng công trình. Bất kỳ dự án nào, từ nhà ở dân dụng đến các công trình hạ tầng phức tạp, đều bắt đầu bằng việc xử lý nền đất. Công tác này bao gồm nhiều hạng mục chính: đào đất, đắp đất, san lấp và gia cố nền móng. Việc hiểu rõ các biện pháp thi công đất không chỉ giúp đảm bảo tiến độ mà còn là yếu tố tiên quyết cho an toàn lao động xây dựng. Giáo trình đi sâu vào phân tích các tính chất cơ lý của đất, yếu tố trực tiếp ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương pháp và máy móc thiết bị thi công phù hợp. Mỗi loại đất, từ đất cát, đất sét đến đất đá, đều có những đặc tính riêng về trọng lượng riêng, độ ẩm, độ tơi xốp và góc ma sát trong. Việc nắm vững các thông số này giúp kỹ sư đưa ra quyết định chính xác về độ dốc mái đào, biện pháp chống sạt lở và phương án đầm nén hiệu quả. Đây là kiến thức cơ bản nhưng vô cùng quan trọng, tạo tiền đề vững chắc cho các công tác phức tạp hơn như thi công phần ngầm và thi công phần thân.

1.1. Vai trò của công tác đất trong kỹ thuật xây dựng hiện đại

Công tác đất là hạng mục đầu tiên và cơ bản nhất trong mọi hoạt động kỹ thuật xây dựng. Nó không chỉ đơn thuần là việc đào và đắp mà còn bao gồm một chuỗi các hoạt động phức tạp nhằm chuẩn bị mặt bằng thi công ổn định. Một nền móng vững chắc là kết quả của công tác đất được thực hiện đúng kỹ thuật. Các công việc chính bao gồm: giải phóng mặt bằng, bóc lớp đất hữu cơ, đào hố móng, san lấp tạo cốt nền theo bản vẽ kỹ thuật thi công, và vận chuyển đất thừa. Việc thực hiện chính xác các công đoạn này đảm bảo rằng các kết cấu phía trên, như kết cấu bê tông cốt thép, sẽ được đặt trên một nền tảng ổn định, tránh các sự cố lún, nứt về sau. Giáo trình nhấn mạnh, "Khối lượng công tác đất phụ thuộc vào quy mô, tính chất và địa hình công trình", cho thấy tầm quan trọng của việc khảo sát và lập kế hoạch chi tiết trước khi triển khai.

1.2. Phân loại và tính chất của đất ảnh hưởng đến thi công

Để lựa chọn biện pháp thi công phù hợp, việc hiểu rõ tính chất của đất là bắt buộc. Giáo trình phân loại đất thành nhiều cấp dựa trên độ khó khi thi công, từ đất cấp I (đất phù sa, cát) đến đất cấp IV (đất sét rắn chắc, đất gan gà). Mỗi cấp đất đòi hỏi dụng cụ và máy móc khác nhau. Các tính chất cơ lý quan trọng được đề cập bao gồm: trọng lượng riêng, độ ẩm, độ dốc tự nhiên, và độ tơi xốp. Ví dụ, "độ tơi xốp của đất là tính chất của đất thay đổi thể tích trước và sau khi đào". Hệ số tơi xốp này ảnh hưởng trực tiếp đến việc tính toán khối lượng đất cần vận chuyển. Độ ẩm cũng là một yếu tố quan trọng, đất quá khô hoặc quá ướt đều gây khó khăn cho việc đầm nén. Việc phân tích kỹ các yếu tố này giúp tối ưu hóa tiến độ thi công và chi phí dự án.

II. Các thách thức trong thi công phần ngầm và công tác đất

Thi công công tác đất, đặc biệt là thi công phần ngầm, luôn tiềm ẩn nhiều thách thức và rủi ro. Một trong những vấn đề lớn nhất là đảm bảo tính chính xác trong việc tính toán khối lượng đào đắp. Sai số nhỏ trong đo đạc ban đầu có thể dẫn đến chênh lệch lớn về chi phí và tiến độ thi công. Giáo trình kĩ thuật thi công đã chỉ ra rằng, "trước khi quyết định kích thước thi công hoặc đo đạc nhầm, sai lệch một ít thì dẫn đến sai lệch về khối lượng công tác". Một thách thức khác là quản lý nước ngầm. Khi đáy móng nằm dưới mực nước ngầm, việc thi công trở nên vô cùng phức tạp, đòi hỏi các biện pháp thi công đặc biệt như hạ mực nước ngầm bằng hệ thống kim lọc hoặc giếng thấm. Nếu không xử lý triệt để, nước ngầm có thể gây xói mòn, sạt lở vách hố đào, làm ảnh hưởng đến chất lượng công trình. Vấn đề sạt lở vách đất cũng là một rủi ro nghiêm trọng, đặc biệt khi đào hố sâu hoặc thi công trên nền đất yếu. Điều này không chỉ gây nguy hiểm cho công nhân mà còn có thể phá hủy các kết cấu lân cận. Do đó, việc áp dụng các biện pháp chống đỡ như sử dụng ván cừ, ván ngang kết hợp hệ thanh chống là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo an toàn lao động xây dựng.

2.1. Khó khăn trong việc xác định chính xác khối lượng đào đắp

Việc tính toán khối lượng đất là một bài toán không gian phức tạp. Địa hình tự nhiên không bằng phẳng, do đó chiều cao đào hoặc đắp luôn thay đổi. Giáo trình giới thiệu các phương pháp tính toán gần đúng cho các công trình chạy dài như kênh, mương bằng cách chia nhỏ thành từng đoạn. Tuy nhiên, đối với các mặt bằng lớn, việc áp dụng phương pháp mạng ô vuông hoặc mạng ô tam giác là cần thiết để đạt độ chính xác cao. Bài toán trở nên phức tạp hơn khi phải xác định khu vực đào và khu vực đắp để cân bằng khối lượng đất ngay tại công trường, giảm thiểu chi phí vận chuyển. Sai sót trong giai đoạn này có thể làm tăng đáng kể chi phí cho vật liệu xây dựng (đất đắp thêm) và chi phí vận hành máy móc thiết bị thi công.

2.2. Rủi ro sạt lở và tầm quan trọng của an toàn lao động xây dựng

Sạt lở vách hố đào là một trong những tai nạn nguy hiểm nhất trong xây dựng. Giáo trình nêu rõ tầm quan trọng của việc xác định độ dốc mái đào an toàn, phụ thuộc vào góc ma sát trong và lực dính của đất. Theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCVN) 4447:1998, mỗi loại đất với chiều sâu hố đào khác nhau sẽ có tỷ lệ mái dốc quy định riêng. Ví dụ, với đất sét và hố đào sâu dưới 3m, tỷ lệ mái dốc là 1:0,5. Khi không thể đào mái dốc do hạn chế về mặt bằng, các biện pháp chống đỡ vách đất là bắt buộc. Các hệ thống chống đỡ bằng ván ngang, ván dọc hay ván cừ thép phải được tính toán cẩn thận để chịu được áp lực chủ động của đất. Việc giám sát thi công chặt chẽ và tuân thủ tuyệt đối các quy định về an toàn là yếu tố sống còn.

III. Phương pháp tính khối lượng đất trong kỹ thuật xây dựng

Một trong những nội dung quan trọng nhất của giáo trình kĩ thuật thi công là giới thiệu các phương pháp khoa học để tính toán khối lượng công tác đất. Độ chính xác của bước này ảnh hưởng trực tiếp đến việc lập dự toán, kế hoạch cung ứng vật liệu xây dựng, và điều phối máy móc thiết bị thi công. Giáo trình không chỉ cung cấp các công thức hình học không gian cơ bản cho các khối đào đắp đơn giản mà còn đi sâu vào các phương pháp phức tạp hơn cho các địa hình gồ ghề. Phương pháp mạng ô vuông được áp dụng khi địa hình tương đối bằng phẳng, trong khi phương pháp mạng ô tam giác cho kết quả chính xác hơn với địa hình phức tạp. Điểm mấu chốt của các phương pháp này là xác định "độ cao công tác" (Hct) tại mỗi đỉnh của lưới, tức là chênh lệch giữa cao trình tự nhiên và cao trình thiết kế. Từ đó, khối lượng đất của từng ô lưới được tính toán và tổng hợp lại. Ngoài ra, giáo trình còn đề cập đến bài toán san lấp tự cân bằng, nơi tổng khối lượng đào bằng tổng khối lượng đắp, giúp tối ưu hóa chi phí và tiến độ thi công bằng cách giảm thiểu việc vận chuyển đất từ nơi khác đến hoặc đi.

3.1. Kỹ thuật tính toán theo mạng ô vuông và mạng ô tam giác

Phương pháp mạng ô vuông là kỹ thuật phổ biến trong việc san ủi mặt bằng. Mặt bằng được chia thành một lưới các ô vuông có cạnh bằng nhau. Cao độ tự nhiên tại các đỉnh lưới được xác định, sau đó cao độ thiết kế trung bình (Htb) được tính toán để đảm bảo cân bằng đào đắp. Công thức tính Htb được trình bày trong giáo trình: Htb = (ΣH¹ + 2ΣH² + 3ΣH³ + 4ΣH⁴) / 4m, trong đó H¹, H², H³, H⁴ là tổng cao độ các đỉnh có 1, 2, 3, 4 ô vuông quy tụ. Đối với địa hình phức tạp, mạng ô tam giác mang lại độ chính xác cao hơn. Mỗi ô vuông được chia thành hai tam giác. Kỹ thuật này cho phép mô phỏng bề mặt địa hình tốt hơn, từ đó tính toán khối lượng đào đắp trong các ô có cả vùng đào và vùng đắp một cách chi tiết.

3.2. Tối ưu hóa vận chuyển đất với biểu đồ Cutinốp

Sau khi xác định được khối lượng đào và đắp, việc tối ưu hóa hướng và khoảng cách vận chuyển là bước tiếp theo. Biểu đồ Cutinốp là một công cụ đồ họa mạnh mẽ được giới thiệu trong giáo trình để giải quyết bài toán này. Bằng cách vẽ biểu đồ khối lượng đất cộng dồn theo hai phương x và y, kỹ sư có thể xác định được các khu vực tự cân bằng đào đắp. Giao điểm của đường đào và đường đắp trên biểu đồ đánh dấu ranh giới của một khu vực tự cân bằng. Diện tích giữa hai đường này biểu thị công vận chuyển. Giáo trình hướng dẫn: "Từ điểm cắt nhau đó gióng thẳng lên mặt bằng sẽ chia mặt bằng ra làm hai khu vực tự cân bằng đào đắp". Việc áp dụng biểu đồ này giúp quản lý dự án xây dựng hiệu quả hơn, giảm quãng đường di chuyển của xe tải và máy ủi, từ đó tiết kiệm nhiên liệu và thời gian.

IV. Hướng dẫn biện pháp thi công đất bằng máy móc hiệu quả

Việc cơ giới hóa là xu hướng tất yếu để nâng cao năng suất và đảm bảo chất lượng công trình. Giáo trình kĩ thuật thi công dành một phần quan trọng để giới thiệu về các loại máy móc thiết bị thi công đất và phương pháp vận hành hiệu quả. Các loại máy phổ biến bao gồm máy đào gầu thuận, máy đào gầu nghịch, máy ủi, và máy cạp. Mỗi loại máy có ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng riêng. Máy đào gầu thuận phù hợp cho việc đào các hố móng lớn, sâu và có thể đổ đất trực tiếp lên xe vận chuyển. Ngược lại, máy đào gầu nghịch linh hoạt hơn, thích hợp cho việc đào mương, rãnh, thi công móng băng và làm việc được ở những nơi có nước ngầm. Máy ủi là thiết bị đa năng, không chỉ đào, san lấp mà còn vận chuyển đất ở cự ly ngắn (dưới 50m). Máy cạp là lựa chọn tối ưu cho các công trình san lấp mặt bằng quy mô lớn, có khả năng vừa đào, vừa vận chuyển và rải đất. Giáo trình cung cấp các sơ đồ di chuyển của máy móc (đào dọc, đào ngang, sơ đồ hình elip, hình số 8) nhằm tối ưu hóa chu kỳ làm việc và giảm thời gian chết, từ đó cải thiện đáng kể tiến độ thi công.

4.1. Sử dụng máy móc thiết bị thi công chuyên dụng để đào đất

Lựa chọn đúng loại máy đào quyết định hiệu quả của toàn bộ công tác đất. Giáo trình mô tả chi tiết đặc điểm của từng loại. Máy đào gầu thuận (gầu ngửa) mạnh mẽ, đào được đất từ cấp I đến IV, nhưng yêu cầu phải có đường cho máy và xe tải lên xuống hố móng. Máy đào gầu nghịch (gầu sấp) có năng suất thấp hơn nhưng không cần đường tạm, có thể đứng trên mặt đất và đào xuống, rất phù hợp cho thi công phần ngầm trong điều kiện chật hẹp. Máy đào gầu quăng (gầu dây) có tầm với xa và sâu, hiệu quả khi đào đất ở nơi có nước hoặc cần đổ đất ra xa. Năng suất của máy đào một gầu được tính theo công thức: Pkt = (3600 * q * Kx) / (Tck * Ktt), trong đó q là dung tích gầu, Tck là chu kỳ hoạt động, Kx là hệ số xúc đất và Ktt là hệ số tơi xốp.

4.2. Biện pháp hạ mực nước ngầm và tiêu nước bề mặt hiệu quả

Khi thi công dưới mực nước ngầm, việc xử lý nước là ưu tiên hàng đầu. Giáo trình trình bày các biện pháp thi công phổ biến. Tiêu nước bề mặt được thực hiện bằng cách đào các hệ thống rãnh xung quanh công trình để ngăn nước mưa chảy vào hố móng. Đối với nước ngầm, phương pháp hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc là một kỹ thuật hiện đại và hiệu quả. Hệ thống này bao gồm nhiều ống lọc đường kính nhỏ được hạ xuống xung quanh hố móng và nối với một máy bơm chung. "Khi bơm hoạt động, nước được hút lên, nước ngầm sẽ ngấm qua hệ thống lọc vào và đẩy van vành khuyên mở ra tràn vào ống để được hút lên". Phương pháp này giúp giữ cho hố móng luôn khô ráo, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công và đảm bảo sự ổn định của vách đất.

4.3. Kỹ thuật chống sạt lở vách đất bằng ván cừ và cốp pha

Trong điều kiện mặt bằng chật hẹp hoặc đất yếu, các biện pháp chống đỡ vách đất là không thể thiếu. Giáo trình giới thiệu ba phương pháp chính: chống đỡ bằng ván ngang, ván dọc và ván cừ. Chống đỡ bằng ván ngang thích hợp cho hố đào sâu đến 5m trong vùng không có nước ngầm. Các tấm ván được ép sát vào vách đất và giữ lại bằng hệ nẹp đứng và thanh chống ngang. Khi đất rời rạc hoặc có nước, phương pháp chống đỡ bằng ván dọc hoặc ván cừ được ưu tiên. Ván cừ, đặc biệt là ván cừ thép, tạo thành một bức tường liên tục, không chỉ chống sạt lở mà còn ngăn nước thấm vào hố móng hiệu quả. Các hệ thống này tương tự như cốp pha và giàn giáo cho kết cấu bê tông, đóng vai trò tạo khuôn và chịu lực tạm thời trong quá trình thi công.

V. Bí quyết ứng dụng giáo trình vào đồ án kỹ thuật thi công

Kiến thức từ giáo trình kĩ thuật thi công không chỉ mang tính lý thuyết mà còn là kim chỉ nam cho việc lập đồ án kỹ thuật thi công. Một đồ án chất lượng phải thể hiện được sự am hiểu sâu sắc về các nguyên tắc cơ bản, từ khảo sát địa chất, tính toán khối lượng, lựa chọn biện pháp thi công, đến tổ chức công trường và đảm bảo an toàn. Khi thực hiện đồ án, sinh viên và kỹ sư phải vận dụng các phương pháp tính toán khối lượng đất đã học để lập bảng cân bằng đào đắp, từ đó đề xuất phương án vận chuyển tối ưu. Việc lựa chọn máy móc thiết bị thi công cũng phải dựa trên cơ sở phân tích cấp đất, quy mô công trình và điều kiện hiện trường. Đồ án cần trình bày chi tiết sơ đồ di chuyển của máy móc, bố trí các đường tạm, và kế hoạch hạ mực nước ngầm nếu cần. Yếu tố an toàn lao động xây dựng phải được đặt lên hàng đầu, thể hiện qua thiết kế chi tiết hệ thống chống đỡ vách đất, biện pháp phòng chống tai nạn và kế hoạch giám sát thi công chặt chẽ. Việc tuân thủ tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCVN) là yêu cầu bắt buộc trong mọi khâu của đồ án.

5.1. Lập kế hoạch và tổ chức công trường cho công tác đất

Tổ chức công trường khoa học là yếu tố quyết định tiến độ thi công. Dựa trên kiến thức từ giáo trình, một kế hoạch tổ chức công trường cho công tác đất cần bao gồm các bước: định vị công trình dựa trên các mốc chuẩn, giác móng và xác định ranh giới hố đào. Việc bố trí đường vận chuyển nội bộ, bãi tập kết đất, và vị trí lắp đặt các thiết bị như trạm bơm nước phải được tính toán kỹ lưỡng. Giáo trình nhấn mạnh việc sử dụng các "giá ngựa" để cố định tim trục công trình, giúp kiểm tra và duy trì độ chính xác trong suốt quá trình đào đất. Một kế hoạch tốt sẽ giúp tối ưu hóa sự phối hợp giữa các tổ đội, giữa máy đào và xe vận chuyển, giảm thiểu xung đột và thời gian chờ đợi, góp phần vào thành công chung của quản lý dự án xây dựng.

5.2. Đảm bảo chất lượng công trình theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

Chất lượng của công tác đất ảnh hưởng lâu dài đến tuổi thọ của công trình. Giám sát thi công phải đảm bảo mọi công đoạn được thực hiện đúng theo bản vẽ kỹ thuật thi công và các tiêu chuẩn hiện hành. Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCVN) cung cấp các quy định cụ thể về độ dốc mái đào, yêu cầu về vật liệu đắp, và độ chặt yêu cầu sau khi đầm nén. Ví dụ, giáo trình đề cập đến TCVN 4447:1998 về công tác đất. Việc kiểm tra cao độ đáy móng, độ phẳng của nền, và các kích thước hình học phải được thực hiện thường xuyên. Sau khi hoàn thành, cần lập bản vẽ hoàn công để ghi nhận các sai khác so với thiết kế (nếu có), làm cơ sở cho việc nghiệm thu và bàn giao công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1, 3) là các bộ giảng dạy của trường Trung học Xây dựng số4. Khi soạn thảo giáo trình này chúng tôi đã nhận được nhiều sự động viên và góp ý của các đồng chí lãnh đạo Vụ tổ chức Lao động - Bộ Xây dựng, các giáo viên giảng dạy bộ môn "Ki thuật thỉ công®của các trường trung học chuyên nghiệp. Chúng tôi xin cảm ơn về sự giúp đỡ to lớn đó và tin chắc rằng cuốn sách sẽ được hoàn thiện hơn, nếu qua sử dụng các đông nghiệp và bạn đọc gửi cho nhóm tác giả những ý kiến đóng góp quý báu. Nhóm tác giả Chương †1 CÔNG TÁC ĐẤT VÀ GIA CỐ NỀN MÓNG A.

Các loại công trình và công tác đất lớn người ta phải thực hiện công tác đất Muốn thực hiện một công trình thì phần ngay từ ban đầu. mô, tính chất và địa hình công trình. Khối lượng công tác đất phụ thuộc vào quy việc nên có thể coi những công việc làm Do tính chất công việc và khối lượng công sự mục đích sử dụng, thời gian sử dụng va đất này như một công trình đất. Tuỳ theo hay phân loại các công trình đất như sau: phân bố khối lượng công tác có thể chia - Theo mục đích sử dụng: máng, dường đi, bãi chứa, công trình Gồm các công trình như: đê, đập, mương móng, lớp đệm.

phục vụ các phần thi công tiếp theo như hố ~ Theo thời gian sử đụng: ngắn hạn như đê quai, đường Sử đụng lâu đài như đê, đập, đường sá.; sử dụng tạm, hố móng, mương rãnh thoát nước. - Theo su phan bố khối lượng công tác: mặt bằng. và công trình chạy đài Chia công trình tập trung như hố móng, san ủi như đê, đập, đường sá. ra các đạng công tác chính như sau: Trong công tác thi cong đất, người ta phân chia bằng độ cao thiết kế.

Thể tích đât - Đào đất: là hạ độ cao mat dat ty nhiên xuống đào thường được ký hiệu là (V”). độ cao thiết kế. Thể tích đất đấp - Dap dat: 1a nâng độ cao mặt đất tự nhiên lên thường được ký hiệu là (Vˆ). cả tích đất nào đó.

Trong san đất bao gồm - San đất: là làm bằng phẳng một điện vực san vẫn giữ nguyên, nhưng cũng có hai việc đào và đắp, lượng đất trong khu này đi hoặc đắp thêm vào; trong trường hợp trường hợp san đất kết hợp với đào đất đổ hoặc vận chuyển từ nơi khác đến đấp người ta phải vận chuyển đất đi nơi khác thêm vào. - Bóc đất tầng phủ: nghĩa là lấy đi một lớp đất không sử đụng được cho công trình trên mặt đất tự nhiên như lớp đất mùn, đất lẫn nhiều thực vật hay bị ô nhiễm. Bóc đất là đào đất nhưng không theo độ cao nhất định để đạt cốt thiết kế mà theo độ dày của lớp đất cần bỏ đi. Lấp đất: là làm cho những chỗ trũng cao bằng khu vực xung quanh.

Lấp đất thuộc vào công tác đắp đất, nhưng độ cao phụ thuộc vào độ cao tự nhiên của khu vực xung quanh hoặc độ sâu của vùng đất yêu cầu xử lý. Tính chất của đất và sự ảnh hưởng của nó đến kỹ thuật thi công “Trái Đất được hình thành trong vũ trụ cách đây khoảng 20 tỈ năm. Đất là vật thể rất phức tạp vẻ mặt cấu trúc và các tính chất cơ lí hoá. Trong khuôn khổ của môn kỹ thuật thi công ta chỉ nghiên cứu một số tính chất kỹ thuật ảnh hưởng đến kỹ thuật thí công đất, Đó là trọng lượng riêng, độ ẩm, độ đốc tự nhiên, độ tơi xốp, lưu tốc cho phép, cấp đất.

- Trọng lượng riêng của đất là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất, được xác định bằng công thức: y=. Ig/em”] hoặc |ưƯm'] Trong đó: G - trọng lượng của đất có thể tích là V. Trọng lượng riêng thể hiện sự đặc chắc của đất. - Độ ẩm của đất: Là tỷ số của trọng lượng nước trong đất trên trọng lượng hạt của đất tính theo phần trăm.

Ww Su Gan 199 [%] Gu hoặc W= Gs .100ƒ%1 kh lrong đó: G„ - trọng lượng mẫu đất trong trạng thái tự nhiên; Gy, - trọng lượng mẫu đất sau khi đã sấy khô kiệt; G, - trọng lượng nước trong mẫu đất. Muốn thi công dễ đàng thì cần phải có độ ẩm thích hợp cho từng loại đất. Người ta phân đất ra làm 3 loại: khô, Ẩm, ướt. - Đất khô có: W<5%; :- Đất ẩm có: W < 30%; - Đất ướt có: W > 30%; Ngoài ra người ta còn phân ra những loại đất: + Đất hút nước như đất mùn, đất thịt, đất màu.

+ Đất ngậm nước như đất sét, đất hoàng thổ. + Đất thoát nước như đất cát, sỏi, cuội. - Khả năng chống xói lở (lưu tốc cho phép) Khả năng chống xói lở của đất nghĩa là tính không bị đòng nước cuốn trôi khi có dòng nước chảy qua. “Muốn chống xói lở thì lưu tốc của đồng nước trên mặt đất không vượt quá trị số mà ở đấy hạt đất bắt đầu bị cuốn đi: + Đối với đất cát lưu tốc cho phép: v=0,15 - 0,8m/s; + Đối với đất sét chắc: v=0,8 - 1,8 m/s; + Đối với đất đá: v=2,0- 3,5 m/s.

Những tính chất trên có ảnh hưởng trực tiếp đến công trình đất. Đất ướt và khô quá thì đầm không chặt. Móng công trình, nên công trình, những công trình đắp bằng đất ướt, đất hút nước, đất có độ ngậm nước lớn hoặc đất đễ bị xói lở thường là không chắc chắn, không ồn định và để bị lún. - Độ đốc của mái đất.

Đất có cấu tạo dạng hạt cho nên để tránh đất sụt lở khi ta đào hoặc đấp cần theo một độ đốc nhất định. Độ dốc của mái đất phụ thuộc vào loại đất và trạng thái ngậm nước của đất, cụ thể phụ thuộc vào: góc ma sắt trong (nội ma sát) của đất ký hiệu là %, Hình l1: Độ dốc của mái độ dính của hạt đất ký hiệu là C, độ ấm W của đất, tải trọng tác đụng lên mặt đất và chiều sâu của hố đào ký hiệu là H. Góc ma sát trong là góc tạo bởi những mặt phẳng nằm ngang với mặt phẳng mà ở đó lực ma sát trên bể mặt các hạt đất chống được sự phá hoại khi chịu cất.! ta có thể xác định dộ đốc của mái đất (độ đốc tự nhiên) theo công thức: H 1=tga =— eB Trong đó: ¡ - độ đốc tự nhiên của đất; Œœ - gỐc của mặt trượt; H - chiều cao hố đào (mái đốc); B - chiều rộng của mái đốc. Ngược với độ đốc ta có độ soải m của mái đốc: m= 1 = B = cotga i H Sự xác dịnh chính xác độ đốc của mái đất có một ý nghĩa rất quan trọng tới sự đảm bảo an toàn cho công trình trong quá trình thi công và giảm tới mức tối thiểu khối lượng đào đắp.

Đối với các công trình đất vĩnh cửu hoặc nơi đất xấu đễ sụt lở hoặc độ sâu hố đào hay cao trình nên đắp quá lớn thì œ < @ công trình mới đảm bảo an toàn. Góc nội ma sát @ có thể lấy theo bảng sau: Trạng thái đất Loại đất 2 : Kho Am Ướt Soi, dé dam 40° 40° 35” Cát hạt to 30° 32" 27° Cát hạt trung 28° ase 25° Cát hạt nhỏ. 25" 30° 20° Dat sét pha 30 40" 30° Đất mùn (hữu cơ) 40" 35% 25" Đất bùn không có rễ cây 40" 25° 14 Theo TCVN4447: 1998 Loại đất. Chiều sâu hố dào Đưới 3m Từ 3 + 6m Đất đắp, đất cát sỏi 1:1,25 1:1,5 Cát pha sét 1:0,67.

Il Sét pha cat 1:0,67 1:0,75 Đất sét 10,5 1:0,67 Đất đá rời L:0j1 1:0,25 Dat dé 1:01 1:0,1 * Chú ý: - Đối với công trình vĩnh cửu hoặc công trình đắp bằng đất xấu hay bị sụt lở, độ sâu hoặc độ cao của công trình lớn, để đảm bảo an toàn cho công trình thì thông thường người ta lấy ơ < o , - Những yêu cầu đối với các công trình vĩnh cửu: + Nền đất phải chắc, mái đất phải ổn định, không để sụt lở. + Nền đất sau khi đầm nén phải đảm bảo chịu được tải trọng thiết kế, không bị lún. + Nếu là đê, kè, đập thì không được để nước thấm qua nền và thân. - Độ tơi xốp của đất: Là tính chất của đất thay đổi thể tích trước và sau khi đào.

Độ tơi xốp được xác : V-V, định theo công thức: P=—g ?.100[%] 0 Trong đó: V, - thể tích đất nguyên thổ; V - thể tích đất sau:khi đào lên. Có 2 hệ số tơi xốp: Độ tơi xốp ban đầu p; là độ tơi xốp khi đất vừa đào lên chưa đầm nén; và độ tơi xốp cuối cùng p là khi đất đã được đầm chặt. Đất càng rắn chắc thì độ tơi xốp càng lớn, đất xốp rỗng có độ tơi xốp nhỏ, có trường hợp có giá trị âm. Phản loại đất (4 cấp theo ĐM 1242 -1998 QD BXD) Trong các công tác thi công đất, người ta đựa vào mức độ khó đễ khi thi công để phân loại.

Cấp đất càng cao thì càng khó thi công, mức độ chỉ phí nhân công và chỉ phí máy càng lớn. Người ta có thể phân chia cấp đất hay phân loại theo các cách sau đây: a. Phân loại đất theo phương pháp thì công thủ công dựa vào các dụng cụ dùng để thi công: Nhóm dat Tén đất Dung cụ tiêu chuẩn ~ Đất phù sa, cát bổi, đất màu, đất den, dat hoàng thé. - Dat đổi sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến dé (thuộc nhóm IV Dùng xẻng xúc dễ dàng đổ xuống) mà chưa bị đầm nén.

- Đất cát pha đất thịt hoặc đất thịt pha cái. - Đất cát pha - Gạch vụn, mùn rác xây dựng. Dùng xẻng xúc được nhưng H1 - Đất đổ đã bị nền nhưng còn dùng xẻng xúc được. phải ấn nặng tay - Đất sạt lở lẫn đá nhỏ và rễ cây từ 25-50%.

+ Đất phù sa, cát bồi, đất màu, dat mùn, đất hoàng thổ. - Đất cát pha sét, đất sét mềm. ~ Đất cát lẫn sỏi đá, gạch vụn, mảnh sành, rễ cây từ 10+25%. Dùng cuốc bàn cuốc để dàng.

It Đùng xẻng rồi đạp chân bình - Đất phong hoá biến thành đất tơi xốp, xắn mai còn rắn thường đã ngập xéng. nhưng khi xắn ra đùng tay bóp vụn được. - Đất thịt, đất sỏi nhỏ, đất gan gà mềm. 1V - Đất sét mềm lân d ¡ gạch vụn, mùn rác từ Ì Đừng cuốc bàn cuốc thấy khó.

- Đất cát lẫn sỏi đá, gạch vụn, xỉ, mảnh sành, rễ cây từ 25+50%. Đừng mai xắn thấy chối - Đất gan gà, đất thịt cứng, đất lẫn sỏi đá, gạch vụn, xỉ, mảnh sành gốc cây trên 50%.